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

Прикладной интервальный анализ
рабочая программа дисциплины

Закреплена за кафедройКафедра теоретической кибернетики и прикладной математики
Направление подготовки01.04.02. Прикладная математика и информатика
ПрофильБиокибернетика, биоинформатика и программная инженерия. ФГОС 3++
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость4 ЗЕТ
Учебный план01_04_02_ББиПИ-1-2020-1
Часов по учебному плану 144
в том числе:
аудиторные занятия 36
самостоятельная работа 108
Виды контроля по семестрам
зачеты: 3

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 2 (3) Итого
Недель 19
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 18 18 18 18
Практические 18 18 18 18
Сам. работа 108 72 108 72
Итого 144 108 144 108

Программу составил(и):
д.т.н., профессор, Оскорбин Н.М.

Рецензент(ы):
к.ф.-м.н., доцент, Пономарев И.В.

Рабочая программа дисциплины
Прикладной интервальный анализ

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 01.04.02 Прикладная математика и информатика (уровень магистратуры) (приказ Минобрнауки России от 10.01.2018 г. № 13)

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

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра теоретической кибернетики и прикладной математики

Протокол от 30.06.2020 г. № 6
Срок действия программы: 2020-2021 уч. г.

Заведующий кафедрой
к.т.н., доцент Хворова Любовь Анатольевна

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 30.06.2020 г. № 6
Заведующий кафедрой к.т.н., доцент Хворова Любовь Анатольевна

1. Цели освоения дисциплины

1.1.Целью освоения учебной дисциплины «Прикладной интервальный анализ» является подготовка магистров по направлению 01.04.02 Прикладная математика и информатика: Математические методы и информационные технологии в экологии и природопользовании к изучению методологических и методических подходов математического и компьютерного моделирования и прогнозирования процессов в сложных социально-экономических и экологических системах, развивающих способности разрабатывать и анализировать концептуальные и теоретические модели решаемых задач проектной и производственно-технологической деятельности.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.О.01.03

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

УК-4: Способен применять современные коммуникативные технологии, в том числе на иностранном(ых) языке(ах), для академического и профессионального взаимодействия
ОПК-2: Способен совершенствовать и реализовывать новые математические методы решения прикладных задач
ПК-2: способность применять новые методы исследования в области биокибернетики, биоинформатики, медицины и проектирования комплексов программ в сфере профессиональной деятельности
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.Современные коммуникативные технологии, в том числе на иностранном(ых) языке(ах), для академического и профессионального взаимодействия.
Новые математические методы решения прикладных задач.
Новые методы исследования в области биокибернетики, биоинформатики, медицины и проектирования комплексов программ в сфере профессиональной деятельности.
3.2.Уметь:
3.2.1.Применять современные коммуникативные технологии, в том числе на иностранном(ых) языке(ах), для академического и профессионального взаимодействия.
Совершенствовать и реализовывать новые математические методы решения прикладных задач.
Применять новые методы исследования в области биокибернетики, биоинформатики, медицины и проектирования комплексов программ в сфере профессиональной деятельности.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.Способностью применять современные коммуникативные технологии, в том числе на иностранном(ых) языке(ах), для академического и профессионального взаимодействия.
Способностью совершенствовать и реализовывать новые математические методы решения прикладных задач.
Способностью применять новые методы исследования в области биокибернетики, биоинформатики, медицины и проектирования комплексов программ в сфере профессиональной деятельности.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Классические методы анализа данных
1.1. Моделирование процессов. Теоретические и эмпирические модели процессов. МНК. Историческая справка. Постановка задачи. Численные методы анализа данных Лекции 3 6 УК-4, ОПК-2, ПК-2 Л1.1, Л2.1, Л2.2
1.2. Критерии работоспособности и адекватности моделей. Модели экспериментов. Правильные (идеальные) и реальные схемы наблюдений Сам. работа 3 10 УК-4, ОПК-2, ПК-2 Л1.1, Л1.2, Л2.1
1.3. Регрессионный анализ. Предположения и свойства оценок МНК. Программная поддержка анализа данных Практические 3 6 УК-4, ОПК-2, ПК-2 Л1.1, Л1.2, Л2.1
1.4. Выполнение индивидуальных расчетных работ по заданиям раздела 1 Сам. работа 3 20 УК-4, ОПК-2, ПК-2 Л1.1, Л2.1
Раздел 2. Основы интервального анализа данных
2.1. Задачи и методы нестатистического анализа данных при построении эмпирических зависимостей Лекции 3 6 УК-4, ОПК-2, ПК-2 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
2.2. Основы интервального анализа данных. Информационное множество. Проверка полноты и согласованности данных Практические 3 6 УК-4, ОПК-2, ПК-2 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
2.3. Интервальные оценки выходной переменной моделируемого процесса Сам. работа 3 20 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
Раздел 3. Численные методы интервального анализа данных
3.1. Теоретические основы исследования интервальных систем линейных алгебраических уравнений (ИСЛАУ) и неравенств. Постановки задач и типы множеств решений. Лекции 3 6 УК-4, ОПК-2, ПК-2 Л1.1, Л1.2, Л2.1
3.2. Алгоритмическое и программное обеспечение прикладного интервального анализа Сам. работа 3 17 УК-4, ОПК-2, ПК-2 Л1.1, Л1.2, Л2.1
3.3. Алгоритмическая проверка разрешимости интервальных систем линейных алгебраических уравнений. Оптимизационный подход к решению ИСЛАУ Практические 3 6 УК-4, ОПК-2, ПК-2 Л1.1, Л1.2, Л2.1
3.4. Компьютерное моделирование и исследование решений ИСЛАУ Сам. работа 3 5 УК-4, ОПК-2 Л1.1, Л1.2, Л2.1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания
см. Приложение
5.2. Темы письменных работ (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
не предусмотрены
5.3. Фонд оценочных средств
см Приложение
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 Петрова А.Г., Оскорбин Н.М., Хворова Л.А. и др. Математическое моделирование: учебное пособие: Основная Барнаул: Изд-во Алт. ун-та., 2016. http://elibrary.asu.ru/handle/asu/3328
Л1.2 Н. М. Оскорбин, В. В. Журавлева ; АлтГУ Математические модели и методы исследования систем управления (Ч. 1): учеб. пособие : [в 2 ч.] Изд-во АлтГУ, 2012 http://elibrary.asu.ru/handle/asu/45
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 А. В. Максимов, Н. М. Оскорбин Многопользовательские информационные системы: основы теории и методы исследования: монография Изд-во АлтГУ, 2013 http://elibrary.asu.ru/handle/asu/404
Л2.2 С. И. Суханов Интервальный анализ в задачах моделирования пространственного положения геообъектов: монография Изд-во АлтГУ, 2016 http://elibrary.asu.ru/handle/asu/3393
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Свободная энциклопедия «Википедия» https://ru.wikipedia.org
Э2 Эконометрические программы. http://econom.nsu.ru/staff/chair_et/gluschenko/Research/Econometrics.htm
Э3 Электронный курс в Moodle ПИА https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=6354
6.3. Перечень программного обеспечения
Microsoft Office, Microsoft Windows, 7-Zip, AcrobatReader
6.4. Перечень информационных справочных систем
Профессиональные базы данных:
1. Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/).
2. Научная электронная библиотека (http://elibrary.ru/).
3. Электронная база данных «ZBMATH – The database Zentralblatt MATH» https://zbmath.org/

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)
205Л 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 9 посадочных мест; компьютеры: марка КламаС Офис, мониторы: марка ACER модель V223HQL - 8 единиц; доска интерактивная Triumph MULTI TOUCH 78 + проектор NEC UM280X в комплекте
320Л медиатека, читальный зал – помещение для самостоятельной работы Учебная мебель на 15 посадочных мест; персональные компьютеры с выходом в информационно-телекоммуникационную сеть Интернет и электронную информационно-образовательную среду;
106Л помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования Стеллажи – 3 шт. осциллограф, паяльная станция, источник тока, переносные ноутбуки

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

В курсе «Прикладной интервальный анализ» предусмотрено проведение лекционных и практических занятий, включая выполнение индивидуальных расчетных работ по проблемным вопросам курса, что способствует лучшему и углубленному освоению теоретического материала.
Теоретические разделы курса представлены в методической литературе, в которой приведены задания на самостоятельную работу, разделы вопросов и описание расчетных работ.
В процессе выполнения расчетных работ студенты знакомятся с описанием каждого расчетного задания с примером его выполнения, с файлом задания на содержание расчетной работы, теоретическим материалом по отдельному методическому указанию и используемым программным средствам в среде MS Excel.
1. Для успешного освоения содержания дисциплины необходимо посещать лекции, принимать активное участие в работе на практических занятиях, а также выполнять задания, предлагаемые преподавателем для самостоятельного изучения.
2. Лекция. 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 выделяйте ключевые моменты. Перед следующей лекцией обязательно прочитайте предыдущую, чтобы актуализировать знания и осознанно приступить к освоению нового содержания.
3. Семинарское (практическое) занятие – это форма работы, где студенты максимально активно участвуют в обсуждении темы. Темы практических занятий представлены в рабочей программе дисциплины. 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 при коллективной защите результатов выполнения практических работ, так как они развивают ваши навыки коммуникативного общения. При возникновении трудностей в процессе подготовки взаимодействуйте с преподавателем, консультируйтесь по самостоятельному изучению темы.
4. Самостоятельная работа. При изучении дисциплины не все вопросы рассматриваются на лекциях и семинарских 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. Перечень вопросов к зачету представлен в учебно-методических материалах. В списке вопросов выделите те, которые были рассмотрены на лекции и на практиках. Обратитесь к своим записям, выделите существенное. Для более детального изучения изучите рекомендуемую литературу. Если в списке вопросов есть те, которые не рассматривались на лекции, на практических занятиях, изучите их самостоятельно. 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.