МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Саратовский государственный университет имени Н.Г.Чернышевского

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет имени Н.Г.Чернышевского
Факультет компьютерных наук и информационных технологий
УТВЕРЖДАЮ
__________________________
“____”______________20___г.
Рабочая программа дисциплины
«Планирование эксперимента»
Направление подготовки
231000 - Программная инженерия
Профиль подготовки
Разработка программно-информационных систем
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
Очная
Саратов,
2011
1. Цели освоения дисциплины
Целью преподавания дисциплины является ознакомление студентов с
основами планирования эксперимента и математической обработки
результатов опыта. Правильная организация эксперимента является основой
построения математических моделей и отыскания оптимальных условий
протекания сложных процессов или выбора оптимального состава
многокомпонентной системы. Необходимость изучения методологии
планирования эксперимента обусловлена универсальностью применения в
большинстве
областей исследований,
интересующих современного
профессионала.
2. Место дисциплины в структуре бакалавриата
Данная учебная дисциплина входит в раздел «Математический и
естественнонаучный цикл. Дисциплины по выбору» ФГОС-3.
Для изучения дисциплины необходимы компетенции, сформированные у
обучающихся в результате изучения дисциплины «Теория вероятностей и
математической статистика».
Сформированные в процессе изучения дисциплины «Планирование
эксперимента» компетенции, необходимы студенту при подготовке выпускной
квалификационной работы.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины
В результате освоения данной дисциплины формируются следующие
общекультурные компетенции (ОК):
ОК-10 готовность использовать основные законы естественнонаучных
дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы
математического анализа и моделирования, теоретического и
экспериментального исследования.
Также формируются профессиональные компетенции (ПК):
Компетенции владения математическим аппаратом:
ПК-3 готовность к использованию методов и инструментальных средств
исследования объектов профессиональной деятельности;
ПК-4 готовность
обосновать
принимаемые
проектные
решения,
осуществлять постановку и выполнение экспериментов по проверке
их корректности и эффективности;
ПК-6 способность формализовать предметную область программного
проекта и разработать спецификации для компонентов программного
продукта.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать:
1) основные принципы планирования и анализа эксперимента;
2) основные принципы составления плана при поиске оптимальных условий
и экстремума функции отклика;
3) основные задачи, решаемые в регрессионном и дисперсионном анализе
данных.
Уметь:
1) планировать этапы решения конкретной задачи;
2) использовать основные методы анализа экспериментальных данных;
3) применять математические методы и вычислительные алгоритмы для
решения
практических
задач,
проектировать
эксперимент
и
анализировать результаты.
Владеть:
1) методами реализации полного и дробного факторного эксперимента;
2) методами построения планов первого и второго порядка;
3) методами восхождения по поверхности отклика;
4) методами построения математической модели профессиональных задач и
содержательной интерпретации полученных результатов.
4. Структура и содержание дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72
часа (45 часов аудиторных).
Раздел дисциплины
С Неде
ем ля
ес семе
тр стра
Виды учебной
работы, включая
самостоятельную
работу студентов и
трудоемкость (в
часах)
лекций
№
п/п
1
2
3
4
5
6
Линейный
регрессионный анализ
лаб
П К
ра С
кт Р
С
Р
С
1,2
2
4
4
3,4
2
4
4
5-8
4
8
4
9,10
2
4
5
11,12
2
4
5
13-15
3
6
5
Факторные планы
Планирование
эксперимента
Численные методы
построения
оптимальных планов
Планы первого порядка
Планирование
эксперимента при
неадекватности модели
Промежуточная
аттестация
Итого
Формы
текущего
контроля
успеваемо
сти
Формы
промежуто
чной
аттестаци
и (по
семестрам
)
7
Контр.
раб.
№1
на 8 неделе
Контр.
раб.
№1
на 8 неделе
Контр.
раб.
№1
на 8 неделе
Контр. раб.
№2 на 15
неделе
Контр. раб.
№2 на 15
неделе
Контр. раб.
№2 на 15
неделе
зачет
15
30
27
Содержание дисциплины.
Раздел 1. Линейный регрессионный анализ
Тема 1.1 Классическая линейная регрессия. Обобщение линейной модели.
Тема 1.2. Линейный регрессионный анализ при наличии априорной
информации. Основные понятия дисперсионного анализа.
Раздел 2. Факторные планы.
Тема 2.2. Полные факторные планы. Дробные реплики полных планов.
Тема 2.2. Латинские планы.
Тема 2.3. Неполноблочные планы.
Раздел 3. Планирование эксперимента.
Тема 3.1. Классическая теория планирования эксперимента. Оценивание
параметров регрессионных моделей.
Тема 3.2. Теорема эквивалентности.
Раздел 4. Численные методы построения оптимальных планов.
Тема 4.1. Построение непрерывных оптимальных планов.
Тема 4.2. Методы построения дискретных оптимальных планов.
Раздел 5. Планы первого порядка
Тема 5.1. А-оптимальные планы.
Тема 5.2. D-оптимальные планы.
Раздел 6. Планирование эксперимента при неадекватности модели.
Тема 6.1. Обобщения классической постановки задачи. Линейная теория
возмущений
Тема 6.2. Планирование эксперимента при неадекватности модели.
5. Образовательные технологии
При проведении занятий планируется использование таких активных и
интерактивных форм занятий, как лекции, практические занятия, выполнение
контрольных и самостоятельных работ, зачет, экзамен, командное решение
задач, мультимедийные презентации, мозговой штурм.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Оценочные
средства
для
текущего
контроля
успеваемости,
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
7.
Учебно-методическое
и
информационное
обеспечение
дисциплины (модуля)
а) основная литература:
1) Ермаков С.М., Жиглявский А.А. Математическая теория оптимального
эксперимента.: Учеб.пособие.-М.: Наука 1987.
2) Асатурян В.И. Теория планирования эксперимента. - М.: Радио и связь, 1983.
3) Федоров В.В. Теория оптимального эксперимента.-М.:Наука,1971.
б) дополнительная литература:
1) Дродский В.З. Введение в факторное планирование эксперимента. – Наука,
1976.
2) Красовский Г.И., Филаретов Г.Ф. Планирование эксперимента. - Минск: БГУ,
1982.
3) Налимов В.В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования
экстремальных экспериментов. – М: Наука, 1965..
4) Налимов В.В., Голикова Т.И. Логические основания планирования
эксперимента. – М.: Металлургия , 1981. .
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
1) пакет анализа excel.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
Для проведения практических занятий желателен компьютерный класс
с MS Еxcel «пакет анализа».
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом
рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению и профилю
подготовки «Разработка программно-информационных систем»
Ст.преп.
/Харламов А.В..
Программа одобрена на заседании каф. ТВ, МС и УСП от __.__.2011 года,
протокол № __.
Зав. кафедрой ТВ, МС и УСП
/Смирнов А.К.
Декан мех.- мат. факультета
/Захаров А.М.
Декан факультета КНиИТ
/Федорова А.Г.