Институт математики, механики и компьютерных наук им. И. И. Воровича

Дисциплины специализации специальности «Прикладная математика и информатика». 3 курс

Опубликовано 15.07.2009 | Автор: admin

Спецкурсы и лабспецы

Кафедра прикладной математики и программирования

Специализация «Математическое и программное обеспечение моделей экономической деятельности»

№ п.п.  Тип Название дисциплины  Семестр Часы и отчетность  Часов в неделю  Ф.И.О. преподавателя
 1  с/к

 Объектно-ориентированное программирование на С++

  5  34/0 зач/0  1(лек)1(лаб)/0  Дубров Д.В.
Основной целью курса является овладение базовыми навыками ООП на С++, необходимыми для работы над крупными программными проектами. Изучаются современные концепции ООП (классы, шаблоны, исключения и т.п.), а также средства стандартной библиотеки С++.
 2   с/к  Верификация программ  5  34/0 экз/0  1(лек)1(лаб)/0  Невская Е.С.
Курс преследует цель показать студентам, что программирование – это наука, искусство и ремесло, т.е. программу необходимо строить с одновременным доказательством ее правильности. Задачей курса является обучение студентов методов построения правильных программ с использованием правил Дейкстры.
 3  с/к  WEB-технологии  6  0/34лек 0/экз  0/2(лек)  Русанова Я.М.
Цель курса – научить использованию современных WEB-технологий, в частности   DHTML, CSS, JavaScript, CGI, PHP, методам написания приложений на основе этих технологий
 4   с/к  Технологии баз данных  6  0/34лаб 0/зач  0/2(лаб)  Чердынцева М.И.
Цель курса – изучить современные основы реляционных баз данных, познакомиться с моделированием данных, нормализацией, языком SQL и его процедурными расширениями, принципами защиты информации в базах данных и методами разработки информационных систем.

в начало

Кафедра вычислительной математики и математической физики

Специализация «Математическая физика»

№ п.п. Тип Название дисциплины Семестр Часы и отчетность Часов в неделю Ф.И.О. преподавателя
1 с/к Геометрические методы теории ОДУ 5 36/0 экз/0 2(лек)/0 Ревина С.В.
Данный спецкурс ориентирован на применение геометрических, качественных методов в теории обыкновенных дифференциальных уравнений, что особенно актуально в связи с теоретической трактовкой компьютерных экспериментов. На простых примерах (математический маятник в различных трактовках) иллюстрируются фундаментальные понятия качественной теории обыкновенных дифференциальных уравнений, их приложения к задачам классической механики, математической физики, теории солитонов.
2 с/к Объектно-ориентированное программирование в Delphi 5,6 36/34 зач/зач 2(лек)/2(лаб) Мелехов А.П.

Спецкурс посвящен программированию в среде Delphi под управлением операционной системы Windows. В начале дается введение в программирование в Delphi, сообщаются начальные сведения для написания простейших программ, рассматриваются: язык программирования, визуальная среда разработчика,  компоненты общего назначения. Далее изучается теория объектно-ориентированного программирования, ее реализация в Delphi. 

Рассматриваются: объектная модель Delphi, иерархия стандартных компонентных классов, классы общего назначения, создание новых компонентов. Также рассматриваются общие вопросы написания программ в операционной системе Windows: структура программы Windows, событийное управление; создание файлов инициализации, работа с реестром; процессы и потоки;    динамически подключаемые библиотеки. 
3 с/к Избранные задачи гидродинамики  6 0/34 0/экз 0/2(лек) Моргулис А.Б.

В рамках этой дисциплины предполагается знакомство студентов с рядом задач, решение которых можно назвать шедеврами классической математической физики. Отбор задач обусловлен не технической изощрённостью, а, напротив, простотой решения и важностью полученного при этом результата.

Предполагается рассмотреть следующие задачи: движение материальных частиц в поле центральной силы, закон всемирного тяготения  и закон Кеплера; маятник П. Капицы; уравнения движения твёрдого тела и волчок Лагранжа; движение тела в идеальной жидкости и уравнения Кирхгоффа,  присоединённые массы  и моменты инерции; классическая теория подъёмной силы крыла (Жуковский-Чаплыгин); сила сопротивления шара  и цилиндра в приближениях Стокса и  Озеена; элементарное введение в теорию пограничного слоя Прандтля.

в начало

Кафедра вычислительной математики и математической физики 

Специализация «Численные методы»

№ п.п. Тип Название дисциплины Семестр Часы и отчетность Часов в неделю Ф.И.О. преподавателя
1 с/к Основы векторного и тензорного анализа 5 36/0 экз/0 2(лек)/0 Сазонов Л.И.

Цель данного спецкурса приобретение студентами знаний и навыков по основным принципам использования векторных функций в математическом моделировании в естествознании,  в овладении техникой преобразований векторных и тензорных величин.

 В курсе рассматривается решение некоторых векторных уравнений, вычисление дифференциальных операторы от векторных и скалярных полей. Студенты должны изучить математические свойства и физический смысл векторных дифференциальных операторов, интегральные теоремы и формулы преобразований объемных, поверхностных и контурных интегралов.
2 с/к Современное программное обеспечение для НИР 5,6 36/34 зач/зач 2(лек)/2(лаб) Ширяева Е.В.
Основное внимание в курсе будет уделено 1) изучению дополнительных тем по созданию прикладного программного обеспечения в среде Delphi — создание демонстрационно-обучающих программ по программированию в Delphi и численным методам; 2) изучению издательской системы LaTeX2e и необходимого программного обеспечения для комфортной работы с LaTeXом; в курсе будут даны как основы профессионального набора математических текстов, так и материалы по созданию электронных презентаций и учебников с помощью PDFLaTeX; 3) освоению пакетов научной графики Grapher (2D) и Surfer (3D) для обработки результатов численных экспериментов.
3 с/к Введение в теорию динамических систем 6 0/34 0/экз 0/2(лек) Петровская Н.В.

Динамические системы  используются для математического описания разнообразных процессов – от простых колебаний маятника до задач экологии и экономики.

Задача курса – познакомить студентов с основными понятиями и результатами таких быстро развивающихся отраслей математики как качественная теория дифференциальных уравнений, теория устойчивости и теория бифуркаций.

Студенты должны получить понятие о современных методах исследования динамических систем и научиться исследовать конкретные системы – как аналитическими методами, так и с использованием компьютера. 

в начало

Кафедра теории упругости

№ п.п. Тип Название дисциплины Семестр Часы и отчетность Часов в неделю Ф.И.О. преподавателя
1 с/к Математические модели в МСС и биомеханике (часть 1) 5,6,7 36/34 +36/0
 экз		 2/2+2/0 Карякин М.И.
2 с/к Математические модели в МСС и биомеханике (часть 2) 8 0/34+
0/34(лаб) экз		 0/2(лек)+
0/2(лаб)		 Карпинский Д.Н.
Целью настоящего спецкурса является изложение основ кинематики сплошной среды, введение тензоров деформации, тензоров напряжений, формирование представлений об определяющих соотношениях в механике сплошной среды и биомеханике. Рассмотрены основные модели сплошных сред, линейно и нелинейно упругое твердое тела, идеальная и вязкая жидкость, реологические модели и их приложения в биомеханике роста, основные методы построения моделей упругих и вязкоупругих биокомпозитов и некоторые механизмы их разрушения.
3 с/к Компьютерная визуализация биологических объектов и систем 5 36/0+
зач		 2/0(лек) Карякин М.И.
Целью данного курса являются ознакомление студентов с современным программным обеспечением, используемым для моделирования, визуализации и анимации сложных механических и биологических объектов; представление обзора современного состояния рынка программного обеспечения данной направленности, возможности свободно распространяемого программного обеспечения и его ограничения. В курсе показано, как идеи и методы, изучаемые ранее в курсах теоретической механики и математического моделирования, используются современными пакетами двумерной и трехмерной графики и анимации.
 3  с/к  Введение в биомеханику  6  0/32
0/зач		  0/2(лек)  Ватульян А.О.
Целью курса является ознакомление с основными особенностями строения биологических тканей (мышечная, костная, ткань кровеносных сосудов, кровь). Представлены основные модели деформирования твердых биологических тканей, использующие модели механики сплошной среды (упругость, вязкоупругость, разномодульность, пористость), а также некоторые способы идентификации их свойств.  Представлены решения простейшие задач  (изгиб балок переменной жесткости, балки из разномодульного материала, колебания одномерных структур, задача о ростовых деформациях цилиндра, течение Пуазейля и др.)

в начало

Кафедра математического моделирования

Специализация «Математическое моделирование»

№ п.п. Тип Название дисциплины Семестр Часы и отчетность Часов в неделю Ф.И.О. преподавателя
1 л/с Аналитические вычисления  в MAPLE 5 36/0 зач/0 2(лаб)/0 Курбатова Н.В.
В курсе  «Аналитические вычисления  в MAPLE» изучаются основные объекты  пакета Maple, методы и элементы программирования, а также возможности реализации аналитических преобразований (в т.ч. для проблем интегрального и дифференциального исчисления), использования библиотек линейной алгебры, решения и исследования ОДУ, графического инструментария и т.п.  Предусмотрена серия индивидуальных практических работ.
2 с/к Компьютерное моделирование в MATLAB 6 0/17(лек)+17(лаб) 0/экз 0/2(лек)+2(лаб) через неделю Курбатова Н.В.
Курс «Компьютерное моделирование в MATLAB» ориентирован на решение задач, которые сводятся к матричным вычислениям. В рамках спецкурса изучаются возможности пакета; проводится обзор основных  модулей и функций. Индивидуальные практические задания связаны с разработкой алгоритмов, написанием пакетов программ и созданием многофункционального GUI.
3 л/с Процедурно-ориентированное программирование на языке С++ 6 0/34 0/зач 0/2(лаб) Надолин К.А.
Лаборатория специализации является поддержкой спецкурса «Программирование на языке С++» и имеет целью практическое закрепление материала спецкурса (т.е. «формирование практикоориентированных компетенций» :-0). В ходе лаборатории специализации студенты выполняют 5 лабораториных работ, суть которых состоит в написании и отладке программ по разделам, предварительно изученным в курсе численных методов, причем основной упор делается на грамотное программирование и овладение процедурно-ориентирванным стилем программирования на  Си и С++. При выполнении лабораторных работ должны быть выполнены требования модульного программирования, структурного программирования, программирования с защитой от ошибок и требование самодокументированности программ.
4 с/к Программирование на языке С++ 5 36/0 экз/0 2(лек)/0 Надолин К.А.
Курс специализации посвящен тонкостям программирования на языках Си и С++, возможностям этих языков по сравнению с другими языками программирования при написании процедурно-ориентированных программ,  формированию стиля программирования на Си и С++. Подробно рассматриваются приемы программирования с использованием указателей, препроцессора и стандартных библиотек функций. Материал спецкурса выступает основой для курса специализации «Объектно-ориентированное программирование на языке С++». Спецкурс подкреплен набором упражнений и 5 лабораторными работами, выполняемыми в рамках лаборатории специализации «Процедурно-ориентированное программирование на языке С++».

в начало

Кафедра высшей математики и исследования операций

Специализация «Исследование операций и системный анализ»

№ п.п. Тип Название дисциплины Семестр Часы и отчетность Часов в неделю Ф.И.О. преподавателя
1 с/к Математическое моделирование, менеджмент, маркетинг 5 36/0 экз/0 2(лек)/0 Никишин Ф.И.
В курсе приводятся основные подходы к построению экономико-математических моделей, их анализу, проведению вычислительных экспериментов и исследованию полученных результатов. Внимание уделено как теоретической, так и прикладной стороне исследования. Подробно освещаются смежные математические вопросы, позволяющие довести рассмотрение моделей до практических выводов, в частности, содержатся методы анализа и принятия стратегических решений для реального предприятия. При этом основная цель курса — представить как единое целое прикладные задачи и математический аппарат, необходимый для их успешного решения.
2 с/к Теория графов 5 36/0 зач/0 2(лек)/0 Землянухина Л.Н.
Курс посвящен вопросам  современного состояния теории графов, некоторым известным проблемам.  Приводятся примеры сведения прикладных задач к задачам теории графов и использования аппарата этой теории. Рассматриваются важнейшие разделы теории графов, имеющие широкий спектр приложений и позволяющие развить навыки формирования моделей принятия решений и их реализации.  В курсе изучаются задачи  связности графа, свойства деревьев, теория матроидов, независимые множества вершин, хроматические полиномы, эйлеровы и гамильтоновы циклы Рассматриваемые разделы  являются основой информатики и программирования. Данный курс позволит студентам освоить основные разделы теории графов, применять различные алгоритмы для решения практических задач.
3 с/к Задачи оптимального управления 6 0/34 0/зач 0/2(лек) Рохлин Д.Б.

Цель курса состоит в том, чтобы ознакомить студентов с постановками и методами решения задач управления динамическими системами. Он является логическим продолжением курса методов оптимизации, который посвящен, в основном, условиям оптимальности в статических моделях.

Рассматриваются следующие вопросы: принцип максимума Понтрягина, различные версии уравнения Беллмана (дискретное и непрерывное время, конечный и бесконечный горизонт, стохастические системы), концепции управляемости и наблюдаемости, оптимальная остановка. Общая теория иллюстрируется примерами из механики, экономики, биологии, экологии. Курс носит прикладной характер и ориентирован на решение задач.

4 с/к Математическое моделирование на основе  нечетких множеств 6 0/34 0/экз 0/2(лек) Сантылова Л.И.
Развивая идеи классической математики, данный курс знакомит с основными понятиями теории нечетких множеств: нечеткие множества, операции над ними, нечеткие  отношения, их свойства и классификация, виды нечетких отображений, различные постановки задач принятия решений в нечетких условиях, нечеткая задача математического программирования. Предлагаемые в курсе теоретические результаты определяют базу для рассмотрения математических моделей (разбиения на торговые зоны, автоматической классификации), для формулировки оптимизационных задач и задач управления в нечетких ситуациях.

в начало

Кафедра алгебры и дискретной математики

Специализация «Математическая кибернетика»

№ п.п. Тип Название дисциплины Семестр Часы и отчетность Часов в неделю Ф.И.О. преподавателя
1 с/к Объектно ориентированное программирование    5/6 36/34 зач/зач 2(лек)/2(лаб) Михалкович С.С.

Курс базируется на двухсеместровом курсе «Информатика» и односеместровом курсе «Языки программирования и методы трансляции», ведущихся на отделении «При-кладная математика», в которых закладываются основные навыки программирования на языке C++. Трудоемкость курса может быть оценена как средняя, с учетом того базового набора знаний, умений и навыков, которые студенты уже получили к началу изучения данного курса.

Цель курса – сформировать у учащихся уверенные знания и навыки программиро-вания с использованием стандартной библиотеки языка программирования C++, навыки решения сложных задач объектно-ориентированного программирования и использования паттернов проектирования.

В результате изучения дисциплины студенты должны знать: структуру стандартной библиотеки C++, свободно пользоваться такими элементами объектно-ориентированного программирования как наследование, включение, полиморфизм, делегирование, интерфейсы, контроль типов во время выполнения программы. Кроме того, студенты должны свободно ориентироваться в паттернах проектирования, уметь выбирать паттерн под конкретную задачу.

2 с/к Оценка сложности алгоритмов 5 36/0 экз/0 2(лек)/0 Адигеев М.Г.
Цель и задачи курса: познакомить студентов с основами современной теории слож-ности алгоритмов, включая модели алгоритмов разных видов (детерминированные, недетерминированные, вероятностные, параллельные), с методами разработки алгоритмов и оценки их сложности.
От слушателей курса требуются базовые знания в области дискретной математики и теории вероятности.
Курс включает в себя следующие разделы:
•    Общие сведения об алгоритмах и сложности.
•    Виды алгоритмов (модели и классы сложности): детерминированные недетермини-рованные, вероятностные алгоритмы.
•    Полиномиальная сводимость задач.
•    Стратегии построения алгоритмов: «жадная стратегия», «разделяй и властвуй», динамическое программирование, перебор вариантов.
3 с/к Целочисленное линейное программирование 6 34/0 Экз/0 2(лек)/0 Гуда С.А.

Целочисленное линейное программирование составляет теоретическую базу для исследования и решения большинства экстремальных задач математической кибернетики, завоевывающей все более расширяющуюся прикладную область (экономика, информационные модели, автоматическое распараллеливание и проч.). Цель курса состоит в изучении таких задач и способов их решения.
Изучение курса включает ознакомление с математическими моделями, приводящими к решению задач линейного целочисленного программирования.

В курсе изучаются строение и свойства множества целочисленных решений систем линейных неравенств и уравнений. На этой базе иллюстрируются понятия «теории сложности алгоритмов», позволяющие выделить подклассы задач, имеющих эффективные алгоритмы.
Рассматриваются метод отсечений Р.Гомори, метод ветвей и границ, теория линейных неравенств, геометрическая интерпретация множества решений, системы линейных уравнений над кольцом целых чисел, решетки n-мерных целочисленных векторов в Z, полиномиальный алгоритм нахождения рационального решения системы линейных неравенств (метод эллипсоидов).

в начало

Кафедра алгебры и дискретной математики

Специализация «Программное обеспечение защиты информации»

№ п.п. Тип Название дисциплины Семестр Часы и отчетность Часов в неделю Ф.И.О. преподавателя
1 с/л Цифровая обработка сигналов 6 0/34 зач/0 2(лек)/0 Кряквин В.Д./
Гавриляченко Т.В.
Рассматриваются непрерывные, дискретные и цифровые сигналы, а так же системы их обработки.  Импульсная характеристика системы, линейная свёртка. Спектральный и обобщенный спектральный анализ сигналов и систем, частотная характеристика системы. Методы фильтрации дискретных сигналов, в том числе связанных с акустической и графической информацией. Рекурсивные и нерекурсивные фильтры. Эффекты, связанные с дискретизацией аналоговых сигналов, алиасинг. Дискретное преобразование Фурье. Циклическая свёртка. Основные алгоритмы цифровой обработки сигналов, их применение. Для освоения курса необходимы начальные знания из математического анализа, основы гармонического анализа и линейной алгебры.

в начало

Кафедра информатики и вычислительного эксперимента

Специализация «Защита информации»

№ п.п. Тип Название дисциплины Семестр Часы и отчетность Часов в неделю Ф.И.О. преподавателя
1 с/к Дополнительные главы алгебры 5 36  экз 2(лек) Пилиди В.С.
Спецкурс посвящен рассмотрению основных алгебраических объектов, используемых в задачах защиты информации: группам, кольцам, полям. Особый акцент сделан на структуре колец многочленов и конечных полей.
2 с/к Операционные системы 5 36 зач 2(лек) Савельев В.А.

Спецкурс посвящен основам организации и функционирования современных операционных систем. В начале дается истории операционных систем и обзор аппаратных средств. Далее рассматриваются основные задачи операционных систем, их компоненты, исвязь операционных и системного программного обеспечения.

Рассматриваются: процессы и управление ими, потоки, асинхронное параллельное выполнение и синхронизация, планирование работы процессора, управление ресурсами в вычислительных системах, организация и управление памятью, организация и защита информации на внешних носителях, организация сетевого взаимодействия. Также рассматриваются общие вопросы организации операционных систем, их архитектура, классификации операционных систем и системного программного обеспечения.

3 с/к Объектно-ориентированное программирование 5,6 34/34 экз/экз 1(лек)/1(лаб) Брагилевский В.Н.
Основная цель спецкурса — изучение языка программирования Java и объектно-ориентированного программирования на профессиональном уровне. Первый семестр посвящен изучению синтаксиса и основных библиотек языка Java (ввод/вывод, контейнеры, графический интерфейс), а также приобретению навыков промышленной разработки программного обеспечения (использование систем версионирования, модульное тестирование, профилирование). Во втором семестре рассматриваются самые распространенные паттерны проектирования.
4 с/к Теория чисел 6 36 экз 2(лек) Пилиди В.С.
Спецкурс посвящен изложению основ теории чисел. В курс включены ставшие классическими алгоритмы нахождения больших простых и дискретного логарифмирования чисел, используемые в криптографических алгоритмах. Рассматриваются следующие вопросы: важнейшие мультипликативные функции, теория сравнений, двучленные сравнения и теория квадратичных вычетов, существование первообразного корня по данному модулю, тесты на простоту числа (Соловея-Штрассена, Миллера-Рабина). Достаточные условия простоты числа (теорема Поклингтона и метод Диемитко).

в начало

Кафедра информатики и вычислительного эксперимента

 Специализация «Программное обеспечение»

№ п.п. Тип Название дисциплины Семестр Часы и отчетность Часов в неделю Ф.И.О. преподавателя
1 с/к Программирование в среде Windows 6 34 зач 2 (лаб) Нестеренко В.А.

Спецкурс посвящен созданию приложений в операционной системе Windows. В рамках данного курса рассматривается общая архитектура приложений в среде Windows и основные принципы взаимодействия приложения с окружающей средой (операционной системой, внешними устройствами и другими приложениями). В спецкурсе используется язык программирования C/C++, среда разработки не фиксирована: Visual Studio, Code Blocks, Eclipse и т.п. Базовыми элементами для создаваемых приложений являются API функции системы Windows.

По содержанию спецкурс состоит из следующих тем: Общая структура оконного приложения Windows; Очередь сообщений, типы сообщений, обработка сообщений; Графический контекст; Битовая карта, перерисовка изображений, BMP — основной графический формат Windows, аппаратно-независимый растр; Захват изображения с экрана; Работа с файлами, файлы отображаемые в память; Анимация изображений; Элементы управления.

2 с/к Операционные системы 5 36 зач 2(лек) Савельев В.А.

Спецкурс посвящен основам организации и функционирования современных операционных систем. В начале дается истории операционных систем и обзор аппаратных средств. Далее рассматриваются основные задачи операционных систем, их компоненты, и связь операционных и системного программного обеспечения.

Рассматриваются: процессы и управление ими, потоки, асинхронное параллельное выполнение и синхронизация, планирование работы процессора, управление ресурсами в вычислительных системах, организация и управление памятью, организация и защита информации на внешних носителях, организация сетевого взаимодействия. Также рассматриваются общие вопросы организации операционных систем, их архитектура, классификации операционных систем и системного программного обеспечения.

в начало

Кафедра теоретической и компьютерной гидроаэродинамики

Специализация «Обратные и некорректно поставленные задачи»

№ п.п. Тип Название дисциплины Семестр Часы и отчетность Часов в неделю Ф.И.О. преподавателя
1 с/к Математические модели твердого деформируемого тела 5 36/0 экз/0 2(лек)/0 Сметанин Б.И.
Целью курса является ознакомление студентов с основными подходами к построению математических моделей твердого деформируемого тела. В рамках курса рассматриваются простейшие характерные задачи, возникающие в практической деятельности человека. В задачу курса входит выработка у студентов умения ставить и решать задачи в рамках рассмотренных моделей.
2 с/к Математические модели жидких сред 5,6 36/0+0/34 зач/0+0/зач 2(лек)/0+0/2(лаб) Сметанин Б.И.
Целью курса является ознакомление студентов с основными подходами к построению математических моделей жидких сред., их анализом, проведением вычислительных экспериментов и исследованием полученных результатов. В задачу курса входит выработка у студентов навыков решения задач в рамках моделей жидких сред. Курс «Механика жидкости и газа» является базовым для студентов, специализирующихся на кафедре теоретической и компьютерной гидроаэродинамики.
 3 с/к Математические модели взаимодействия деформируемых сред  6  0/34 0/экз  0/2(лек)  Сметанин Б.И.
Целью курса является ознакомление студентов с подходами к построению математических моделей, использующих основные соотношения моделей упругого тела и жидких сред. Кроме того, целью курса является также рассмотрение и исследование в рамках этих моделей возникающих в практической деятельности человека простейших характерных задач о взаимодействии упругих тел с жидкостью. В задачу курса входит выработка у студентов умения ставить и решать задачи о взаимодействии упругих тел с жидкостью.

в начало