| Закреплена за кафедрой | Кафедра теоретической кибернетики и прикладной математики |
|---|---|
| Направление подготовки | 01.04.02. Прикладная математика и информатика |
| Профиль | Биокибернетика, биоинформатика и программная инженерия |
| Форма обучения | Очная |
| Общая трудоемкость | 4 ЗЕТ |
| Учебный план | 01_04_02_ББиПИ-1-2020-1 |
|
|
||||||||||||
Распределение часов по семестрам
| Курс (семестр) | 1 (1) | Итого | ||
|---|---|---|---|---|
| Недель | 20 | |||
| Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
| Лекции | 18 | 18 | 18 | 18 |
| Практические | 18 | 18 | 18 | 18 |
| Сам. работа | 108 | 108 | 108 | 108 |
| Итого | 144 | 144 | 144 | 144 |
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 теоретической кибернетики и прикладной математики
Протокол от 03.07.2020 г. № 8
Заведующий кафедрой Хворова Любовь Анатольевна
| 1.1. | приобретение знаний в области биокибернетики и биоинформатики, моделирования сложных систем, умение применять методы математического моделирования в различных исследованиях теоретического и прикладного характера |
|---|
| Цикл (раздел) ООП: Б1.О.01.03 |
| УК-1 | Способен осуществлять критический анализ проблемных ситуаций на основе системного подхода, вырабатывать стратегию действий |
| УК-6 | Способен определять и реализовывать приоритеты собственной деятельности и способы ее совершенствования на основе самооценки |
| ПК-1 | способность осуществлять научно-исследовательскую деятельность в экологии и природопользовании с использованием современных достижений науки и техники |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | Основы биокибернетики и биоинформатики |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | Разрабатывать модели различных процессов, использовать прикладные пакеты программ. |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | Навыками обработки и анализа больших данных. |
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Введение | ||||||
| 1.1. | Кибернетика в системе наук | Лекции | 1 | 2 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.3, Л1.2 |
| 1.2. | Историко-философское введение в моделирование | Лекции | 1 | 2 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.1, Л1.3, Л1.2 |
| 1.3. | Основы биокибернетики, биоинформатики, программной инженерии | Практические | 1 | 2 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.3, Л1.2 |
| 1.4. | Сам. работа | 1 | 15 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.3, Л1.2 | |
| Раздел 2. Основы и концепции моделирования сложных систем | ||||||
| 2.1. | Характеристика сложных систем | Лекции | 1 | 2 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.3, Л1.2 |
| 2.2. | Методы исследования сложных систем | Практические | 1 | 2 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.3, Л1.2 |
| 2.3. | Формализация понятия система | Сам. работа | 1 | 15 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.3, Л1.2 |
| 2.4. | Общая схема системного исследования сложных объектов | Лекции | 1 | 2 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.3, Л1.2 |
| 2.5. | Моделирование сложных объектов | Практические | 1 | 2 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.3, Л1.2 |
| 2.6. | Сам. работа | 1 | 15 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.3, Л1.2 | |
| 2.7. | Классификация моделей | Лекции | 1 | 2 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.3, Л1.2 |
| 2.8. | Модели экологических систем | Практические | 1 | 2 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.3, Л1.2 |
| 2.9. | Модели лесных сообществ и водных экосистем | Сам. работа | 1 | 15 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.3, Л1.2 |
| Раздел 3. Имитационное моделирование | ||||||
| 3.1. | Среда имитационного моделирования Anylogic | Лекции | 1 | 2 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.3, Л1.2 |
| 3.2. | Метод системной динамики. Модель распространения эпидемии | Практические | 1 | 2 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.3, Л1.2 |
| 3.3. | Агентное и дискретно-событийное моделирование в Anylogic | Сам. работа | 1 | 15 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.3, Л1.2 |
| Раздел 4. Прикладной анализ данных методами биокибернетики и технологиями биоинформатики | ||||||
| 4.1. | Биоклиматическое моделирование экологических ниш растений и картирование территорий | Лекции | 1 | 2 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.3, Л1.2 |
| 4.2. | Программа MaxEnt: метод максимальной энтропии | Практические | 1 | 2 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.3, Л1.2 |
| 4.3. | Оценка распределения подходящих условий обитания для исследуемого вида в соответствии с принципами максимальной энтропии | Сам. работа | 1 | 13 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.3, Л1.2 |
| 4.4. | Обработка и интеллектуальный анализ данных. Предсказательная аналитика | Лекции | 1 | 2 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.3, Л1.2 |
| 4.5. | Исследование набора генов больных раком | Практические | 1 | 2 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.3, Л1.2 |
| 4.6. | Задачи классификации на данных ирисы Фишера | Сам. работа | 1 | 10 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.3, Л1.2 |
| 4.7. | Модели динамики популяций | Лекции | 1 | 2 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.4, Л1.3, Л1.2 |
| 4.8. | Прикладной пакет Populus | Практические | 1 | 4 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.4, Л1.3, Л1.2 |
| 4.9. | Модели эволюции популяций | Сам. работа | 1 | 10 | УК-1, УК-6, ПК-1 | Л1.3, Л1.2 |
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| см. ФОС |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| см. ФОС |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| см. ФОС |
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | Зарипов Ш.Х. | Введение в математическую экологию: учебно-методическое пособие | Казань: Изд-во Казанского федерального университета, 2010 | kpfu.ru |
| Л1.2 | [Л. А. Хворова и др.] | Математическое моделирование и информационные технологии в экологии и природопользовании: монография | Изд-во АлтГУ, 2013 | elibrary.asu.ru |
| Л1.3 | Меншуткин В.В. | Искусство моделирования (экология, физиология, эволюция).: | Петрозаводск – Санкт-Петербург, 2010 | resources.krc.karelia.ru |
| Л1.4 | Кипятков В.Е. | Практикум по математическому моделированию в популяционной экологии: | СПб.: Санкт-Петерб. госуд. ун-т, 2002 | www.studmed.ru |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | Электронный курс в Moodle | portal.edu.asu.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| Пакеты для математических вычислений: SciLab, MS Excel. Microsoft Windows | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
| 1. Образовательный портал АлтГУ http://portal.edu.asu.ru/ 2. Электронный каталог НБ АлтГУ «Книги»: http://www.lib.asu.ru/app/elecat/elecat=index1?base=book 3. Издательство «Лань» [Электронный ресурс]: электронно-библиотечная система. – URL: http://e.lanbook.com/ 4. Издательство «Юрайт» [Электронный ресурс]: электронно-библиотечная система. – URL: http://biblio-online.ru 5. ЭБС «Университетская библиотека online»: https://biblioclub.ru/ 6. ЭБС АлтГУ: http://elibrary.asu.ru/ 7. Электронная база данных ZBMATH: https://zbmath.org/ | ||||
| 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) |
| Для успешного освоения дисциплины необходимы знания следующих разделов изученных на предыдущих курсах математических дисциплин: алгебра (основная теорема, знакоопределенность матриц - критерий Сильвестра), дифференциальное и интегральное исчисление (таблицы производных и интегралов, правила и методы вычисления производных и интегралов), дифференциальные уравнения (обыкновенные дифференциальные уравнения с постоянными коэффициентами, методы решения дифференциальных уравнений). |