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

Визуализация научных исследований
рабочая программа дисциплины

Закреплена за кафедройКафедра дифференциальных уравнений
Направление подготовки01.03.02. Прикладная математика и информатика
ПрофильМатематическое моделирование и информационные технологии. ФГОС 3++
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный план01_03_02_ПМиИ-1-2020
Часов по учебному плану 108
в том числе:
аудиторные занятия 18
самостоятельная работа 90
Виды контроля по семестрам
зачеты: 7

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 4 (7) Итого
Недель 18,5
Вид занятий УПРПДУПРПД
Практические 18 18 18 18
Сам. работа 90 90 90 90
Итого 108 108 108 108

Программу составил(и):
д.ф.-м.н., заведующий кафедрой, Папин Александр Алексеевич

Рецензент(ы):
д.ф.-м.н., профессор, Родионов Е.Д.

Рабочая программа дисциплины
Визуализация научных исследований

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 01.03.02 Прикладная математика и информатика (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 10.01.2018г. №9)

составлена на основании учебного плана:
01.03.02 Прикладная математика и информатика
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра дифференциальных уравнений

Протокол от 10.06.2019 г. № 11
Срок действия программы: 2019-2020 уч. г.

Заведующий кафедрой
д. ф.-м. н. Папин А.А., профессор кафедры дифференциальных уравнений

Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании кафедры

Кафедра дифференциальных уравнений

Протокол от 10.06.2019 г. № 11
Заведующий кафедрой д. ф.-м. н. Папин А.А., профессор кафедры дифференциальных уравнений

1. Цели освоения дисциплины

1.1.Формирование у студентов теоретических знаний и практических навыков в области математических основ и алгоритмов компьютерной графики. Рассмотрение современных тенденций в графической подаче информации.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.01.01

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-1: способность осуществлять научно-исследовательскую деятельность, связанную с разработкой математических моделей сложных систем, алгоритмов, методов, программного обеспечения, инструментальных средств в соответствии с профилем профессиональной деятельности с использованием современных достижений науки и техники
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.основные алгоритмы компьютерной графики
3.2.Уметь:
3.2.1.применять инструментарий для создания графических приложений различной сложности
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.владеть навыками разработки графических приложений для различных платформ

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Инструментальные средства компьютерной графики
1.1. Средства библиотеки GLUT, Основные примитивы OpenGL Практические 7 2 Л1.1
1.2. Проекции в OpenGL Практические 7 2 Л1.1
1.3. Инструментальные средства компьютерной графики Сам. работа 7 16
Раздел 2. Фрактальная графика
2.1. Геометрические фракталы, Алгебраические фракталы, Фрактальная графика Практические 7 2 Л1.1
Раздел 3. Визуализация функций двух переменных
3.1. Тепловые карты, Изолинии Практические 7 2
3.2. Шлирен-визуализация Практические 7 2
3.3. Светотеневые картины, Визуализация функций двух переменных Сам. работа 7 20
Раздел 4. Визуализация векторных полей
4.1. Способы визуализации величин векторных полей Практические 7 2 Л1.1, Л1.2
4.2. Визуализация источников, стоков и завихренности Практические 7 2 Л1.1
4.3. Визуализация векторных полей Сам. работа 7 20 Л1.1
Раздел 5. Визуализация функций трех переменных
5.1. Взаимосвязь с методами визуализации функций двух переменных, Метод марширующих кубов Практические 7 2 Л1.1, Л2.1
5.2. Визуализация функций трех переменных Сам. работа 7 20
Раздел 6. Визуализация численных решений задач газодинамики
6.1. Использование тензора деформаций Практические 7 2
6.2. Визуализация численных решений задач газодинамики Сам. работа 7 14 Л1.1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания
Приведено в ФОС
5.2. Темы письменных работ (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
Приведено в ФОС
5.3. Фонд оценочных средств
Приведено в ФОС
Приложения

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Васильев С.А. OpenGL. Компьютерная графика: Тамбовский государственный технический университет, ЭБС АСВ, 2012 http://www.tstu.ru/book/elib/pdf/2005/vasilev.pdf
Л1.2 Задорожный, А. Г. Введение в двумерную компьютерную графику с использованием библиотеки OpenGL : учебное пособие Новосибирск : НГТУ, 2018 https://e.lanbook.com/reader/book/118281/
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Арипова, О. В. Математические расчёты с помощью MATLAB: учебное пособие Санкт-Петербург : БГТУ "Военмех" им. Д.Ф. Устинова, 2017 https://e.lanbook.com/book/121832
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Научная электронная библиотека: http://elibrary.ru
Э2 Электронно-библиотечная система издательства "Лань": www.e.lanbook.com
Э3 Электронно-библиотечная система "Университетская библиотека Online": www.biblioclub.ru
Э4 https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=3522
6.3. Перечень программного обеспечения
Программное обеспечение для проведения практических работ: Microsoft Office Excel, Microsoft Office Word, Adobe Reader.



Microsoft Windows
7-Zip
6.4. Перечень информационных справочных систем
1. Образовательный портал АлтГУ http://portal.edu.asu.ru/
2. Федеральный образовательный портал. Библиотека. Единое окно доступа к образовательным ресурсам: http://window.edu.ru/library
3. Информационный ресурс «Хабрахабр»: http://habrahabr.ru/info/agreement/
4. Научная электронная библиотека: http://elibrary.ru
5. Федеральный портал «Российское образование»: http://www.edu.ru
6. ЭБС: IBooks.ru: http://ibooks.ru/
7. Национальный Открытый Университет ИНТУИТ http://www.intuit.ru/

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)
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

1. Для успешного освоения содержания дисциплины необходимо посещать лекции, принимать активное участие в работе на практическом занятии, а также выполнять задания, предлагаемые преподавателем для самостоятельного изучения.
2.Практическое занятие – это форма работы, где студенты максимально активно участвуют в обсуждении темы.
- Для подготовки к практическому занятию необходимо взять план занятия (у преподавателя).
- Самостоятельную подготовку к занятию необходимо начинать с изучения понятийного аппарата темы. Рекомендуем использовать справочную литературу, учебники.
- Важно запомнить, что любой источник должен нести достоверную информацию, особенно это относится к Internet-ресурсам. При использовании Internet - ресурсов в процессе подготовки не нужно их автоматически «скачивать», они должны быть проанализированы. Не нужно «скачивать» готовые рефераты, так как их однообразие преподаватель сразу выявляет, кроме того, они могут быть сомнительного качества.
- В процессе изучения темы анализируйте несколько источников. Используйте научные специальные журналы.
- Полезным будет работа с электронными учебниками и учебными пособиями в Internet-библиотеках. Зарегистрируйтесь в них: университетская библиотека Онлайн (http://www.biblioclub.ru/) и электронно-библиотечная система «Лань» (http://e.lanbook.com/).
- При возникновении трудностей в процессе подготовки взаимодействуйте с преподавателем, консультируйтесь по самостоятельному изучению темы.
3. Самостоятельная работа.
- При изучении дисциплины не все вопросы рассматриваются на лекциях и практических занятиях, часть вопросов рекомендуется преподавателем для самостоятельного изучения.
- Поиск ответов на вопросы и выполнение заданий для самостоятельной работы позволит вам расширить и углубить свои знания по курсу, применить теоретические знания в решении задач практического содержания, закрепить изученное ранее.
- Эти задания следует выполнять не «наскоком», а постепенно, планомерно, следуя порядку изучения тем курса.
- При возникновении вопросов обратитесь к преподавателю в день консультаций на кафедру.
- Выполнив их, проанализируйте качество их выполнения. Это поможет вам развивать умения самоконтроля и оценочные компетенции.
4. Итоговый контроль.
- Для подготовки к экзамену возьмите перечень примерных вопросов у преподавателя.
- В списке вопросов выделите те, которые были рассмотрены на практических занятиях. Обратитесь к своим записям, выделите существенное. Для более детального изучения изучите рекомендуемую литературу.
- Если в списке вопросов есть те, которые не рассматривались на практическом занятии, изучите их самостоятельно. Если есть сомнения, задайте вопросы на консультации перед экзаменом.
- Продумайте свой ответ на экзамене, его логику. Помните, что ваш ответ украсит ссылка на источник литературы, иллюстрация практики применения теоретического знания, а также уверенность и наличие авторской аргументированной позиции как будущего субъекта профессиональной деятельности.