Аннотация примерной программы учебной дисциплины б 9 «История и методология прикладной математики» Цели и задачи дисциплины
Скачать 2.36 Mb.
|
Формируемые компетенции: ОК-14 способность использовать в научной и познавательной деятельности, а также в социальной сфере профессиональные навыки работы с информационными и компьютерными технологиями Знать: современные способы и средства приобретения с помощью информационных технологий новых знаний и умений в области современной технологии программирования Уметь: приобретать с помощью информационных технологий новые знания и умения и использовать их при изучение основных понятий и конструкций современных языков индустриального программирования Владеть: профессиональными навыками работы с информационными и компьютерными технологиями в области современной технологии программирования ОК-15 способность работы с информацией из различных источников, включая сетевые ресурсы сети Интернет, для решения профессиональных и социальных задач Знать: современные способы и средства работы с информацией для изучения основных конструкций современных языков индустриального программирования Уметь: работать с информацией из различных источников для решения задач в области системного и прикладного программирования Владеть: современными методами расширения и углубления своего научного мировоззрения компьютерной обработки информации ПК-9 способность решать задачи производственной и технологической деятельности на профессиональном уровне, включая разработку алгоритмических и программных решений в области системного и прикладного программирования Знать: задачи производственной и технологической деятельности на профессиональном уровне в области системного и прикладного программирования Уметь: решать задачи разработки на профессиональном уровне алгоритмических и программных решений в области системного и прикладного программирования Владеть: способностью решать задачи производственной и технологической деятельности на профессиональном уровне в области системного и прикладного программирования ПК-10 способность применять в профессиональной деятельности современные языки программирования и языки баз данных, операционные системы, электронные библиотеки и пакеты программ, сетевые технологии Знать: современные языки программирования и языки баз данных, операционные системы, электронные библиотеки и пакеты программ, сетевые технологии Уметь: применять в профессиональной деятельности современные языки программирования и языки баз данных, операционные системы, электронные библиотеки и пакеты программ, сетевые технологии Владеть: методами использования в профессиональной деятельности современные языки программирования и языки баз данных, операционные системы, электронные библиотеки и пакеты программ, сетевые технологии Содержание дисциплины: Тема I. Язык программирования как способ записи алгоритма. Представление алгоритма в процедурной, функциональной и логической 125 форме. Процедурное, функциональное, логическое программирование и соответствующие языки программирования. Тема II. Процедурный подход к программированию. Основы процедурного подхода: базовый набор операторов, понятие переменной и типа данных, управление порядком исполнения операций. Процедурные языки программирования - основные черты и свойства. Тема III. Процедурный язык программирования C. Синтаксис языка программирования С. Программа, функция, блок. Типы данных (char, int, float), модификаторы основных типов (short, long, unsigned, double), составные типы данных (массив, запись). Указатели. Управляющие структуры языка С (if, for, while, do, break). Определение и использование функций в языке С, прототип функции, параметры функции. Тема IV. Функциональный подход к программированию. Основы функционального подхода. Основные свойства функциональных языков программирования. LISP – язык функционального программирования. Тема V . Логический подход к программированию. Основы логического программирования. PROLOG - язык логического программирования. Тема VI. Понятие типа данных. Роль и место типа данных в языках программирования. Основные типы данных в языках программирования: скалярные типы данных, составные типы данных, указатели. Тема VII. Динамические структуры данных. Список, стек, очередь - определение и реализация. Деревья, бинарные деревья - определение и реализация. Обход бинарного дерева, различные способы обхода. Упорядоченные деревья, программа поиска по дереву с включением. Использование деревьев поиска для сортировки данных. Тема VIII. Объединение инструкций и данных в одной структуре. Объектно-ориентированное программирование, основные понятия и определения. Классы, данные и методы. Права доступа к элементам класса. Наследование классов. Примеры использования объектно-ориентированного подхода в программировании. Тема IX. Компиляция программ. Основные этапы компиляции: лексический анализ, синтаксический анализ, семантический анализ, генерация кода, генерация машинного кода. Компиляция и интерпретация. Пример компилятора/интерпретатора простого языка. Виды учебной работы: лекции, лаб. работы, самостоятельная работа. Образовательные технологии В ходе освоения дисциплины при проведении аудиторных занятий используются следующие образовательные технологии: лекции, лабораторные работы с использованием активных и интерактивных форм проведения занятий и др. При организации самостоятельной работы занятий используются следующие образовательные технологии: проведение интерактивных лекций с использованием современных интерактивных технологий, использование компьютерных тестовых тренажеров. Формы текущего контроля успеваемости студентов: тестирование, защита лабораторных работ Форма промежуточной аттестации: экзамен. Общая трудоемкость дисциплины – 5 зачетных единиц (180 часов) Аннотация примерной программы учебной дисциплины Б.3.6 «Операционные системы» Цели и задачи дисциплины Освоение теоретических основ и применение их на практике для эффективной и профессиональной работы в современных операционных системах. Целью преподавания данной дисциплины является ознакомление студентов с общей концепцией построения операционных систем, а также их подготовка к эффективному использованию современных программных технологий. Курс преподавания этой дисциплины призван дать студентам комплексное представление о роли и месте операционных систем, сред и оболочек в современных вычислительных комплексах и системах. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата Дисциплина "Операционные системы" относится к базовой части профессионального цикла. Для освоения дисциплины "Операционные системы" обучающиеся используют знания, умения и навыки, сформированные в ходе изучения дисциплины базовой части математического и естественнонаучного цикла "Основы информатики", дисциплины вариативной части математического и естественнонаучного цикла "Алгоритмы и алгоритмические языки". Освоение данной дисциплины является основой для последующего изучения дисциплины базовой части математического и естественнонаучного цикла "Архитектура компьютеров", дисциплины вариативной части математического и естественнонаучного цикла "Вычислительные системы и параллельная обработка данных". Освоение данной дисциплины является также основой для последующего прохождения производственной и педагогической практик, подготовки к итоговой государственной аттестации. Формируемые компетенции: ПК-10 - способность применять в профессиональной деятельности современные языки программирования и языки баз данных, операционные системы, электронные библиотеки и пакеты программ, сетевые технологии Знать: основные принципы построения операционных систем Уметь: устанавливать и настраивать основные современные операционные системы Владеть: навыками конфигурирования операционных систем Содержание дисциплины: Что такое операционная система? Состав и функции операционной системы. Классификация операционных систем по особенностям управления ресурсами, особенностям аппаратных платформ, особенностям областей использования, по типам архитектуры ядра. Архитектура операционной системы. Ядро операционной системы. Процессы и программы. Состояния процесса. Сравнительный анализ нитей и процессов. Коммуникация и синхронизация параллельных потоков. Необходимость синхронизации. Проблема критических участков. Проблема тупиков. Управление памятью. Физическая память. Виртуальная память. Страничная и сегментная организация памяти. Подкачка. Выборка, размещение и замещение страниц. Алгоритмы замещения страниц. Файловые системы. Файлы, их атрибуты и операции с ними. Размещение файлов на диске. Файловая система FAT, файловая система UNIX (i-node), файловая система NFS. Знакомство с ОС UNIX, удаленное подключение к серверу посредством ssh, основные команды оболочки bash, работа с текстовым редактором vi, использование основных утилит, работа с процессами и задачами. Знакомство с программированием на языке высокого уровня C для ОС UNIX, компиляция программ. Оконная система X-Window, удаленное подключение к X-Window серверу посредством XDMCP протокола. Многопроцессное программирование в ОС UNIX, системные вызовы fork, execve, межпроцессная коммуникация, работа с файловой системой. Виды учебной работы: лекции, лаб. работы, самостоятельная работа. Образовательные технологии В ходе освоения дисциплины при проведении аудиторных занятий используются следующие образовательные технологии: лекции, лабораторные работы с использованием активных и интерактивных форм проведения занятий и др. При организации самостоятельной работы занятий используются следующие образовательные технологии: проведение интерактивных лекций с использованием современных интерактивных технологий, использование компьютерных тестовых тренажеров. Формы текущего контроля успеваемости студентов: тестирование, защита лабораторных работ Форма промежуточной аттестации: экзамен. Общая трудоемкость дисциплины – 5 зачетных единиц (180 часов) Аннотация примерной программы учебной дисциплины Б.3.7 «Численные методы» Цели и задачи дисциплины Целями освоения дисциплины «Численные методы» являются: подготовить студентов к разработке компьютерно-ориентированных вычислительных алгоритмов решения задач, возникающих в процессе математического моделирования законов реального мира и применения познанных законов в практической деятельности. В результате изучения данного курса студент должен изучить наиболее распространенные методы приближенных вычислений и ознакомиться с прикладными программными комплексами. Для достижения этих цели необходимо:
Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата Дисциплина «Численные методы» относится к базовой части профессионального цикла Требования к входным знаниям и умениям студента – основ алгебры, математического анализа, теории дифференциальных уравнении, уравнений в частных производных, теории вероятностей, информатики и др. Дисциплина «Численные методы» фундаментом высшего математического образования. Знания и умения, формируемые в процессе изучения данной дисциплины, будут использоваться в дальнейшем при освоении дисциплин, связанных с решением задач, возникающих в процессе математического моделирования сложных процессов. Формируемые компетенции: ОК-11 способность владения навыками работы с компьютером как средством управления информацией Знать: профессиональные приёмы работы с компьютером для решения задач в области численных методов Уметь: применять навыками работы с компьютером в области численных методов Владеть: навыками работы с компьютером как средством управления информацией ПК-3 способность понимать и применять в исследовательской и прикладной деятельности современный математический аппарат Знать: основные численные методы алгебры, приближения функций, численное интегрирование, методы численного решения обыкновенных дифференциальных уравнений, численные методы решения задач математической физики Уметь: выбирать численные методы адекватные решаемым задачам Владеть: навыками техники вычислительного эксперимента ПК-10 - способность применять в профессиональной деятельности современные языки программирования и языки баз данных, операционные системы, электронные библиотеки и пакеты программ, сетевые технологии Знать: особенности программирования вычислительных задач Уметь: разрабатывать алгоритмы численных методов решения задач Владеть: основами программирования в одном из современных математических пакетов Содержание дисциплины: Введение Математическое моделирование и вычислительный эксперимент. Численные методы как раздел современной математики. Роль компьютерно ориентированных методов в исследовании сложных математических моделей. Погрешность результата численного решения задачи. Требования к вычислительному процессу. Численные методы алгебры Решение нелинейных уравнений и систем уравнений. Методы половинного деления, хорд, простой итерации, Ньютона, комбинированный метод хорд и касательных, метод секущих. Сходимость. Прямые методы решения систем линейных алгебраических уравнений. Обращение матриц. Итерационные методы. Сходимость одношаговых итерационных методов. Метод градиентного спуска. Приближение функций Интерполирование алгебраическими многочленами. Погрешность интерполяционной формулы. Сплайн-интерполирование. Тригонометрическая интерполяция. Элементы теории равномерного приближения. Среднеквадратичные приближения. Метод наименьших квадратов. Численное интегрирование Интерполяционные квадратурные формулы. Интегрирование функций специального вида. Правило Рунге оценки погрешности. Методы численного решения обыкновенных дифференциальных уравнений Одношаговые и многошаговые методы решения задачи Коши. Вычислительная погрешность методов. Разностные методы решения задач математической физики Основные понятия теории разностных схем: аппроксимация, сходимость, устойчивость. Простейшие разностные схемы для уравнения переноса. Устойчивость, сходимость в зависимости от соотношения h и τ. Неявные схемы для задачи Коши. Уравнение теплопроводности с одной пространственной переменной. Разностная схема задачи Дирихле для уравнения Пуассона. Необходимый спектральный признак устойчивости. Виды учебной работы: лекции, лаб. работы, самостоятельная работа. Образовательные технологии В ходе освоения дисциплины при проведении аудиторных занятий используются следующие образовательные технологии: лекции, лабораторные работы с использованием активных и интерактивных форм проведения занятий и др. При организации самостоятельной работы занятий используются следующие образовательные технологии: проведение интерактивных лекций с использованием современных интерактивных технологий, использование компьютерных тестовых тренажеров. Формы текущего контроля успеваемости студентов: тестирование, защита лабораторных работ |
