Компьютерная математика

Краткое содержание учебной дисциплины, модуля / Brief summary

Назначение, характеристика, структура пакета MATLAB. Интерфейс пользователя.

Встроенные типы данных. Векторы, матрицы, многомерные массивы.

Элементы программирования.

Сценарии, функции, переменные.

Основы объектно-ориентированного программирования, классы и объекты.

Высокоуровневая и дескрипторная графика.

Средства создания приложений с графическим интерфейсом пользователя.

Импорт и экспорт данных.

Вычисления в MATLAB. Обработка данных.

Purpose, characteristics, structure of MATLAB package. User interface.

Built-in data types. Vectors, matrices, multidimensional arrays.

Elements of programming.

Scripts, functions, variables.

Basics of object-oriented programming, classes and objects.

High-level and descriptor graphics.

Means of creating applications with graphical user interface.

Data import and export. 

Calculations in MATLAB. Data processing.

Формируемые компетенции / The formed competences

базовые профессиональные компетенции:

БПК-3. Применять современные компьютерные математические системы для проведения компьютерного (вычислительного) эксперимента;

БПК-6. Применять основные понятия информатики, базовые конструкции языков программирования, технологии объектно-ориентированного проектирования для реализации алгоритмических прикладных задач и разработки веб-проектов;

БПК-9. Применять инновационные информационные технологии и современные языки программирования.

специализированные компетенции:

СК-1. Осуществлять анализ контекста и поставленной проблемы, аргументированно выбирать оптимальный способ ее решения, согласовывать частичные проекты решения в общую согласованную архитектуру, выполнять реализацию проекта с учетом оценки накопленных и поступающих данных.

basic professional competencies: 

BPC-3. Apply modern computer mathematical systems to conduct computer (computational) experiment;

BPC-6. Apply basic concepts of computer science, basic constructions of programming languages, technologies of object-oriented design for realization of algorithmic applied tasks and development of web-projects;

BPC-9. Apply innovative information technologies and modern programming languages.

specialized competencies:

SC-1. Analyze the context and the problem posed, make a reasoned choice of the optimal way of its solution, harmonize partial solution projects into a common coordinated architecture, perform the project implementation taking into account the evaluation of accumulated and incoming data.

Результаты обучения (знать, уметь, владеть) / Learning outcomes (know, can, be able)

знать:

– идеологию системы и принципы работы в ней; инструментальные средства, элементы управления, интерфейс; структуры данных; особенности построения функций пользователя; возможности визуализации исследований и оформления результатов исследований в виде публикаций;

– особенности языков программирования в среде каждого пакета;

уметь:

– применять современный математический аппарат в эффективной интеграции с инструментальными компьютерными математическими средствами;

– создавать и исследовать математические, компьютерные модели различных уровней абстракции;

– разрабатывать и анализировать алгоритмы, методы и программные решения по тематике выполняемых исследований;

– готовить материалы к публикации, в том числе в электронных изданиях, по

тематике и результатам проводимых исследований;

– самостоятельно расширять компьютерные математические знания с дальнейшим их использованием при построении и анализе математических и компьютерных моделей широкого круга теоретических и прикладных задач.

владеть:

– методами и приемами построения моделей объектов, данных, процессов,

систем;

– методами исследований и решения проблем математического содержания с использованием математических компьютерных приложений.

know: 

— ideology of the system and principles of work in it; tools, controls, interface; data structures; peculiarities of construction of user functions; possibilities of visualization of researches and registration of results of researches in the form of publications; 

— peculiarities of programming languages in MATLAB package; 

be able to: 

— apply modern mathematical apparatus in effective integration with instrumental computer mathematical tools; 

— create and study mathematical, computer, simulation models of different levels of abstraction; 

— develop and analyze algorithms, methods and software solutions on the subject of the performed research; 

— prepare materials for publication, including in electronic editions, on the subject and results of the conducted research; 

— independently expand computer mathematical knowledge with its further use in the construction and analysis of mathematical and computer models of a wide range of theoretical and applied problems. 

possess: 

— methods and techniques of building models of objects, data, processes, systems; 

— methods of research and solving problems of mathematical content using mathematical computer applications.

Семестр изучения учебной дисциплины, модуля / Semester of study

3

3

Пререквизиты / Prerequisites

«Математический анализ», «Алгебра и теория чисел», «Аналитическая геометрия», «Методы программирования»

«Mathematical Analysis», «Algebra and Number Theory», «Analytic Geometry», «Programming Methods»

Трудоемкость в зачетных единицах (кредитах) / Credit units

3

3

Количество аудиторных часов и часов самостоятельной работы / Academic hour of students’ class work, 

hours of self-directed learning

всего 90 часов, в том числе 34 аудиторных часов, из них: лекции – 18 часов, лабораторные занятия – 12 часов, управляемая самостоятельная работа – 4 часа.

total 90 hours, including 34 hours of students’ class work, including: lectures – 18 hours, laboratory classes – 12 hours, self-directed learning – 4 hours.

Требования и формы текущей и промежуточной аттестации / Requirements and forms of current and interim certification

Текущая аттестация: отчет по лабораторной работе с устной защитой; отчет по заданиям УСР с устной защитой; контрольный опрос; контрольная работа.

Промежуточная аттестация: экзамен

Current certification: report on laboratory work with oral defense; report on the self-directed learning tasks with oral defense; control questioning; control work.

Interim certification: exam