Chuyên ngành Bảo đảm toán học cho máy tính và hệ thống tính toán

(Theo chương trình đào tạo Thạc sĩ của Trường ĐH Khoa học tự nhiên – ĐHQG HN)

 

Tên chuyên ngành:      BẢO ĐẢM TOÁN HỌC CHO MÁY TÍNH VÀ HỆ THỐNG TÍNH TOÁN

(Mathematical foundation for computers and computing systems).

Tên ngành: Toán học (Mathematics).

Bậc đào tạo: Thạc sĩ

Tên văn bằng: Thạc sĩ Toán học (Master in Mathematics).

 

ĐỐI TƯỢNG DỰ THI

Đối tượng được đăng ký dự thi: Công dân nước CHXHCN Việt Nam có đủ các điều kiện quy định dưới đây được dự thi vào đào tạo thạc sĩ:

*Điều kiện văn bằng

Thí sinh phải có một trong các văn bằng sau:

- Có bằng tốt nghiệp ngành đúng hoặc phù hợp với ngành đăng ký dự thi: Toán học, Toán – Tin ứng dụng, Sư phạm Toán, Toán – Cơ.

- Có bằng tốt nghiệp đại học chính qui ngành gần với ngành đăng ký dự thi, đã học bổ sung kiến thức các môn học để có trình độ tương đương với bằng tốt nghiệp đại học ngành đúng.

*Điều kiện về thâm niên công tác

- Thí sinh có bằng tốt nghiệp đại học loại khá trở lên, ngành tốt nghiệp đúng hoặc phù hợp với ngành đăng ký dự thi được dự thi ngay sau khi tốt nghiệp đại học.

- Những trường hợp còn lại phải có ít nhất hai năm kinh nghiệm làm việc trong lĩnh vực chuyên môn đăng ký dự thi kể từ khi tốt nghiệp đại học (tính từ ngày Hiệu trưởng ký quyết định công nhận tốt nghiệp) đến ngày đăng ký dự thi.

 

MỤC TIÊU ĐÀO TẠO

*Về kiến thức: Trang bị các kiến thức nâng cao về Tin học lý thuyết và cơ sở Toán học cho Tin học thuộc chuyên ngành “Bảo đảm toán học cho máy tính và các hệ thống tính toán”.

Về kỹ năng: Thạc sĩ chuyên ngành “Bảo đảm toán học cho máy tính và các hệ thống tính toán” có khả năng giảng dạy các môn Toán học, Tin học ở các trường đại học, cao đẳng;

*Về năng lực: có đủ năng lực thực hiện các công tác chuyên môn và nghiên cứu khoa học trong chuyên ngành của mình, tham gia vào các hướng nghiên cứu hiện có tại Khoa Toán - Cơ - Tin học:

- Ngôn ngữ hình thức và Otomat.

- Điều khiển các hệ tương tranh

- Thiết kế và phân tích các hệ thống thông tin

- Xử lý ngôn ngữ tự nhiên

Thạc sĩ chuyên ngành “Bảo đảm toán học cho máy tính và các hệ thống tính toán” có thể được tiếp tục đào tạo ở bậc Tiến sĩ theo các mã ngành tương ứng.

*Về nghiên cứu: Có khả năng tham gia các đề tài nghiên cứu về toán ứng dụng, khoa học máy tính và công nghệ thông tin.

 

CÁC MÔN HỌC TRONG CHƯƠNG TRÌNH

STT	Tên môn học (Tiếng Việt, Tiếng Anh)	Số tín chỉ
I.	Khối kiến thức chung	11
1	Triết học (Philosophy)	4
2	Ngoại ngữ chung (Foreign languague for general purposes)	4
3	Ngoại ngữ chuyên ngành (Foreign languague for specific purposes)	3
II.	Khối kiến thức cơ sở và chuyên ngành
	II.1. Các môn học bắt buộc	22
4	Cơ sở dữ liệu suy diễn (Deductive Database)	2
5	Logic mờ (Fuzzy Logic)	2
6	Thuật toán song song (Parallel Algorithms)	2
7	Hệ chuyên gia và trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence and Expert Systems)	2
8	Lý thuyết thuật toán (Theory of Algorithms)	2
9	Khai phá dữ liệu (Data Mining)	2
10	Mạng máy tính nâng cao (Advanced Computer Networking)	2
11	Ngôn ngữ hình thức và Otomat nâng cao (Advanced Formal Languague and Automata)	2
12	Công nghệ phần mềm nâng cao (Advanced Software Engineering)	2
13	An toàn dữ liệu nâng cao (Advanced Data Security)	2
14	Hệ thống phân tán (Distributed Systems)	2
	II.2. Các môn học lựa chọn	8/32
15	Phân tích thiết kế hệ thống (Analysis and Design of Systems)	2
16	Hệ hỗ trợ quyết định (DSS) (Decision Support Systems)	2
17	Nguyên lý của ngôn ngữ lập trình (Principles of Programming Languague)	2
18	Các mô hình tương tranh (Concurrent Models)	2
19	Lý thuyết đồ thị và ứng dụng (Graph Theory and Applications)	2
20	Cơ sở dữ liệu phân tán (Distributed Database)	2
21	Chương trình dịch (nâng cao) (Compiler)	2
22	Giao diện người - máy (HCI) (Human-Computer Interface)	2
23	Đa phương tiện (Multimedia)	2
24	Tổ chức dữ liệu tri thức (Knowledge Representation)	2
25	Lập trình mạng (Network Programming)	2
26	Lý thuyết độ phức tạp (Theory of Complexity)	2
27	Xử lý ngôn ngữ tự nhiên (Natural Languague Processing)	2
28	Tính toán lưới (Grid Computing)	2
29	Xử lý tín hiệu số (Digital Signal Processing)	2
30	Hệ thống nhúng (Embedded Systems)	2
III.	Luận văn	16
	Cộng:	57

 

TÓM TẮT NỘI DUNG MÔN HỌC

*Cơ sở dữ liệu suy diễn

Môn học có mục đích trang bị kiến thức về :

- Tri thức và thể hiện tri thức; - Mô hình dữ liệu logic; - Cơ sở dữ liệu tổng quát và cơ sở dữ liệu suy diễn; - Ngôn ngữ hỏi trong cơ sở dữ liệu suy diễn

*Logic mờ

Chuyên đề nhằm cung cấp những kiến thức cơ bản về logic mờ và một số ứng dụng. Các nội dung sẽ được đề cập:

- Kiến thức căn bản về logic mờ; - Điều khiển quá trình bằng logic mờ; - Hệ thống quyết định sử dụng logic mờ; - Hệ thống nhận dạng sử dụng lôgic mờ; - Hệ mờ và mạng nơ-ron

*Thuật toán song song

Môn học giới thiệu một số khái niệm cơ bản về xử li song song như mô hình kiến trúc song song, hệ điều hành và ngôn ngữ lập trình song song. Nội dung chính của môn học tập trung vào việc tìm hiểu các vấn đề xung quanh việc xây dựng, đánh giá và triển khai các thuật toán song song. Các chương nội dung chính bao gồm:

- Giới thiệu về xử lí song song; - Kiến trúc và hệ điều hành; - Các ngôn ngữ lập trình song song; - Thuật toán song song; - Các vấn đề cơ bản trong thiết kế và đánh giá thuật toán song song; - Thuật toán song song theo chuyên mục: thuật toán tính toán, sắp xếp, tìm kiềm, thuật toán trên đồ thị...

*Hệ chuyên gia và trí tuệ nhân tạo

Môn học nhằm trang bị các kiến thức về:

- Tổng quan về trí tuệ nhân tạo; - Biểu diễn tri thức; - Các hệ thống kí hiệu: cây, đồ thị, phân cấp, logic tân từ và logic mệnh đề, mạng ngữ nghĩa, ràng buộc, phụ thuộc khái niệm, cơ sở dữ liệu; - Tìm kiếm: Không gian tìm kiếm, tìm kiếm theo chiều rộng/chiều sâu trước, các thuật toán di truyền; - Suy diễn logic; - Suy diễn xác suất; - Học; - Mạng nơ-ron; - Hệ chuyên gia: Tổ chức, công cụ, các hạn chế, ví dụ

*Lý thuyết thuật toán

Môn học nhằm trang bị kiến thức về phương pháp xây dựng thuật toán hiệu quả và phân tích tính đúng đắn về mặt toán học và độ phức tạp của thuật toán. Nội dung bao gồm:

- Giới thiệu; - Phân lớp. Mã Huffman; - Quy hoạch động; - Đường đi ngắn nhất (tuần tự và phân tán); - Luồng cực đại; - Các lớp độ phức tạp

*Khai phá dữ liệu

Môn học có mục đích trang bị kiến thức về :

- Dữ liệu và độ đo; - Mô hình và mẫu dữ liệu; - Xử lí dữ liệu thống kê và nội suy dữ liệu; - Qui luật của dữ liệu; - Tổ chức dữ liệu và cơ sở dữ liệu; - Mô hình khai phá dữ liệu và ứng dụng.

*Mạng máy tính nâng cao

Môn học này nhằm trình bày  các nguyên lý của mạng máy tính tập trung vào các thuật toán, các giao thức, sự thực hiện của các dịch vụ mạng tiên tiến. 

Các chủ đề chính của chuyên đề được bao gồm:

- Giới thiệu: Kiến trúc của Internet - Lịch sử và sự phát triển; - Mô phỏng mạng; - Điều khiển luồng và tắc nghẽn; - Định tuyến; - Quản lý Traffic; - Wireless Access and Mobility; - Các ứng dụng  và Middleware.

*Ngôn ngữ hình thức và Otomat (nâng cao)

Môn học nhằm trang bị các kiến thức nâng cao về lý thuyết ngôn ngữ hình thức và ôtômat. Nội dung bao gồm:

- Ôtômat hữu hạn; - Biểu thức chính quy và ngôn ngữ chính quy. Các tính chất của lớp ngôn ngữ chính quy; - Văn phạm và ngôn ngữ phi ngữ cảnh; - Ôtômat đẩy xuống. Các tính chất của ngôn ngữ phi ngữ cảnh; - Tính đóng của ngôn ngữ chính quy và phi ngữ cảnh; - Các dạng chuẩn của văn phạm; - Các thuật toán đoán nhận cho văn phạm; - Máy Turing; - Tính không quyết định được; - Tính NP-đầy đủ.

*Công nghệ phần mềm (nâng cao)

Môn học này nhằm trình bày  các nguyên lý  trong quá trình quản lý và phát triển phầm mềm với các cách tiếp cận công nghiệp. Môn học này sẽ thảo luận các vấn đề lý thuyết như: chu trình phát triển phần mềm, lập kế hoạch,  quản trị chất lượng (theo các chuẩn của ISO và IEEE), quản lý rủi ro, kiểm thử ….  của phần mềm. Môn học này cũng trình bày cách tiếp cận Extreme Software Engineering. Nội dung của chuyên đề bao gồm:

- Phần mềm: Sự phân loại theo ISO và IEEE. Kiến trúc phần mềm, các hoạt động và tác vụ chính trong quá trình phát triển phần mềm

- Sản phẩm phần mềm:  Sự phân loại theo ISO và IEEE và các đặc chưng của chúng. Các mô hình lớp của sản phẩm phần mềm.

- Quá trình phát triển và các sản phẩm của nó: Các hoạt động của quá trình phát triển phần mềm, các tác vụ và sản phẩm của nó. Sự liên quan giữa các hoạt động và sản phầm

- Chu trình hỗ trợ phần mềm: Hỗ trợ các quá trình phần mềm, sự liên quan của nó với các hoạt động phát triển.

- Chất lượng phần mềm và sự đánh giá chất lượng phần mềm

- Lập kế hoạch cho một phần mềm

- Đánh giá quá trình phát triển phần mềm: Kiểm thử phần mềm, quản lý rủi ro và thay đổi

*An toàn dữ liệu nâng cao

Chuyên đề này cung cấp kiến thức về các vấn đề liên quan đến an toàn dữ liệu. Nội dung bao gồm:

- Tổng quan. Khái niệm an toàn, tính riêng tư. Các vấn đề luật pháp liên quan. Các vấn đề về an toàn trong các hệ thống quản trị và phân tích dữ liệu

- Các công cụ cơ bản: Giới thiệu về Mật mã học ứng dụng và tính toán an toàn. Lý thuyết thông tin và lý thuyết trò chơi.

- An toàn dữ liệu; - Bảo mật dữ liệu

- Các vấn đề khác và xu hướng tương lai: Khai phá dữ liệu để phát hiện bất thường, Chối bỏ thông tin.

*Hệ thống phân tán

Mục đích của chuyên đề là trình bày các nguyên tắc cơ bản của các hệ thống phân tán như là truyền thống, đặt tên, sự đồng bộ hóa, sự chịu lỗi …. Chuyên đề sẽ bao gồm các chủ đề sau:

- Tổng quan về các hệ thống phân tán; - Truyền thông trong các hệ phân tán; - Naming trong hệ thống phân tán; - Đồng bộ hóa; - Tính thống nhất và sự tái tạo; - Sự chịu lỗi; - An toàn trong hệ thống phân tán

*Phân tích thiết kế hệ thống

Môn học nhằm mục đích cung cấp các kiến thức về phân tích và thiết kế hệ thống hướng đối tượng:

- Phương pháp hướng đối tượng và quá trình phát triển hệ thống phần mềm; - UML và quá trình phát triển phần mềm thống nhất; - Biểu đồ ca sử dụng phân tích các nhu cầu của hệ thống; - Phân tích hệ thống – Mô hình khái niệm và biểu đồ lớp; - Mô hình động thái: Các biểu đồ tương tác và hành động trong hệ thống; - Thiết kế các biểu đồ cộng tác và biểu đồ thành phần của hệ thống; - Kiến trúc hệ thống và phát sinh mã trình

*Hệ hỗ trợ quyết định (DSS)

Môn học có mục đích trang bị kiến thức về :

- Công tác quản lí và tin học hóa công tác quản lí ; - Các định nghĩa về hệ thống trợ giúp quyết định; - Mô hình, kiến trúc của DSS; - DSS nhóm; - Vai trò của giao diện người dùng và hệ quản trị cơ sở dữ liệu trong DSS; - DSS và hệ chuyên gia

*Nguyên lý của ngôn ngữ lập trình

Môn học nhằm cung cấp các nguyên lý cơ bản của các kiểu ngôn ngữ lập trình:

- Khái quát về ngôn ngữ lập trình, lịch sử phát triển; - Các kiểu giá trị; - Lưu trữ; - Liên kết, phạm vi và khai báo; - Sự trừu tượng (abstraction); - Sự bao gói (encapsulation); - Các hệ thống kiểu; - Lập trình mệnh lệnh; Lập trình hướng đối tượng; - Lập trình hàm; - Lập trình lôgic

*Các mô hình tương tranh

Hệ thống tương tranh là các hệ thống thường gặp trong thực tế. Mô hình hoá các hệ thống này để nhận ra các tính chất của chúng và điều khiển tối ưu sự thực hiện của các quá trình trong hệ là một trong sô các  đối tượng nghiên cứu hiện nay của Tin học.             

Chuyên đề sẽ nghiên cứu một số mô hình tương tranh như: hệ các điều kiện và biến cố, mạng các vị trí và các chuyển, ngôn ngữ vết … Đồng thời, chuyên đề cũng sẽ nghiên cứu bài toán điều khiển trên các mô hình này và dùng ngôn ngữ vết để biểu diễn hành vi của hai mô hình trước và các hệ hợp thành của chúng. 

*Lý thuyết đồ thị và ứng dụng

Môn học nhằm trang bị kiến thức nâng cao về lý thuyết đồ thị và ứng dụng. Các chủ đề chính là:

- Bài toán đồ thị cực trị; - Bài toán ghép cặp (đối sánh); - Tô màu đồ thị; - Chu trình Hamilton; - Đồ thị đầy đủ; - Matroid; - Lý thuyết Ramsey; - Đồ thị ngẫu nhiên

*Cơ sở dữ liệu phân tán

Môn học có mục đích trang bị kiến thức về :

- Nhu cầu về dữ liệu phân tán; - Mô hình dữ liệu phân tán; - Kiến trúc mạng máy tính và việc phân tán tài nguyên mạng; - Hệ quản trị cơ sở dữ liệu phân tán

*Chương trình dịch (nâng cao)

Chuyên đề cung cấp nền tảng lý thuyết và các kĩ thuật thực hành để viết một chương trình dịch.

Các kiến thức được cung cấp:

- Văn phạm và ngôn ngữ; - Lập trình phân tích cú pháp; - Tổ chức bộ nhớ trong thời gian chạy chương trình; - Bảng kí hiệu; - Dạng bên trong của chương trình nguồn; - Xử lí ngữ nghĩa cho các ngôn ngữ cấu trúc khối; - Cấp phát bộ nhớ; - Khôi phục lỗi; - Tổ chức mã chương trình

*Giao diện tương tác người - máy (HCI)

Môn học có mục đích trang bị kiến thức về :

- Các ngành liên quan đến tương tác người-máy; - Tâm lí học nhận thức trong HCI; - Khía cạnh công nghệ trong HCI; - Các kiểu tương tác; - Đánh giá HCI; - Tổ chức HCI

*Đa phương tiện

Mục đích của môn học nhằm cung cấp cho học viên viên các kiến thức cập nhật về các khái niệm, thuật ngữ và phần mềm đa phương tiện. Nội dung bao gồm:

- Giới thiệu đa phương tiện; - Các kiểu dữ liệu; - Phân tích ứng dụng đa phương tiện qua vài ứng dụng mẫu; - Các kĩ thuật đa phương tiện: văn bản tích hợp, đồ hoạ và hoạt hình, video; - Sử dụng một phần mềm để viết ứng dụng đa phương tiện.

*Tổ chức dữ liệu tri thức

Môn học có mục đích trang bị kiến thức về :

- Tri thức và phân loại tri thức; - Thể hiện tri thức; - Cấu trúc dữ liệu trong cơ sở dữ liệu suy diễn

*Lập trình mạng

Mục tiêu môn học:

- Cung cấp kiến thức cơ bản về xây dựng các ứng dụng cho mạng máy tính nói chung và mạng Intranet/Internet nói riêng.

- Hiểu và biết cách ứng dụng mô hình client-server và các kỹ thuật liên quan (socket API, giao thức TCP/IP)

- Hiểu rõ kiến trúc cơ bản các dịch vụ Web (Web Service) và cơ chế trao đổi đối tượng client-server theo giao thức SOAP.

- Nắm được một số vấn đề chủ chốt trong việc bảo đảm an toàn thông tin cho các ứng dụng mạng.

*Lý thuyết độ phức tạp

Chuyên đề cung cấp các kiến thức nền tảng về lý thuyết độ phức tạp và ứng dụng các vấn đề lý thuyết trong thực hành. Nội dung môn học:

- Các khái niệm quan trọng của lý thuyết độ phức tạp

- Phát hiện các bài toán P, NP, NP đầy đủ

- Các phương pháp giải các bài toán tối ưu tổ hợp

- Các thuật toán xâp xỉ, thuật toán xác suất, heuristics và ứng dụng của chúng.

*Xử lý ngôn ngữ tự nhiên

Trong thời đại thông tin hiện nay, nhu cầu khai thác ngôn ngữ trong các ứng dụng càng ngày càng lớn: Dịch tự động, kiểm tra/chữa lỗi chính tả, ngữ pháp tự động, chỉ số hoá tài liệu, tóm tắt văn bản, đối thoại người – máy, v.v. Vì vậy, xử lí ngôn ngữ tự nhiên (natural language processing) đã trở thành một trong các lĩnh vực phát triển mũi nhọn. Đây là một lĩnh vực nghiên cứu liên ngành, gắn liền Tin học và Ngôn ngữ học.

Chuyên đề nhằm mục đích cung cấp cho học viên cao học kiến thức tổng quan về lĩnh vực "Xử lí ngôn ngữ tự nhiên" và ứng dụng. Bên cạnh việc giới thiệu các phương pháp chung được sử dụng trong xử lí ngôn ngữ (viết), chuyên đề cũng đề cập đến các vấn đề nghiên cứu liên quan đến xử lí tiếng Việt. Các nội dung chính:

- Tổng quan; - Phân tích từ vựng; - Phân tích cú pháp; - Phân tích ngữ nghĩa; - Ngữ dụng và đối thoại người - máy

*Tính toán lưới

Chuyên đề sẽ trình bày các vấn đề cơ bản trong tính toán lưới như nền tảng phần cứng, phần mềm, giao thức, công cụ …. trong một hệ thống tính toán lưới. Chuyên đề sẽ bao gồm các chủ đề sau:

- Lưới tính toán: Sự cần thiết, các kỹ thuật và yêu cầu cho một hệ thống lưới tính toán

- Kiến trúc lưới tính toán, nền tảng mạng, giao thức và dịch vụ

- Nền tảng tính toán: Hệ điều hành và giao diện mạng

- Chươn trình dịch, ngôn ngữ lập trình và thư viện cho lưới tính toán

- Lập lịch và quản lý tài nguyên; - Độ đo và đánh giá hiệu năng lưới tính toán; - Vấn đề về an ninh; - Globus Toolkit, Condor; - Các kiểu ứng dụng của lưới tính toán

*Xử lý tín hiệu số

Chuyên đề cung cấp các kiến thức về:

- Biểu diễn tín hiệu theo thời gian; - Biến đổi Fourier; - Định lí lấy mẫu; - Hệ thống tuyến tính bất biến; - Cuộn rời rạc; - Biến đổi Z; - Biến đổi Fourier rời rạc; - Ứng dụng

*Hệ thống nhúng

­Chuyên đề này trình bày các nguyên tắc cơ bản như là   hệ điều hành, quản lý tài nguyên, điều khiển, tính toán di động …. của các hệ thống nhúng và hệ thống thời gian. Chuyên đề bao gồm các chủ đề sau:

- Các khái niệm cơ bản và lập trình Real-Time; - Metrics, Benchmarks, Applications; - Chất lượng dịch vụl; - Lập lich; - Bộ vi xử lý; - Mạng; - Hệ điều hành Real-Time quản lý tài nguyên; - Các công cụ