Правительство Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный университет
Р А Б О Ч А Я П Р О Г Р А М М А
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Дополнительные главы информатики
Additional Chapters of Informatics
Язык обучения
русский
Трудоёмкость (границы трудоёмкости) в зачетных единицах: 3
Регистрационный номер рабочей программы:
Санкт-Петербург
2014
Раздел 1. Характеристики учебных занятий
1.1. Цели и задачи учебных занятий
Цель учебных занятий – совершенствование практических навыков программирования на языках MATLAB, FORTRAN, IDL, необходимых при проведении научных исследований и в образовательном процессе.
Задачи – формирование у аспирантов навыков написания эффективных программ на языках MATLAB, FORTRAN и IDL. Ознакомление с методами графического оформления результатов расчетов или экспериментальных данных в таких пакетах, как GIMP, photoshop, inkscape, CorelDraw, Grapher
1.2. Требования к подготовленности обучающегося к освоению содержания учебных занятий (пререквизиты)
Обучающийся должен обладать базовыми знаниями области геофизики и физики солнечно-земных связей
1.3. Перечень результатов обучения (learning outcomes)
Обучающиеся должны овладеть основами работы с пакетами программ MATLAB, FORTRAN, IDL в объеме, необходимом для решения физических задач.
1.4. Перечень активных и интерактивных форм учебных занятий
Самостоятельная работа с использованием методических материалов
Раздел 2. Организация, структура и содержание учебных занятий
2.1. Организация учебных занятий
2.1.1 Основной курс
Трудоёмкость, объёмы учебной работы и наполняемость групп обучающихся
|
Период обучения (модуль)
|
Контактная работа обучающихся с преподавателем
|
Самостоятельная работа
|
Объём активных и интерактивных
форм учебных занятий
|
Трудоёмкость
|
лекции
|
семинары
|
консультации
|
практические
занятия
|
лабораторные работы
|
контрольные работы
|
коллоквиумы
|
текущий контроль
|
промежуточная
аттестация
|
итоговая аттестация
|
под руководством
преподавателя
|
в присутствии
преподавателя
|
сам.раб. с использованием
методических материалов
|
текущий контроль (сам.раб.)
|
промежуточная аттестация (сам.раб.)
|
итоговая аттестация
(сам.раб.)
|
ОСНОВНАЯ ТРАЕКТОРИЯ
|
очная форма обучения
|
Семестр 1
|
32
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
76
|
|
|
|
76
|
3
|
4
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4
|
|
|
|
ИТОГО
|
32
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
76
|
|
|
|
76
|
3
|
Формы текущего контроля успеваемости, виды промежуточной и итоговой аттестации
|
Период обучения (модуль)
|
Формы текущего контроля успеваемости
|
Виды промежуточной аттестации
|
Виды итоговой аттестации
(только для программ итоговой аттестации и дополнительных образовательных программ)
|
ОСНОВНАЯ ТРАЕКТОРИЯ
|
очная форма обучения
|
Семестр 1
|
|
зачет
|
|
2.2. Структура и содержание учебных занятий
Основной курс Основная траектория Очная форма обучения
Период обучения (модуль): Семестр 4
№ п/п
|
Наименование темы (раздела, части)
|
Вид учебных занятий
|
Количество часов
|
1
|
Элементы языка пакета MATLAB.
Интерфейс. Запуск ,командное окно, рабочая папка, командная строка, меню, встроенный редактор, окно с переменными, история команд и т.д.
Элементы языка. Типы переменных. Создание переменных. Массивы. Типы массивов (числовые и разреженные массивы, массивы ячеек, структуры и текстовые строки). Индексы, работа с индексами, использование массивов индексов. Арифметика - сложение, поэлементное и матричное умножение, деление, степень. Логические выражения. Операторы. Циклы. Подпрограммы. Встроенные функции. Анонимные функции, inline функции. Сохранение переменных в файл. Форматное чтение файлов, запись в файл.
Графические возможности. Графические объекты. Дескрипторы (handles). Создание окон, осей с заданными свойствами. Двумерная и трехмерная графика. Анимация. Работа с изображениями. Создание GUI приложений.
Программирование. Встроенный редактор. Запуск программ. Отладка программ. Способы ускорения работы программ. Использование встроенных программ (ODE, interp,polyfit) Использование символьных вычислений и VPA.
|
лекции
|
8
|
практические занятия
|
|
по методическим материалам
|
19
|
2
|
Элементы языка ФОРТРАН
Форматы записи программы. Переменные, описание переменных, типы данных. Задание начальных значений переменных. Массивы, описание массивов, инициализация массивов. Программные единицы BLOCK DATA. Выражения и операции, присваивание. Конструктор массивов. Динамические массивы. Операторы (GO TO, IF, DO, WHILE, PAUSE, CONTINUE, CALL,RETURN, END. WHERE). Подпрограммы, процедуры. Встроенные функции и процедуры. Форматный и бесформатный ввод-вывод данных.
|
лекции
|
8
|
практические занятия
|
|
по методическим материалам
|
19
|
3
|
Элементы языка IDL
Типы данных, задание переменных, действия с массивами, процедуры и функции, форматы файлов, визуализация данных. Встроенные функции. Анализ данных, фильтрация данных, аппроксимация, регрессия, интерполяция. Анализ двумерных изображений
|
лекции
|
8
|
практические занятия
|
|
по методическим материалам
|
19
|
4
|
Работа с графикой
Растровая и векторная графика, форматы, пакеты для работы с графикой. Пакеты GIMP и Photoshop. Приемы обработки растровых изображений. Пакеты Inkscape и CorelDraw. Построение и редактирования векторных изображений. Подготовка иллюстраций для печати статей.
|
лекции
|
8
|
практические занятия
|
|
по методическим материалам
|
19
|
Раздел 3. Обеспечение учебных занятий
3.1. Методическое обеспечение
3.1.1 Методические указания по освоению дисциплины
Конспекты разработчика и мультимедийные презентации лекций в электронном виде
3.1.2 Методическое обеспечение самостоятельной работы
а) программа курса, б) копии необходимых разделов печатных работ, входящих в список рекомендуемой литературы, в) список периодических изданий со ссылками на электронные ресурсы, доступ к которым обеспечен научной библиотекой СПбГУ им.М.Горького.
3.1.3 Методика проведения текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации и критерии оценивания
Текущий контроль успеваемости в рамках данного курса не предусмотрен.
Курс читается в течение одного семестра. Промежуточная аттестация проводится в виде зачета в письменной форме.
Билет содержит десять (10) в рамках программы курса. Цена правильного ответа на каждый вопрос - 1 балл. Для получения зачета необходимо набрать 5 и более баллов.
3.1.4 Методические материалы для проведения текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации (контрольно-измерительные материалы, оценочные средства)
Примерный перечень тем для зачета:
Что называется переменной в MATLABе?.
Создать массив размером 3х5 с помощью конструктора массивов и
используя встроенные функции ones, rand, zeros и путем перемножения
одномерных массивов.
В массиве размером 5х7 элементы выше диагонали сделать равными нулю.
Задачу решить с использованием цикла и без использования цикла.
Построить график функции sin(x).
По рекуррентной формуле x(n+1)=x(n)+x(n-1) построить ряд чисел Фибоначчи
и построить график зависимости от номера в логарифмическом масштабе.
Удалить часть элементов из массива.
Построить анонимную функцию 1/(x^2+y^2).
Построить подпрограмму-функцию y=cos(x) для | x|
Решить алгебраическое уравнение sin(x)=0.3*x методом хорд с заданной
точностью.
Решить алгебраическое уравнение sin(x)=0.3*x методом итераций.
Построить с помощью языка FORTRAN и графического пакета GRAPHER график функции sin(x) и записать его в файл в формате «eps».
3.1.5 Методические материалы для оценки обучающимися содержания и качества учебного процесса
Обучающимся предлагается анонимная анкета-отзыв для оценки качества преподавания дисциплины. Обобщённые данные анкет используются для совершенствования учебного процесса.
Анкета содержит четыре пункта, каждый оценивается по шкале от 1 до 5 баллов:
- содержание изучаемого материала;
- педагогическое мастерство преподавателей (доступность изложения и качество - методических материалов);
- личные качества преподавателей (доброжелательность и тактичность);
- объективность преподавателей в оценке знаний обучающихся.
3.2. Кадровое обеспечение
3.2.1 Образование и (или) квалификация преподавателей и иных лиц, допущенных к проведению учебных занятий
Курс должен читаться преподавателем, имеющим ученую степень не ниже кандидата физико-математических наук, систематически занимающимся научной и (или) научно-методической деятельностью в области геофизики
3.2.2 Обеспечение учебно-вспомогательным и (или) иным персоналом
Участие учебно-вспомогательного персонала не требуется
3.3. Материально-техническое обеспечение
3.3.1 Характеристики аудиторий (помещений, мест) для проведения занятий
Лекционная аудитория должна удовлетворять типовым санитарным нормам размещения обучающихся, в т.ч. нормам по освещенности и по обеспеченности слушателей рабочими местами.
3.3.2 Характеристики аудиторного оборудования, в том числе неспециализированного компьютерного оборудования и программного обеспечения общего пользования
Аудитория должна быть обеспечена стандартными средствами для чтения лекций - доской, указкой, расходными материалами.
Необходимо обеспечение аудитории возможностями для видеопрезентации - электросетью, экраном, мультимедийным проектором, компьютером с программным обеспечением Microsoft Office, Open Office или LibreOffice.
3.3.3 Характеристики специализированного оборудования
Не требуется
3.3.4 Характеристики специализированного программного обеспечения
Не требуется
3.3.5 Перечень и объёмы требуемых расходных материалов
Мел (или фломастеры), средства для очистки досок (тряпка, губка) в количестве, достаточном для выполнения запланированного объема лекционной работы
3.4. Информационное обеспечение
3.4.1 Список обязательной литературы
Дьяконов В. П. - MATLAB 7, R2006, R2007. Самоучитель (2008), 387 с.
Половко, Бутусов - MATLAB для студента (2005), 317 с.
С.Немнюгин, О.Стесик, Современный ФОРТРАН, самоучитель, СПб 2004, 496 с.
3.4.2 Список дополнительной литературы
Рыжиков Ю. Программирование на фортране powerstation для инженеров. Практическое руководство, 2000, 159 с.
Kalechman, Misza, Practical MATLAB basics for engineers 2009 , p.725
3.4.3 Перечень иных информационных источников
нет
Раздел 4. Разработчики программы
канд. физ.-мат. наук И. В. Кубышкин
|
