کارشناسیرشته مهندسی نرم افزار

مروري بر مطالب مهم در درس ساختمان داده و تكميل نكات ارائه شده در خصوص:
استقرا رياضي و روشهاي بازگشتي، پيچيدگي الگوريتمها و آناليز آنها، نمادهاي
O، تتا، امگا، o و روشهاي حل مسئله: در هر روشي تعدادي مسئله مهم انتخاب و
الگوريتمهاي هر يك گفته شده و اثبات و آناليز گردد. روش مستقيم و حل
(مسائل: ماكزيمم و مينيمم يك آرايه، ضرب دو عدد nبيتي، روش strassen در ضرب
ماتريسها، تورنمت بازيها، مرتب كردن براساس QuickSort)، روش برنامه سازي
پويا(مسائل: ضرب ماتريسها، كوله پشتي، مثلث بندي بهينه يك چندضلعي، طولاني
ترين زيرترتيب مشترك، حروف چيني يك پاراگراف)، روش حريصانه(مسائل:مسائل
زمانبندي، خرد كردن پول، كدهافمن)، روشهاي مبتني بر جستجوي كامل و تكنيكهاي
محدود كردن فضاي جستجو، استفاده از درخت بازي و Pruning، بازيهاي Puzzle،
tic-tac-tac روشهاي مكاشفه اي براي حل مسائل مشكل(مسئله فروشنده دوره
گرد) الگوريتمهاي گراف شامل: روشهاي جستجوي گراف(عمقي، سطحي) گرافهاي بدون
جهت(الگوريتمهاي Dijkstra درخت پوشاي مينيمال، اجزا همبند، كاملا همبند و
مسائل ديگر) گرافهاي جهت دار(الگوريتمهاي Floyd، مرتب كردن Topological،
اجزا دو همبند و …) شبكه هاي ماكزيمم جريان و مسائل مربوطه.

مراجع:
1- Neapolitan, Foundations of Algorithms.
2- CLRS) Cormen, leisersen, Rivert, Introduction to Algorithms)
3- Horowitz, Sahni, Fundamental of Computer Algorithms.
4- Aho, Hopctoft, Data Structure & Algorithms.
5- Udi Manber, Introduction to Algorithms.
6- Brassard, Fundamentals of Algorithms

اصول طراحي پايگاه داده

مقدمه، معرفي ومرور مباحث ذخيره و بازيابي اطلاعات
مفاهيم و تعاريف مديريت پايگاه داده (تعريف داده و اطلاعات، تعريف پايگاه
داده، ضرورت پايگاه داده، استقلال داده اي، مدل هاي مختلف سيستم هاي پايگاه
داده)
معماري يك سيستم پايگاه داده(معماري سه سطحي، سطح خارجي، سطح مفهومي، سطح
داخلي، مدير پايگاه داده و مدير داده، مدير ارتباطات داده اي)
مدل هاي مختلف سيستم هاي پايگاه داده (مدل سلسله مراتبي، مدل رابطه اي، مدل شبكه اي)
مدل رابطه اي پايگاه داده ها(رابطه يا جدول، جداول مبنا و غيرمبنا، زبان پرس و جو)
عناصر مدل رابطه اي (دامنه، رابطه و انواع آن)
جامعيت مدل رابطه اي(كليد كانديد، كليد اوليه، كليد رقيب، كليد خارجي و قواعد آن، تهي بودن كليد خارجي و كليد اوليه)
جبر رابطه اي
حساب رابطه اي
زبان SQL
وابستگي تابعي (تعريف، وابستگي هاي جزئي، بستار مجموعه اي از وابستگي ها، مجموعه كاهش ناپذير از وابستگي ها)
نرمال سازي(1NF, 2NF, 3NF, BCNF وابستگي چند مقداري(MVD) و 4NF، وابستگي الحاقي (JD) و 5NF)
مرور مطالب پيشرفته تر (حفاظت، ترميم، همزماني، پايگاههاي داده شي گرا، پايگاه هاي داده استنتاجي).

مراجع:
1- Date, Introduction to Database Design
2- Elmasri, Fundamental of Database systems
3- Abitebout, Foundations of Database
4- Korth and Silberchatz, Database System Concepts

ساختمان داده ها

آرايه ها، بردارها، ماتريسها، كاربرد ماتريسها مانند MAZE، ماتريسهاي خلوت و
كاربرد آنها، پشته ها، صفها و كاربرد آنها، ليستها، ليستهاي پيوندي (خطي،
حلقه اي، پيوند مضاعف، چند پيوندي) و كاربرد آنها، تعاريف و اصول مقدماتي
درختها، درختهاي دودويي، نمايش و كاربرد (درختهاي تصميم گيري، بازي،
جستجو و …) روشهاي ايجاد درختهاي تسبيح و اره (TREADED TREES) گرافها
(نمايش، روشهاي پيمايش، كاربرد)، درختهاي پوشا، روشهاي تخصيص حافظه هاي
پويا و مقايسه آنها،الگوريتمهاي جستجو و مرتب كردن داخلي (حداقل 4 روش) و
ادغام.

مراجع:
1- Horowitz and Sahni, Fundamental of Data Structure and Computer Algorithms
2- Tenenbawn, Data Structure Using Pascal
3- Wirth, Algorithms + Data Structure = Programs

اصول طراحي كامپايلر

مقدمات(انواع مترجم ها شامل كامپايلرها و مفسرها) ساختار و اجزاي
كامپايلر(تحليل گر لغوي، نحوي، معنايي، مديريت جدول نمادها، توليد كد
مياني و نهايي، بهينه سازي، مديريت خطاها)
بررسي انواع گرامرها و خواص عمومي زبانها(طبقه بندي Chomsky)، گرامرهاي گنگ، گرامر خالص(مختصر و مفيد)
تحليل لغوي، عباريات منظم براي نمايش الگوي توكن ها، اصلاح خطاهاي لغوي، گرامرهاي تفسير حالت قطعي و غيرقطعي
روشهاي تحليل نحوي (بالا به پايين، (LL(1 ، پياده سازي RecursiveDescent و
جدول تجزيه پايين به بالا(OP-SP)، روشهاي (LL(1 شامل (SLR(1 و (LALR(1 و
(CLR(1 و اصلاح جدول (LR(1 در مورد گرامرهاي گنگ)
روشهاي اصلاح خطاهاي نحوي
تحليل معنايي(تستهاي ايستا و پويا)
مديريت جدول نمادها و ساختار آنها
روشهاي تحصيص حافظه (ايستا و پويا)
توليد كد مياني و نهايي و روشهاي توليد كد مانند Syntax Directed يا Tree Walking با استفاده از كنش هاي مفهومي و علايم كنش
ترجمه تعدادي از ساختارهاي زبانهاي امري مانند عبارتها ، ساختارهاي كنترلي، فراخواني روال ها
مختصري در مورد بهينه سازي كد مياني

مراجع:
1- Aho, Sethi, Compilers: Principles, Techniques and Tools
2- Trembly, The Theory and Practice of Compiler Writing
3- Pittman and Petersm The Art of Compiler Design
4- Mack, Writing Compilers and Interpreters

رياضي گسسته

مقدمه : منطق رياضي، جبرگزاره ها، فرمولهاي خوش ساخت، مروري بر نظريه مجموعه ها، روشهاي اثبات
روابط و توابع: روابط دوتايي، روابط سازگاري و هم ارزي، ماتريس نمايش دهنده روابط، گراف رابط، توابع،توابع پوشا، توابع يك به يك
روابط بازگشتي،استقرا، حل روابط بازگشتي، تابع مولد
ساختمانهاي جبري، نيمگروهها و منويدها، گرامرها و زبانها، نشانه گذاري
لهستاني، گروهها،همومورفيسم، ايزومورفيسم، لاتيسها(شبكه ها)، جبربول، جدول
كارنو، زبان و دستور زبان، دستور زبان بعنوان مثالي از منويدها
آناليز تركيبي:اصل لانه كبوتر، آشنايي با الگوريتمهاي تركيبي،توابع بازگشتي و كاربرد آنها
تئوري گراف: گرافهاي جهت دار، گرافهاي بي جهت، مسيرهاي اويلري و هميلتوني،
مسيرهاي بهينه اپتيمال، الگوريتم يافتن مسيرهاي بهينه اپتيمال، گرافهاي
همبند، ماتريس ارتباط و قضاياي مربوطه، كاربرد گرافها در تجزيه و تحليل
فعاليتها
درختها : درختهاي پوشاي مينيمال، پيمايش درختها، كاربرد درختها، عبارات جبري و نمايش درختها.

مراجع:
1- Johnson Baugh,Discerte Mathematics
2- Grassman And Tremblay, Logic and Discrete Mathematics
3- Termblay, Discrete Mathematical Structures with Applications to computer science
4- Keneth, Rossen and Charles R.B,Wright, Discrete Mathematics
5- Grimaldi, Discrete and Combinatorial Mathematics
6- Michael Alberison, Discrete Mathematics with Algorithms

زبان تخصصي نرم افزار

با توجه به كاربرد وسيع زبان انگليسي به عنوان زبان رايج متون علمي و جزوات
راهنما و اكثريت نرم افزارها و Help آنها و خصوصا كاربرد رايج آن د رشبكه
هاي اطلاع رساني به ويژه Internet، سعي براين است تا در اين درس با مروري
بر مطالب عنوان شده در زبان تخصصي مقطع كارداني، دانشجويان با مفاهيم
پايه و گرامري مرتبط با علم كامپيوتر،واژگان مورد استفاده در حوزه نرم
افزار، سخت افزار، اينترنت و شبكه هاي كامپيوتري و اطلاع رساني آشنا شده و
با نحوه ترجمه متون علمي و نحوه نگارش اين متون آشنا شوند.
آشنايي با پيغامهاي ارسالي متدوال توسط سيستم عامل هاي رايج و در هنگام
مراحل نصب نرم افزارها، زبانهاي برنامه نويسي،اختصارات متدوال در نامه
نگاري الكترونيكي و chat و … اصطلاحات و واژگان رايچ در موتورهاي
جستجواينترنت و بهرگيري از دفترچه هاي راهنما و مراجع و …
ترجمه متون مختلف تخصصي و نگارش ساده متون علمي در حوزه رايانه و اطلاع رساني.

سيستمهاي خبره

معرفي سيستمهاي خبره، ساختار و ويژگي هاي سيستمهاي خبره، پياده سازي
سيستمهاي خبره، چگونگي تشكيل پايگاه دانش، سيستمهاي خبره مبني بر قوانين،
سيستمهاي خبره مبني بر Frame، منطق و استدلال خودكار اصول استدلال قاعده
مند، سيستمهاي خبره نادقيق(Bayesian، تئوري اطمينان، سيستمهاي خبره فازي)
چرخه عملي سيستمهاي خبره، تعيين خواسته ها رد طراحي سيستمهاي خبره، اكتساب
دانش و پياده سازي آن، روشهاي يادگيري اتوماتيك دانش، وارسي و اعتبارسنجي،
بكارگيري يك زبان طراحي سيستمهاي خبره و مهندسي دانش.

مراجع:
1- Durkin, Expert systems
2- Gonzalez and Dankel, The Engineering of knowledge Based System theory and practice
3- Waternan, A Guide to Expert systems
4- Jackson, Introduction to Expert Systems

هوش مصنوعي

هوش مصنوعي چيست؟ مباني و تاريخچه هوش مصنوعي و مرزهاي دانش در هوش مصنوعي
عاملين (Agents) هوشمند، ساختار و عملكرد، عاملين هوشمند، محيط ها
حل مسئله، حل مسئله از طريق جستجو، فرموله كردن مسايل، چند مثال جستجو براي جواب، روشهاي جستجو
روشهاي جستجو آگاهانه (informed) جستجوي Best-first توابع Heuristic جستجوي حافظه محدود، ساير روشهاي جستجوي بهبود يافته
عاملين مبتني بر دانش، عامليني كه منطقي استدلال مي كنند، نمايش منطق، منطق گزاره اي، استدلال
منطق رتبه اول، استنتاج در اين منطق، قوانين استنتاج، استنتاج زنجيره اي به جلو و عقب
برنامه ريزي(Planning)، از حل مسئله به برنامه ريزي، نمايشهاي ساده براي برنامه ريزي، مهندسي دانش براي برنامه ريزي
عدم قطعيت (Uncertainty)، نحوه عمل كردن در شرايط عدم قطعيت، كاربرد و نحوه استحصال احتمالات
معرفي برخي كاربردها در سيستمها خبره، پردازش زبان طبيعي، بينائي ماشين و رباتيك

مراجع:
1- Russell and Nowig, Artificial Intelligence: A modern approach.
2- Rich, Artificial intelligence
3- Bratko, Prolog Programming for AI
4- Nilsson, Principles of Artificial Intelligence
5- Sterling and Shapiro, Art of Prolog

طراحي پياده سازي زبانها

ويژگي هاي عمومي زبانهاي برنامه نويسي، پردازنده هاي زبانهاي برنامه سازي و
مقايسه انواع آنها ويژگي هاي انواع داده ها و پياده سازي آنها در زبانهاي
سطح بالا، روشهاي تعيين ترتيب اجراي دستورات و پياده سازي آنها، كنترل
داده ها(Data Control) ، روشهاي تخصيص نشانوندهاي (Arguments) يك تابع
(برنامه فرعي) و پياده سازي آنها، روشها مديريت حافظه در زبانهاي سطح
بالا، انتزاع(تجريد) داده ها.

مراجع:
1- Pratt, Programming Language and Implementation
2- Horowitz, Fundamental of Programming Language

معماري كامپيوتر

تعريف معماري كامپيوتر، اشاره اي به تاريخچه كامپيوتر و نسلهاي آن، معرفي
واحدهاي اصلي كامپيوتر، طراحي مجموعه دستورالعمل، بررسي معيارها و مسائل،
نحوه اجراي دستورالعملها به كمك زبان توصيف سخت افزار(مثل RTL)، روشهاي
طراحي واحد كنترل به روش سيم بندي شده، ساختار واحد كنترل، كنترل انواع
گذرگاه و مسيريابي داده، طراحي واحد حسابي، منطقي و محاسبه تاخيرها، طراحي
واحد كنترل ريزبرنامه پذير، حافظه و سلسله مراتب آن، حافظه هاي ايستا و
پويا، معرفي حافظه نهان(CACHE) و مجازي(Virtual)، الگوريتمهاي حسابي جمع،
تفريق، ضرب و تقسيم، الگوريتمهاي مميز شناور، شيوه هاي دسترسي به دستگاههاي
ورودي و خروجي(سركشي، وقفه)، دسترسي مستقيم به حافظه(DMA) و به اشتراك
گذاري گذرگاه(BUS)، اشاره به روند توسعه معماري كامپيوتر و تفاوتهاي RISC,
CISC.

مراجع:

1- Hama, Zaky, Computer Organization
2- Patterson, Hennessey,Computer Architecture, Hardware/Software Design
3- Mano, Computer System Architecture
4- Mano, Logic and Computer Design Fundamentals

سيستمهاي عامل

تعريف سيستم عامل و وظايف اساسي آن به عنوان ماشين مجازي و مدير منابع،
انواع منابع، تاريخچه مختصر سيستم هاي عامل، طبقه بندي انواع سيستمهاي
عامل، سيستم عامل از ديد كاربر، مفهوم پردازه(فرآيند)، كار، وظيفه، انواع
كار (مقيد به ورودي/ خروجي، مقيد به پردازنده)، مدل پردازه، مكانيزم وقفه،
برنامه سازي و كنترل عمليات ورودي/ خروجي، همروندي عمليات ورودي/ خروجي و
عمليات پردازشي، بررسي بافرينگ، محيط هاي چندبرنامه اي، سيستمهاي عامل
اشتراك زماني و محاوره اي، مديريت پردازنده، زمانبندي كارها و فرايندها در
استفاده از منابع، مديريت حافظه(الگوريتمهاي مختلف تخصيص حافظه)، حافظه
مجازي و مديريت آن، مديريت دستگاههاي ورودي/خروجي، مديريت پرونده ها، بررسي
مسئله بن بست و راه هاي مواجه با آن، امنيت و حفاظت در سيستمهاي عامل،
آشنايي مقدماتي با سيستم هاي عامل شبكه و توزيع شده.

مراجع:
1- Tenenbaum, Modern Operating Systems
2- Stallings, Operating Systems
3- Deitel, Operating Systems
4- Silberschatz, Peterson, Operating Systems

نظريه زبان ها و ماشينها

آتاماتاي محدود، آتاماتاي Pushdown، ماشين تورينگ، انواع گرامرها و زبانها،
تقسيم بندي Chomsky, ارتباط ميان زبانها و ماشينها و قضاياي مربوطه.

مراجع:
1- Linz, Introduction to Formal Languages and Automata
2- Wood, Theory of Computation
3- Reveseze, Theory of Formal Languages
4- Cohen, Introduction to Computer Theory

مدارهاي منطقي

سيستم نمايش اعداد و كذگذاري، نمايش اعداد منقي، منطق كليدي، منطقهاي سه
حالته، ساختار كلي دريچه هاي منطقي، انواع دريچه هاي منطقي، توابع منطقي
ساده كردن آنها شامل روشهاي جدول كارنو و روش جدول بندي، روشهاي كامپيوتري
ساده كردن توابع تركيبي، طراحي مدارات رمزگشا، مدارات رمزكننده، مدلهاي
كد، انتخاب كننده ها و ديگر بسته ها براي پياده سازي مدارهاي تركيبي،
مدارهاي ROM، PLA، PAL و ديگر ساختارهاي منظم، ساختار لچ، و فليپ فلاپ،
مدارهاي همگام(Synchoronous)، مقايسه ماشينهاي حالت در MOORE و MELAY،
شمارنده ها، شيفت رجيسترها، مدارهاي غيرهمگام(Asynchrounous)، بررسي
مخاطره ها و مسابقه ها(Race and Hazard)، تخصيص وضعيت بدون مسابقه، تراشه
هاي متدوال مدارهاي ترتيبي، طراحي با بررسي يك نمونه ماشين يا بخش كنترل و
داده، روشهاي طراحي نوين.

مراجع:
1- Nelson, Digital Logic Circuit Analaysis & Design
2- Wakerly, Digital Design Principles and Practicas
3- Mano, Computer Engineering Hardware Design

روشهاي محاسبات عددي

تعريف خطا، انباشتگي خطا در محاسبات، ناپايداري در محاسبات، فرمول تكرار
براي محاسبه توابع، روشهاي حل معادلات غير خطي شامل روشهاي نصف كردن فاصله،
رسم خطوط قاطع، رسم خطوط مماس، تكرار نقطه ثابت، فرمول خطا و اثبات
همگرايي براي هريك از روشها، رتبه همگرايي، معادلات چند جمله اي(جداسازي
ريشه ها، حدود ريشه ها،روشهاي حل)، روش برستو(Barastow) براي تعيين رشته
هاي موهومي، دستگاه معادلات خطي، روشهاي حل مستقيم(گاوس، ماتريس وارون)،
روشهاي حل تكراري، روش نيوتن براي حل دستگاه معادلات غير خطي، مقادير ويژه،
بردارهاي ويژه، معادله مشخصه، روشهاي فاكتورگيري، تفاضلهاي منتاهي،
روشهاي درون يابي، برون يابي(نيوتن، گاوس، لاگرانژ، اتيكن)، چندجمله اي
چبي شف، چندجمله اي Spline، درون يابي وارون، درون يابي دو متغيره، فرمول
خطا، خمهاي پوشا، روشها يحداقل مربعات، مشتق گيري عددي، تعيين نقاط
اكسترمم توابع جدولي، فرمول گاوس با نقاط محدود، انتگرال گيري عددي،
فرمولهاي خطا براي روشهاي انتگرال گيري، انتگرال گيري چندگانه عددي،
روشهاي حل معادلات ديفرانسيل معمولي(تيلور، پيكارد، اويلر، هيون، اويلر
بهبوديافته، رانگ(Rung) كوتا (Kutta ))، روشهاي پيشگويي و تصحيح جواب،
فرمول خطا، حل معادلات ديفرانسيل با شرايط سرحدي، حل دستگاه معادلات
ديفرانسيل.

مراجع:
1- Mathews, Numerical Methods for Mathematics, Science and Engineering
2- Atkinson, Elementary Numerical Analysis
3- Dlum, Analysis and Computation
4- Gerald, Applied Numerical Analaysis
5- Nakamura, Applied Numerical Methods

مدارهاي الكتريكي 1

مدارهاي فشرده و قوانين كيرشف، تقريب و مدلسازي عناصرمدار، اجزاء مدار
شامل، مقاومتها، منابع نابسته و منابع وابسته (ولتاژ و جريان)، خازنها،
سلفها، توان و انرژي، تقويت كننده عملياتي(OPAMP) به عنوان يك عنصر مدار،
مدارهاي ساده شامل، مدارهاي مقاومتي، روشهاي تحليل مدارهاي مقاومتي، مشخص
سازي يك مدار در دو سرآن، مدار معادل تون نرتن و قضيه جمع آثار در مدارهاي
مقاومتي، تبديل منابع، بهم پيوستن سلفها و خازنها، كاربرد Spice در حل
مدارهاي مقاومتي، مدارهاي مرتبه اول شامل، مدارهاي RL، RC پاسخهاي ورودي
صفر، پاسخ حالت صفر، پاسخ كامل، پاسخ گذرا و پاسخ حالت دائمي، ثابتهاي
زماني و مدار با چند ثابت زماني و كليدزني، پاسخ پله و پاسخ ضربه، مدارهاي
مرتبه دوم، مفاهيم پايداري، نوسان، مقاومت منفي، مدارهاي دوگا، تشابه
سيستمهاي الكتريكي و مكانيكي، كاربرد Spice در حل مدارهاي منطقي اول و دوم و
OPMP، روشهاي تحليل مدارهاي خطي(تحليل گره و تحليل مش)، اهميت پاسخ ضربه و
محاسبه آن در مدارهاي خطي كلي(تحليل حوزه زماني) و قضيه كانالوشن، تجزيه و
تحليل حالت دائمي سينوسي شامل مفاهيم فازور امپدانس، ادمپتانس، دياگرام
فازوري، مفهوم تشديد و مدارهاي تشديد سري و موازي، توابع شبكه، پاسخ
فركانسي، توان در حالت سينوسي، توان متوسط، حقيقي و توان راكتيو، قضيه
انتقال توان ماكزيمم، مقادير موثرو RMS، تغيير مقايس يك مدار، كاربرد Spice
در حل مدارهاي در حالت دائمي سينوسي، تحليل مدارهاي سه فاز، متعادل،
تزويج و مدارهاي تزويج شده، مدارهاي معادل Tو سلفهاي تزويج شده ماترسي
اندوكتانس، بهم پيوستن سلفهاي تزويج شده، ترانسفورماتورها، مدل مداري و
خواص كاربرد آنها،كاربرد Spice در حل مدارهاي با سلفهاي تجويز شده و
ترانسفورماتورها.

مراجع:
1- Desoer and Kuh, Basic Circuit Theory
2- Desoer and Kuh, Linear and Nonlinear Circuits
3- Nilson, Electric Circuit
4- Huelsman, Vasic Circuit Theory
5- Base and Stevens, Introductory Network Theory

آمار و احتمالات مهندسي