ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный государственный технический
рыбохозяйственный университет»
(ФГБОУ ВПО «ДАЛЬРЫБВТУЗ»)
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по НР
________________ В.Д.Богданов
2011 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
«Принципы математического моделирования»
послевузовского профессионального образования
по специальности
05.13.18 «Математическое моделирование,
численные методы и комплексы программ»
Владивосток 2011
1
Рабочая программа составлена на основании основной профессиональной
образовательной программы послевузовского профессионального образования по
специальности 05.13.18 «Математическое моделирование, численные методы и
комплексы программ», утвержденной Министерством образования и науки РФ №
1365 от 16.03.2011 г.
Рабочая программа
разработана:_____________________ д.ф.-м.н., профессор Алексеев Г.В.
Рабочая программа обсуждена и одобрена на заседании кафедры «Прикладная математика и информатика»
протокол №___от «____»_________2011 г.
Зав. кафедрой____________________д.ф.-м.н., профессор Алексеев Г.В.
Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании научнотехнического совета
протокол №___от «____»_________2011 г.
Председатель НТС _________________ д.т.н., профессор Богданов В.Д.
2
СОДЕРЖАНИЕ
1. Цели и задачи дисциплины ................................................................................ 4
2. Требование к уровню освоения содержания дисциплины ............................. 4
3. Объем дисциплины и виды учебной работы .................................................... 5
4. Содержание дисциплины ................................................................................... 5
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий ......................................................... 5
4.2. Содержание разделов дисциплины ............................................................. 5
5. Лабораторный практикум ................................................................................... 7
6. Практические (семинарские) занятия ............................................................... 7
7. Курсовое проектирование (курсовая) работа ................................................... 7
8. Самостоятельная работа ..................................................................................... 7
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины .......... 7
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины ................................... 8
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины ....... 8
Лист ознакомления .................................................................................................. 9
Лист учета периодических проверок документа ............................................... 10
Лист регистрации изменений ............................................................................... 11
3
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Дисциплина «Принципы математического моделирования» относится к циклу ОД.А.04 Дисциплины по выбору аспиранта, обеспечивает логическую взаимосвязь с дисциплиной «Математическое моделирование и информационные вычислительные технологии» и имеет своей целью:
 обучить аспирантов современной методологии решения прикладных задач
на основе методологии математического моделирования,
 научить аспирантов применять методы математического моделирования
для решения прикладных задач с помощью современных математических методов, вычислительного эксперимента и информационных технологий.
Задачи дисциплины:
 формирование теоретических знаний в области математического моделирования;
 ознакомление с основными этапами метода математического моделирования: вывод математической модели, вычислительный эксперимент и программная
реализация.
2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ
ДИСЦИПЛИНЫ
В результате изучения дисциплины аспирант должен
знать:
 сущность метода математического моделирования,
 основные этапы метода математического моделирования;
уметь:
 проводить аналитическое исследование математической модели,
 применять методы численного анализа краевых задач для математических
моделей и информационных вычислительных технологий,
 указывать прикладную интерпретацию решений, полученных при применении метода математического моделирования;
иметь практические навыки:
 применения метода математического моделирования и информационных
вычислительных технологий для решения прикладных задач.
4
3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Вид учебной работы
Общая трудоемкость
Аудиторные занятия
Лекции
Лабораторные работы
Практические занятия
Курсовая работа (проект)
Самостоятельная работа, в том числе:
курсовая работа (проект)
контрольные работы
расчётно-графические работы
тесты
Вид промежуточного контроля
Всего часов Семестр(ы) (сессия)
108
2
54
2
38
2
16
2
54
2
-
экзамен
2
4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.
№
п/п
Всего часов
лекции КР (КП) ЛР ПЗ
1 Основные понятия теории моделиро4
2
вания
2 Основы теории подобия и верифика6
2
ции моделей
3 Основные направления развития ЭВМ
4
4
и их классификация
4 Программное обеспечение
8
4
5 Операционные системы, сети и СУБД
6
2
6 Прикладное программное обеспече10
2
ние научных исследований
Всего
38
16
Раздел дисциплины
CР
10
10
10
8
8
8
54
4.2. Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ
Технологическая цепочка моделирования и ее взаимосвязи. Особенности и
области применения математического, машинного и натурного моделирования.
5
Раздел 2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПОДОБИЯ И ВЕРИФИКАЦИИ
МОДЕЛЕЙ
Технологическая цепочка моделирования. Основные этапы моделирования.
Постановка задач и определение типа модели. Требования к моделям. Построение
математической, алгоритмической, программной моделей и численного алгоритма. Обоснование корректности моделей.
Раздел 3. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ЭВМ И ИХ
КЛАССИФИКАЦИЯ
Перспективы развития ЭВМ. Периферийное оборудование ЭВМ и его использование. Особенности постановки и проведения машинных и полунатурных
исследований моделей сложных систем на многопроцессорных и многомашинных
вычислительных комплексах.
Раздел 4. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Основные функции, выполняемые программным обеспечением (ПО) научных исследований. Требования, предъявляемые к ПО со стороны исследователей
в период разработки программ. Динамика измерения затрат на разработку различных классов программ. Методы решения проблемы снижения трудоемкости разработки и сопровождения программ.
Раздел 5. ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ, СЕТИ И СУБД
Операционные системы: назначение, выполняемые функции. Принципы
управления сетью ЭВМ. Средства программирования, обеспечивающие управление обменом информацией с объектом исследования. Базы данных. Принципы
построения систем управления базами данных (СУБД). Организация диалогового
процесса с СУБД при проведении научных исследований.
Раздел 6. ПРИКЛАДНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Формы представления комплексов прикладных программ: библиотека, пакет прикладных программ (ППП), диалоговая система. Примеры ППП общематематического назначения. Процедурные и непроцедурные входные языки для записи заданий для расчетов с помощью ППП. Архитектура ППП и процесс обработки входного задания. Архитектура диалоговой системы. Способы организации
диалогового процесса исследования. Технология разработки комплексов прикладных программ. Структурное проектирование программ. Применение инструментальных средств разработки ППП и диалоговых систем. Программное обеспечение средств машинной графики.
Раздел 7. МЕТОДЫ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ
Системы параллельных вычислений на многопроцессорных и кластерных
вычислительных комплексах. Парадигма глобальных вычислений и ее реализации.
6
5. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
№ ЛР
1
2
3
4
5
6
7
Итого
Название лабораторной работы
Выбор численного алгоритма
Изучение сходимости выбранного алгоритма
Описание программы, реализующей численный метод
Составление и отладка программы
Проведение численных экспериментов
Анализ результатов
Защита отчета по выполнению задания
Кол-во
часов
2
4
2
2
2
2
2
16
6. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
(не предусмотрены)
7. КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ (КУРСОВАЯ РАБОТА)
(не предусмотрено)
8. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
№ п/п
1
2
Итого
Содержание самостоятельной работы. Вид контроля
Изучение литературы по основным численным методам:
- метод конечных разностей,
- метод конечных элементов.
Изучение пакетов прикладных программ
Кол-во
часов
18
18
18
54
9. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
1.
2.
3.
4.
5.
а) основная литература:
Воеводин В.В. Математические основы параллельных вычислений. - М: Издво МГУ, 1991.
Воеводин В.В. Математические модели и методы в параллельных процессах. М.: Наука, 1986.
Говорухин В.Н., Цибулин В.Г. Введение в Марlе. Математический пакет для
всех. М.: Мир, 1997.
Гультяев А.К. МаtLаЬ 5.2 Имитационное моделирование в среде Windows.
СП.: Корона-принт, 1999.
Компьютерные сети. Всеобъемлющее руководство по устройству, работе и
проектированию. Энциклопедия пользователя. Пер. с англ. Киев: Diasoft, 1998.
7
6. Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование. М.: Наука,
1997. 320c.
б) дополнительная литература:
1. Алексеев Г.В. Численные методы решения задач математической физики. –
Владивосток: Изд-во ДВГУ, 1988.
2. Коробейников В.П. Принципы математического моделирования. - Владивосток: Дальнаука, 1997.240 с.
3. Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование.- М.: Наука,
1997. 320 с.
4. . - М. : NT Press, 2008. - 271 с. : ил.
в) методическое обеспечение лабораторного практикума:
1. Алексеев Г.В. Численные методы решения задач математической физики. – Владивосток: Изд-во ДВГУ, 1988.
2. Системное программирование на С++ для UNIX. Пер. с англ. Киев: ВНV, 1997.
3. Соболева О.В. Основы программирования в среде Turbo Pascal 7.0. Метод.указания. – Владивосток: Дальрыбвтуз, 2003.
4. Шелест В.Д. Программирование. – СПб: БХВ-Петербург, 2001.
г) методическое обеспечение самостоятельной работы:
1. Алексеев Г.В. Численные методы решения задач математической физики. –
Владивосток: Изд-во ДВГУ, 1988.
2. Соболева О.В. Основы программирования в среде Turbo Pascal 7.0. Метод.указания. – Владивосток: Дальрыбвтуз, 2003.
10. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ
IBM PC для лабораторного практикума.
11. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ
ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Курс изучается путем прослушивания лекций и усвоения их содержания,
самостоятельного изучения материалов учебников согласно рекомендации преподавателей, выполнения рекомендованных заданий и упражнений.
8
ЛИСТ ОЗНАКОМЛЕНИЯ
№
п/п
Фамилия Имя Отчество
Должность
Дата ознакомления
Подпись
9
ЛИСТ УЧЕТА ПЕРИОДИЧЕСКИХ ПРОВЕРОК
Дата
Ф.И.О. и должность
выполняющего проверку
Изменению подлежат
Подпись
10
ЛИСТ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ
Номер изменения
Номер
страницы
Номер
пункта
Дата внесения
Ф.И.О. исполнителя
Подпись
11