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

Методы Монте-Карло

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра радиофизики и теоретической 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: 4

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 2 (4) Итого
Недель 17
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 12 12 12 12
Лабораторные 24 24 24 24
Сам. работа 36 36 36 36
Итого 72 72 72 72

Программу составил(и):

Рецензент(ы):

Рабочая программа дисциплины
Методы Монте-Карло

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 радиофизики и теоретической физики

Протокол от 06.06.2019 г. № 9/2018-19
Срок действия программы: 2019-2020 уч. г.

Заведующий кафедрой
д.ф.-м.н., профессор А. А. Лагутин


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 радиофизики и теоретической физики

Протокол от 06.06.2019 г. № 9/2018-19
Заведующий кафедрой д.ф.-м.н., профессор А. А. Лагутин


1. Цели освоения дисциплины

1.1.Дисциплина (курс)«Методы Монте-Карло» имеет своей целью освоение студентами современных тенденций развития теории алгоритмов численного статистического
моделирования, которые находят широкое применение при решении задач
математической физики и индустриальной математики, а также при численном
моделировании случайных процессов и полей в метеорологии, экологии, биологии,
физхимии и др. на основе использования многопроцессорных ЭВМ.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.03

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.Основные теоретические положения реализации методов моделирования случайных величин и их применение в конкретных задачах
3.2.Уметь:
3.2.1.Создавать алгоритмы статистического моделирования величин, математические ожидания которых позволяют оцинивать искомые величины задачи
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.Методами и технологиями программирования алгоритмов, реализующих методы Монте-Карло

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Моделирование случайных величин
1.1. Стандартная случайная величина Лекции 4 2 ПК-3 Л2.1, Л1.1
1.2. Стандартная случайная величина Лабораторные 4 4 ПК-3 Л2.1, Л1.1
1.3. Стандартная случайная величина Сам. работа 4 6 ПК-3 Л2.1, Л1.1
1.4. Метод обратных функций Лекции 4 2 ПК-3 Л2.1, Л1.1
1.5. Метод обратных функций Лабораторные 4 4 ПК-3 Л2.1, Л1.1
1.6. Метод обратных функций Сам. работа 4 6 ПК-3 Л2.1, Л1.1
Раздел 2. Оценка интегралов
2.1. Численное интегрирование методом Монте-Карло Лекции 4 2 ПК-3 Л2.1, Л1.1
2.2. Численное интегрирование методом Монте-Карло Лабораторные 4 4 ПК-3 Л2.1, Л1.1
2.3. Численное интегрирование методом Монте-Карло Сам. работа 4 6 ПК-3 Л2.1, Л1.1
Раздел 3. Решение интегральных уравнений
3.1. Решение интегральных уравнений Лекции 4 2 ПК-3 Л2.1, Л1.1
3.2. Решение интегральных уравнений Лабораторные 4 4 ПК-3 Л2.1, Л1.1
3.3. Решение интегральных уравнений Сам. работа 4 6 ПК-3 Л2.1, Л1.1
Раздел 4. Решение задач теории переноса
4.1. Моделирование траектории частицы. Оценка функционалов Лекции 4 2 ПК-3 Л2.1, Л1.1
4.2. Моделирование траектории частицы. Оценка функционалов Лабораторные 4 4 ПК-3 Л2.1, Л1.1
4.3. Моделирование траектории частицы. Оценка функционалов Сам. работа 4 6 ПК-3 Л2.1, Л1.1
4.4. Моделирование процесса аномальной диффузии Лекции 4 2 ПК-3 Л2.1, Л1.1
4.5. Моделирование процесса аномальной диффузии Лабораторные 4 4 ПК-3 Л2.1, Л1.1
4.6. Моделирование процесса аномальной диффузии Сам. работа 4 6 ПК-3 Л2.1, Л1.1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Стандартная случайная величина
Метод обратных функций
Метод отказов
Вычисление интегралов методом Монте-Карло
Решение интегральных уравнений методом Монте-Карло
Моделирование параметров частицы, вылетающей из источника
Моделирование длины свободного пробега
Моделирование типа событий в точке взаимодействия частиц
Оценка функционалов от траектории частиц
Особенности моделирования процесса аномальной диффузии частиц
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
Стандартная случайная величина
Метод обратных функций
Метод отказов
Вычисление интегралов методом Монте-Карло
Решение интегральных уравнений методом Монте-Карло
Моделирование параметров частицы, вылетающей из источника
Моделирование длины свободного пробега
Моделирование типа событий в точке взаимодействия частиц
Оценка функционалов от траектории частиц
Особенности моделирования процесса аномальной диффузии частиц
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
см. приложение

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Савёлова, Т.И. Метод Монте-Карло: учебное пособие для вузов: учеб. пособие Национальный исследовательский ядерный университет «Московский инженерно-физический институт», 2011 (ЭБС "Лань") e.lanbook.com
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Под ред. Емальянова А.В. Имитационное моделирование экономических процессов: учебное пособие з университетской библиотеки "Онлайн" М.: Финансоы и статистика, 2009
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
6.3. Перечень программного обеспечения
FORTRAN, любой компилятор
Microsoft Windows
Microsoft Office
7-Zip
AcrobatReader
6.4. Перечень информационных справочных систем

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
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
417К лаборатория информационных технологий - компьютерный класс - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации Учебная мебель на 12 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска маркерная - 1 шт.; шкаф с учебно-наглядными пособиями - 1 шт.; компьютеры: марка Клама С Офис – 12; проектор, экран с мультимедиа Smart - 1 ед.; учебно-наглядные пособия.
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
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)

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

см. ФОС в приложении