Рабочая программа учебной дисциплины «информационные технологии»




Скачать 133.24 Kb.
НазваниеРабочая программа учебной дисциплины «информационные технологии»
Дата20.11.2012
Размер133.24 Kb.
ТипРабочая программа


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ


(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)


ИНСТИТУТ ТЕПЛОВОЙ И АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИТАЭ)
___________________________________________________________________________________________________________


Направление подготовки: 140700 Ядерная энергетика и теплофизика

Профиль(и) подготовки: Термоядерные реакторы и плазменные установки

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»



Цикл:

профессиональный




Часть цикла:

по выбору




дисциплины по учебному плану:

ИТАЭ; Б.3.19.1




Часов (всего) по учебному плану:

216




Трудоемкость в зачетных единицах:

6

7 семестр

Лекции

36 часов

7 семестр

Практические занятия

--




Лабораторные работы

36 часов

7 семестр

Расчетные задания, рефераты

18 часов самостоят. работы

7 семестр

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

144 часа




Экзамены




7 семестр

Курсовые проекты (работы)

--






Москва - 2010

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ


Целью дисциплины является: изучение информационных технологий для последующего использования в математике и технической физике.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

  • к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);

  • применять основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации, использовать компьютер как средство работы с информацией (ОК-11);

  • к практическому анализу логики различного рода рассуждений, к публичным выступлениям, аргументации, ведению дискуссии и полемики (ОК-12);

  • использовать информационные технологии, в том числе современные средства компьютерной графики, в своей предметной области (ПК-1);

  • демонстрировать базовые знания в области естественнонаучных дисциплин и с готовностью использовать основные законы в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);

  • анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-6);

  • формировать законченное представление о принятых решениях и полученных результатах в виде отчета с его публикацией (публичной защитой) (ПК-7);

  • к участию в разработке методов прогнозирования количественных характеристик процессов, протекающих в конкретных технических системах, на основе существующих методик (ПК-11);

  • к проведению физического и численного эксперимента, к разработке с этой целью соответствующих экспериментальных стендов (ПК-12);


Задачами дисциплины является:

  • ознакомление обучающихся с применением современных информационных технологий в математике и технической физике;

  • обучение использованию современных систем представления и публикации научно-технической информации;

  • обучению использованию математических пакетов для решения задач линейной алгебры, обыкновенных дифференциальных уравнений, построению двумерных и трехмерных графиков;

  • обучение программированию и отладке программ в системе MATLAB;

  • ознакомление с основными понятиями и методами имитационного моделирования систем технической физики;

  • ознакомление с основами построения автоматизированной системы научных исследований.



2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к части по выбору профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю “Термоядерные реакторы и плазменные установки” направления 140700 «Ядерная энергетика и теплофизика».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Информатика», «Математические методы моделирования физических процессов», «Экспериментальные методы исследования».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплин «Математические методы физики плазмы», «Методы измерения и анализа электрических величин», «Элементарные процессы в плазме», а также программы магистерской подготовки.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ.

В результате освоения дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

  • современные достижения информационных технологий и возможности их использования на практике (ОК-7, -11, ПК-1, -2, -11, -12);

  • интерфейс и возможности компьютерных математических пакетов MATCAD, MATHEMATICA, MAPLE, MATLAB (ПК-1, -2, -11, -12);

  • принципы построения программ с использованием высокопроизводительных математических библиотек (ПК-11, -12, ПСК-5);

  • современные системы представления и публикации научно-технической информации (ОК-11, -12, ПК-7, ПСК-5);

  • основные понятия, закономерности и методы имитационного моделирования систем технической физики (ПК-2, -12, ПСК-5);

  • основы построения автоматизированной системы научных исследований (ПК-2);

  • методы анализа и обработки экспериментальных данных (ПК-2);

  • современные методы поиска научно-технической информации с использованием Интернета и специализированных клиентов для доступа к БД (ПК-6).

Уметь:

  • использовать информационные ресурсы и технологии в профессиональной деятельности (ОК-1, -6, -11, -15, ПК-1, -2, -11, -12);

  • с помощью компьютерных математических пакетов решать задачи линейной алгебры, обыкновенные дифференциальные уравнения, находить экстремумы функций многих переменных, строить 2D- и 3D-графики (ПК-1, -2, -11, -12);

  • создавать и отлаживать программы, а так же разрабатывать интерфейсы, используя систему MATLAB (ПК-1, -2, -11, -12);

  • выполнять компьютерный эксперимент с помощью программ имитационного моделирования и проводить обработку и анализ результатов компьютерного эксперимента (ПК-10, -12, ПСК-5);

  • с помощью современных систем публикации научной и технической информации, создавать обзоры, аннотации, рефератов и библиографии по тематике проводимых научных исследований (ОК-11, ПК-6));

  • осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию (ПК-6).

Владеть:

  • методикой сбора и обработки информации и использования ее в профессиональной деятельности (ОК-7, -11, ПК-6);

  • программированием в системе MATLAB (ПК-1, -2, -11, -12);

  • методами имитационного моделирования (ПК-12);

  • методами автоматизации физического эксперимента (ПК-12, -13);

  • навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-12).



4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц, 216 часов.



п/п

Раздел дисциплины

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)


лк

пр.

лаб.

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Информационные технологии в математике

76

7

10




22

44

Защита лаб. работ

2

Представление научной и технической информации

10

7

4




 

6

Подготовка реферата

3

Моделирование физических процессов. Компьютерный эксперимент

78

7

14




14

50

Защита лаб. работ, подготовка расчетного задания

4

Информационные технологии в экспериментальной физике

14

7

8




 

6

Подготовка реферата




Зачет

2

7

 

 

 

2

Презентация и защита реферата, защита расчетного задания




Экзамен

36

7

 

 

 

36

устный




Итого:

216

7

36




36

144





4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

1. Информационные технологии в математике

Специализированные и универсальные программные продукты для научных и технических расчетов. Краткая характеристика и классификация пакетов   MATCAD, MATHEMATICA, MAPLE, MATLAB. Интерфейс и возможности системы MATLAB. Основные объекты и команды. Настройка рабочей среды. Работа с арифметическими операторами, математическими функциями. Базовые операции над массивами. Решение задач линейной алгебры. Построение 2D- и 3D-графиков. Специальная графика. Программирование: написание сценариев, написание функций, GUI-интерфейс. Объектно-ориентированное программирование в системе MATLAB. Использование отладчика. Работа с Toolbox. Интеграция системы MATLAB с языками программирования. Создание Windows-приложений с использованием математических процедур MATLAB. Высокопроизводительные математические библиотеки: применение, основные характеристики. MKL и аналоги.

2. Представление научной и технической информации

Современные системы представления информации. Публикация научной и технической информации. Электронная публикация. Системы EMTEX, MIKTEX. Использование системы ADOBE. Язык Postscript. Использование форматов MS WORD. Включение графической информации. Подготовка презентации.

3. Моделирование физических процессов. Компьютерный эксперимент

Вычислительные методы в физике. Три основные составляющие процесса моделирования: физическая модель, математическая модель, компьютерная модель. Численное моделирование методом частиц. Одномерная модель плазмы. Молекулярная динамика. Схемы интегрирования по времени уравнений Ньютона. Согласованность и точность разностной аппроксимации. Устойчивость и эффективность разностной схемы. Выбор временного шага. Особенности применения метода молекулярной динамики. Метод Монте-Карло (МК). Математические основы метода МК. Моделирование дискретных и непрерывных случайных чисел. Расчет интегралов методом МК. Модель индивидуальных соударений. Построение стохастической траектории движение частицы. Модель укрупненных столкновений. Классификация программ МК. Особенности применения монте-карловского моделирования.

4. Информационные технологии в экспериментальной физике

Информационное обеспечение физического эксперимента. Автоматизация физического эксперимента. Принципы построения автоматизированной системы научных исследований (АСНИ). Сбор данных в АСНИ. Техническое обеспечение АСНИ. Анализ и обработка экспериментальных данных. Среда программирования LabVIEW для автоматизации в научных исследованиях.

4.2.2. Практические занятия

Практические занятия учебным планом не предусмотрены.

4.3. Лабораторные работы

7 семестр

№ 1. Работа с арифметическими операторами и математическими функциями в системе MATLAB

№ 2. Построение 2D- и 3D-графиков в системе MATLAB

№ 3. Решение задач линейной алгебры в системе MATLAB

№ 4. Программирование в системе MATLAB (написание сценариев, написание функций, создание GUI-интерфейса)

№ 5. Работа с Curve Fitting Toolbox

№ 6. Работа с Symbolic Math Toolbox

№ 7. Создание Windows-приложений с помощью MATLAB Compiler

№ 8. Одномерная модель плазмы

№ 9. Моделирование движения двух заряженных тел

№ 10. Моделирование движения N заряженных тел

№ 11. Построение стохастической траектории движения частицы без потерь энергии

№ 12. Моделирование потерь энергии заряженных частиц, пролетевших сквозь слой прямо вперед

№ 13. Построение стохастической траектории движение частицы с учетом потерь энергии

№ 14. Моделирование взаимодействия ионов с твердым телом с помощью программы SRIM

№ 15. Моделирование взаимодействия электронов с твердым телом с помощью программы CASINO

4.4. Расчетные задания

Например: «Расчет угла рассеяния иона, налетающего на неподвижный ион, для различных потенциалов взаимодействия в математическом пакете MATLAB».


4.5. Курсовые проекты и курсовые работы

Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций, демонстрацией расчетов в реальном времени по программам, созданных в системе MATLAB, и видеороликов. Выездная лекция-экскурсия в Наноцентр МЭИ по теме «Современные системы АСНИ» (2 часа).

Лабораторные занятия включают в себя создание программы в системе MATLAB, реализующую конкретный вариант лабораторной работы, ее отладку, расчет по созданной студентом программе, оформление отчета в электронной форме.

Самостоятельная работа включает подготовку к лекционным занятиям и лабораторным работам, оформление реферата и подготовку его презентации к защите, создание и отладку программы в системе MATLAB по заданному расчетному заданию, подготовку к защите расчетного задания, подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, устный опрос, презентация реферата, защита лабораторных работ.

Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен.

Оценка за освоение дисциплины определяется как 0,2(среднеарифметическая оценка за лабораторные работы) + 0,2(среднеарифметическая оценка за расчётное задание) +
+ 0,2(оценка за реферат) + 0,4(оценка на экзамене).


В приложение к диплому вносится оценка за 7 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) Основная литература:

  1. Мельников В.П. Информационные технологии  – М.: Академия, 2008, 432 с.

  2. Рагулина М.И. Информационные технологии в математике. – М.: Академия, 2008, 304 с.

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

  4. Хокни Р., Иствуд Дж. Численное моделирование методом частиц : пер. с англ. – М.: Мир, 1987, 640 с.

  5. Ковалев С.И. Автоматизация теплофизического лабораторного эксперимента. – М.: Изд. дом МЭИ, 2009, 48 с.

б) Дополнительная литература:

  1. Дьяконов В. П. MATLAB R2006/2007/2008 + Simulink 5/6/7. Основы применения. Изд. 2-е, переработанное и дополненное. Библиотека профессионала. – Москва.: «СОЛОН-Пресс», 2008, 800 с.

  2. Экштайн В. Компьютерное моделирование взаимодействия частиц с поверхностью твердого тела : пер. с англ. – М.: Мир, 1995, 321 с.

  3. Львовский С.М. Набор и верстка в системе LaTeX. – М.: Московский центр непрерывного математического образования, 2003, 448 с.


7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

http://www.mathworks.com/products/matlab/; http://sl-matlab.ru/; http://mathworld.wolfram.com/; http://www.softline.ru/; http://www.microsoft.com; http://www.exponenta.ru/; http://books.google.ru/; http://scholar.google.com/; http://elibrary.ru/; http://arxiv.org/; http://www.labview.webhost.ru/?LabVIEW

б) другие:


8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие компьютерного класса, снабженного мультимедийными средствами для представления презентаций лекций.


Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140700 «Ядерная энергетика и теплофизика» и профилю «Термоядерные реакторы и плазменные установки».


ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

д.т.н., доцент Лубенченко А.В.


"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой ОФиЯС

д.т.н., профессор Комов А.Т.




Похожие:

Рабочая программа учебной дисциплины «информационные технологии» iconРабочая программа учебной дисциплины информационные технологии название учебной дисциплины
Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее фгос)...
Рабочая программа учебной дисциплины «информационные технологии» iconРабочая программа учебной дисциплины «базы данных»
Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению...
Рабочая программа учебной дисциплины «информационные технологии» iconРабочая программа по учебной дисциплине Операционные системы наименование учебной дисциплины (полное, сокращенное)
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины «Операционные системы» студентам очной полной формы обучения специальности...
Рабочая программа учебной дисциплины «информационные технологии» iconРабочая программа дисциплины «информационные технологии»
Целью изучения дисциплины «Информационные технологии» является приобретение студентами знаний и навыков в области объектно-ориентированного...
Рабочая программа учебной дисциплины «информационные технологии» iconРабочая программа учебной дисциплины б 01 Информационные технологии в образовании
Ознакомление студентов с основами современных технологий сбора, обработки и использования информации, с новыми информационными технологиями...
Рабочая программа учебной дисциплины «информационные технологии» iconРабочая программа профессиональной дисциплины "Информационные технологии в профессиональной деятельности"
Рабочая программа профессиональной дисциплины "Информационные технологии в профессиональной деятельности" разработана на основе Федерального...
Рабочая программа учебной дисциплины «информационные технологии» iconРабочая программа учебной дисциплины сд. 05 Мультимедиа технологии
Для специальности (направления) 230201 «Информационные системы в технике и технологиях»
Рабочая программа учебной дисциплины «информационные технологии» iconРабочая учебная программа дисциплина ен. В. 02 Функциональное и логическое программирование для специальности 010400 Информационные технологии
Рабочая программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования и...
Рабочая программа учебной дисциплины «информационные технологии» iconРабочая программа учебной дисциплины «информационные технологии на транспорте»
Рабочая программа разработана в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального...
Рабочая программа учебной дисциплины «информационные технологии» iconПрограмма магистратуры: все программы подготовки магистров иэт квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная рабочая программа учебной дисциплины «компьютерные, сетевые и информационные технологии»

Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница