Обзор дисциплины «Современные компьютерные технологии в науке»

Семестр 3-ий:     Трудоёмкость: 180 часов,    Контроль: экзамен и курсовая работа.


Цели дисциплины

Целью дисциплины является получение студентами знаний, умений и навыков использования компьютерных систем для постановки, анализа, и численного решения задач моделирования систем управления, а также использование программных комплексов для визуализации результатов численного эксперимента.

Задачи дисциплины

Задачей дисциплины является изучение принципов построения компьютерных моделей физических объектов и управляющий систем, приобретение знаний об основных подходах к построению и анализу численного решения задач управления, о методах синтеза управлений для различных классов технических систем, приобретение навыков создания отчетов, показывающих средствами визуализации характер и вид развития физических процессов и состояний в исследуемых системах.

Место дисциплины

Дисциплина входит в вариативную часть профессионального цикла образовательной программы как обязательная дисциплина (Б3.В.ОД.6). Студент должен иметь знания о компьютерах в объёме школьной общеобразовательной программы.


Результаты освоения дисциплины

В результате изучения данной учебной дисциплины студент:


Содержание основных разделов дисциплины

Цикл лекционных и практических занятий по учебной дисциплине включает следующий перечень тем и их краткое содержание:

Обзор и анализ существующих компьютерных систем имитационного моделирования

Обзор исследований по проблемам моделирования управляющих систем. Рассмотрение типовых моделей систем управления. Обзор и анализ существующих компьютерных систем имитационного моделирования. Изучение системы имитационного моделирования. Изучение принципов организации системы управления в системе имитационного моделирования. Постановки задач исследования управляющей системы. Выполнение практической работы по описанию физической и математической модели управляющей системы.

Создание компьютерной модели исследуемого объекта управления

Выполнение практической работы по компьютерному моделированию описанной управляющей системы. Выбор начальных, граничных условий, характера обратной связи в системе управления исследуемого объекта. Выбор и обоснование начальных и граничных условий для различных объектов входящих в управляемую систему. Конфигурация управляющей системы.

Анализ устойчивости моделируемой системы управления

Выполнение работы по анализу устойчивой работы системы управления. Моделирование работы объекта и системы управления. Выполнение практической работы по моделированию работы объекта и системы управления.

Обработка данных эксперимента, визуализация данных

Получение экспериментальных данных по моделированию управляющей системы. Анализ экспериментальных данных. Визуализация полученных данных. Создание отчета и презентации.

Изучение системы имитационного моделирования

Практическое занятие посвящено рассмотрению типовых моделей систем управления и анализу существующих компьютерных систем имитационного моделирования. Практическая работа и изучение системы имитационного моделирования. Изучение принципов организации системы управления в системе имитационного моделирования. Постановка задачи исследования управляющей системы. Выполнение практической работы по описанию физической и математической модели управляющей системы.

Выбор начальных, граничных условий, характера обратной связи в системе управления исследуемого объекта

Практическое занятие посвящено выбору начальных, граничных условий, характера обратной связи в системе управления исследуемого объекта. Выбор и обоснование начальных и граничных условий для различных объектов входящих в управляемую систему, конфигурация управляющей системы. Технологии слияния данных (Data Fusion) из разных источников в интересах решения последующих содержательных задач: принятие решений, классификация, определение состояния объектов, оценка ситуации. Создания и развития метамоделей распределенных источников данных; создания и развития моделей объединения решений; построения и упорядочивания архитектуры данных.

Анализ устойчивости моделируемой системы управления

Практическое занятие посвящено выполнению работы по анализу устойчивой работы системы управления.

Моделирование работы объекта и системы управления

Практическое занятие посвящено моделированию работы объекта и системы управления. Оценка точности и качества моделирования, формализация и алгоритмизация.

Анализ экспериментальных данных и визуализация полученных данных

Практическое занятие посвящено изучению оптимальных способов получения экспериментальных данных по моделированию управляющей системы. Анализу экспериментальных данных. Визуализации полученных данных, созданию отчета и презентации. Формируются практические навыки анализа экспериментальных данных, визуализации полученных данных. Параметры кодировки при записи данных различных форматах. Настройки при записи визуализации во Flash-форматах. Возможности настройки изображения и звука, настройки оглавления и элементов управления. Параметры настройки записи в основных видеоформатах, возможность настройки параметров записи анимированных GIF-файлов.

Самостоятельная работа по дисциплине

Самостоятельная работа включает:


Список литературы по дисциплине

Основная литература:

  1. Марчук, Г.И. Методы вычислительной математики : учеб. пособие для вузов / Г. И. Марчук. – 4-е изд., стер. – СПб. ; М. ; Краснодар : Лань, 2009. – 608 с.
  2. Сердюк В. А. Новое в защите от взлома корпоративных систем: учебник для вузов по направ. 080700 "Бизнес-информатика" / В. А. Сердюк. - М. : Техносфера, 2007. - 359 с. : ил. - (Мир программирования). - Библиогр.: с. 340-358
  3. Расторгуев, С.П. Основы информационной безопасности: учебное пособие для вузов по спец. "Компьютерная безопасность", "Комплексное обеспечение информационной безопасности автоматизированных систем" и "Информационная безопасность телекоммуникационных систем" / С. П. Расторгуев. - М. : Academia, 2007. - 187 с. : ил. - (Высшее профессиональное образование). - Библиогр.: с. 180-181
  4. Дополнительная литература:

  5. Рассел, Ч. Microsoft Windows Server 2008. Справочник администратора: пер. с англ. / Ч. Рассел, Ш. Кроуфорд. - М. : ЭКОМ, 2009. - 1321 с.
  6. Станек, У. Р. Windows Server 2008. Справочник администратора: пер. с англ. / У. Р. Станек. - М. : Рус. ред. ; СПб. : БХВ - Петербург, 2009. - 668 с. : ил. - (IT Professional).
  7. Методы и средства защиты компьютерной информации. Межсетевое экранирование: Учебное пособие / В. А. Мулюха, А. Г. Новопашенный, Ю. Е. Подгурский, В. С. Заборовский ; СПбГПУ. - СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2010. - 90 с.: ил. - Библиогр.: с. 90
  8. Волков, Е. А. Численные методы : учеб. пособие / Е. А. Волков. – 5-е изд., стер. – СПб. ; М. ; Краснодар : Лань, 2008. – 248 с.

Материально-техническое обеспечение дисциплины

Классы 1, 4, 5, 6, 9 (кафедры системного анализа), Microsoft Windows 7, Internet Explorer, Microsoft Word 2010, Microsoft PowerPoint 2010.


Вернуться к списку дисциплин магистратуры

Страничка разработчика УМК/РПД дисциплин