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

Вычислительная физика

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра радиофизики и теоретической физики
Направление подготовки03.03.03. Радиофизика
ПрофильМетоды и технологии цифровой экономики
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость2 ЗЕТ
Учебный план03_03_03_РФ-2020
Часов по учебному плану 72
в том числе:
аудиторные занятия 28
самостоятельная работа 44
Виды контроля по семестрам
зачеты: 2

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 1 (2) Итого
Недель 20
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лабораторные 28 28 28 28
Сам. работа 44 44 44 44
Итого 72 72 72 72

Программу составил(и):
д.ф.-м.н., профессор кафедры радиофизики и теоретической физики, Лагутин Анатолий Алексеевич

Рецензент(ы):
к.ф.-м.н., доцент кафедры прикладной физики, электроники и информационной безопасности, Рудер Давыд Давыдович

Рабочая программа дисциплины
Вычислительная физика

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 03.03.03 РАДИОФИЗИКА (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 12.03.2015 г. № 225)

составлена на основании учебного плана:
03.03.03 Радиофизика
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра радиофизики и теоретической физики

Протокол от 15.06.2020 г. № 9
Срок действия программы: 2020-2021 уч. г.

Заведующий кафедрой
д.ф.-м.н., профессор Лагутин Анатолий Алексеевич


Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2023-2024 учебном году на заседании кафедры

Кафедра радиофизики и теоретической физики

Протокол от 15.06.2020 г. № 9
Заведующий кафедрой д.ф.-м.н., профессор Лагутин Анатолий Алексеевич


1. Цели освоения дисциплины

1.1.Получение общих знаний о современной системе высшего профессионального образования, особенностях обучения в ВУЗе.
Знакомство слушателей с основными физическими явлениями, методами их наблюдения, экспериментальными исследованиями в области радиофизики.
Формулировка представлений о границах применимости моделей.
Выявление роли радиофизики в разработке и создании новой техники.
Знакомство студентов с современными технологиями приобретения новых знаний.
Изучение современных методов исследований в области радиофизики и электроники.
Знакомство с основными понятиями и технологиями защиты информации и персональных данных.
Обучение слушателей работе со справочной и учебной литературой.

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.Об основных концепциях современной системы высшего образования.
О современном состоянии, теоретических работах и результатах экспериментов в области электроники, радиотехники.
О границах применимости моделей, используемых в исследованиях.
О перспективных направлениях исследований в областях, обозначенных выше.
3.2.Уметь:
3.2.1.Основные технологии и методы обеспечения защиты информации и персональных данных.
Осваивать новые методы научных исследований в области радиофизики и электроники.
Формулировать алгоритмы проведения исследований, обрабатывать полученные результаты на современном уровне и проводить их анализ.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.Работать со справочной и учебной литературой.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Роль радиофизики в разработке новой техники
1.1. Роль радиофизики в разработке новой техники Лабораторные 2 12 Л1.2
1.2. Роль радиофизики в разработке новой техники Сам. работа 2 14 Л1.2
Раздел 2. Взаимодействие заряженных частиц с электрическими и магнитными полями в рабочем пространстве электронных приборов.
2.1. Взаимодействие заряженных частиц с электрическими и магнитными полями в рабочем пространстве электронных приборов. Лабораторные 2 8 Л1.1
2.2. Взаимодействие заряженных частиц с электрическими и магнитными полями в рабочем пространстве электронных приборов. Сам. работа 2 20 Л1.1
Раздел 3. Электронные средства измерения.
3.1. Электронные средства измерения. Лабораторные 2 8 Л1.2
3.2. Электронные средства измерения. Сам. работа 2 10 Л1.2

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Список вопросов к зачету (I семестр)

1. Концепции современной системы высшего профессионального образования.

2. Работа со справочной и учебной литературой.

3. Поисковые Интернет-сервисы и серверы.

4. Язык поисковых запросов.

5. Публичные каталоги и хранилища специализированной научной литературы, научных статей и препринтов.

6. Технология изготовление печатных плат: Классы точности ПП, технологии изго-товления ПП различных классов точности.

7. Радиомонтажные материалы: Монтажные припои, паяльные пасты, флюсы, клеи.

8. Технологии пайки радиоэлементов: Пайка волной, инфракрасная пайка, паяльные станции.

9. Технологии отмывки печатных плат от продуктов пайки: Жидкости для отмывки
10. Технология RoHS.

11. Бессвинцовые элементы. Технологии бессвинцовой пайки.

12. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях в вакууме.

13. Энергетическое взаимодействие электромагнитного поля с заряженными части-цами.

14. Электронные приборы СВЧ.

Список вопросов к зачету (II семестр)

1. Основные понятия метрологии (объект измерения, единицы измерения, физическая величина, принцип измерения, метод измерения, измерение, погрешность измерения, результат измерения, единство измерения).

2. Классификация измерений: прямые, косвенные, совместные, абсолютные, относи-тельные и др.

3. Погрешности измерения, классификация погрешностей измерения.

4. Статистическая обработка многократных измерений.

5. Классические и современные средства измерения.

6. Технология виртуальных приборов.

7. Средства измерения электрических (U, I, f, φ) и неэлектрических величин (темпе-ратура, давление, GPS-навигация).

8. Датчики: проводные, беспроводные, цифровые, «интеллектуальные».

9. Количественная мера информации. Энтропия Шеннона. Энтропия бинарной величины. Условная и взаимная энтропия.

10. Сжатие данных. Теорема кодирования.

11. Аксиомы квантовой механики.

12. Наблюдаемые величины и операторы. Квантовое измерение.

13. Эволюция квантовой системы.

14. Унитарные преобразования.

15. Логические элементы и схемы для классических и квантовых вычислений.

16. Квантовая телепортация. Квантовый параллелизм.

17. Квантовое преобразование Фурье.

18. Задача о нахождении собственного числа.

19. Задача о факторизации.

20. Квантовый алгоритм поиска.

21. Алгоритмы, корректирующие классические ошибки.

22. Квантовые алгоритмы, корректирующие фазовые ошибки.

23. Код Шора.

24. Квантовый компьютер на фотонах.

25. Квантовый компьютер на ионах в ловушке.

26. Квантовый компьютер на основе явления ядерного магнитного резонанса.

27. Правовые аспекты защиты информации.

28. Понятие криптографии.

29. Симметричное шифрование. Шифр Вернама.

30. Асимметричное шифрование с открытым ключом.

31. Система RSA. Методы взлома системы RSA.
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
Технологии приобретения новых знаний.
Роль радиофизики в разработке новой техники.
Взаимодействие заряженных частиц с электрическими и магнитными полями в рабочем пространстве электронных приборов.
Экспериментальные методы исследования в радиофизике.
Электронные средства измерения.
Основные понятия классической и квантовой теории информации. Основы квантовой механики.
Классические и квантовые вычисления. Архитектура квантовых компьютеров.
Основы криптографии и защиты информации.
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
домашнии работы, индивидуальные задания, рефераты,контрольные работы

Критерии оценки итоговой аттестации:
Осуществляется в форме зачета, на котором проверяются знания основных вопросов по курсу «введение в специальность».
«Зачет» ставится в случае, если отвечающий показывает твердое знание и понимание во-просов программы. Ответы могут содержать несущественные ошибки и неточности. Наличие правильно выполненных индивидуальных заданий и контрольных работ.
«Не зачет» ставится в случае, если имеет место неправильный ответ хотя бы на один из основных вопросов, грубые ошибки в ответе, непонимание сущности излагаемых вопросов.
Приложения
Приложение 1.   fos_vved-v-spec.doc

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Гринберг Я.С. Электричество и магнетизм: учебное пособие Издательство НГТУ, 2017 www.studentlibrary.ru
Л1.2 Першин В.Т. Основы радиоэлектроники: учеб. пособие М. : Высшая школа // ЭБС "Лань", 2006 // ЭБС "Лань" e.lanbook.com
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Курс на Едином образовательном портале АлтГУ portal.edu.asu.ru
6.3. Перечень программного обеспечения
6.4. Перечень информационных справочных систем

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

Цель самостоятельной работы - систематизация, закрепление и расширение теоретических и практических знаний с использованием современных информационных технологий и лите-ратурных источников. Самостоятельная работа студента, безусловно - один из важнейших этапов в подготовке студентов. Она приобщает студентов к исследовательской работе, обо-гащает опытом и знаниями, необходимыми для дальнейшего их становления как специали-стов, прививает навыки работы с литературой.

Самостоятельная работа включает:
· изучение ряда вопросов, более широко раскрывающих сущность теории и практики курса «введение в специальность»;
· выполнение индивидуальных заданий.

Для эффективного изучения теоретической части дисциплины необходимо:
· построить работу по освоению дисциплины в порядке, отвечающим изучению основ-ных этапов, согласно приведенным темам лекционного материала;
· усвоить содержание ключевых понятий;
· плотно работать с основной и дополнительной литературой по соответствующим те-мам.

Для эффективного изучения практической части дисциплины необходимо:
- систематически выполнять подготовку к практическим занятиям по темам;
- своевременно выполнять домашние и индивидуальные задания.