Закреплена за кафедрой | Кафедра дифференциальных уравнений |
---|---|
Направление подготовки | 02.04.01. Математика и компьютерные науки |
Профиль | Математическое моделирование и комплексы программ в наукоемких технологиях |
Форма обучения | Очная |
Общая трудоемкость | 3 ЗЕТ |
Учебный план | 02_04_01_ММиКП-2-2020 |
|
|
Распределение часов по семестрам
Курс (семестр) | 2 (4) | Итого | ||
---|---|---|---|---|
Недель | 12 | |||
Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
Лекции | 14 | 14 | 14 | 14 |
Практические | 18 | 18 | 18 | 18 |
Сам. работа | 76 | 76 | 76 | 76 |
Итого | 108 | 108 | 108 | 108 |
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
1.1. | овладение математическими методами и программными средствами для решения задач механики неоднородных сред, описывающих природные и технологические процессы; формирование способности разрабатывать, создавать и применять математические методы и программные средства для решения прикладных задач. |
---|
Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.02.03 |
УК-2 | Способен управлять проектом на всех этапах его жизненного цикла |
ПК-3 | Способен проводить методические и экспертные работы в области математики и информатики |
В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
3.1. | Знать: |
---|---|
3.1.1. | - теоретические основы математических методов, применяемых для прикладных задач; - принципы математического моделирования природных и технологических процессов; - принципы проведения вычислительного эксперимента при решении задач механики неоднородных сред. |
3.2. | Уметь: |
3.2.1. | - разрабатывать программные средства на основе компьютерных технологий для решения прикладных задач; - применять современное программное обеспечение и сетевые ресурсы для построения математических моделей природных и технологических объектов. |
3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
3.3.1. | - применения численных методов математического моделирования природных и технологических процессов; - создания программных средств для численного решения задач механики неоднородных сред; - применения современных компьютерных технологий для исследования прикладных задач. |
Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
---|---|---|---|---|---|---|
Раздел 1. Основы компьютерного моделирования в математичеких исследованиях | ||||||
1.1. | Вычислительный эксперимент. Принципы проведения вычислительного эксперимента. Модель, алгоритм, программа. | Лекции | 4 | 1 | УК-2, ПК-3 | Л1.3, Л1.1, Л2.3, Л2.2 |
1.2. | Примеры математических моделей, их универсальность. Виды компьютерного моделирония. | Практические | 4 | 2 | УК-2, ПК-3 | Л1.3, Л1.1, Л2.3 |
1.3. | Вычислительный эксперимент. Принципы проведения вычислительного эксперимента. Модель, алгоритм, программа. | Сам. работа | 4 | 8 | УК-2, ПК-3 | Л1.3, Л1.1, Л2.3, Л2.4 |
1.4. | Алгоритмические языки. Представление о языках программирования высокого уровня. Пакеты прикладных программ. | Лекции | 4 | 1 | УК-2, ПК-3 | Л1.2, Л1.4, Л2.3, Л2.4 |
1.5. | Примеры пакетов прикладных программ. Интерфейс. | Практические | 4 | 2 | УК-2, ПК-3 | Л1.2, Л1.5, Л2.3, Л2.4 |
1.6. | Алгоритмические языки. Представление о языках программирования высокого уровня. Пакеты прикладных программ. | Сам. работа | 4 | 8 | УК-2, ПК-3 | Л1.2, Л1.5, Л1.4, Л2.3, Л2.4 |
Раздел 2. Численные методы в математичеком моделировании | ||||||
2.1. | Интерполяция и аппроксимация функциональных зависимостей. Численное дифференцирование и интегрирование. | Лекции | 4 | 1 | УК-2, ПК-3 | Л1.3, Л1.4, Л2.1, Л2.4 |
2.2. | Интерполяция и аппроксимация функциональных зависимостей. Сплайн-аппроксимация. | Практические | 4 | 2 | УК-2, ПК-3 | Л1.3, Л1.4, Л2.1 |
2.3. | Интерполяция и аппроксимация функциональных зависимостей. Численное дифференцирование и интегрирование. | Сам. работа | 4 | 10 | УК-2, ПК-3 | Л1.3, Л1.4, Л2.3 |
2.4. | Численные методы поиска экстремума. Вычислительные методы линейной алгебры. | Лекции | 4 | 1 | УК-2, ПК-3 | Л1.3, Л1.1, Л2.1 |
2.5. | Численные методы поиска экстремума. Вычислительные методы линейной алгебры. | Практические | 4 | 2 | УК-2, ПК-3 | Л1.3, Л1.1, Л2.1 |
2.6. | Численные методы поиска экстремума. Вычислительные методы линейной алгебры. | Сам. работа | 4 | 8 | УК-2, ПК-3 | Л1.3, Л1.1, Л2.3 |
2.7. | Численное дифференцирование и интегрирование. | Лекции | 4 | 2 | УК-2, ПК-3 | Л1.3, Л2.3 |
2.8. | Численное дифференцирование и интегрирование. | Практические | 4 | 2 | УК-2, ПК-3 | Л1.3, Л1.1, Л2.1 |
2.9. | Численное дифференцирование и интегрирование. | Сам. работа | 4 | 10 | УК-2, ПК-3 | Л1.3, Л2.1 |
2.10. | Численные методы решения систем дифференциальных уравнений. | Практические | 4 | 2 | УК-2, ПК-3 | Л1.3, Л1.1, Л2.1 |
2.11. | Численные методы решения систем дифференциальных уравнений. | Лекции | 4 | 2 | УК-2, ПК-3 | Л1.3, Л1.1, Л2.1 |
2.12. | Численные методы решения систем дифференциальных уравнений. | Сам. работа | 4 | 8 | УК-2, ПК-3 | Л1.3, Л1.2, Л2.3 |
2.13. | Метод конечных элементов. Преобразования Фурье, Лапласа, Хаара и др. | Лекции | 4 | 4 | УК-2, ПК-3 | Л1.3, Л1.1, Л2.1 |
2.14. | Метод конечных элементов. | Практические | 4 | 2 | УК-2, ПК-3 | Л1.3, Л1.1, Л2.3 |
2.15. | Преобразования Фурье, Лапласа, Хаара и др. | Практические | 4 | 2 | УК-2, ПК-3 | Л1.3, Л1.1, Л2.1 |
2.16. | Численные методы вейвлет-анализа. | Лекции | 4 | 2 | УК-2, ПК-3 | Л1.1, Л1.5, Л2.3 |
2.17. | Численные методы вейвлет-анализа. | Практические | 4 | 2 | УК-2, ПК-3 | Л1.1, Л1.5, Л2.1 |
2.18. | Метод конечных элементов. Преобразования Фурье, Лапласа, Хаара и др. | Сам. работа | 4 | 16 | УК-2, ПК-3 | Л1.3, Л1.5, Л2.3, Л2.1 |
2.19. | Численные методы вейвлет-анализа. | Сам. работа | 4 | 8 | УК-2, ПК-3 | Л1.1, Л1.2, Л2.3 |
5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
СМ. ПРИЛОЖЕНИЕ |
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
СМ. ПРИЛОЖЕНИЕ |
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
СМ. ПРИЛОЖЕНИЕ |
6.1. Рекомендуемая литература | ||||
6.1.1. Основная литература | ||||
Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
Л1.1 | Бродский, Ю.И. | Лекции по математическому и имитационному моделированию: | М. ; Берлин : Директ-Медиа, 2015 | biblioclub.ru/index.php?page=book&id=429702 |
Л1.2 | А.А. Золотарев, А.А. Бычков, Л.И. Золотарева, А.П. Корнюхин | Инструментальные средства математического моделирования: учебное пособие | Ростов-н/Д: Издательство Южного федерального университета, 2011 | biblioclub.ru/index.php?page=book&id=241127. |
Л1.3 | Данилов, Н.Н. | Математическое моделирование: учебное пособие | Кемерово : Кемеровский государственный университет, 2014 | //biblioclub.ru/index.php?page=book&id=278827 |
Л1.4 | Кручинин, В.В. | Компьютерные технологии в науке, образовании и производстве электронной технике: учебное пособие | Томск : Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2012 | http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=208586. |
Л1.5 | Матюшкин, И.В. | Моделирование и визуализация средствами MATLAB физики наноструктур: учебно-методическое пособие | М.: РИЦ "Техносфера", 2011 // ЭБС | URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=135405 |
6.1.2. Дополнительная литература | ||||
Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
Л2.1 | Марчук, Г.И. | Методы вычислительной математики [Электронный ресурс]: учебное пособие | Санкт-Петербург: Лань, 2009 | e.lanbook.com |
Л2.2 | Голубева, Н.В. | Математическое моделирование систем и процессов [Электронный ресурс] : учебное пособие | Санкт-Петербург: Лань, 2016 | e.lanbook.com |
Л2.3 | Горлач, Б.А. | Математическое моделирование. Построение моделей и численная реализация [Электронный ресурс] : учебное пособие | Санкт-Петербург: Лань, 2016, 2016 | e.lanbook.com |
Л2.4 | Квасов, Б.И. | Численные методы анализа и линейной алгебры. Использование Matlab и Scilab [Электронный ресурс] : учебное пособие | Санкт-Петербург: Лань, 2016 | e.lanbook.com |
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
Название | Эл. адрес | |||
Э1 | ЭБС "Лань" https://e.lanbook.com/ | |||
Э2 | ЭБС "Университетская библиотека on-line" https://biblioclub.ru/ | |||
Э3 | https://www.biblio-online.ru/ | |||
Э4 | Образовательный курс Компьютерные технологии в математическом моделировании | portal.edu.asu.ru | ||
6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
Microsoft Office, SciLab, AcrobatReader Microsoft Windows 7-Zip | ||||
6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
Сайт библиотеки АлтГУ: www.lib.asu.ru; электронно-библиотечная система издательства «Лань»: www.e.lanbook.com; электронно-библиотечная система «Университетская библиотека online»: www.biblioclub.ru; единый образовательный портал http://portal.edu.asu.ru/course/index.php?categoryid=96 |
Аудитория | Назначение | Оборудование |
---|---|---|
107Л | 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 18 посадочных мест; компьютеры: марка HP, модель ProOne 400 - 18 единиц; проектор: марка SMART, модель UF70 - 1 единица; интерактивная доска: марка SMART Board модель SMB680 - 1 единица |
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, мультимедийное оборудование стационарное или переносное) |
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. Лекция. - На лекцию приходите не опаздывая. - На лекционных занятиях необходимо конспектировать изучаемый материал. - Для систематизации лекционного материала, который будет полезен при подготовке к итоговому контролю знаний, записывайте на каждой лекции тему, вопросы для изучения, рекомендуемую литературу. - В каждом вопросе выделяйте главное, обязательно запишите ключевые моменты (определение, факты, законы, правила и т.д.), подчеркните их. - Если по содержанию материала возникают вопросы, запишите их и задайте по окончании лекции или на практическом занятии. - Перед следующей лекцией обязательно прочитайте предыдущую, чтобы актуализировать знания и осознанно приступить к освоению нового содержания. 3. Практическое занятие – это форма работы, где студенты максимально активно участвуют в обсуждении темы и решении практических задач. - Для подготовки к практическому занятию необходимо взять план практического занятия у преподавателя. - Самостоятельную подготовку к практическому занятию необходимо начинать с изучения понятийного аппарата темы. Рекомендуем использовать справочную литературу, целесообразно создать и вести свой словарь терминов. - На практическое занятие выносится обсуждение и решение практических задач. Важно просматривать и разбирать лекционный материал для того, чтобы применить его при решении практических задач. - В процессе изучения темы анализируйте несколько источников. Используйте периодическую печать - 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/). - Принимайте участие в дискуссиях, так как они развивают ваши навыки коммуникативного общения. - Если к практическим занятиям предлагаются задания, продумайте план их выполнения или решения при подготовке к практическому занятию. - При возникновении трудностей в процессе подготовки взаимодействуйте с преподавателем, консультируйтесь по самостоятельному изучению темы. 4. Самостоятельная работа. - При изучении дисциплины не все вопросы рассматриваются подробно 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 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. 5. Итоговый контроль. - Для подготовки к зачету возьмите перечень примерных вопросов и заданий у преподавателя. - В списке вопросов выделите те, которые были рассмотрены на лекции, практических занятиях. Обратитесь к своим записям, выделите существенное. Для более детального изучения изучите рекомендуемую литературу. - Если в списке вопросов есть те, которые не рассматривались достаточно подробно на лекции и практическом занятии, изучите их самостоятельно более углубленно, используя рекомендуемую литературу. Если есть сомнения, задайте вопросы на консультации перед зачетом. - Продумайте свой ответ на зачете, 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. |