Цель изучения дисциплины | Подготовка аспиранта к осуществлению научно-исследовательской деятельности, связанной с получением, обработкой, анализом больших объемов данных, работой с пакетами готовых программ, моделированием физических явлений, а также с работой в междисциплинарных областях научных исследований. Подготовка ученого исследователя, способного представлять, обосноввывать и отстаивать результаты собственных исследований и выводов, осознавать ответственность за принятие профессиональных решений. Формирование социально-личностных качеств научного сотрудника: целеустремленности, организованности, трудолюбия, ответственности, гражданственности, коммуникабельности, толерантности, повышения общей культуры. |
---|---|
Место дисциплины в учебном плане | Б1.В.3 |
Формируемые компетенции | ПК-3 | Знания, умения и навыки, получаемые в результате освоения дисциплины |
Знать:
Основные численные методы, применяемые в научно-исследовательской деятельности. Области применимости конкретных методов. Сложности и ограничения, связанные как с самими методами, так и с компьютерной техникой. Программы (подпрограммы), реализующие эти численные методы. Уметь:
Применять численные методы и реализующие их программы (подпрограммы), для моделирования физических полей данных. Конфигурировать, настраивать, собирать и устанавливать из исходных кодов современные программные комплексы, используемые для моделирования физических полей данных в различных областях исследований. Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
Навыками использования численных методов, для решения стандартных вычислительных задач. Методами самостоятельной разрабатки и написания программ, реализующих основные численные методы моделирования. Навыками использования численных методов и реализующих их программ (подпрограмм), для моделирования физических полей данных. Опытом работы с библиотеками программ, используемыми в научных расчетах. Технологиями конфигурации, настройки, сборки и установки из исходных кодов современных программных комплексов, используемых для моделирования физических полей данных в различных областях исследований. |
Содержание дисциплины | Особенности машинной арифметики. Аппроксимация данных. Решение дифференциальных уравнений в частных производных. Моделирование физических полей с использованием программного комплекса WRF. Моделирование показаний спутниковых приборов. Моделирование в астрофизике высоких энергий. |
Виды учебной работы | Лекции, практические, самостоятельная работа. |
Используемые информационные, инструментальные и программные средства |
Windows 7 Professional, № 60674416 от 17.07.2012 (бессрочная);
Office 2010 Professional, № 49464762 от 14.12.2011 (бессрочная); Open Office, http://www.openoffice.org/license.html Visual Studio, https://code.visualstudio.com/license Python c расширениями PIL, Py OpenGL, https://docs.python.org/3/license.html FAR, http://www.farmanager.com/license.php?l=ru 7-Zip, http://www.7-zip.org/license.txt AcrobatReader, http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf Chrome; http://www.chromium.org/chromium-os/licenses Eclipse (PHP,C++, Phortran), http://www.eclipse.org/legal/eplfaq.php DjVu reader, http://djvureader.org/ Lazarus, http://wiki.lazarus.freepascal.org/Lazarus_Faq#Licensing Putty, https://putty.org.ru/licence.html QTEPLOT, http://www.qtiplot.com/doc/manual-en/index.html NETBEANS, https://netbeans.org/about/legal/index.html R STUDIO (open source), http://www.rstudio.com/ MingGW, http://mingw.org/license Scilab, http://www.scilab.org/en/scilab/licenseMicrosoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно); Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно); Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses), (бессрочно); 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), (бессрочно); AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно); ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (https://astralinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно); LibreOffice (https://ru.libreoffice.org/), (бессрочно); Веб-браузер Chromium (https://www.chromium.org/Home/), (бессрочно); Антивирус Касперский (https://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024); Архиватор Ark (https://apps.kde.org/ark/), (бессрочно); Okular (https://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно); Редактор изображений Gimp (https://www.gimp.org/), (бессрочно) 1) Математическая библиотека SLATEC http://www.netlib.org/slatec/
2) Официальный сайт проекта WRF http://www.wrf-model.org/index.php 3) Сайт поддержки пользователей http://www2.mmm.ucar.edu/wrf/users/ 4) Online руководство по установке и запуску http://www2.mmm.ucar.edu/wrf/OnLineTutorial/ 5) Руководство пользователя WRF www2.mmm.ucar.edu/wrf/users/docs/user_guide_V3/ARWUsersGuideV3.pdf 6) Форум поддержки пользователей http://forum.wrfforum.com/ 7) NCAR Command Language (NCL) Mini Graphics Manual. Мини-руководстов по языку NCL http://www.ncl.ucar.edu/Document/Manuals/graphics_man.pdf 8) NCAR CESM Global Bias-Corrected CMIP5 Output to Support WRF/MPAS Research. Глобальные климатические данные модели CCSM4 http://rda.ucar.edu/datasets/ds316.1/ 9) Global Forecast System Data. Глобальные метеорологические данные системы GFS ftp://ftpprd.ncep.noaa.gov/pub/data/nccf/com/gfs/prod/ 10) Официальный сайт 6SV http://6s.ltdri.org/ 11) Официальный сайт GALPROP http://galprop.stanford.edu/ 12) Операционная система GNU/Linux с базовым ПО для рабочих станций (Лицензия: Стандартная общественная лицензия GNU (GENERAL PUBLIC LICENSE) https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.ru.html). 13) Компиляторы для языков программирования FORTRAN 90 (или 95) и C (Лицензия: Стандартная общественная лицензия GNU (GENERAL PUBLIC LICENSE) https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.ru.html). 14) Интерпретатор perl версии не ниже 5.04 (Лицензия: Стандартная общественная лицензия GNU (GENERAL PUBLIC LICENSE) https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.ru.html). 15) Если для запуска модели планируется использование технологий параллельного программирования MPI или OpenMP, то необходимы соответствующие библиотеки (Лицензия: Стандартная общественная лицензия GNU (GENERAL PUBLIC LICENSE) https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.ru.html). 16) Подпрограммы ввода-вывода модели WRF поддерживают специализированные форматы данных NetCDF, pnetCDF, HDF, GRIB 1 и GRIB 2. Поэтому в операционной системе, на которой производится запуск модели, должны быть установлены библиотеки для работы с этими форматами. - NetCDF-bin (Лицензия: Стандартная общественная лицензия GNU (GENERAL PUBLIC LICENSE) https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.ru.html) - CDO (Лицензия: Стандартная общественная лицензия GNU (GENERAL PUBLIC LICENSE) https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.ru.html) - NCL (Лицензия: Стандартная общественная лицензия GNU (GENERAL PUBLIC LICENSE) https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.ru.html) 17) Также необходимы следующие UNIX-утилиты: интерпретаторы командной строки csh и Bourne shell (bash), утилита для сборки программ из исходных кодов make, пакет управления подстановками в макросы M4, потоковые текстовые редакторы sed и awk (Лицензия: Стандартная общественная лицензия GNU (GENERAL PUBLIC LICENSE) https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.ru.html). 18) Для успешной сборки и работы с Galprop требуется собрать и установить несколько пакетов. - cfitsio: http://heasarc.gsfc.nasa.gov/fitsio/ (Лицензия: Стандартная общественная лицензия GNU (GENERAL PUBLIC LICENSE) https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.ru.html) - CCfits: http://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/software/fitsio/ccfits/ (Лицензия: Стандартная общественная лицензия GNU (GENERAL PUBLIC LICENSE) https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.ru.html) - HEALPix: http://healpix.sourceforge.net/ (Лицензия: Стандартная общественная лицензия GNU (GENERAL PUBLIC LICENSE) https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.ru.html) - gsl: http://www.gnu.org/software/gsl/ (Лицензия: Стандартная общественная лицензия GNU (GENERAL PUBLIC LICENSE) https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.ru.html) - CLHEP: http://proj-clhep.web.cern.ch/proj-clhep/ (Лицензия: Стандартная общественная лицензия GNU (GENERAL PUBLIC LICENSE) https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.ru.html) |
Форма промежуточной аттестации | Экзамен. |