М. А. Сонькин 2011 г. Рабочая программа icon

М. А. Сонькин 2011 г. Рабочая программа



НазваниеМ. А. Сонькин 2011 г. Рабочая программа
М.А. Сонькин «___» ____________2011 г.<><><><>РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
Дата конвертации02.06.2013
Размер136.31 Kb.
ТипЛекции
скачать >>>


УТВЕРЖДАЮ

Директор ИК

___________ М.А. Сонькин

«___» ____________2011 г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ


Вычислительные системы


НАПРАВЛЕНИЕ ООП:230100 Информатика и вычислительная техника

ПРОФИЛИ ПОДГОТОВКИ Сети ЭВМ и телекоммуникации, Компьютерный анализ и интерпретация данных, Микропроцессорные системы, Информационное и программное обеспечение автоматизированных систем, Технологии разработки программных систем, Распределенные автоматизированные системы, Информационное и программное обеспечение систем управления


КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ): магистр

БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2011 г.

^ КУРС 1; СЕМЕСТР 1

КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ: 6 кредитов ESTS

ПРЕРЕКВИЗИТЫ:


КОРЕКВИЗИТЫ: М1.Б1, М2.Б3


ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:

Лекции

27

часа (ауд.)

^ ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ


45

часов

АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ

72

часа

^ САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

144

часа

ИТОГО

216

часов

ФОРМА ОБУЧЕНИЯ

очная


ЭКЗАМЕН – 1 семестр

^

Обеспечивающая кафедра: «Прикладная математика»



ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ: д.ф.-м.н., профессор В.П. Григорьев


ПРЕПОДАВАТЕЛИ: к.ф.-м.н., доцент А.С.
Огородников,

к.т.н., доцент В.П. Зимин


2011 г.

^ 1. Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины в соответствии с ООП (Ц1 – Ц5) являются:

  • получение студентами знаний о применении перспективных методов исследования и решения профессиональных задач на основе знания мировых тенденций развития вычислительной техники и информационных технологий;

  • приобретение умения выбирать методы и разрабатывать алгоритмы решения задач управления и проектирования объектов автоматизации для динамических систем с распределенными параметрами и описывающихся дифференциальными уравнениями в частных производных;

  • овладение современными методами и технологиями математического моделирования с использованием программных комплексов (систем компьютерной математики), ориентированных на решение научных, проектных и технологических задач;

  • формирование у студентов мотивации к самообразованию за счет активизации с помощью с помощью информационных технологий (например, систем компьютерной математики) самостоятельной познавательной деятельности и использование в практической деятельности новых знаний и умений, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности.

^ 2. Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина «Вычислительные системы» (М2.Б1) является базовой дисциплиной профессионального цикла (М2).

Для её успешного усвоения необходимы базовые и специальные знания, полученные при изучении ООП бакалаврской подготовки по направлениям «Информатика и вычислительная техника», «Информационные системы и технологии» и родственным им направлениям; умения применять вычислительную технику и программное обеспечение для решения практических задач; владения навыками профессиональной работы на персональном компьютере и использованием современного программного обеспечения.

В соответствии с учебным планом данная дисциплина читается в 1-ом семестре и не имеет пререквизитов в рамках ООП магистерской подготовки.

Кореквизитами являются дисциплины «Интеллектуальные системы» (М1.Б1), «Современные проблемы информатики и вычислительной техники» (М2.Б3).

^ 3. Результаты освоения дисциплины

После изучения дисциплины в соответствии с ФГОС и ООП студент должен:


знать:

  • методы проектирования аппаратных и программных средств вычислительной техники, позволяющие решать поставленные задачи моделирования (З.2.1.1);

  • основные элементы языка программирования и визуализации расчетов в системе MATLAB−COMSOL (З.2.1.2);

  • возможности COMSOL Multiphysics по 3D−моделированию динамических систем в физической формулировке и в математической (З.2.1.3);

  • методы и программные средства реализации параллельных и распределённых вычислений в среде MATLAB−COMSOL (З.5.1).


уметь:

  • планировать, организовывать и проводить научные исследования (У.2.1.1);

  • использовать типовые программные продукты, ориентированные на решение научных, проектных и технологических задач (У.2.1.2);

  • разрабатывать приложения, работающие в среде графических интерфейсов пользователя различных инструментальных систем, входящих в пакет MathWorks(MATLAB, Optimization Toolbox, Simulink, Wavelet Toolbox) (У.2.1.3);

  • ставить собственную задачу, анализируя наиболее близкий пример (модель) из библиотеки моделей MATLAB−COMSOL (У.2.1.4);

  • применять методы параллельных вычислений для решения научных и инженерных задач (У.5.1).

владеть:

  • навыками самостоятельной научно- исследовательской деятельности (В.2.1.1);

  • работой в среде MATLAB, COMSOL Multiphysics, решением конкретных задач на многоядерных и многопроцессорных ЭВМ (В.5.1).


В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие компетенции:

Универсальные (общекультурные):

  • способность использовать на практике умения и навыки в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом (ОК- 4 ФГОС);

  • способность проявлять инициативу, в том числе в ситуациях риска, брать на себя всю полноту ответственности (ОК-5 ФГОС);

  • способность самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК- 6 ФГОС).



Профессиональные:


  • применять перспективные методы исследования и решения профессиональных задач на основе знания мировых тенденций развития вычислительной техники и информационных технологий (ПК-1 ФГОС);

  • выбирать методы и разрабатывать алгоритмы решения задач управления и проектирования объектов автоматизации (ПК-5 ФГОС);

  • применять современные технологии разработки программных комплексов, контролировать качество разрабатываемых программных продуктов (ПК-6 ФГОС).

    1. Структура и содержание дисциплины

4.1. Аннотированное содержание разделов дисциплины:

1. Основные элементы языка программирования и визуализации расчетов в системе MATLAB и COMSOL Multiphysics.

Освоение основных элементов языка программирования MATLAB и графического интерфейса пользователя(GUI). Решение задач линейной алгебры: вычисление определителей, обращение матриц, системы линейных уравнений. Решение нелинейных уравнений. Основы графической визуализации вычислений, создание массивов данных для 3D- графики, редактирование графиков. Интерполяция и аппроксимация функций. Моделирование динамических систем с сосредоточенными параметрами.

2. Решение задач с использованием пакетов расширений MATLAB и COMSOL Multiphysics.

Решение задач с использованием пакетов расширений MATLAB и COMSOL Multiphysics. Символьные вычисления в пакете расширений Symbolic Math Toolbox. Решение оптимизационных задач в пакете Optimization Toolbox MATLAB. Физическое моделирование в системе COMSOL Multiphysics. Библиотека моделей. Навигатор моделей. 1D, 2D, 3D - модели. Графический интерфейс пользователя. Анализ, выбор и выделение геометрических объектов при работе с одно- , двух- и трехмерными моделями. Ввод MATLAB-выражений в GUI COMSOL. Режимы решателя задач. Режимы показа решения. Мультидисциплинарное моделирование динамических систем с обратной связью в COMSOL Multiphysic – Simulink.

3. Применение программных средств Parallel Computing Toolbox и MATLAB Distributed Computing Server для подготовки решения задач на многопроцессорных ЭВМ-кластерах.

Рассмотрение примеров решённых задач: системы линейных алгебраических уравнений с плотной матрицей и разряженной. Анализ сигналов на основе вейвлет-преобразований и быстрого преобразования Фурье.

Структура дисциплины по разделам и формам организации обучения представлена в таблице 1.


Таблица 1

^ Структура дисциплины

по разделам и формам организации обучения

Название раздела/темы

Аудиторная работа (час)

СРС

(час)

Колл,

контр.р.

Итого

Лекции


Лаб. зан.

1

2

3

4

5

6

Раздел 1 «Основные элементы языка программирования и визуализации расчетов в системе MATLAB и COMSOL Multiphysics»

8

12

40

Тест

Индивидуальное задание

60

Раздел 2 «Решение задач с использованием пакетов расширений MATLAB и COMSOL Multiphysics»

15

27

84

Контрольная работа

Контрольная работа

126

Раздел 3 «Применение программных средств Parallel Computing Toolbox и MATLAB Distributed Computing Server для подготовки решения задач на многопроцессорных ЭВМ-кластерах»

4

6

20

Тест

30

Итого

27

45

144




216


4.3. Распределение компетенций по разделам дисциплины приведено в табл. 2.

Таблица 2.

Распределение компетенций по разделам дисциплины

№ п\п

Формируемые
компетенции

Разделы дисциплины

1

2

3

1

З.2.1.1

+

+

+

2

З.2.1.2

+







3

З.2.1.3

+







4

З.5.1







+

6

У.2.1.1

+

+

+

7

У.2.1.2

+

+

+

8

У.2.1.3




+




9

У.2.1.4




+




10

У.5.1










11

В.2.1.1

+

+

+

12

В.5.1







+




  1. Образовательные технологии

При освоении разделов дисциплины используется сочетание видов образовательной деятельности (ОД) – лекция, лабораторная работа, самостоятельная работа – с различными методами ее активизации (табл. 3).


Таблица 3

^ Сочетание видов ОД с различными методами ее активации

Метод акт. ОД/Вид ОД

Лекция

лабораторная работа

С.Р.

IT-методы

+

+

+

Работа в команде




+

+

Case-study

+




+

Игра




+




Проблемное обучение

+

+




Контекстное обучение




+

+

Обучение на основе опыта

+

+




Индивидуальное обучение







+

Междисциплинарное обучение

+

+

+

Опережающее обучение







+


^ 6. Организация и учебно-методическое обеспечение
самостоятельной работы студентов (CРC)


6.1. Самостоятельную работу студентов (СРС) можно разделить на текущую и творческую.

Текущая СРС – работа с лекционным материалом, подготовка к лабораторным работам с использованием сетевого образовательного ресурса (портал ТПУ); опережающая самостоятельная работа; изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку; подготовка к экзамену.

Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная
работа
(ТСР) – поиск, анализ, структурирование информации по индивидуальному заданию с использованием других интернет-ресурсов (указано в п. 9.3).

6.2. Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине

В процессе изучения дисциплины студенты должны самостоятельно овладеть следующими темами:

  1. Возможности вычислительных систем компьютерной математики (СКМ) по активизации самостоятельной познавательной деятельности.

  2. Использование в практической деятельности новых знаний и умений непосредственно не связанных со сферой деятельности (на примерах MATLAB, COMSOL Multiphysics, Wolfram Mathematica);

6.3. Контроль самостоятельной работы

Рубежный контроль в виде компьютерного тестирования по теоретической и практической части. По результатам рубежного контроля формируется допуск студента к экзамену.

6.4.Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

Для самостоятельной работы студентов используются сетевые образовательные ресурсы, представленные на сайтах (указано в п. 9.3).

^ 7. Средства (ФОС) текущей и итоговой оценки качества
освоения дисциплины


Фонд оценочных средств дисциплины (ФОС) состоит из средств входного контроля знаний, текущего контроля выполнения заданий и средств для промежуточной аттестации. Эти средства содержат перечень вопросов, ответы на которые дают возможность студенту продемонстрировать, а преподавателю оценить степень усвоения теоретических и фактических знаний на уровне знакомства; заданий, позволяющих оценить приобретенные студентами практические умения на репродуктивном уровне; задач для оценки приобретенных студентами когнитивных умений на продуктивном уровне.

Входной и выходной контроль знаний осуществляется в форме компьютерного тестирования.


  1. Учебно-методическое и информационное обеспечение модуля

    1. Основная литература

  1. Формалёв В.Ф., Ревизников Д.Л. Численные методы. – Изд. 2-е, испр., доп. – М.: Физматлит. – 2006. – 400 с.

  2. Егоров В.И. Применение ЭВМ для решения задач теплопроводности. Учебное пособие. – СПб: СПб ГУ ИТМО. – 2006. – 77 с.

  3. Поршнев С.В. Компьютерное моделирование физических процессов в пакете MATLAB. – М.: Телеком, 2003. – 592 с.

  4. Потемкин В.Г. Вычисления в среде MATLAB. – М.: Диалог-МИФИ, 2004. –720 с.

    1. Дополнительная литература

  1. Бирюлин Г.В. Теплофизические расчеты в конечно-элементном пакете COMSOL/FEMLAB. Учебное пособие. – СПб: СПб ГУ ИТМО. – 2006. – 79 с.

    1. Программное обеспечение и Internet-ресурсы

  1. MATLAB Release 2010b, PDE Toolbox.

  2. Comsol MultiPhysics, User’s GUIDE

  3. http://matlab.exponenta.ru/

  4. http://matlab.exponenta.ru/forum/viewforum.php?f=4

  5. http://orloff.am.tpu.ru/matlab/index.htm

  6. http://e-le.lcg.tpu.ru/public/FEM_0911/index.html

  1. Материально - техническое обеспечение дисциплины


Для выполнения самостоятельной работы студентам кафедрой ПМ предоставляется 4 компьютерных класса (ауд. 102 – 105 корпуса ИК). В классах установлены:

  • 18 ПК типа CPU Intel Quad Core i5-750 BOX, 2,8 GHz / Видеокарта PCI-E Palit GeForce GTX 460 1024MB, мониторы LCD 24" BENQ, ОС – Windows 7;

  • 11 ПК Intel Pentium D Dual Core 2,66 GHz, мониторы LCD 17" LG, ОС – Windows XP ;

  • 8 ПК Intel Pentium 4 2,2 GHz, мониторы LCD 17" LG, ОС – Windows XP.

Все ПК с помощью cетевого коммутатора CNet 16 ports объединены в локальную сеть с автоматическим выходом в корпоративную сеть ТПУ и глобальную сеть Интернет.


Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС по направлению «Информатика и вычислительная техника».

Программа одобрена на заседании кафедры ПМ (протокол № от « » 06 2011 г.).

Автор – доцент кафедры прикладной математики Огородников Александр Сергеевич.

Рецензент – профессор кафедры прикладной математики Коваль Тамара Васильевна.





Похожие:

М. А. Сонькин 2011 г. Рабочая программа iconМ. А. Сонькин 2011 г. Рабочая программа
Кореквизиты: Современные проблемы теории управления; Идентификация и диагностика систем
М. А. Сонькин 2011 г. Рабочая программа iconМ. А. Сонькин 2011 г. Рабочая программа
Целями дисциплины «Экономическая теория» при подготовке будущего специалиста в области менеджмента являются
М. А. Сонькин 2011 г. Рабочая программа iconМ. А. Сонькин 2011 г. Рабочая программа
...
М. А. Сонькин 2011 г. Рабочая программа iconМ. А. Сонькин 2011 г. Рабочая программа
Руководитель ооп доцент Коновалов В. И. Преподаватель доцент Курганов В. В
М. А. Сонькин 2011 г. Рабочая программа iconМ. А. Сонькин 2011 г. Рабочая программа
Курс “Технология решения изобретательских задач” (триз) является одной из дисциплин, завершающих подготовку выпускников направления...
М. А. Сонькин 2011 г. Рабочая программа iconМ. А. Сонькин 2011 г. Рабочая программа
В результате освоения данной дисциплины бакалавр приобретает знания, умения и навыки, обеспечивающие достижение целей Ц1, Ц3, Ц5...
М. А. Сонькин 2011 г. Рабочая программа iconМ. А. Сонькин 2011 г. Рабочая программа
Вычислительные машины, комплексы, системы и сети, Системы автоматизированного проектирования, Технологии разработки программного...
М. А. Сонькин 2011 г. Рабочая программа iconФ тпу 1 – 21/01 Утверждаю Проректор директор ик а. М. Сонькин 2011 г. Рабочая программа дисциплины
Готовность выпускников к производственно-технологической и проектной деятельности, обеспечивающей модернизацию, внедрение и эксплуатацию...
М. А. Сонькин 2011 г. Рабочая программа iconМ. А. Сонькин 2011 г. Рабочая программа
Профили подготовки вычислительные машины, комплексы, системы и сети, Системы автоматизированного проектирования, Технологии разработки...
М. А. Сонькин 2011 г. Рабочая программа iconМ. А. Сонькин 2011 г. Рабочая программа
Пререквизиты: «Теория автоматического управления», «Технические средства систем автоматики и управления», «Локальные системы управления»,...
М. А. Сонькин 2011 г. Рабочая программа iconМ. А. Сонькин 2011 г. Рабочая программа
БД), разработке печатных макетов и пользовательских отчетов с использованием элементов данных, получаемых из бд и конструктора документов...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©rushkolnik.ru 2000-2015
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы