Скачать 178.24 Kb.
|
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кемеровский государственный университет» Кафедра теоретической физики «Утверждаю» Декан физического факультета ______________________ «___» ___________ 200_ г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по дисциплине Компьютерные технологии в физике и производстве программы «Физика конденсированного состояния вещества» направление 010700 (510400) ФИЗИКА курс 1м семестр 9, 10 лекции 18 час. лабораторные занятия 74 час. КСР 2 час. самостоятельные занятия 266 час. Всего часов 360 Итоговая аттестация Экзамен Составитель: Старший преподаватель кафедры теоретической физики КемГУ к.ф.-н. Федоров И .А. Кемерово, 2009 Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры Протокол № ___ от «___» ________ 200__ г. Зав. кафедрой _________________/Поплавной А.С./ (подпись, Ф.И.О.) Одобрено методической комиссией Протокол № ___ от «___» ________ 200 __ г. Председатель___________________/Золотарев М.Л./ (подпись, Ф.И.О.) 1. Пояснительная записка. Актуальность и значимость курса. Значительное число физических и физико-химических явлений в твердых телах объясняется путем компьютерного моделирования. В настоящее время компьютерное моделирование является инструментом позволяющим ускорить создание новых материалов с заданными свойствами, что используется в разнообразных видах производства. Курс «Компьютерные технологии в науке и производстве» содержит как фундаментальную, так и прикладную составляющие подготовки по программе «Физика конденсированного состояния», благодаря чему его изучение необходимо будущим научным работникам, преподавателям, а также техническим специалистам. Цели и задачи изучения курса. Формирование базовых знаний в науке и производстве, для которых используется компьютерное моделирование, обеспечивающих фундаментальные основы современных приложений в различных сферах деятельности. Студент должен овладеть как универсальными (общенаучными), так и инструментальными компетенциями в названной области физики конденсированного состояния. Задачи дисциплины:
Место дисциплины в профессиональной подготовке специалистов. Дисциплина Компьютерные технологии в науке и производстве представляет собой дисциплину цикла ДНМ. Дисциплина Компьютерные технологии в науке и производстве базируется на курсах цикла дисциплин естественнонаучных и профессиональных дисциплин (Б2 и Б3), входящих в модули Математика, Физика, Теоретическая физика и на материалах дисциплин модуля Информатика Программирование, Численные методы и математическое моделирование. Студенты, обучающиеся по данному курсу должны знать основы математического анализа, программирования, общего и теоретического курса физики и иметь практические навыки программирования. Структура учебной дисциплины. Учебная дисциплина включает в себя теоретический курс, практические занятия и самостоятельную работу. В теоретическом курсе излагаются четыре раздела: первопринципные методы расчета; полуэмпирические методы расчета; интегральные характеристики твердых тел; основные понятия высокопроизводительных вычислений. На практических занятиях студенты получают навыки решения конкретных задач в рамках четырех тем: использование виртуальной машины; исследование электронного строения простейших кристаллов; исследование электронного строения простейших молекул; интегральные характеристики. Самостоятельная работа ведется студентами по индивидуальным планам, составляемым на первых занятиях по рекомендации преподавателя. Особенности изучения дисциплины. Междисциплинарные связи. Курс базируется на дисциплинах общей и теоретической физики университетской программы для физических факультетов, а также на дисциплинах раздела «Высшая математика» (математический анализ, высшая алгебра, дифференциальные уравнения и методы математической физики), «Информатика», «Новые информационные технологии». Из курсов специализации необходимо усвоение «Теории симметрии в физике твердого тела», «Электронных свойств твердых тел». Студенты также должны владеть компьютерными технологиями, умением пользоваться пакетами вычислительных программ, понимать особенности реализации математических выражений при помощи языков программирования высокого уровня. Форма организации занятий по курсу. Занятия организуются в форме аудиторной и самостоятельной работы, консультаций по составлению индивидуальных планов и конкретным вопросам. Лекции, требующие сложного иллюстративного материала, проводятся с применением мультимедийных средств. Часть лабораторных занятий проводится в форме семинаров, на которых студенты докладывают результаты выполненных самостоятельно расчетов для конкретных объектов. Для информационного сопровождения данной дисциплины создан сайт (www.ctkemsu.narod.ru) на котором размещены информационные материалы (лекции, варианты заданий, методические материалы). Также имеется адрес электронной почты (ctkemsu@yandex.ru) на который можно высылать вопросы, результаты расчетов, рефераты. Таким образом, в случае пропущенного занятия имеется возможность изучить необходимые разделы самостоятельно. Взаимосвязь аудиторной и самостоятельной работы студентов Для усвоения материала между аудиторной и самостоятельной работой студентов установлена четкая связь. На аудиторных занятиях используется виртуальная машина благодаря которой каждый студент может перенести изучаемое программное обеспечение на свой домашний компьютер. Поэтому на занятиях даются задания, которые каждый студент может повторить для лучшего усвоения. Любое задание которое студент не успел выполнить во время аудиторных занятий может быть завершено на личном персональном компьютере или во время самостоятельной работы в компьютерном классе. Таким образом, сконфигурировав рабочее окружение для проведения компьютерного моделирования с использованием виртуальной машины студент может самостоятельную решать задачи, как в рамках данного курса, так и для научно-исследовательской работы. Требования к уровню усвоения содержания курса. Изучившие курс должны овладеть следующими компетенциями:
Виды контроля знаний и их отчетности. Контроль знаний осуществляется на практических занятиях в процессе решения поставленных задач, докладов по самостоятельным компьютерным вычислениям. В течение первого семестра проводится коллоквиум по теоретической части материала. Вид промежуточного контроля – зачет. Второй семестр содержит только лабораторные. Заключительная форма контроля – экзамен. Критерии оценки знаний студентов по курсу. Для получения допуска студентов к зачету требуется посещение аудиторных занятий, выполнение контрольных мероприятий. По пропущенным занятиям студент в письменном виде представляет материалы, из которых следует, что он самостоятельно полно проработал соответствующую тему. Зачет проставляется при условии качественного усвоения всех разделов и тем курса. Для допуска к экзамену требуется выполнить все изучаемые лабораторные. 2.1. Объем и сроки изучения курса
2.2. Содержание лекционных занятий Содержание лекций базового обязательного модуля дисциплины
2.3. Содержание лабораторного практикума
2.4. Задания для индивидуальной и самостоятельной работы.
2.5. Литература. Электронный справочный материал
Электронные учебные пособия
Методические пособия и книги.
3. Учебно-методические материалы 3.1. Примерные темы рефератов по разделам дисциплин Высокопроизводительные вычисления
3.2. Требования и методические указания для магистрантов по написанию рефератов Рефераты должны содержать ответы на следующие вопросы:
Содержание. Преимущества и недостатки ранних суперкомпьютеров. Причина появления проекта Beowulf. Создатели проекта. Влияние данного проекта на современные высокопроизводительные вычисления. Принцип работы. Преимущества и недостатки.
Содержание. Процесс создания наноматериалов. Проблема временного разрешения приборов. Решение уравнение Шредингера. Моделирование наноматериалов в современных пакетах. Индустриальный стандарт компьютерного моделирования.
Содержание. Преимущества компьютерного моделирования. Моделирование потоков жидкости и газа. Использование компьютерного моделирование в автомобильной, авиационной и нефтегазовой промышленности.
Содержание. Высокочастотный трейдинг. Использование суперкомпьютеров для анализа и прогнозирования рынка. Преимущества и недостатки.
Содержание. Основные принципы параллельных вычислений. Операционные системы семейства Windows HPC. Преимущества и недостатки. Операционные системы семейства Unix и Linux. Преимущества и недостатки.
Содержание. Определения облачных вычислений. Возможность разделения аппаратной и программной части. Вычисления, как сервис. Примеры облачных сервисов. Преимущества и недостатки.
Содержание. Параллельное программирование. Закон Амдала. Сложности параллельного программирования. Преимущества. Принцип работы параллельной задачи. 3.3. Вопросы к зачету.
3.4. Пример экзаменационного билета. 1. Различия между проприетарными и открытыми программными продуктами. 2. Выполнить следующие задачи: Визуализация решетки. Выбор оптимальной энергии обрезки. Визуализация электронной плотности. График зависимости полной энергии от базиса. Кристалл: LiF (кубическая сингония). Использовать следующие псевдопотенциалы: Li.pbe-n-van.UPF F.pbe-n-van.UPF Координаты атомоы: Li (0,0,0), F (0.5; 0.5; 0.5) 3. Выполнить следующие задачи: Визуализация молекулы. Выбор оптимального базиса. Визуализация электронной плотности. График зависимости полной энергии от базиса. График зависимости расстояния от базиса. Молекула: антрацен (C14H10) Группа симметрии: C2v Координаты атомов: C 3.630 0.715 0.000 C 2.470 1.398 0.000 C 1.210 0.712 0.000 C 0.000 1.391 0.000 H 4.567 1.235 0.000 H 2.464 2.471 0.000 H 0.000 2.464 0.000 Сведения о переутверждении РП на текущий учебный год и регистрация изменений
|
Программа учебной дисциплины «Компьютерные технологии в науке и производстве приборов» «Компьютерные технологии в науке и производстве приборов» является частью профессионального цикла дисциплин подготовки студентов... | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Компьютерные технологии в науке и образовании» Магистерская программа «Микро и нанотехнологии в производстве изделий электронной техники» | ||
«Компьютерные технологии и информатика» Контрольная работа по дисциплине «Компьютерные технологии и информатика» для студентов заочной формы обучения | Рабочая программа дисциплины Компьютерные технологии в науке и производстве... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | ||
Рабочая программа по дисциплине B. B 7 Современные и перспективные технологии в производстве и Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | Рабочая программа дисциплины компьютерные технологии в филологии... Курс «Компьютерные технологии в филологии» ен. Р. 01. входит в национально-региональный компонент естественнонаучного цикла «Общие... | ||
Рабочая учебная программа дисциплины Предметом изучения являются современные интенсивные плазмохимические технологии, применяемые в производстве или имеющие перспективы... | Рабочая учебная программа дисциплины Предметом изучения являются современные интенсивные плазмохимические технологии, применяемые в производстве или имеющие перспективы... | ||
Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте ТюмГУ «Математика и компьютерные науки» по профилю подготовки «Вычислительные, программные, информационные системы и компьютерные технологии... | Рабочая программа дисциплины «Компьютерные технологии в современной науке и образовании» Целью дисциплины (модуля) «Компьютерные технологии в современной науке и образовании» является освоение обучающимися основных методов... | ||
Рабочая программа дисциплины “ компьютерные сети и интернет-технологии”... Целью освоения дисциплины «Компьютерные сети и интернет технологии» является формирование компетенций и навыков применения современных... | Компьютерные технологии в науке и производстве. Вопросы к лекциям... Ответы на все вопросы должны занимать не меньше 5 страниц. Шрифт Times New Roman 14. Интервал полуторный. Обложек не требуется. Фамилию... | ||
Компьютерные технологии в науке и производстве. Вопросы к лекции №3 Ответы на все вопросы должны занимать не меньше 5 страниц. Шрифт Times New Roman 14. Интервал полуторный. Обложек не требуется. Фамилию... | Компьютерные технологии в науке и производстве. Вопросы к лекции №2 Ответы на все вопросы должны занимать не меньше 5 страниц. Шрифт Times New Roman 14. Интервал полуторный. Обложек не требуется. Фамилию... | ||
010400. 68 Аннотации дисциплин магистерской программы «Математические... ... | Рефератов по дисциплине «Информационные технологии в науке и производстве» Анализ информационных технологий автоматизации решения задач государственного управления |