Министерство образования и науки Российской Федерации

Муромский институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

 «Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(МИ ВлГУ)

 

Кафедра  ИС 

 

 

 

«   31   »       05       2016 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Программные средства математических расчетов     

 




Направление подготовки

09.03.03 Прикладная информатика

Профиль подготовки

Квалификация (степень)выпускника

бакалавр









          

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы,

час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежу-точного контр.

(экз., зач., зач. с оц.)

4

180 / 5  

16  

16  

32  

3,6  

0,35  

67,95  

76,4  

Экз.(35,65)  

Итого

180 / 5  

16  

16  

32  

3,6  

0,35  

67,95  

76,4  

35,65  

 

Муром, 2016 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: Целью освоения дисциплины является подготовка студентов по направлению подготовки 09.03.03 "Прикладная информатика" посредством обеспечения этапов формирования компетенций, предусмотренных ФГОС, в части представленных ниже знаний, умений и навыков.

Задачами дисциплины является изучение понятийного аппарата дисциплины, основных теоретических положений и методов, привитие навыков применения теоретических знаний для решения практических задач.

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.В.04))

Дисциплина в ходит в состав обязательных дисциплин вариативной части Б1.В.ОД.13. В соответствии с учебным планом по направлению "Прикладная информатика" дисциплина "Программные средства математических расчетов" базируется на следующих дисциплинах: математика ч.1, математика ч.2, теория вероятностей и математическая статистика, информатика.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-3 способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин и современные информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

 

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

1) Знать:

Методы и приемы алгоритмизации поставленных задач (ОПК-3).

Алгоритмы решения типовых задач, области и способы их применения (ОПК-3).

Синтаксис языка программирования, особенности программирования на этом языке (языки программирования MathCad и MatLab) (ОПК-3).

Языки программирования и среды разработки для решения практических задач в соответствующих областях (Среда программирования MathCad версии 14 и FreeMat) (ОПК-3).

2) Уметь:

Использовать методы и приемы алгоритмизации поставленных задач (ОПК-3).

Использовать программные продукты для графического отображения алгоритмов (ОПК-3).

Применять стандартные алгоритмы в соответствующих областях (ОПК-3).

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.

 

4.1. Форма обучения: очная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 4г.

 

4.1.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежуточной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Синтаксис языков программирования MathCad и MatLab

4

8

4

12

10

контрольная работа, лабораторные работы, практические работы

2

Численные методы в MathCad

4

4

6

30

контрольная работа, практические работы

3

Обработка одномерных сигналов в MathCad и FreeMat

4

2

4

8

20

контрольная работа, лабораторные работы,практические работы

4

Обработка двумерных сигналов в MathCad и FreeMat

4

2

2

12

16,4

контрольная работа, лабораторные работы,практические работы

Всего за  семестр

180

16

16

32

76,4

3,6

0,35

Экз.(35,65)

Итого   

180

16

16

32

76,4

3,6

0,35

35,65

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 4

Раздел 1. Синтаксис языков программирования MathCad и MatLab

Лекция 1.

Простые вычисления в MathCad (2 часа).

Лекция 2.

Простые вычисления в FreeMat (2 часа).

Лекция 3.

Программирование в MathCad (2 часа).

Лекция 4.

Программирование в FreeMat (2 часа).

Раздел 2. Численные методы в MathCad

Лекция 5.

Решение уравнений и задач оптимизации в MathCad (2 часа).

Лекция 6.

Решение дифференциальных уравнений в MathCad (2 часа).

Раздел 3. Обработка одномерных сигналов в MathCad и FreeMat

Лекция 7.

Обработка одномерных сигналов в MathCad и FreeMat (2 часа).

Раздел 4. Обработка двумерных сигналов в MathCad и FreeMat

Лекция 8.

Обработка изображений в MathCad и FreeMat (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Семестр 4

Раздел 1. Синтаксис языков программирования MathCad и MatLab

Практическое занятие 1.

Символьные вычисления в MathCad (2 часа).

Практическое занятие 2.

Простые вычисления в MathCad (2 часа).

Раздел 2. Численные методы в MathCad

Практическое занятие 3.

Решение дифференциальных уравнений в MathCad (2 часа).

Практическое занятие 4.

Обработка данных в MathCad (2 часа).

Практическое занятие 5.

Матричные операции в MathCad (2 часа).

Раздел 3. Обработка одномерных сигналов в MathCad и FreeMat

Практическое занятие 6.

Графика в MathCad (2 часа).

Практическое занятие 7.

Решение уравнений и задач оптимизации в MathCad (2 часа).

Раздел 4. Обработка двумерных сигналов в MathCad и FreeMat

Практическое занятие 8.

Матричные вычисления в экономических задачах (2 часа).

 

Методические указания для практических занятий приведены в https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=303

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 4

Раздел 1. Синтаксис языков программирования MathCad и MatLab

Лабораторная 1.

Динамический обмен между математическими приложениями (4 часа).

Лабораторная 2.

Программирование в MathCad (4 часа).

Лабораторная 3.

Программирование в FreeMat (4 часа).

Раздел 2. Обработка одномерных сигналов в MathCad и FreeMat

Лабораторная 4.

Обработка одномерных сигналов в MathCad (4 часа).

Лабораторная 5.

Обработка одномерных сигналов в FreeMat (4 часа).

Раздел 3. Обработка двумерных сигналов в MathCad и FreeMat

Лабораторная 6.

Обработка изображений в MathCad (4 часа).

Лабораторная 7.

Обработка изображений в FreeMat (4 часа).

Лабораторная 8.

Видоизменение гистограмм изображений (4 часа).

 

Методические указания к лабораторным работам приведены в https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=303

 

4.1.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Обзор программных средств математических расчетов.

2. Численные методы в FreeMat.

3. Решение дифференциальных уравнений в FreeMat.

4. Моделирование процессов в MathCad, FreeMat и MatLab.

5. Методы статистической обработки в MathCad, FreeMat и MatLab.

 

4.1.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

Не планируется.

 

4.1.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 


4. 2. Форма обучения: заочная

Уровень базового образования: среднее профессиональное.

Срок обучения 3г 6м.

 

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы, час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежуточного контроля

(экз., зач., зач. с оц.)

3

180 / 5  

4  

2  

8  

2  

0,6  

16,6  

154,75  

Экз.(8,65)  

Итого

180 / 5  

4  

2  

8  

2  

0,6  

16,6  

154,75  

8,65  

 

4.2.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежу-точной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Синтаксис языков программирования MathCad и MatLab

3

4

2

4

60

контрольная работа, практические работы, лабораторные работы

2

Обработка одномерных и двумерных сигналов в MathCad и FreeMat

3

4

94,75

контрольная работа, практические работы

Всего за  семестр

180

4

2

8

+

154,75

2

0,6

Экз.(8,65)

Итого   

180

4

2

8

154,75

2

0,6

8,65

 

4.2.2. Содержание дисциплины

4.2.2.1. Перечень лекций

Семестр 3

Раздел 1. Синтаксис языков программирования MathCad и MatLab

Лекция 1.

Программирование в MathCad (2 часа).

Лекция 2.

Программирование в FreeMat (2 часа).

 

4.2.2.2. Перечень практических занятий

Семестр 3

Раздел 1. Синтаксис языков программирования MathCad и MatLab

Практическое занятие 1.

Простые вычисления в MathCad и FreeMat (2 часа).

 

4.2.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 3

Раздел 1. Синтаксис языков программирования MathCad и MatLab

Лабораторная 1.

Программирование в MathCad и FreeMat (4 часа).

Раздел 2. Обработка одномерных и двумерных сигналов в MathCad и FreeMat

Лабораторная 2.

Обработка изображений в MathCad (4 часа).

 

4.2.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Простые вычисления в MathCad.

2. Простые вычисления в FreeMat.

3. Программирование в MathCad.

4. Программирование в FreeMat.

5. Решение уравнений и задач оптимизации в MathCad.

6. Решение дифференциальных уравнений в MathCad.

7. Обработка одномерных сигналов в MathCad и FreeMat.

8. Обработка изображений в MathCad и FreeMat.

9. Обзор программных средств математических расчетов.

10. Численные методы в FreeMat.

11. Решение дифференциальных уравнений в FreeMat.

12. Моделирование процессов в MathCad, FreeMat и MatLab.

13. Методы статистической обработки в MathCad, FreeMat и MatLab.

 

4.2.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

1. Темы контрольных работ:.

 

4.2.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 

5. Образовательные технологии

В процессе изучения дисциплины применяется контактная технология преподавания (за исключением самостоятельно изучаемых студентами вопросов). При проведении практических и лабораторных работ применяется имитационный или симуляционный подход, когда преподавателем разбирается на конкретном примере проблемная ситуация, все шаги решения задачи студентам демонстрируются при помощи мультимедийной техники. Затем студенты самостоятельно решают аналогичные задания.

Во время выполнения лабораторных и практических работ каждому студенту выдается конкретное задание, тем самым формируется способность обучающихся к самостоятельной работе при решений определенных задач, связанных с изучением конкретных видов ПО.

 

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Фонды оценочных средств приведены в приложении.

 

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Программные средства математических расчетов

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Алексеев Г.В. Математические методы в инженерии - Санкт-Петербург: СПб.: НИУ ИТМО; ИХиБТ, 2014. - 68 с. - http://books.ifmo.ru/book/1350/matematicheskie_metody_v_inzhenerii.htm

2. Кудрявцева И.В., Рыков С.А., Рыков С.В., Скобов Е.Д. Методы оптимизации в примерах в пакете MathCAD 15. Ч. I - Санкт-Петербург: НИУ ИТМО; ИХиБТ, 2014. - 166 с. - http://books.ifmo.ru/book/1431/metody_optimizacii_v_primerah_v_pakete_MathCAD_15._ch._I.htm

3. Рыков С.В., Кудрявцева И.В., Рыков С.А., Рыков В.А. Методы оптимизации в примерах в пакете MathCad 15. Ч. II: Учеб. пособие - Санкт-Петербург: Университет ИТМО; ИХиБТ, 2015. - 178 с. - http://books.ifmo.ru/book/1744/metody_optimizacii_v_primerah_v_pakete_MathCad_15._ch._II:_ucheb._posobie_.htm

4. Карманова Е.В. Численные методы [Электронный ресурс]: учеб.пособие/ Е.В. Карманова. –2-е изд., стер. – М. : ФЛИНТА, 2015. – 172 с. - http://ibooks.ru/reading.php?productid=352096

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Интерактивные учебные пособия по MatLab - http://www.mathworks.com/academia/student_center/tutorials/?requestedDomain=www.mathworks.com

2. Белов П.С. Математическое моделирование технологических процессов [Электронный ресурс]: учебное пособие (конспект лекций)/ Белов П.С.— Электрон. текстовые данные.— Егорьевск: Егорьевский технологический институт (филиал) Московского государственного технологического университета «СТАНКИН», 2016.— 121 c. - http://www.iprbookshop.ru/43395

 

7.3. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине, включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем

В образовательном процессе используются информационные технологии, реализованные на основе информационно-образовательного портала института (www.mivlgu.ru/iop), и инфокоммуникационной сети института:

- предоставление учебно-методических материалов в электроном виде;

- взаимодействие участников образовательного процесса через локальную сеть института и Интернет;

- предоставление сведений о результатах учебной деятельности в электронном личном кабинете обучающегося.

Информационные справочные системы:

1. Документация для FreeMat (http://freemat.sourceforge.net)

2. Документация для MathCad (http://www.exponenta.ru)

3. Электронная библиотечная система "BOOK.ru" (http://book.ru/)

4. Электронная библиотечная системы "IPRBooks" (http://www.iprbookshop.ru/)

5. Электронная библиотечная система "iBooks.ru" (http://www.ibooks.ru/)

Программное обеспечение:

Лаборатория распределенных систем

Mathcad v.15 (государственный контракт №1 от 10.01.2012 года);

FreeMat в. 4.2 (free software, GPL)

 

7.4. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины

books.ifmo.ru

ibooks.ru

mathworks.com

iprbookshop.ru

 

8. Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

Лаборатория распределенных систем

12 персональных компьютеров;

проектор Nec V300X;

экран настенный Lumien Master Picture

 

9. Методические указания по освоению дисциплины

Для успешного освоения теоретического материала обучающийся: знакомится со списком рекомендуемой основной и дополнительной литературы; уточняет у преподавателя, каким дополнительным пособиям следует отдать предпочтение; ведет конспект лекций и прорабатывает лекционный материал, пользуясь как конспектом, так и учебными пособиями.

На практических занятиях пройденный теоретический материал подкрепляется решением задач по основным темам дисциплины. Занятия проводятся в компьютерном классе, используя специальное программное обеспечение. Каждой подгруппе обучающихся преподаватель выдает задачу, связанную с использованием программных средств для математических расчетов. В конце занятия обучающие демонстрируют полученные результаты преподавателю и при необходимости делают работу над ошибками.

До выполнения лабораторных работ обучающийся изучает соответствующий раздел теории. Перед занятием студент знакомится с описанием заданий для выполнения работы, внимательно изучает содержание и порядок проведения лабораторной работы. Лабораторная работа проводятся в компьютерном классе. Обучающиеся выполняют индивидуальную задачу математических расчетов при помощи специальных инструментальных программных средств в соответствии с заданием на лабораторную работу. Полученные результаты сводятся в отчет и защищаются по традиционной методике в классе на следующем лабораторном занятии. Необходимый теоретический материал, индивидуальное задание, шаги выполнения лабораторной работы и требование к отчету приведены в методических указаниях, размещенных на информационно-образовательном портале института.

Самостоятельная работа оказывает важное влияние на формирование личности будущего специалиста, она планируется обучающимся самостоятельно. Каждый обучающийся самостоятельно определяет режим своей работы и меру труда, затрачиваемого на овладение учебным содержанием дисциплины. Он выполняет внеаудиторную работу и изучение разделов, выносимых на самостоятельную работу, по личному индивидуальному плану, в зависимости от его подготовки, времени и других условий.

Форма заключительного контроля при промежуточной аттестации – экзамен. Для проведения промежуточной аттестации по дисциплине разработаны фонд оценочных средств и балльно-рейтинговая система оценки учебной деятельности студентов. Оценка по дисциплине выставляется в информационной системе и носит интегрированный характер, учитывающий результаты оценивания участия студентов в аудиторных занятиях, качества и своевременности выполнения заданий в ходе изучения дисциплины и промежуточной аттестации.

 


лист_утверждения


РЕЦЕНЗИЯ

на  рабочую программу дисциплины

«Программные средства математических расчетов»

по направлению подготовки 09.03.03 Прикладная информатика

 

Рабочая программа дисциплины «Программные средства математических расчетов» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 09.03.03 Прикладная информатика.

На изучение данного курса по учебному плану отводится 180 час. (5 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является экзамен .

Цель дисциплины: Целью освоения дисциплины является подготовка студентов по направлению подготовки 09.03.03 "Прикладная информатика" посредством обеспечения этапов формирования компетенций, предусмотренных ФГОС, в части представленных ниже знаний, умений и навыков.

Задачами дисциплины является изучение понятийного аппарата дисциплины, основных теоретических положений и методов, привитие навыков применения теоретических знаний для решения практических задач.

Содержание занятий соответствуют требованиям образовательного стандарта. Имеется перечень вопросов для самостоятельной работы студентов, способствующий более глубокому изучению дисциплины.

Освоение дисциплины позволит студентам приобрести теоретические и практические знания, необходимые при решении задач в будущей практической деятельности.

Предлагаемые фонды оценочных средств для выявления уровня знаний и умений обучаемых полностью охватывает содержание курса и соответствуют ФГОС.

Перечень учебно-методической литературы достаточен для изучения дисциплины. Имеются ссылки на электронно-библиотечные системы.

Рабочая программа дисциплины «Программные средства математических расчетов» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 09.03.03 Прикладная информатика.

 

31.05.2016 г.