РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«История и методология прикладной математики и информатики»
010400.68 Прикладная математика и информатика
Форма подготовки – очная
Школа естественных наук
Кафедра информатики, математического и компьютерного моделирования
Курс 1,2 , семестр 2,3
Лекции - 36 час.
Практические занятия - 0 час.
Семинарские занятия -0 час.
Лабораторные работы -0 час.
Самостоятельная работа – 36 час.
Всего 72 час.
Реферативные работы не предусмотрены Контрольные работы не предусмотрены
Зачет: 2,3 семестры
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (номер и наименование приказа), на основании типовой программы ФГОС ВПО и авторских разработок
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «16» мая 2012 г.
Заведующий кафедрой А.Ю. Чеботарев
Составитель доцент А.Г. Колобов
Оборотная сторона титульного листа
I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 20 г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ __________________
(подпись) (и.о. фамилия)
Изменений нет.
II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 200 г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ __________________
(подпись) (и.о. фамилия)
АННОТАЦИЯ
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Цели освоения дисциплины «История и методология прикладной математики и информатики» - дать магистрантам качественные знания соответствующих разделов математики, востребованные обществом; создать условия для овладения универсальными и предметно-специализированными компетенциями, способствующими их социальной мобильности и устойчивости на рынке труда; подготовить обучающихся к успешной работе в различных сферах, применяющих математические методы и информационные технологии на основе гармоничного сочетания научной, фундаментальной и профессиональной подготовки кадров; повысить их общую культуру, сформировать социально-личностные качества и развить способности самостоятельно приобретать и применять новые знания и умения.
Главным содержанием курса является краткое изложение основных фактов, событий и идей в ходе многовековой истории развития математики в целом и одного из её важнейших направлений – прикладной математики, зарождения и развития вычислительной техники и программирования. Показывается роль математики и информатики в истории развития цивилизации, дается характеристика научного творчества наиболее выдающихся учёных.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
Дисциплина «История и методология прикладной математики и информатики» входит в базовую часть общенаучного цикла, служит основой для систематизации и дальнейшего более углубленного изучения прикладной математики и информатики, для проведения научно-исследовательской работы.
Для изучения дисциплины студент должен:
Знать современное состояние и проблемы прикладной математики и информатики, историю и методологию их развития.
Уметь анализировать проблемы математики и пути их решения, делать аналитические обзоры
Владеть методологией научного познания в области математики
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Дисциплина направлена на формирование общекультурных (общепрофессиональных, профессиональных) компетенций выпускника.
В результате освоения дисциплины, обучающийся должен: обладать компетенциями:
общекультурными (ОК):
способностью понимать философские концепции естествознания, владеть основами методологии научного познания при изучении различных уровней организации материи, пространства и времени (ОК-1);
способностью иметь представление о современном состоянии и проблемах прикладной математики и информатики, истории и методологии их развития (ОК-2);
способностью использовать углубленные теоретические, и практические знания в области прикладной математики и информатики (ОК-3);
способностью порождать новые идеи и демонстрировать навыки самостоятельной научно-исследовательской работы и работы в научном коллективе (ОК-5);
способностью и готовностью к активному общению в научной, производственной и социально-общественной сферах деятельности (ОК-7);
профессиональными (ПК):
научная и научно-исследовательская деятельность: способностью проводить научные исследования и получать новые научные и прикладные результаты (ПК-1);
способностью разрабатывать концептуальные и теоретические модели решаемых научных проблем и задач (ПК-2);
проектная и производственно-технологическая деятельность: способностью углубленного анализа проблем, постановки и
обоснования задач научной и проектно-технологической деятельности
(ПК-3);
организационно-управленческая деятельность:
способностью управлять проектами (подпроектами), планировать научно-исследовательскую деятельность, анализировать риски, управлять командой проекта (ПК-5);
способностью организовывать процессы корпоративного обучения на основе технологий электронного и мобильного обучения и развития корпоративных баз знаний (ПК-6);
педагогическая деятельность:
способностью проводить семинарские и практические занятия с обучающимися, а также лекционные занятия спецкурсов по профилю специализации (ПК-8);
способностью разрабатывать учебно-методические комплексы для электронного и мобильного обучения (ПК-9);
консорциумная:
способностью работать в международных проектах по тематике специализации (ПК-11);
В результате освоения дисциплины студент должен:
Знать:
Основные приемы работы в области истории и методологии прикладной математики и информатики, а также способы анализа полученной информации.
Уметь:
Практически реализовывать изученные алгоритмы, а также при необходимости модифицировать их.
Владеть
навыками работы с уже написанным программным обеспечением, знать его преимущества и недостатки.
СТРУКТУРА И содержание теоретической и практической части курса
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы (72 часа), 36 часов – лекции, 36 часов - самостоятельная работа.
№
п/п
|
Раздел
Дисциплины
|
Семестр
|
Неделя семестра
|
Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)
|
Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)
Форма промежуточной аттестации (по семестрам)
|
|
|
|
|
Лек-ции.
|
Практика.
|
Самост.
|
Трудоем-кость
|
|
1
|
Математика в древности.
|
2
|
1-3
|
3
|
|
3
|
6
|
|
2
|
Математика в средние века.
|
2
|
4-7
|
4
|
|
4
|
8
|
ПР-2
|
3
|
Математика ХIХ века
|
2
|
8-11
|
4
|
|
4
|
8
|
УО-2
|
4
|
Математика ХХ века
|
2
|
12-16
|
5
|
|
5
|
10
|
ПР-2
|
5
|
Развитие вычислительной математики
|
2
|
17,18
|
2
|
|
2
|
4
|
ПР-2, УО-2
|
6
|
Развитие элементной базы, архитектуры и структуры компьютеров
|
3
|
1-3
|
3
|
|
3
|
6
|
ПР-2
|
7
|
. Персональные компьютеры и рабочие станции
|
3
|
4-7
|
4
|
|
4
|
8
|
УО-2
|
8
|
Компьютерные сети
|
3
|
8-10
|
3
|
|
3
|
6
|
ИС-4
|
9
|
Этапы развития программного обеспечения
|
3
|
11-14
|
4
|
|
4
|
8
|
ИС-4
|
10
|
Современное понимание философских проблем математики и информатики
|
3
|
15-18
|
4
|
|
4
|
8
|
ИС-4
|
контроль достижения целей курса
Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины реализуются следующие средства, способы и организационные мероприятия:
изучение теоретического материала дисциплины на лекциях с использованием компьютерных технологий;
самостоятельное изучение теоретического материала дисциплины с использованием Internet-ресурсов, методических разработок, специальной учебной и научной литературы;
Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
1 . Текущая СРС.
работа с лекционным материалом, поиск и обзор литературы и электронных источников информации по заданной теме;
изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку;
подготовка к защите отчетов, к экзамену.
2. Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа
(ТСР).
ТСР направлена на развитие интеллектуальных умений, комплекса универсальных (общекультурных) и профессиональных компетенций, повышение творческого потенциала магистрантов и заключается в:
поиске, анализе, структурировании и презентации информации;
анализе статистических и фактических материалов по заданной теме,
исследовательской работе и участии в научных студенческих семинарах;
анализе научных публикаций по заранее определенной преподавателем теме.
2.1 Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине
Перечень научных проблем и направлений научных исследований.
Проработка теоретических вопросов исторических и методологических проблем математики и информатики.
Подготовка к защите рефератов.
3. Контроль самостоятельной работы
Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателя.
4. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
Антология философии математики. / Под ред. А. Г. Барабашева и М.И.Панова. М. - Добросвет. 2002.
Беляев Е.А., Перминов В.Я. Философские и методологические проблемы математики. М.- МГУ. 1981.
Бесконечность в математике: философские и методологические аспекты. / Под ред. А. Г. Барабашева. М. – Янус-К. 1997.
Гнеденко Б.Б. О математике. М. – Эдиториал. 2000.
Закономерности развития современной математики. Методологические аспекты. М. – Наука. 1987.
Клайн М. Математика. Утрата определенности. М. – Мир. 1984.
Петров Ю.П. Лекции по истории прикладной математики. СПб. – СПбГУ. 2001.
Стили в математике. СПб. - РХГИ. 1999.
Перминов В.Я. Философия и основания математики. М. – Прогресс. 2002.
Теоретические основы информатики: Учебное пособие для вузов. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Горячая линия - Телеком, 2003. - 312 с.; ил.
Бауэр, Ф.Л. Информатика. Вводный курс: В 2-х ч./ Ф.Л. Бауэр, Г. Гооз. - М.: Мир, 1990. (См. Ч 2. Приложение Е. К истории информатики, с. 656-680).
Фет, Я.И. История информатики: исследования, публикации, преподавание /Я.И. Фет. - Новосибирск: Ин-т вычисл. математики и математич. геофизики, 1999.
Частиков, А.П. История компьютера /А.П. Частиков. - М.: Информатика и образование, 1996.
тематика и перечень курсовых работ и рефератов
Методические указания - объем сообщения в письменном виде 15-20 страниц. Время выступления - 2 минуты. Докладчик может проиллюстрировать выступление чертежами, рисунками, формулами, слайдами с диаграммами и т.д. После выступления доклад сдается преподавателю.
Темы по математике:
Древний Египет и Древний Вавилон.
Древняя Греция (развитие математического доказательства)
Знаменитые задачи древности (об удвоении куба, а трисекции угла, квадратура круга).
Парадоксы актуальной бесконечности: о летящей стреле, Об Ахиллесе и черепахе.
Трактат Евклида.
Структура и традиции средневекового университета.
Работы Леонардо Пизанского (Фибоначчи).
Решение уравнений второй, третьей и четвертой степени.
Появление логарифмов.
Зарождение и развитие математического анализа (17-18 века).
Работы Пьера Ферма (по теории чисел, по определению максимумов и минимумов).
Исчисление бесконечно малых Исаака Ньютона.
Теорема Ньютона-Лейбница.
Достижения математического анализа в 18 веке.
Неевклидовы геометрии
Творчество Ж. Фурье,
Творчество О. Коши,
Творчество К. Гаусса,
Творчество Ан. Пуанкаре.
Достижения российской академии наук и российских ученых: Пафнутий Львович Чебышёв,
Творчество А.А. Маркова,
Творчество А.М. Ляпунова.
Решение алгебраических и трансцендентных уравнений.
Решение задач линейной алгебры.
Интерполирование.
Численное дифференцирование и интегрирование.
Равномерные и среднеквадратичные приближения функций.
Численное интегрирование обыкновенных дифференциальных уравнений.
Выдающиеся ученые - А.Н. Тихонов,
Выдающиеся ученые -А.А.Самарский.
Модели Солнечной системы.
Модели механики сплошной среды.
Простейшие модели в биологии.
Механизация вычислений
Темы по информатике:
История вычислений в двоичной системе счисления
Вычисления над числами с плавающей запятой
Символьные вычисления
Создание первых компьютеров
Поколения компьютеров
Персональные компьютеры
Интеллектуализация компьютеров пятого поколения
История развития средств отображения и передачи информации
История развития средств хранения информации
Эволюция носителей информации (от камня до бумаги, механическая и магнитная запись звука, перфокарты и перфоленты)
Современные носители информации (оперативная память, магнитные носители и накопители, жесткие диски, оптические носители, стримеры, флэш-память)
Технология записи изображений: фотография и видео
Новые информационные технологии. Интернет
История интерфейсов (пакетная технология, технология командной строки, графический интерфейс, речевая технология)
История Интернет
История развития программного обеспечения
Развитие языков программирования
Первые программисты
История операционных систем
Библиотеки стандартных программ, ассемблеры (50-е годы ХХ века)
Языки и системы программирования (60-е годы)
Системы управления базами данных и пакеты прикладных программ (70-80-е годы)
Ведущие мировые программисты
Вопросы к зачету:
Возникновение первых математических понятий.
Страны Востока. Египет. Математики Греции. Пифагор. «Начала» Евклида.
Творчество Архимеда.
Математика Востока.
Математика в Европе.
Период упадка науки.
Эпоха Возрождения.
Математика после эпохи Возрождения. .
Формирование математики переменных величин.
Творчество Ньютона и Лейбница.
Математика в России.
Творчество Ж. Фурье, О. Коши, К. Гаусса, Ан. Пуанкаре.
Достижения российской академии наук и российских ученых: П.Л. Чебышева, А.А. Маркова, А.М. Ляпунова.
Выдающиеся ученые – А.Н. Тихонов, А.А.Самарский. Математические модели.
Модели Солнечной системы. Модели механики сплошной среды. Простейшие модели в биологии.
Доэлектронная история вычислительной техники. Системы счисления. Абак и счеты.
Первые компьютеры. ENIAC, EDSAC, МЭСМ, М-1. Роль первых ученых - разработчиков компьютеров – Атанасова, Эккерта и Моучли, Дж. фон Неймана, С.А. Лебедева, И.С. Брука.
Поколения ЭВМ. Семейство машин IBM 360/370, машины «Атлас» фирмы ICL, машины фирм Burroughs, CDC, DEC.
Отечественные ЭВМ серий «Стрела», БЭСМ, М-20, «Урал», «Минск». ЭВМ «Сетунь». ЭВМ БЭСМ-6. Семейства ЕС ЭВМ, СМ ЭВМ и «Электроника».
Суперкомпьютеры. ILLIAC IV. Векторно - конвейерные ЭВМ. «Cray-1» и другие ЭВМ Сеймура Крея.
Многопроцессорные ЭВМ классов SMP, MPP, NUMA. Вычислительные кластеры.
Персональные компьютеры и рабочие станции. Микропроцессоры. Роль фирм Apple, IBM, Intel, НР и др.
От сети ARPAnet до Интернета. Локальные вычислительные сети. Сетевые протоколы. Сетевые услуги (удаленный доступ, передача файлов, электронная почта).
Основные области применения компьютеров и вычислительных систем. История математического моделирования и вычислительного эксперимента (Самарский А.А.).
Развитие теории программирования. Библиотеки стандартных программ, ассемблеры (50-е годы ХХ века).
Языки и системы программирования (60-е годы). Операционные системы (60-70-е годы).
Системы управления базами данных и пакеты прикладных программ (70-80-е годы). Ведущие мировые ученые.
Языки и системы программирования. Первые языки – Фортран, Алгол-60, Кобол. Языки Ada, Pascal, PL/1.
Системы управления базами данных и знаний, пакеты прикладных программ.
Модели данных СУБД. Реляционные и объектно-ориентированные СУБД.
Системы, основанные на знаниях (искусственный интеллект).
Графические пакеты. Машинный перевод.
Программная инженерия. Защита информации.
Для успешной сдачи зачета магистранты должны посещать лекции.
Критерии оценки знаний магистрантов:
выполнять домашние задания, сдать тесты, написать реферат и ответить правильно на два теоретических вопроса из произвольного (по выбору преподавателя) раздела. При неправильном или неполном ответе может быть задан дополнительный вопрос. В случае не подготовки реферата на зачете могут быть предложены дополнительные вопросы.
Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Основная
http://www.computer-museum.ru/galglory/apokin.htm Апокин, И.А. Развитие вычислительной техники и систем на ее основе /И. А. Апокин // Новости искусственного интеллекта. -2004. - №1.
http://bookre.org/reader?file=474073 Апокин, И. А. Развитие вычислительных машин /И. А. Апокин, Л. Е. Майстров. - М., Наука, 2004.
Ершов, А. Компьютеризация школы и математическое образование /А. Ершов // "Программирование". – 2002. - № 1. (см. также "Информатика и образование", № 5-6, 1992).
Ершов, А. П. Информатика: предмет и понятие /А. Ершов // Кибернетика. Становление информатики. - М.: Наука, 2006.
Ершов, А. П. Становление программирования в СССР /А.П. Ершов, М. Р. Шура-Бура // Кибернетика. -2006. - № 6.
К 100-летию со дня рождения С.А. Лебедева. Информационные технологии и вычислительные системы. - № 3. - 2002.
http://storage.library.opu.ua/online/books/kaf_is/bahvalov_.pdf Бахвалов, Н. С. Численные методы [Электронный ресурс] / Н. С. Бахвалов, Н. П.Жидков, Г. М. Кобельков. - 7-е изд. (эл.). - М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. - 636 с. : ил. - (Классический университетский учебник). - ISBN 978-5-9963-0802-6.
Быченков, Ю. В. Итерационные методы решения седловых задач [Электронный ресурс] / Ю. В. Быченков, Е. В. Чижонков. - М . : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. - 349 с. : ил.: 60х90/16. - (Математическое моделирование). - ISBN 978-5-9963-0118-8.
http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=2465944 Воеводин В.В., Воеводин Вл. В. Параллельные вычисления // БХВ-Петербург, СПб., 2002, 609 с.
Дополнительная
Компьютеры в Европе. Прошлое, настоящее и будущее. В кн.: Труды международного симпозиума по истории создания первых ЭВМ и вкладу европейцев в развитие компьютерных технологий. – Киев, 1998.
Кибернетика. Становление информатики. - М.: Наука, 1986. (См. А.А. Дородницын. Информатика: предмет и задачи, с. 22-28; А.П. Ершов. Информатика: предмет и понятие, с. 28-31; и др.).
http://www.slideshare.net/liliya_m/c-13358003 Левин, В.И. Носители информации в цифровом веке / Под общ. ред. Д.Г. Красковского. - М.: КомпьютерПресс, 2000.
Малиновский, Б.Н. История вычислительной техники в лицах /Б.Н. Малиновский. – Киев, 1995.
Очерки истории информатики в России. Новосибирск: Научно-издательский центр ОИ ГГМ СО РАН, 1998.
Поспелов, Д.А. Очерки истории информатики в России. /Д.А. Поспелов, Я.И. Фет. - Новосибирск: Научно-издательский центр ОИГГМ, 1998.
Ракитов, А.И. Философия компьютерной революции /А.И. Ракитов. - М., Наука, 1991.
Интернет-ресурсы
http://window.edu.ru/resource/763/79763 Аксиологические проблемы современной науки: Учебное пособие Автор/создатель: Титаренко И.Н., Папченко Е.В. Год: 2011
|
