Б2.В.ДВ1.2 Математическое моделирование процессов и систем

Аннотация к учебной дисциплине
Б2.В.ДВ1.2 Математическое моделирование процессов и систем
Дисциплина Б2.В.ДВ1.2 «Математическое моделирование процессов и
систем» входит в состав вариативной части дисциплин естественнонаучного
цикла учебного плана бакалавриата по направлению 09.03.03 – «Прикладная
информатика» профилю «Прикладная информатика в экономике».
Целями и задачами освоения дисциплины «Математическое
моделирование процессов и систем» является формирование знаний, умений
и навыков современных компьютерных информационных технологий в
области математического моделирования, обработки, интерпретации и
визуализации экспериментальных данных, научных и инженерных расчетов
физических процессов и систем.
Дисциплина «Математическое моделирование процессов и систем»
базируется на следующих дисциплинах: «Математика», «Информатика»,
«Программное
обеспечение
средств
вычислительной
техники»,
«Программирование».
Знания, полученные по освоению дисциплины «Математическое
моделирование процессов и систем», необходимы при последующем
изучении дисциплин как профессионального, так и естественнонаучного
цикла в части выполнения предусмотренных этими дисциплинами расчетов,
моделирования и построения графиков функций и табличных данных (при
выполнении расчетных заданий, курсовых работ, проектов, выпускной
квалификационной работы).
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108
часов. Дисциплина преподается на 4 курсе, 7 семестр. В структуру дисциплины
входит теоретическая часть – лекционный курс 36 часов, и практическая часть –
лабораторные работы 36 часов. На самостоятельную работу отводится 36 часа.
Завершается курс обучения сдачей зачета.
Содержание курса обучения по дисциплине группируется на 6 разделов
и включает следующие основные положения:
1. Основы математического описания физических процессов и систем.
Математическое описание и основные характеристики статистических
процессов и систем. Математическое описание и основные характеристики
динамических процессов и систем.
2. Численные методы и основы программирования.
Реализация численных методов в различных программных средах.
Интерполяция данных по методу наименьших квадратов. Принципы
реализации средствами компьютерной техники элементов вычислительной
математики. Принципы структурного, процедурного и модульного
программирования. Библиотека встроенных функций. Использование пакета
Excel для численных расчетов и математического моделирования.
3. Основы работы в программной среде MathCAD.
Общие сведения о пакете MathCAD. Интегрированная среда
разработки. Режим символьной математики для проведения аналитических
выкладок. Основные команды и приемы работы в режиме символьной
математики. Элементы программирования для выполнения численных
расчетов, реализованные в пакете MathCAD. Просмотр данных и отладка
программы.
4. Основы работы в программной среде MATLAB.
Общие сведения о пакете MATLAB. Интегрированная среда
разработки MATLAB. Основные типы данных, принципы их хранения в
компьютере. Представление данных в виде скаляра, вектора или функции
(одномерного массива), матрицы (двумерного массива.). Задание
ранжированной переменной. Проведение вычислений. Интерфейс командной
строки. Просмотр данных. Пользование справочной системой. Отладка
программы.
5. Сравнительный анализ основных прикладных пакетов компьютерной
математики. Сравнительный анализ основных прикладных пакетов
компьютерной математики, их достоинства и ограничения, приемы работы,
предпочтительные области применения. Перспективы развития прикладных
пакетов компьютерной математики.
6. Средства визуализации и графического отображения результатов
моделирования. Построение графиков функций. Виды графиков – обычный,
стебельковый (линейчатый). Одновременный вывод нескольких графиков.
Настройка осей. Настройка вида оформления графиков. Построение
трехмерных поверхностей. Сравнительный анализ основных прикладных
пакетов компьютерной математики, их достоинства и ограничения, приемы
работы, предпочтительные области применения. Перспективы развития
прикладных пакетов компьютерной математики.
Лекционный
курс
сопровождается
проведением
следующих
лабораторных работ:
Лабораторная работа №1. Использование пакета Excel для численных
расчетов и математического моделирования.
Лабораторная работа №2. Основы работы с пакетом MathCAD.
Лабораторная работа №3. Режим символьной математики MathCAD.
Лабораторная работа №4. Основы работы в программной среде
MATLAB.
Лабораторная работа №5. Работа с одномерными и двумерными
массивами в MATLAB.
Лабораторная работа №6. Программирование в среде MATLAB.
Лабораторная работа №7. Реализация численных методов в MATLAB.
Лабораторная работа №8. Средства визуализации и графического
отображения данных.
Все лабораторные занятия проводятся в интерактивной форме с
использованием компьютеров. Тематика лабораторных работ охватывает все
основные разделы дисциплины и позволяет закрепить освоение
теоретического материала и получить необходимые практические навыки.