М.3 Практика и научно-исследовательская работа
реклама
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова (название высшего учебного заведения) Утверждаю: Ректор Агаков В.Г. «____»__________20__ г. Номер внутривузовской регистрации __________________ ОСНОВНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Направление подготовки 230100 Информатика и вычислительная техника (указывается код и наименование направления подготовки) САПР (указывается наименование профиля подготовки) Квалификация (степень) МАГИСТР (указывается бакалавр / магистр / специалист) Форма обучения очная (очная, очно-заочная и др.) Чебоксары 2011 г. (город) 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Основная образовательная программа высшего профессионального образования, реализуемая вузом по направлению подготовки 230100 Информатика и вычислительная техника (далее – ООП ВПО). ООП ВПО представляет собой систему документов, разработанную и утвержденную высшим учебным заведением с учетом потребностей регионального рынка труда, требований федеральных органов исполнительной власти и соответствующих отраслевых требований на основе федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по соответствующему направлению подготовки, а также с учетом рекомендованной профильным учебно-методическим объединением примерной основной образовательной программы. ООП ВПО регламентирует цели, ожидаемые результаты, содержание, условия и технологии реализации образовательного процесса, оценку качества подготовки студентов по данному направлению подготовки и включает в себя: учебный план, рабочие программы учебных курсов, предметов, дисциплин (модулей) и другие материалы, обеспечивающие качество подготовки обучающихся, а также программы учебной и производственной практики, календарный учебный график и методические материалы, обеспечивающие реализацию соответствующей образовательной технологии. 1. Общая характеристика вузовской основной образовательной программы высшего профессионального образования. Трудоемкость освоения студентом ООП составляет 120 зачетных единиц за весь период обучения в соответствии с ФГОС ВПО по данному направлению и включает все виды аудиторной и самостоятельной работы студента, практики и время, отводимое на контроль качества освоения студентом ООП. 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ МАГИСТРОВ 2.1 Область профессиональной деятельности магистров включает: ЭВМ, системы и сети; автоматизированные системы обработки информации и управления; системы автоматизированного проектирования и информационной поддержки изделий; 2.2 Объектами профессиональной деятельности магистров являются: вычислительные машины, комплексы, системы и сети; автоматизированные системы обработки информации и управления; системы автоматизированного проектирования и информационной поддержки жизненного цикла промышленных изделий; программное обеспечение средств вычислительной техники и автоматизированных систем (программы, программные комплексы и системы); математическое, информационное, техническое, лингвистическое, программное, эргономическое, организационное и правовое обеспечение перечисленных систем. 2.3 Магистр по направлению 230100 Информатика и вычислительная техника готовится к следующим видам профессиональной деятельности: Проектно-конструкторская деятельность; Проектно-технологическая деятельность; Научно-исследовательская деятельность; Научно-педагогическая деятельность; Организационно-управленческая деятельность; 2.4 Магистр по направлению подготовки 230100 Информатика и вычислительная техника должен быть подготовлен к решению профессиональных задач в соответствии с профильной направленностью магистерской программы и видами профессиональной деятельности: Научно-исследовательская деятельность Разработка рабочих планов и программ проведения научных исследований и технических разработок, подготовка отдельных заданий для исполнителей. Сбор, обработка, анализ и систематизация научно-технической информации по теме исследования, выбор методик и средств решения задачи. Разработка математических моделей исследуемых процессов и изделий. Разработка методик проектирования новых процессов и изделий. Разработка методик автоматизации принятия решений. Организация проведения экспериментов и испытаний, анализ их результатов. Подготовка научно-технических отчетов, обзоров, публикаций по результатам выполненных исследований. Научно-педагогическая деятельность (дополнительно к задачам научноисследовательской деятельности) Выполнение педагогической работы на кафедрах ВУЗов на уровне ассистента. Подготовка и проведение учебных курсов в рамках направления «Информатика и вычислительная техника» под руководством профессоров и опытных доцентов. Разработка методических материалов, используемых студентами в учебном процессе. Проектно-конструкторская деятельность Подготовка заданий на разработку проектных решений. Разработка проектов автоматизированных систем различного назначения, обоснование выбора аппаратно-программных средств автоматизации и информатизации предприятий и организаций. Концептуальное проектирование сложных изделий, включая программные комплексы, с использованием средств автоматизации проектирования, передового опыта разработки конкурентоспособных изделий. Выполнение проектов по созданию программ, баз данных и комплексов программ автоматизированных информационных систем. Разработка и реализация проектов по интеграции информационных систем в соответствии с методиками и стандартами информационной поддержки изделий, включая методики и стандарты документооборота, интегрированной логистической поддержки, оценки качества программ и баз данных, электронного бизнеса. Проведение технико-экономического и функционально-стоимостного анализа эффективности проектируемых систем. Разработка методических и нормативных документов, технической документации, а также предложений и мероприятий по реализации разработанных проектов и программ. Проектно-технологическая деятельность Проектирование и применение инструментальных средств реализации программноаппаратных проектов. Разработка методик реализации и сопровождения программных продуктов. Разработка технических заданий на проектирование программного обеспечения для средств управления и технологического оснащения промышленного производства и их реализация с помощью средств автоматизированного проектирования. Тестирование программных продуктов и баз данных. Выбор систем обеспечения экологической безопасности производства. Организационно-управленческая деятельность Организация работы коллектива исполнителей, принятие исполнительских решений в условиях спектра мнений, определение порядка выполнения работ. Поиск оптимальных решений при создании продукции с учетом требований качества, надежности и стоимости, а также сроков исполнения, безопасности жизнедеятельности и экологической чистоты. Профилактика производственного травматизма, профессиональных заболеваний, предотвращения экологических нарушений. Подготовка заявок на изобретения и промышленные образцы. Организация в подразделениях работы по совершенствованию, модернизации, унификации компонентов программного, лингвистического и информационного обеспечения и по разработке проектов стандартов и сертификатов. Адаптация современных версий систем управления качеством к конкретным условиям производства на основе международных стандартов. Подготовка отзывов и заключений на проекты, заявки, предложения по вопросам автоматизированного проектирования. Поддержка единого информационного пространства планирования и управления предприятием на всех этапах жизненного цикла производимой продукции. Проведение маркетинга и подготовка бизнес-планов выпуска и реализации перспективных и конкурентоспособных изделий. 3. КОМПЕТЕНЦИИ ВЫПУСКНИКА ВУЗА КАК СОВОКУПНЫЙ ОЖИДАЕМЫЙ РЕЗУЛЬТАТ ОБРАЗОВАНИЯ ПО ЗАВЕРШЕНИИ ОСВОЕНИЯ ДАННОЙ ООП ВПО Выпускник должен обладать следующими общекультурными компетенциями (ОК): способен совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК- 1); способен к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК- 2); способен свободно пользоваться русским и иностранным языками, как средством делового общения (ОК -3); использует на практике умения и навыки в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом (ОК- 4); способен проявлять инициативу, в том числе в ситуациях риска, брать на себя всю полноту ответственности (ОК- 5); способен самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК- 6); способен к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с целями магистерской программы) (ОК- 7). Выпускник должен обладать следующими профессиональными компетенциями (ПК): научно-исследовательская деятельность: применять перспективные методы исследования и решения профессиональных задач на основе знания мировых тенденций развития вычислительной техники и информационных технологий (ПК-1); научно-педагогическая деятельность (дополнительно к задачам научноисследовательской деятельности): на основе знания педагогических приемов принимать непосредственное участие в учебной работе кафедр и других учебных подразделений по профилю направления «Информатика и вычислительная техника» (ПК-2); проектно-конструкторская деятельность: разрабатывать и реализовывать планы информатизации предприятий и их подразделений на основе Web- и CALS-технологий (ПК-3); формировать технические задания и участвовать в разработке аппаратных и/или программных средств вычислительной техники (ПК-4); выбирать методы и разрабатывать алгоритмы решения задач управления и проектирования объектов автоматизации (ПК-5); проектно-технологическая деятельность: применять современные технологии разработки программных комплексов с использованием CASE-средств, контролировать качество разрабатываемых программных продуктов (ПК-6); организационно-управленческая деятельность: организовывать работу и руководить коллективами разработчиков аппаратных и/или программных средств информационных и автоматизированных систем (ПК-7). 4. ДОКУМЕНТЫ, РЕГЛАМЕНТИРУЮЩИЕ СОДЕРЖАНИЕ И ОРГАНИЗАЦИЮ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ ДАННОЙ ООП ВПО В соответствии со Статьей 5 Федерального закона Российской Федерации от 1 декабря 2007 года № 309-ФЗ, п. 39 Типового положения о вузе и ФГОС ВПО по данному направлению подготовки содержание и организация образовательного процесса при реализации данной ООП регламентируется учебным планом, рабочими программами учебных курсов, предметов, дисциплин (модулей); другими материалами, обеспечивающими качество подготовки и воспитания обучающихся; программами учебных и производственных практик; календарным учебным графиком, а также методическими материалами, обеспечивающими реализацию соответствующих образовательных технологий. 4.1. УЧЕБНЫЙ ПЛАН подготовки магистра по направлению 230100-Информатика и вычислительная техника и профилю подготовки «САПР» Трудоемкость № п/п Наименование дисциплин (в том числе практик) Примерное распределение по семестрам (количество семестров указывается в соответствии с нормативным сроком обучения, установленным ФГОС) 9-й 10-й 11-й 12-й Форма Примесеместр семестр семестр семестр промеж. чание аттестации Зачетные единицы Количество недель (указывается количество недель по семестрам) М.1 Общенаучный цикл Базовая часть 1.1. Интеллектуальные системы 1.2. Методы оптимизации Вариативная часть*, в т.ч. дисциплины по выбору студента 1.3. Технологии Интернет Дисциплины по выбору студента Теория языков программирования и методы трансляции Математические модели механики сплошной среды Теория информации М.2 Профессиональный цикл Базовая часть Вычислительные системы 2.1. Технология разработки про2.2. граммного обеспечения 3 3 6 6 э + э + 5 4 з з + + + + э э Современные проблемы информатики и вычислительной техники Вариативная часть*, в т.ч. дисциплины по выбору студента Автоматизированные системы 2.4. технологической подготовки производства Программно-методические 2.5. комплексы автоматизированного проектирования Технологии информационной 2.6. поддержки изделий Дисциплины по выбору студента Вычислительная геометрия Параллельное программирование Разностные методы моделирования М.3 Практика и научноисследовательская работа Научно-исследовательская прак3.1. тика 3.2. Педагогическая практика Научно-исследовательская рабо3.3. та по теме магистерской программы М.4 Итоговая государственная аттестация 2.3. + + э + з,э 4 7 8 + 4 + 10 + э э + з, э 14 + 12 з + + 20 з + + защита + 12 Всего: (указывается в соответствии с ФГОС) 120 Бюджет времени, в неделях Курсы V VI Итого: 37 15 Экзаменационная сессия 2 1 66 3 Теоретическое обучение Практика и НИР Итоговая государственная аттестация Каникулы Всего 6 4 22 7 10 52 52 6 9 21 104 Практика (НИР) 10 семестр Подготовка и Итоговая государ- защита выственная аттепускной квастация: лификационной работы 12 семестр Настоящий учебный план составлен, исходя их следующих данных (в зачетных единицах): Теоретическое обучение, включая экзаменационные сессии 62 Практики (в том числе научно-исследовательская работа) 46 Итоговая государственная аттестация 12 Итого: 120 зачетных единиц 4.2. Аннотация учебных курсов, предметов, дисциплин (модулей), практик. «Интеллектуальные системы» Цели и задачи освоения дисциплины Целью дисциплины является подготовка магистров к созданию и/или применению интеллектуальных автоматизированных информационных систем. Задачами дисциплины является формирование умений и навыков по следующим направлениям деятельности построение моделей слабоструктурированных приложений, решения задач проектирования и управления на основе методов искусственного интеллекта, разработка программного обеспечения на языке Пролог. Содержание дисциплины Представление знаний в интеллектуальных системах. Исчисление предикатов первого порядка. Языки искусственного интеллекта. Экспертные системы. Нейронные сети. «Методы оптимизации» Цели и задачи освоения дисциплины Целью изучаемой дисциплины является изучение методов постановки и решения задач параметрической оптимизации. Задачами дисциплины является изучение подходов к формализации задач параметрической оптимизации, изучение основных методов поиска экстремума в задачах непрерывной и дискретной оптимизации. Содержание дисциплины Введение. Одномерная оптимизация. Многомерная безусловная оптимизация. Многокритериальная оптимизация. Дискретная оптимизация. «Технологии Интернет» Цели и задачи освоения дисциплины Целью дисциплины является технологии WWW и семантического Вэба и их применения в автоматизированных информационных системах. Задачами дисциплины является освоение студентами языков разметки и семантического Веба, создание и обеспечение взаимодействия WWW-приложений. Содержание дисциплины Введение. Языки информационного обмена в Web. Взаимодействие приложений через Web. Web-приложения. Языки и ресурсы семантического Web. «Теория языков программирования и методы трансляции» Цели и задачи освоения дисциплины Цель преподавания дисциплины – знакомство с основными принципами построения трансляторов и компиляторов, основами теории формальных языков и грамматик, распознавателями и преобразователями различных типов грамматик, формальными методами описания синтаксиса и семантики языков программирования, основными методами и алгоритмами лексического и синтаксического анализа, формальными методами описания перевода, методами включения семантики в алгоритмы синтаксического анализа. Задачами преподавания дисциплины являются: • развитие навыков применения основных моделей, методов и алгоритмов теории формальных языков и формальных грамматик при конструировании языков программирования и разработке и реализации трансляторов; • выработать представление о принципах построения и алгоритмах функционирования трансляторов и компиляторов, методах лексического и синтаксического анализа, методах включения действий и семантики в алгоритмы синтаксического анализа; • сформировать умение правильно выбирать и использовать модели и методы теории формальных языков и формальных грамматик при конструировании языков программирования и разработке и реализации трансляторов, методы лексического и синтаксического анализа и структуры таблиц при проектировании алгоритмов с целью повышения эффективности лексического и синтаксического анализа, реализовать их в конкретной системе программирования; • обеспечить получение практического опыта конструирования языков программирования и разработки и реализации лексического и синтаксического анализа, включения действий и семантики в алгоритмы синтаксического анализа. Содержание дисциплины Введение. Теория формальных языков и грамматик. Регулярные языки и грамматики. Контекстно-свободные языки и грамматики. Нисходящий синтаксический анализ. Восходящий синтаксический анализ. Включение действий и семантики в синтаксис. Проверка типов. Генерация промежуточного кода. Реализация трансляторов. «Математические модели механики сплошных сред» Цели и задачи освоения дисциплины Цель дисциплины - изучение основных понятий, моделей и методов решения задач механики сплошных сред. Задачи дисциплины: • ознакомить с важнейшими разделами механики сплошных сред и ее применением для решения практических задач; • рассмотреть базовые понятия механики сплошных сред; • продемонстрировать основные методы и алгоритмы решения задач. Содержание дисциплины Введение. Динамические величины и динамические уравнения механики сплошной среды. Закон сохранения массы. Теорема количества движения. Уравнения движения сплошной среды в напряжениях для конечных объемов сплошной среды и в дифференциальной форме. Теорема об изменении момента количества движения. Симметрия тензора напряжений в случае отсутствия внутренних моментов количества движения и внутренних массовых и поверхностных пар. Теорема живых сил. Работа внутренних поверхностных сил. Закон сохранения механической энергии. Теорема импульсов и моментов количества движения в интегральной форме. Тензор плотности потока импульса. Определение общей силы реакции момента, и "отдаваемой" потоком энергии. Уравнения движения в переменных Лагранжа. Первое начало термодинамики. Закон сохранения энергии. Второе начало термодинамики. Обратимые и необратимые процессы. Уравнение баланса энтропии для конечного индивидуального объема сплошной среды. Условия на поверхностях сильного разрыва в сплошных средах. Тангенциальные (контактные) разрывы и ударные волны. Замкнутые системы уравнений для классических моделей сплошной среды. Граничные условия. Изотропная линейноупругая среда. Закон Гука. Упругие постоянные Ламэ. Модуль упругости Юнга, коэффициент Пуассона, модуль объемного сжатия. Уравнения теории упругости в напряжениях. Уравнения теории упругости в перемещениях (уравнение Ламэ). Постановка начальных и граничных условий для уравнений теории упругости. Постановка динамических задач теории упругости. Упругие волны, продольные и поперечные волны. Поверхностные волны Рэлея. Задача о сильном взрыве. Закон движения ударной волны при сильном взрыве. «Теория информации» Цели и задачи освоения дисциплины Цель дисциплины – ознакомить студентов с методами количественного описания информации, передачи, обработки и хранения сигналов – носителей информации и использования полученных знаний при решении практических задач исследования и защиты информационных систем. Основными задачами изучения дисциплины является формирование знаний, навыков и умений, позволяющих самостоятельно производить математических анализ информационных процессов и оценивать реальные и предельные возможности пропускной способности и помехоустойчивости информационных систем. Содержание дисциплины Введение в теорию информации. Задачи и постулаты прикладной теории информации. Сигналы и некоторые их характеристики. Кодирование информации для канала с помехами. Квантование по уровню. Квантование по времени. Квантование по уровню и по времени. Количественная оценка информации. Семантическая и синтаксическая информация. Энтропия и количество информации. Информационные характеристики квантованного сигнала. Пропускная способность канала передачи информации при отсутствии помех. Пропускная способность канала при наличии помех. Формула Шеннона для канала связи при наличие помех. Виды избыточности. Кодирование сообщений в дискретном канале. Эффективное кодирование. Код Хаффмана. Код Шеннона-Фано. Линейные групповые коды (ЛГК). Задача построения ЛГК с заданными свойствами. Определение требуемого количества проверочных столбцов. Построение множества кодовых слов. Коды Хэмминга. Циклические коды. Некоторые соображения по выбору порождающего многочлена. Кодирование и декодирование в ЦК. Декодер в ЦК. Декодер Меггита. Циклические коды, исправляющие пакеты ошибок. Двоичный код Голея. Коды с постоянным весом. Разновидности помехоустойчивых кодов. «Вычислительные системы» Цели и задачи освоения дисциплины Цели и задачи дисциплины: получение теоретических навыков по разработке и освоению вычислительных систем большой производительности на основе параллельных вычислений. Задачами дисциплины являются изучение архитектур вычислительных систем, методов организации и планирования решения задач и обмена данными при параллельных вычислениях на однородных и неоднородных вычислительных системах, методы распределения задач по узлам вычислительной сети. Содержание дисциплины Введение. Коммутация вычислителей. Параллельные алгоритмы. Определение загрузки процессов. «Технология разработки программного обеспечения» Цели и задачи освоения дисциплины Дать практические навыки управления проектами разработки программного обеспечения: от стадии инициирования до стадии внедрения. В результате прохождения учебного курса студенты должны: - получить углубленные знания в подходах и принципах управления ИТ проектами - иметь представление о современных моделях, ключевых концепциях и технологиях разработки программных систем - освоить различные подходы к процессам управления ИТ проектами как в общем, так и решению специфических проблем в конкретных предметных областях - понимать особенности проектов заказной разработки и научиться выбирать оптимальные методологии и практики в зависимости от специфики проекта. Содержание дисциплины Введение в проектное управление. Обзор жизненного цикла разработки ПО и основных аспектов управления. Выявление и формализация требований. Построение функциональной и технической архитектуры решения. Реализация решений и адаптация существующих решений под требования. Тестирование решений и управление изменениями. Внедрение и сопровождение решения. Управление содержанием проекта и изменениями проекта. Управление заинтересованными сторонами и командой. Управление сроками и бюджетом проекта. Управление качеством и рисками проекта. Методы, инструменты и подходы к управлению проектами. «Современные проблемы информатики и вычислительной техники» Цели и задачи освоения дисциплины Целью дисциплины является формирование у будущего инженера-разработчика современных автоматизированных систем (АИС) понимания проблем проектирования АИС, системного подхода к их решению. Одной из отличительных особенностей дисциплины является акцентирование внимания студентов на системных вопросах проектирования сложных систем. Задачами дисциплины являются закрепление знаний в области системотехники, изучение методов имитационного моделирования сложных систем и подходов к их структурному синтезу, освоение методик проектирования сложных систем и их интеграции на основе CALS-технологий, понимание взаимосвязи современных проблем АИС с историей их развития в предшествующие годы. Содержание дисциплины Автоматизированные информационные системы. Моделирование систем. Структурный синтез и принятие проектных решений. Введение в CALC-технологии. «Автоматизированные системы технологической подготовки производства» Цели и задачи освоения дисциплины Цель дисциплины изучение структур, математического и программного обеспечения автоматизированных систем технологической подготовки производства (АСТПП). Задачами дисциплины является формирование знаний и умений в области построения АСТПП, включая системы SCADA, методов и алгоритмов их функционирования. Содержание дисциплины Введение в автоматизацию технологического проектирования. Процедуры технологического проектирования. Математические модели технологических процессов. Системы промышленной автоматизации. «Программно-методические комплексы автоматизированного проектирования» Цели и задачи освоения дисциплины Целью дисциплины является изучение наиболее распространенных систем автоматизированного проектирования, широко используемых в машиностроении. Задачами дисциплины является изучение принципов построения современных систем САПР, их классификация, методика изучения способов написания приложений к ним. Содержание дисциплины Введение. Проектирование отдельной детали. Проектирование сборки. Инструменты работы с большими сборками. Дополнительные возможности в области машиностроения. Возможности сопряжения с аналогичными машиностроительными системами САПР. «Технологии информационной поддержки изделий» Цели и задачи освоения дисциплины Цель дисциплины изучение методов и средств информационной поддержки этапов жизненного цикла промышленных изделий (ИПИ). Задачами дисциплины является изучение систем управления проектными данными PDM, технологий информационного обмена в промышленных автоматизированных системах на основе стандартов STEP, методов и средств логистического анализа и создания интерактивных электронных технических руководств (ИЭТР). Содержание дисциплины Введение. Управление проектными данными. CALS-стандарты. Язык Express. Информационный обмен в CALS-системах. Интерактивные электронные технические руководства. «Вычислительная геометрия» Цели и задачи освоения дисциплины Предметом курса “Вычислительная геометрия” является: - анализ и построение эффективных вычислительных алгоритмов для решения геометрических задач; - представление в ЭВМ, анализ и синтез информации о геометрическом образе Задачи изучения дисциплины: в результате изучения дисциплины студенты должны получить знания по трем основополагающим курсам: - классическая аналитическая и дифференциальная геометрия; - проектирование кривых и поверхностей с использованием сплайнов; - теория сложности вычислительных алгоритмов. Содержание дисциплины Введение. Понятие вычислительной геометрии. Начертательная геометрия и вычислительная геометрия. Теория сложности вычислительного алгоритма. Ресурсы, расходуемые алгоритмом. Абстрактная модель вычислений. Зависимость от входных данных. Классы алгоритмов в зависимости от функций роста сложности. Анализ рекурсивных алгоритмов. Специфика геометрических алгоритмов и структур данных. Основные геометрические структуры данных и операции. Характерные комбинаторные геометрические алгоритмы, их анализ. Построение выпуклой оболочки, триангуляция Делоне, диаграммы Вороного, сети Штайнера. Координатные системы. Векторная алгебра. Преобразования. Проекционные системы. Однородные координаты. Матрицы преобразований с использованием однородных координат. Параметрическое описание кривых и поверхностей.Натуральная параметризация. Дифференцирование вектора. Касательная к кривой. Кривизна и кручение кривой. Трехгранник Френе. Длина кривой. Элементарные поверхности. Вектор-функции двух переменных. Кривые на поверхности. Касательная плоскость. 1-я квадратичная форма поверхности. Кривизна кривой на поверхности. 2-я квадратичная форма поверхности. Угол между кривыми на поверхности. Главные кривизны. Гауссова и средняя кривизна поверхности. Угол между кривыми на поверхности. Проектирование с использованием сплайнов. Элементарные сплайновые кривые Эрмита, Безье, В-сплайны. Условия гладкости составных кривых. Составные сплайновые кривые Эрмита, Безье, В-сплайны. Рациональные сплайны. Классификация поверхностей в зависимости от значения гауссовой и средней кривизны. Проектирование поверхностей. Основные методы повышения эффективности геометрических алгоритмов. «Параллельное программирование» Цели и задачи освоения дисциплины 1. Изучение основных положений современной концепции процесса, особенностей формальных моделей параллельного программирования, принципов организации взаимодействия асинхронных процессов, методов распараллеливания алгоритмов. 2. Формирование навыков работы с параллельными вычислителями, разработки и отладки параллельных программ в среде параллельных операционных систем, исследования особенностей структуры параллельных вычислителей и учета этих особенностей при проведении вычислений. Содержание дисциплины Понятие параллельного программирования. Многопроцессорные вычислительные комплексы. Распределенная и общая память. Инструменты и методы для программирования систем с общей и распределенной памятью. Характеристики производительности параллельных приложений. Характеристики производительности параллельных приложений: ускорение, параллельная эффективность, масштабируемость. Введение в MPI. Библиотека MPI. Инициализация и завершение MPI-приложения. Точечные обмены данными между процессами MPI-программы.. Пример параллельной реализации программы приближенного вычисления интеграла метода-ми трапеций и адаптивной квадратуры. Коллективные взаимодействия процессов. Основные функции коллективных взаимодействий. Пример параллельной программы для метода Якоби решения систем линейных уравнений. Управление группами и коммуникаторами. Назначение коммуникаторов. Создание и уничтожение коммуникатора. Применение коммуникаторов для разработки библиотек. Пример реализации библиотечной функции приближенного вычисления определенного интеграла. Система типов в MPI. Базовые и производные типы. Запаковка и распаковка данных. Общая структура библиотеки PVM. Управление виртуальной машиной. Создание и завершение процессов. Взаимодействия процессов в PVM. Точечные и коллективные обмены. Понятие многотредовой программы. Планирование тредов и процессов в многопро-цессорной системе. Библиотека pthreads. Создание и завершение потоков. Проблема синхронизации доступа к общим данным. Семафоры. Критические секции. Среда OpenMP. Модель выполнения OpenMPприложения. Директива parallel. Директивы для распределения работы и синхрониза-ции в OpenMP. Поддержка параллелизма в современных диалектах Фортрана. Язык mpC. Параллелизм на уровне заданий. Понятие вычислительной сети и подсети. Семантика распределенных выражений. Вычисления, управляемые потоком сообщений: язык Charm++. Data-flow архитектура. Концепция вычислений, управляемых потоком сообщений. Реализация механизма удаленных вызовов в Charm ++. «Разностные методы моделирования» Цели и задачи освоения дисциплины Преподавание дисциплины имеет цель научить студентов разрабатывать и исследовать математические модели, привить им навыки в выборе и реализации на ЭВМ алгоритмов типовых блоков математических моделей. Для достижения указанной цели решаются следующие задачи: - изучение основ теории математического моделирования, - получение студентами практических навыков в моделировании на ЭВМ. Содержание дисциплины Введение. Вычислительный эксперимент. Общие характеристики численных алгоритмов моделирования. Разностные модели для краевых задач. Постановка разностной краевой задачи. Основные понятия теории разностных моделей: сетки, сеточные функции; разностная схема; аппроксимация, устойчивость, сходимость; корректность; методика исследования устойчивости и сходимости (метод энергетических неравенств и принцип максимума). Разностные (модели) схемы как операторные уравнения. Самосопряженность и положительная определенность разностного оператора. Разностная задача на собственные значения. Однородность и консервативность разностных моделей. Сходимость однородной консервативной разностной модели (гладкие и разрывные коэффициенты). Однородные модели на неравномерных сетках. Правило Рунге повышения точности. Методы построения разностных моделей: интегро-интерполяционный; вариационноразностные (Ритца, Бубнова-Галеркина, конечных элементов), аппроксимации квадратичного функционала или интегрального тождества. Принцип максимума. Разностная модель Эйлера. Сходимость и устойчивость. Класс многошаговых методов, условие корней, нуль-устойчивость. Жесткие задачи, А- и А(a)- устойчивость, методы Гира. Разностные модели для одномерного уравнения теплопроводности: метод прямых, схема с весами, операторная запись, аппроксимация, устойчивость по начальным данным, по правой части, асимптотическая устойчивость. Вариационно-итерационные методы: минимальных невязок, скорейшего спуска. Понятие о методе сопряженных градиентов. «Научно-исследовательская работа» Цели работы Целями работы являются: закрепление, углубление теоретических и практических знаний, полученных студентами при изучении курсов «Программирование», «Информатика» и др., приобретение навыков общения с персональным компьютером (ПК) в дисплейных классах кафедры компьютерных технологий. Задачи работы Задачами работы являются: 1) Общее ознакомление с ПК. 2) Решение 4-6 вычислительных задач с помощью ПК. 3) Овладение рабочей профессией «Оператор ПК». 4) Изучение вопросов техники безопасности, охраны труда и пожарной безопасности. Содержание работы Содержание лекционных занятий: Проведение инструктажа на рабочем месте: изучение вопросов техники безопасности, охраны труда и противопожарных мероприятий. Содержание практических занятий: а) ознакомление со структурой ПК, применяемыми ПК и периферийным оборудованием; б) Решение 4-6 вычислительных задач: целеобразование и формирование задач, физический и математический анализ, численный анализ, программирование на одном из алгоритмических языков высокого уровня (Паскаль, Си и др.), отладка программ, вычисления, интерпретация результатов. Конкретный перечень задач, выполняемых каждым студентом за время прохождения практики, устанавливается индивидуальным заданием. Проводятся теоретические занятия со студентами по методологии решения научных, инженерных задач и задач управления, а также по программе подготовки рабочих по специальности «Оператор ПК». «Практика» Цели практики Целями практики являются: производственная практика проводится в сборочных цехах, в цехах агрегатной и окончательной сборки электротехнических и приборостро ительных предприятий, технологических лабораториях, научно-исследовательских и проектных институтах и ОКБ, на радиопередающих станциях и производственных уч астках электромонтажных и ремонтно-сервисных организаций. Задачи практики Задачами практики являются: изучить конструктивно-технологические характеристики изделий, а также вопросы организации, планирования, управления и экономики производства. изучить особенности производства. изучить технологические процессы изготовления изделий, их сборки и монтажа, регулировки и испытания; приобрести производственные навыки, а также навыки по проектированию технологических процессов. закрепить и расширить теоретические знания, полученные студентами по дисциплинам общеинженерной подготовки, а также помочь приобрести практические, навыки самостоятельной работы на рабочих местах. примерная тематика лекций: организационная структура предприятия, роль и значение основных и вспомогательных структурных подразделений предприятия; взаимосвязь этих подразделений с отделами предприятия, кооперация с другими предприятиями; особенности конструкции объектов, их характеристики и параметры; передовая технология, организация и методы работы передовиков производства; новейшие методы изготовления сборочной и испытательной оснастки, нестандартного оборудования; специальные приспособления, оборудование и инструмент; новейшие материалы, методы их обработки; организация технологической подготовки, планирование научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ организация, планирование и управления производством, экономика и организация производства (в пределах структурного подразделения): организация хозяйственного расчета; использование АСУП; типовые технологические процессы изготовления деталей, сборки узлов, агрегатов и общей сборки. Содержание практики - организация и управление деятельностью подразделения; - вопросы планирования и финансирования разработок; - технологические процессы и соответствующее производственное оборудование в подразделениях предприятия – базы практики; - действующие стандарты, технические условия, положения и инструкции по эксплуатации аппаратных и программных средств вычислительной техники периферийного и связного оборудования, по программам испытаний и оформлению технической документации; - методы определения экономической эффективности исследований и разработок аппаратных и программных средств; - правила эксплуатации средств вычислительной техники, измерительных приборов или технологического оборудования, имеющегося в подразделении, а также их обслуживание; - вопросы обеспечения безопасности жизнедеятельности и экологической чистоты.