Рабочая программа Дисциплины (модуля) Математическое модел ирование наименование дисциплины (модуля) 231000. 62 «Программная инженерия»

7.5.Примерный перечень вопросов

Примерный перечень вопросов к зачету первого семестра.

1. Задачи и методы моделирования систем, возникающие в различных сферах челове-

ческой деятельности.

2. Классификация моделей.

3. Математическое моделирование и вычислительный эксперимент. Роль компьютер-

ного моделирования в решении сложных проектных и исследовательских задач.

4. Модели состояния.

5. Номенклатура переменных, описывающих отдельные типы систем.

6. Типовые элементы физических систем: индуктивные накопители энергии, емкост-

ные накопители энергии и рассеиватели энергии (диссипативные элементы).

7. Принцип аналогии. Уравнения и переменные, описывающие все типовые элемен-

ты.

8. Модели в частотной области.

9. Преобразование Лапласа и его свойства. Применение преобразования Лапласа для

изучения систем.

10. Передаточная функция системы.

11. Решение линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициента-

ми – аналитическое и численное (посредством Matlab).

12. Графовые модели. Сигнальные графы как модель решения системы линейных ал-

гебраических (или дифференциальных) уравнений.

13. Правило Мейсона для передачи между узлами сигнального графа.

14. Нелинейные системы. Функционал (оператор) как модель, т.е. способ описания

системы. Типы операторов. Уточнение понятия «динамическая система».

15. Фрактальные модели. Канторовы множества. Выемка средней части множества.

Снежинка Коха. Треугольник Серпинского.

16. Итерированные системы функций (ИСФ). Фракталы в природе.

17. Неопределенность в описании систем. Вероятность как один их методов выраже-

ния неопределенности.

18. Вероятность события. Независимость. Информация и вероятность.

19. Стохастические модели динамических систем.

20. Задачи оценивания параметров и состояния системы.

21. Метод наименьших квадратов и его статистическая интерпретация.

7.6.Критерии формирования экзаменационной оценки

Экзамен по данной дисциплине не предусмотрен. Чтобы быть допущенным к экзаменам, студент должен получить оценку ЗАЧТЕНО по всем дисциплинам семестра. Последняя неделя семестра объявляется «зачётной», и деканат формирует расписание зачё-тов. В назначенное время проводится устный зачёт и по данной дисциплине – Численные методы. Критерии формирования зачётной оценки подробно изложены выше в подразделе 7.4 Формы и методика текущего, промежуточного и итогового контроля, поскольку итоговая (зачётная) оценка по данной дисциплине зависит в большей степени от учебной работы студента внутри семестра, чем от устного ответа на зачётной неделе.

8.Материально-техническое обеспечение учебной дисциплины

Лекционные занятия проводятся в аудитории, оснащенной проектором. На компьютере преподавателя установлено программное обеспечение, указанное в разделе 7.1 данной рабочей программы. В ходе лекции преподаватель имеет возможность сопровождать изложение теоретического материала демонстрацией в среде программирования работы примеров программ, приведенных в лекциях в качестве примеров.

Лабораторный практикум проводится в компьютерном классе. Требования к программному обеспечению приведены в разделе 7.1 данной рабочей программы. Требования к аппаратному обеспечению следующие:

1. 
   Персональный компьютер на платформе Intel (AMD или аналогичной)
   
2. 
   Выделенный сервер на платформе Intel (AMD)
   
3. 
   Локальная сеть
   
4. 
   Средства телекоммуникации (концентраторы, коммутаторы, сетевые карты)
   

Используемые компьютерные и телекоммуникационные средства должны иметь подключение к Интернет.

Приложение 1
ОК-5 способность самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, стремиться к саморазвитию

Глубина знаний	Цели (задачи), которые студент достигает
Формирование знания	1.1. Называть источники получения информации: книги, статьи в периодических изданиях, материалы форумов, симпозиумов, конференций и пр., интернет-ресурсы (электронные публикации, форумы). 1.2. Перечислять достоинства/недостатки каждого источника информации. 1.3. Иметь представление о методах поиска требуемой информации в бумажных и электронных каталогах или в сети Интернет.
Формирование понимания	2.1. Сравнивать источники получения информации по различным критериям (актуальность и достоверность информации, простота доступа к информации, глубина изложения материала, проработки исследуемой проблемы, соответствие цели поиска информации). 2.2. Распознавать лучшие с точки зрения полезности информационные источники из обширного списка, предлагаемого «ручной (бумажной)» или автоматизированной информационной системой.
Способность применения	3.1. Использовать бумажные и электронные каталоги для поиска необходимых литературных источников 3.2. Демонстрировать владение навыками отыскания нужной информации по профессиональным вопросам в сети Интернет

ПК-2 способность к формализации в своей предметной области с учетом ограничений используемых методов исследования

Глубина знаний	Цели (задачи), которые студент достигает
Формирование знания	1. Описывать отличительные особенности различных классов математических моделей. 2. Называть базовые принципы математического моделирования. 3. Давать определения типов физических систем с точки зрения накопления или рассеяния энергии. 4. Характеризовать номенклатуру переменных, описывающих отдельные типы физических систем.
Формирование понимания	Объяснять связь между описанием динамической системы во временной области и в частотной области. Объяснять фундаментальные свойства детерминистских динамических систем. Объяснять понятие передаточной функции системы.
Способность применения	1. Находить преобразование Лапласа для заданных функций времени. 2. Восстанавливать функцию времени по ее изображению по Лапласу.

ПК-3 готовность к использованию методов и инструментальных средств исследования объектов профессиональной деятельности ¹

Глубина знаний	Цели (задачи), которые студент достигает
Формирование знания	Называть системы математического моделирования высокого уровня, их отличительные особенности. Перечислять этапы решения прикладных задач математического моделирования от постановки задачи до выполнения на ЭВМ. Называть основные способы ввода-вывода информации при выполнении моделирующих программ.
Формирование понимания	Объяснять процесс решения задачи методом математического моделирования (лекционного примера) на языке блок-схем. Описывать процесс решения задачи (лекционного примера) средствами языка какой-нибудь системы математического моделирования.
Способность применения	Составлять блок-схему алгоритма решения задачи по индивидуальному варианту Воспроизводить порядок действий по созданию и отладке моделирующей программы

ПК-4 готовность обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнение экспериментов по проверке их корректности и эффективности

Глубина знаний	Цели (задачи), которые студент достигает
1. Формирование знания	1. Описывать отличительные особенности классов математических моделей. 2. Назвать базовые принципы математического моделирования. 3. Определять типы физических систем с точки зрения накопления или рассеяния энергии. 4. Характеризовать номенклатуру переменных, описывающих отдельные типы физических систем.
2. Формирование понимания	1. Переходить от описания динамической системы во временной области к описанию в частотной области и наоборот. 2. Исследовать фундаментальные свойства детерминистских динамических систем.
3. Способность применения	1. Формулировать задачу параметрической идентификации модели по методу наименьших квадратов. 2. Записывать численный алгоритм параметрической идентификации модели по методу наименьших квадратов. 3. Планировать вычислительный эксперимент для параметрической идентификации модели по методу наименьших квадратов.

ПК-5 умение готовить презентации, оформлять научно-технические отчеты по результатам выполненной работы, публиковать результаты исследований в виде статей и докладов на научно-технических конференциях

Глубина знаний	Цели (задачи), которые студент достигает
1. Формирование знания	1. Описывать различие систем WYSIWYG и non-WYSIWYG. 2. Назвать базовые принципы логической разметки текста. 3. Характеризовать основные части научного отчета.
2. Формирование понимания	1. Объяснять назначение отдельных логических блоков четырехблочной структуры научного текста. 2. Объяснять законы построения презентации научного отчета. 3. Объяснять принцип верстки научного текста в системе LaTeX2e.
3. Способность применения	1. Писать исходные тексты доклада или презентации в соответствии с принципами логической разметки текста. 2. Компилировать исходные non-WYSIWYG тексты доклада или презентации в готовый к печати формат.

1 Здесь и далее: подчеркиванием выделена часть компетенции, формируемая данной дисциплиной