МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Обработка эксперимента

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра общей и экспериментальной физики
Направление подготовки03.03.03. Радиофизика
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость2 ЗЕТ
Учебный план03_03_03_РФ-3-2019
Часов по учебному плану 72
в том числе:
аудиторные занятия 36
самостоятельная работа 36
Виды контроля по семестрам
зачеты: 2

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 1 (2) Итого
Недель 20
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лабораторные 36 36 36 36
Сам. работа 36 36 36 36
Итого 72 72 72 72

Программу составил(и):
канд. техн. наук, доцент, С.Ф. Дмитриев

Рецензент(ы):
канд. физ.-мат. наук, доцент, Д.Д. Рудер

Рабочая программа дисциплины
Обработка эксперимента

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 03.03.03 РАДИОФИЗИКА (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 12.03.2015г. №225)

составлена на основании учебного плана:
03.03.03 Радиофизика
утвержденного учёным советом вуза от 25.06.2019 протокол № 9.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра общей и экспериментальной физики

Протокол от 21.06.2019 г. № 13
Срок действия программы: 2019-2020 уч. г.

Заведующий кафедрой
д-р физ.-мат. наук, профессор Плотников В.А.


Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2019-2020 учебном году на заседании кафедры

Кафедра общей и экспериментальной физики

Протокол от 21.06.2019 г. № 13
Заведующий кафедрой д-р физ.-мат. наук, профессор Плотников В.А.


1. Цели освоения дисциплины

1.1.Сформировать систему знаний, умений и навыков, связанных с особенностями применения математического аппарата обработки данных экспериментального исследования при решении профессиональных задач.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.02

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-3 владением компьютером на уровне опытного пользователя, применению информационных технологий
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.методы анализа связей (корреляция) и вида зависимости одного признака от одного или нескольких признаков (регрессионный анализ) и уметь их применять на практике.
3.2.Уметь:
3.2.1.правильно интерпретировать результаты, полученные в результате реализации статистических методов
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.теоретическими знаниями и практическими умениями выбора и использования методов статистической обработки и анализа данных, полученных в результате научных исследований

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1.
1.1. Статистическое наблюдение. Сводка и группировка статистических данных Лабораторные 2 4 ПК-3 Л1.2
1.2. Основные характеристики варьирующих объектов Лабораторные 2 4 ПК-3 Л1.3
1.3. Симметричные двусторонние НЦФ Лабораторные 2 4 ПК-3 Л1.1
1.4. Сглаживание данных методом наименьших квадратов Лабораторные 2 4 ПК-3 Л1.1
1.5. Латентный анализ. Контент анализ. Метод экспертных оценок. Лабораторные 2 4 ПК-3 Л1.2
1.6. Разностные операторы дифференцирования Лабораторные 2 4 ПК-3 Л1.3
1.7. Выявление тенденций и закономерностей. Ряды динамики. Метод индексов Лабораторные 2 4 ПК-3 Л1.2
1.8. Оценка статистических параметров шумов в измерениях Лабораторные 2 4 ПК-3 Л1.3
1.9. Корреляционное согласование массивов по аргументам при подготовке к обработке Лабораторные 2 4 ПК-3 Л1.1
1.10. Современные проблемы обработки экспериментальных данных Сам. работа 2 4 ПК-3 Л1.1
1.11. Обзор современных методов обработки информации Сам. работа 2 4 ПК-3 Л1.1
1.12. Планирование сбора данных Сам. работа 2 4 ПК-3 Л1.3
1.13. Основные понятия в статистике: статистическая совокупность и ее единицы, статистические признаки и их классификация (количественные и качественные), статистические показатели Сам. работа 2 4 ПК-3 Л1.2
1.14. Наблюдение как начальный этап статистического исследования, его специфика Сам. работа 2 4 ПК-3 Л1.2
1.15. Фильтры прогнозирования и запаздывания. Сам. работа 2 4 ПК-3 Л1.3
1.16. Графическое изображение рядов распределения. Полигон и гистограмма. Плотность распределения. Сам. работа 2 6 ПК-3 Л1.1
1.17. Полигон распределения частот. Правила построения графиков. Сам. работа 2 6 ПК-3 Л1.2

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Понятие о статистической гипотезе. Нулевая и конкурирующая (альтернативная) гипотезы. Критерий проверки статистической гипотезы. Мощность критерия.
Сравнение двух независимых выборок по одному признаку (t-критерий Стьюдента для независимых выборок). Сравнение двух зависимых выборок по одному признаку (t-критерий Стьюдента для связанных выборок). Сравнение двух дисперсий по критерию Фишера. Сравнение трех и более независимых выборок по одному признаку (однофакторный дисперсионный анализ).
Тема 6.2. Непараметрические методы проверки статистических гипотез.
Причины использования непараметрической статистики. Критерии проверки статистической значимости различий двух несвязанных (U-критерий Манна-Уитни, Колмогорова-Смирнова) и зависимых (T-критерий Вилкоксона, G-критерий знаков) выборок по одному признаку. Оценка достоверности сдвига в значениях исследуемого признака.
Критерии проверки статистической значимости различий трех и более несвязанных (ANOVA по Краскелу-Уолису, медианный критерий) и связанных (ANOVA по Фридману) выборок по одному признаку. Алгоритм принятия решения о выборе критерия для сопоставлений.
Тема 6.3. Проверка гипотез о законах распределения
Применение коэффициентов ассиметрии и эксцесса для проверки нормальности распределения. Критерий хи-квадрт. Проверка сомнительных вариант.
Тема 7. Корреляционный анализ.
Функциональная и корреляционная зависимости. Оценка величины, направления и формы связи. Графическое представление связи. Парная, множественная и частная корреляции. Параметрические (коэффициенты корреляции Браве-Пирсона и корреляционное отношение) и непараметрические (Спирмена, Кендалла) методы оценки связи. Корреляционные отношения. Проблема ложных корреляций. Метод корреляционных плеяд.
Определение коэффициентов корреляции при оценке качественных признаков. Шкалы наименований. Вычисление коэффициента ассоциации. Проверка достоверности. Корреляционные отношения. Определение формы корреляции по критерию Фишера. Взаимосвязь между тремя и более признаками.
Коэффициент линейной корреляции Бравэ Пирсона. Ранговый коэффициент корреляции. Доверительные границы коэффициента корреляции, оценка статистической значимости коэффициента корреляции, сравнение двух коэффициентов корреляции. Коэффициент надежности и информативности двигательных тестов и методы их вычисления.
Регрессионный анализ.
Регрессионный анализ – один из методов статистического моделирования. Парная и множественная линейная регрессия. Расчет уравнения регрессии и интерпретация его коэффициентов. Нелинейная регрессия (логистическая регрессия). Порядковая регрессия. Область применения регрессионного анализа.
Фурье.
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
Понятие дисперсионного анализа. Классическая модель однофакторного дисперсионного анализа по Фишеру. Понятие об общей, факторной (межгрупповой) и остаточной (внутригрупповой) дисперсии. Отличие классической модели от «обобщенной линейной модели» дисперсионного анализа. Однофакторный дисперсионный анализ с повторными измерениями. Оценка силы влияния и статистической значимости изучаемого фактора на зависимую переменную. Понятие о внутриклассовом коэффициенте корреляции и область его применения. Подготовка данных к дисперсионному анализу.Понятие о рядах динамики в статистике и их виды. Показатели анализа динамики. Начальный, конечный и средний уровень ряда. Определение среднего уровня ряда динамики. Показатели изменения уровня ряда динамики. Темпы роста, абсолютный прирост и темпы прироста. . Определение среднего абсолютного прироста, средних темпов роста и прироста. Определение в рядах динамики общей тенденции развития.
Понятие индексного метода в статистике. Индивидуальные и общие индексы.
Понятие о аналитическом методе. Применение латентного метода в практике физической культуры. Контент анализ понятие и применение в области физической культуры. Понятие о планировании эксперимента. Общее понятие, цель, постановка задачи планирования эксперимента. Преимущества использования планирования эксперимента.
Области применения и ограничения в использовании методов многомерной статистики в научных исследованиях.
Метод экспертных оценок. Статистические методы обработки результатов экспертизы. Коэффициент конкордации. Зависимость достоверности экспертизы и средней групповой ошибки от количества экспертов
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий, тестирования, а также в ходе выполнения студентами индивидуальных заданий, представленных на едином образовательном портале АлтГУ
Изучение дисциплины «Основы цифровой обработки сигналов» с помощью электронного учебно-методического комплекса по дисциплине (ЭУМКД) предполагает осуществление самоподготовки к практическим занятиям, организацию самостоятельной работы, тестирование по темам в соответствии с Рабочей программой дисциплины.
Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине позволяет студентам:
− подготовиться к практическим занятиям;
− пользоваться дополнительными материалами для подготовки к занятиям;
− использовать глоссарий для работы с терминами дисциплины;
− получить навыки работы с различными источниками информации;
− поэтапно, с помощью тестов в темах курса и итогового теста подготовиться к устному зачету по дисциплине.
Изучение данного курса предполагает последовательное выполнение всех заданий по порядку. Каждое очередное задание будет недоступно, пока не будет выполнено предыдущее.
Допуск к экзамену осуществляется при условии выполнения всех лабораторных работ, не менее 4 проверочных и 4 контрольных работ, выполненных не менее, чем на 50 баллов.
Аттестация проводится в форме экзамена, включающего в себя два теоретических и одно практическое задание.

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Хрущева И.В., Щербаков В.И., Леванова Д.С Основы математической статистики и теории случайных процессов: Пособие Лань, 2009 e.lanbook.com
Л1.2 Туганбаев А.А., Крупин В.Г. Теория вероятностей и математическая статистика: Пособие Лань, 2011 e.lanbook.com
Л1.3 Бородин А.Н. Элементарный курс теории вероятностей и математической статистики: Пособие , 2011 e.lanbook.com
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
6.3. Перечень программного обеспечения
Microsoft Windows
7-Zip
AcrobatReader
Open Office
WinRAR, WinZIP
Internet Explorer, Google Chrome
6.4. Перечень информационных справочных систем
www.gpntb.ru/ Государственная публичная научно-техническая библиотека
www.nlr.ru/ Российская национальная библиотека
www.nns.ru/ Национальная электронная библиотека
www.rsl.ru/ Российская государственная библиотека
www.microinform.ru/ Учебный центр компьютерных технологий «Микроинформ».
www.tests.specialist.ru/ Центр компьютерного обучения МГТУ им. Н.Э.Баумана.
www.intuit.ru/ Образовательный сайт
www.window.edu.ru/ Библиотека учебной и методической литературы

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска, мультимедийное оборудование стационарное или переносное)
001вК склад экспериментальной мастерской - помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования Акустический прибор 01021; виброизмеритель 00032; вольтметр Q1202 Э-500; вольтметр универсальный В7-34А; камера ВФУ -1; компьютер Турбо 86М; масспектрометр МРС -1; осциллограф ЕО -213- 2 ед.; осциллограф С1-91; осциллограф С7-19; программатор С-815; самописец 02060 – 2 ед.; стабилизатор 3218; терц-октавный фильтр 01023; шкаф вытяжной; шумомер 00026; анализатор АС-817; блок 23 Г-51; блок питания "Статрон" – 2 ед.; блок питания Ф 5075; вакуумный агрегат; весы; вольтметр VM -70; вольтметр В7-15; вольтметр В7-16; вольтметр ВУ-15; генератор Г-5-6А; генератор Г4-76А; генератор Г4-79; генератор Г5-48; датчик колебаний КВ -11/01; датчик колебаний КР -45/01; делитель Ф5093; измеритель ИМП -2; измеритель параметров Л2-12; интерферометр ИТ 51-30; источник "Агат" – 3 ед.; источник питания; источник питания 3222; источник питания ЭСВ -4; лабораторная установка для настройки газовых лазеров; лазер ЛГИ -21; М-кальк-р МК-44; М-калькул-р "Электроника"; магазин сопротивления Р4075; магазин сопротивления Р4077; микроскоп МБС -9; модулятор МДЕ; монохроматор СДМС -97; мост переменного тока Р5066; набор цветных стекол; насос вакумный; насос вакуумный ВН-01; осциллограф С1-31; осциллограф С1-67; осциллограф С1-70; осциллограф С1-81; осциллоскоп ЕО -174В – 2 ед.; пентакта L-100; пирометр "Промень"; пистонфон 05001; преобразователь В9-1; прибор УЗДН -2Т; скамья оптическая СО 1м; спектограф ДФС -452; спектограф ИСП -51; стабилизатор 1202; стабилизатор 3217 – 4 ед.; стабилизатор 3218; стабилизатор 3222 – 3 ед.; станок токарный ТВ-4; усилитель мощности ЛВ -103 – 4 ед.; усилитель У5-9; центрифуга ВЛ-15; частотомер Ч3-54А; шкаф металлический; эл.двигатель; электродинамический калибратор 11032
209аК лаборатория электричества и магнетизма - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации Учебная мебель на 10 посадочных мест; рабочее место преподавателя; анализатор С4-53; весы торсионные; вольтметр VM-70 (9 шт.); вольтметр Щ 1413; генератор (Г4-18); генератор Г3-118; генератор Г4-79; генератор Г5-54; генератор Г5-56; измеритель магнитной индукции Ш1-8; измеритель транзисторов Л2-54; измеритель универсальный Е7-11; источние питания постоянного тока Б5-49; источник 4209; источник питания "Агат"; компенсатор высокочастотный Фойспера; комплекс высокочастотный; М-н емкости Р-513; М-н сопр. Р33; М-н сопрот. МСР60-М; магазин емкостей Р5025; магазин емкости Р544; микроскоп МБС-9 (2 шт.); мост Е7-4; осциллограф ЕО-211; осциллограф ЕО-213; осциллограф С1-48П; осциллограф С1-68; осциллограф С1-70 (2 шт.); осциллограф С8-13 (2 шт.); прибор комбинированный цифровой Щ4310; прибор Ф206; самописец Н3037/2; самописец Н338/6; сейф; сетевой регулятор 220/20; сосуд Дьюара (2 шт.); стабилизатор 3217; стабилизатор 3218 (3217); стабилизатор 3221; стабилизатор 4205; стабилизатор напряжения 4208; станок намоточный; тензоусилитель "Топаз-3" (2 шт.); усилитель мощности LV-103; усилитель напряжения У5-9; усилитель У5-9; частотомер Ч3-24; частотомер Ч3-33; частотомер Ч3-34А; генератор Г3-104; генератор Г3-56/1; генератор Г5-48; источник питания ВРН-1; холодильник "Вега".
Помещение для самостоятельной работы помещение для самостоятельной работы обучающихся Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

см. приложение (ФОС)