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

Анализ временных рядов

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра теоретической кибернетики и прикладной математики
Направление подготовки09.04.01. Информатика и вычислительная техника
ПрофильИнженерия искусственного интеллекта
Форма обученияЗаочная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный планz09_04_01_Информатика и вычислительная техника_ИИИ-2025
Часов по учебному плану 108
в том числе:
аудиторные занятия 10
самостоятельная работа 89
контроль 9
Виды контроля по курсам
экзамены: 2

Распределение часов по курсам

Курс 2 Итого
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 4 4 4 4
Лабораторные 6 6 6 6
Сам. работа 89 89 89 89
Часы на контроль 9 9 9 9
Итого 108 108 108 108

Программу составил(и):
к.ф.-м.н., доцент, Журавлева В.В.

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

Рабочая программа дисциплины
Анализ временных рядов

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования - магистратура по направлению подготовки 09.04.01 Информатика и вычислительная техника (приказ Минобрнауки России от 19.09.2017 г. № 918)

составлена на основании учебного плана:
09.04.01 Информатика и вычислительная техника
утвержденного учёным советом вуза от 29.04.2025 протокол № 6.

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

Протокол от г. №
Срок действия программы: 2025-2027 уч. г.

Заведующий кафедрой
к.т.н., доцент Понькина Е.В.


1. Цели освоения дисциплины

1.1.получение знаний и навыков в области разрабатки и применения математических методов анализа временных рядов, прикладного программного обеспечения для решения задач обработки данных временных рядов.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.О.3

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-1Способен самостоятельно приобретать, развивать и применять математические, естественнонаучные, социально-экономические и профессиональные знания для решения нестандартных задач, в том числе в новой или незнакомой среде и в междисциплинарном контексте;
ОПК-1.1 Знать: математические, естественнонаучные и социально-экономические методы для использования в профессиональной деятельности.
ОПК-1.2 Уметь: решать нестандартные профессиональные задачи, в том числе в новой или незнакомой среде и в междисциплинарном контексте, с применением математических, естественнонаучных, социально-экономических и профессиональных знаний.
ОПК-1.3 Владеть: методами теоретического и экспериментального исследования объектов профессиональной деятельности, в том числе в новой или незнакомой среде и в междисциплинарном контексте.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.- Основные понятия предметной области.
- Историю становления методологии анализа временных рядов и ее основных направлений.
- Основные методологические принципы анализа данных временных рядов и разработки прикладного программного обеспечения по их анализу.
- Специальные методы анализа временных рядов, используемые для решения научных задач.
3.2.Уметь:
3.2.1.- Применять на практике изученные методы и подходы.
- Выполнять интерпретацию результатов.
- Применять математические методы как элементs в разработке прикладного программного обеспечения.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.- Навыками сбора и обработки данных временных рядов (большие данные).
- Навыками применения методов обработки данных временных рядов.
- Навыками разработки алгоритмов и элементов прикладных программ, включающих анализа данных временных рядов.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Курс Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Введение в анализ временных рядов
1.1. Понятие временного ряда, виды временных рядов, требования к данным Лекции 2 0,25 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
1.2. Подготовка и первичная обработка данных временного ряда Лабораторные 2 0,5 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
1.3. Показатели временной динамики уровней ряда Лекции 2 0,25 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
1.4. Анализ цепных и базисных показателей, показателей динамики Лабораторные 2 0,5 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
1.5. Предварительная обработка и анализ. Анализ специфических показателей временных рядов Сам. работа 2 14 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
Раздел 2. Статистический анализ данных временного ряда
2.1. Анализ показателей дескриптивной статистики Лекции 2 0,25 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
2.2. Статистический анализ данных временного ряда. Лабораторные 2 0,5 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
2.3. Модель линейного тренда (спецификация вида тренда, исследование качества, устойчивость и прогнозирование) Лекции 2 0,25 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
2.4. Построение моделей линейного тренда и интерпретация результатов моделирования Лабораторные 2 0,5 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
2.5. Основы теории вероятностей. Возможности языка R для анализа временных рядов Сам. работа 2 14 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
Раздел 3. Модели адаптивного скользящего среднего (ARMA, ARIMA)
3.1. Введение в адаптивные модели. ARMA модели Лекции 2 0,5 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
3.2. Построение ARMA моделей. Анализ качества моделей Лабораторные 2 0,5 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
3.3. ARIMA модели Лекции 2 0,5 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
3.4. Построение ARIMA моделей. Анализ качества моделей Лабораторные 2 0,5 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
3.5. Разработка адаптивных моделей временных рядов (Хольта, Брауна, Тейла-Вейджа, AR, MA, ARMA, ARIMA, ARCH, GARCH). Оценка адекватности моделей. Сам. работа 2 14 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
Раздел 4. Сезонная трендовая декомпозиция (STL)
4.1. Понятие сезонной трендовой декомпозиции (STL) Лекции 2 0,5 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
4.2. Выполнение STL-декомпозиции с использованием библиотек statsmodel и stldecompose Лабораторные 2 0,5 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
4.3. Основыне возможности языка python для анализа временных рядов Сам. работа 2 16 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
Раздел 5. Модели ARCH и GARCH
5.1. Введение в моделирование финансовых рынков. Модель ARCH Лекции 2 0,5 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
5.2. Построение ARCH моделей. Анализ качества моделей Лабораторные 2 0,5 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
5.3. Модель GARCH Лекции 2 0,5 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
5.4. Построение GARCH моделей. Анализ качества моделей Лабораторные 2 1 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
5.5. Критерии стационарности рядов. Тесты на проверку причинно-следственной связи между признаками Сам. работа 2 17 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
Раздел 6. Нейронные сети в анализе временных рядов
6.1. Применение нейронных сетей для прогнозирования временных рядов Лекции 2 0,5 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
6.2. Разработка различных конфигураций нейронных сетей для прогнозирования временных рядов Лабораторные 2 1 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
6.3. Работа с источниками финансовых данных Сам. работа 2 14 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3

5. Фонд оценочных средств

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. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Подкорытова О.А., Соколов М.В. АНАЛИЗ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ 2-е изд., пер. и доп. Учебное пособие для бакалавриата и магистратуры: Гриф УМО ВО М.:Издательство Юрайт, 2018 biblio-online.ru
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Ганичева А.В. Прикладная статистика: учебное пособие: Учебные пособия Издательство "Лань", 2017 e.lanbook.com
Л2.2 Бериков В. Б. Эконометрика: Учебники и учебные пособия для ВУЗов НГТУ, 2010 biblioclub.ru
Л2.3 Валеев Н. Н., Аксянова А. В., Гадельшина Г. А. Анализ временных рядов и прогнозирование: Учебники и учебные пособия для ВУЗов КГТУ, 2010 biblioclub.ru
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Электронная библиотека АлтГУ. http://www.lib.asu.ru
Э2 Аналитическо-информационный портал "Финам". http://www.finam.ru
Э3 РОССТАТ. Официальный сайт. http://www.gks.ru
Э4 РОССТАТ. Алтайский край. Официальный сайт. http://ak.gks.ru
Э5 Электронная библиотечная система "Лань" . http://e.lanbook.com
Э6 Научная электронная библиотека "Elibrary". http://elibrary.ru
Э7 Электронная библиотечная система издательства "Юрайт". http://biblio-online.ru
Э8 Издательство МЦНО (свободно-распространяемые книги). www.mccme.ru/free-books
Э9 Электронный курс "Анализ временных рядов" на Открытом образовательном портале public.edu.asu.ru
6.3. Перечень программного обеспечения
Табличный процессор, текстовый процессор, операционная система, файловый менеджер, доступ к интернет, архиватор, Acrobat Reader.Microsoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно);
Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно);
Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses), (бессрочно); 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), (бессрочно);
AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно);
ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (https://astralinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно);
LibreOffice (https://ru.libreoffice.org/), (бессрочно);
Веб-браузер Chromium (https://www.chromium.org/Home/), (бессрочно);
Антивирус Касперский (https://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024);
Архиватор Ark (https://apps.kde.org/ark/), (бессрочно);
Okular (https://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно);
Редактор изображений Gimp (https://www.gimp.org/), (бессрочно)
6.4. Перечень информационных справочных систем
Не предусмотрено.

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

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
408Л лаборатория математического моделирования - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации Учебная мебель на 15 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска меловая 1 шт.; компьютер Depo - 10 шт., 5 шт. с мониторами LG и 5 шт. с мониторами Philips; мультимедиа-проектор Sony - 1 шт.; МФУ Canon - 1 шт.; стационарный экран: марка Digis Optima C - 1 шт.

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

1. Для успешного освоения содержания дисциплины необходимо посещать лекции, принимать активное участие в работе на семинаре, практическом занятии, а также выполнять задания, предлагаемые преподавателем для самостоятельного выполнения.

2. Лекция.
-На лекцию приходите не опаздывая, так как это неэтично.
- 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, не нужно выкрикивать, запишите их и задайте по окончании лекции или на семинарском занятии.
- Перед следующей лекцией обязательно прочитайте предыдущую, чтобы актуализировать знания и осознанно приступить к освоению нового содержания.

3. Практическое (лабораторное) занятие – это форма работы, где студенты максимально активно участвуют в освоении теории и методов.
- Для подготовки к семинару необходимо просмотреть лекционный конспект, отметить наиболее непонятные моменты, прочитать литературу рекомендуемую преподавателем.
- При использовании литературы 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 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/).
- В процессе подготовки и построения ответов при защите результатов типовых расчетных заданий не просто пересказывайте конспект лекции, содержание презентации или задания, но и проявите больше красноречия, используйте дополнительные сведения об изучаемом объекте, чтобы украсить ваше выступление.
- 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 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.

5. Итоговый контроль. 
- Для подготовки к зачету/экзамену возьмите перечень примерных вопросов у методиста кафедры.
- 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 на лекции, семинарском 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.