Крылов Дмитрий Гаврилович рабочая программа
| Вид материала | Программа |
- В. А. Крылов Приказ № от рабочая программа, 565.57kb.
- Липухин Дмитрий Николаевич рабочая программа, 249.02kb.
- Иван Андреевич Крылов 1 час урок, 24.58kb.
- А. И. Герцена 22 февраля 2011 г. Доклад, 380.65kb.
- Иван Андреевич Крылов 5 часов урок, 1782.92kb.
- Иван Андреевич Крылов 5 часов урок, 949.87kb.
- И. А. Крылов и Тверской край. Цель урок, 148.75kb.
- Статья о творчестве И. А. Крылова Самым крупным выразителем сатирической линии в развитии, 37.77kb.
- Наволокин Дмитрий Гаврилович. По окончании урок, 13.37kb.
- 1. крылов иван андреевич, 25.45kb.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Чувашский государственный университет имени И.Н.Ульянова»
Факультет дизайна и компьютерных технологий
«УТВЕРЖДАЮ»
Проректор по учебной работе
______________ А.Ю. Александров
«______»______________ 20__ г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
По дисциплине
"Методология научного исследования"
Направление подготовки
231000 Программная инженерия
Профиль подготовки
Разработка программно-информационных систем
Квалификация (степень) выпускника
Магистр
Форма обучения
очная
Чебоксары
2011
Рабочая программа основана на требованиях Федерального государственного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 231000 «Программная инженерия», специальности «Разработка программно-информационных систем», утвержденного Приказом Минобрнауки 09.11.2009 г. № 543.
Составитель: профессор Крылов Дмитрий Гаврилович
Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании обеспечивающей кафедры – компьютерных технологий (протокол № _____ от ___________2010 г.).
Зав. кафедрой: профессор Желтов Валериан Павлович
Рабочая программа согласована с Методической комиссией выпускающего факультета Дизайна и компьютерных технологий.
Председатель комиссии, декан: профессор Желтов Валериан Павлович____________
СОГЛАСОВАНО:
Зам. начальника УМУ: доцент М.Ю. Харитонов ____________
- Цели освоения дисциплины
Ознакомление с принципами научных исследований сложных систем, реализующих новые технологии; изучение инструментальных (программных и технических) средств исследования процессов функционирования таких систем; использование научной методики с типовыми этапами исследований, образующие “цепочку”: “построение концептуальной модели исследуемого объекта и ее формализация” – “алгоритмизация модели и ее компьютерная реализация” – “научный эксперимент и интерпретация его результатов; реализация алгоритмов для исследования характеристик и поведения сложных объектов на примере систем искусственного интеллекта”.
- Место дисциплины в структуре ООП магистратуры
Дисциплина входит в вариативную часть профессионального цикла образовательной программы магистра. Студент должен уметь использовать основные законы естественно-научных дисциплин для понимания преподаваемой дисциплины, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций: владение культурой мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения.
В результате освоения содержания дисциплины студент должен:
- знать понятия научных методов, технологию проведения научных исследований и экспериментов, принципы построения моделей процессов функционирования систем, методы формализации и алгоритмизации, возможности реализации моделей с использованием программно-технических средств современных ЭВМ;
- уметь использовать метод машинного моделирования при исследовании, разрабатывать схемы моделирующих алгоритмов.
4. Структура и содержание дисциплины
4.1. Структура дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц, 144 часа.
| № п/п | Раздел дисциплины | Семестр | Неделя семестра | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах) | Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам) | ||||||
| Лекции | Практ. зан. | Лабор. зан. | КСР * | СРС ** | Всего | Из ауд. зан. в интер. форме | |||||
| 1 | Введение | 10 | 1-2 | 2 | 2 | - | - | 9 | | | |
| 2 | Основные понятия методов научных исследований | 10 | 3-4 | 2 | 2 | - | | 9 | | | |
| 3 | Схемы исследования систем | 10 | 5-6 | 2 | 2 | - | | 9 | | | |
| 4 | Формализация и алгоритмизация процессов исследования систем | 10 | 7-8 | 2 | 2 | | | 9 | | | |
| 5 | Инструментальные средства исследований систем | 10 | 9-10 | 2 | 2 | | | 9 | | | |
| 6 | Планирование машинных экспериментов с моделями систем | 10 | 11-12 | | 2 | | | 9 | | | |
| 7 | Обработка и анализ результатов исследований систем | 10 | 13-14 | 2 | 2 | | | 9 | | | |
| 8 | Исследование систем с использованием типовых математических схем | 10 | 15-16 | 2 | 2 | | | 9 | | | |
| 9 | Заключение | 10 | 17 | 1 | 1 | | | 9 | | | |
| | Итого | | 17 | 17 | 17 | | | 81 | | | экзамен |
4.2. Содержание лекционных занятий
1. Введение
Предмет курса, его цели и задачи. Содержание курса и его связь с другими дисциплинами специальности 220200 – АСОИУ. Философские аспекты. Место методов научных исследований в современной науке и практике. Задачи разработки систем на базе современных математических методов, реализуемых с использованием ресурсов инструментальных средств. Использование эксперимента при исследовании и проектировании АСОИУ и их элементов. Перспективы развития методов научных исследований и средств моделирования.
2. Основные понятия методов научных исследований
Понятие сложной системы. Подсистемы и элементы. Структура, функции, переменные, параметры, состояния и характеристики большой системы. Эксперименты и их роль в изучении процессов функционирования сложных систем. Классификация методов научных исследований. Математическое моделирование эксперимента. Аналитические и имитационные исследования. Возможности использования машинных исследований при разработке АСОИУ.
3. Схемы исследования систем
Виды схем исследования. Итерационные схемы и пошаговый метод. Атрибутивно-типовые схемы в исследовании. Эксперимент и виды погрешностей.
4. Формализация и алгоритмизация процессов функционирования систем
Последовательность разработки и компьютерной реализации моделей исследования. Построение концептуальной модели исследования. Проверка адекватности эксперимента и объекта исследования. Возможности формализации процессов исследования систем. Принципы алгоритмизации процессов исследования систем. Формы представления логической структуры исследования. Примеры построения схем исследований. Документирование этапов исследования систем.
5. Инструментальные средства исследований систем
Программное обеспечение исследований систем. Основные понятия. Выбор языка программирования. Особенности проведения экспериментов на ПЭВМ. Погрешности ПЭВМ.
6. Планирование машинных экспериментов с моделями систем
Общие вопросы теории планирования экспериментов. Планирование машинных экспериментов с моделями систем. Цели и задачи планирования имитационных экспериментов. Стратегическое и тактическое планирование экспериментов. Планирование экспериментов с целью синтеза оптимальных вариантов системы. Проблема большого числа факторов при моделировании систем на ЭВМ. Проблема обеспечения точности и достоверности результатов компьютерного эксперимента.
7. Обработка и анализ результатов исследований на ЭВМ
Особенности фиксации результатов машинного эксперимента. Статистическая обработка результатов в процессе моделирования систем на ЭВМ. Критерии сравнительной оценки вариантов систем по результатам эксперимента. Особенности статистической обработки результатов компьютерного исследования. Интерпретация результатов, полученных на имитационной модели. Принятие решений по результатам исследования при проектировании и эксплуатации сложных систем.
8. Исследование систем с использованием типовых математических схем
Основные направления использования компьютерного эксперимента при исследовании, проектировании и эксплуатации систем. Исследование организационных систем и производственных процессов на базе информационной технологии. Автоматизация исследования и проектирования систем информатики на базе компьютерных моделей.
9. Заключение
Основные направления развития и совершенствования методов научных исследований. Пути и методы повышения эффективности экспериментов на ЭВМ на этапах разработки и внедрения систем.
4.3. Содержание практических занятий
1. Использование эксперимента при исследовании и проектировании АСОИУ и их элементов
2. Эксперименты и их роль в изучении процессов функционирования сложных систем
3. Планирование и проведение машинных экспериментов с моделями систем
4. Виды схем исследования
5. Особенности фиксации результатов машинного эксперимента
6. Проблема большого числа факторов при моделировании систем на ЭВМ
7. Проблема обеспечения точности и достоверности результатов компьютерного эксперимента
8. Критерии сравнительной оценки вариантов систем по результатам эксперимента
9. Пути и методы повышения эффективности экспериментов на ЭВМ на этапах разработки и внедрения систем.
5. Образовательные технологии
В процессе изучения дисциплины используются:
• раздаточный материал для изучения лекционного материала;
• учебный материал в электронном виде;
• контрольные программы по курсу для подготовки к сдаче семестровой аттестации и экзамена;
• программное обеспечение в соответствии с содержанием дисциплины;
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
Перечень вопросов к промежуточной аттестации:
1. Перспективы развития методов и средств научных исследований.
2. Место методов научных исследований в современной науке и практике.
3. Задачи разработки систем на базе современных математических методов, реализуемых с использованием ресурсов инструментальных средств.
4. Эксперименты и их роль в изучении процессов функционирования сложных систем.
5. Классификация методов научных исследований.
6. Математическое моделирование эксперимента.
7. Аналитические и имитационные исследования.
8. Виды схем исследования.
9. Итерационные схемы и пошаговый метод.
10. Атрибутивно-типовые схемы в исследовании.
11. Эксперимент и виды погрешностей.
12. Последовательность разработки и компьютерной реализации моделей исследования.
13. Построение концептуальной модели исследования.
14. Проверка адекватности эксперимента и объекта исследования.
15. Возможности формализации процессов исследования систем.
16. Принципы алгоритмизации процессов исследования систем.
17. Формы представления логической структуры исследования.
18. Примеры построения схем исследований.
19. Документирование этапов исследования систем.
20. Программное обеспечение исследований систем.
21. Особенности проведения экспериментов на ПЭВМ.
22. Погрешности ПЭВМ.
23. Общие вопросы теории планирования экспериментов.
24. Планирование машинных экспериментов с моделями систем.
25. Цели и задачи планирования имитационных экспериментов.
26. Стратегическое и тактическое планирование экспериментов.
27. Планирование экспериментов с целью синтеза оптимальных вариантов системы.
28. Проблема большого числа факторов при моделировании систем на ЭВМ.
29. Проблема обеспечения точности и достоверности результатов компьютерного эксперимента.
30. Особенности фиксации результатов машинного эксперимента.
31. Статистическая обработка результатов в процессе моделирования систем на ЭВМ.
32. Критерии сравнительной оценки вариантов систем по результатам эксперимента.
33. Основные направления использования компьютерного эксперимента при исследовании, проектировании и эксплуатации систем.
34. Исследование организационных систем и производственных процессов на базе информационной технологии.
35. Автоматизация исследования и проектирования систем информатики на базе компьютерных моделей.
7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
а) основная литература (10):
1. Ермаков С. М., Мелос В. Б. Математический эксперимент с моделями сложных стохастических систем. – СПб.: Изд. ГУ, 1993.
2. Яковлев С. А., Шабуневич Е.В. Моделирующий обучающий комплекс “Имитационные эксперименты с моделями интегральных сетей” // Тез. докл. Межвуз. конф. “Проблемы профессиональной подготовки”. – Пушкин: 1996.7
3. Кравец А. С. Методология науки. - Воронеж. 1991
4. Баскаков А. Я., Туленков Н. В. Методология научного исследования: Учеб. пособие. — Киев, 2004. — 216 с.
5. Степин В. С., Елсуков А. Н. Методы научного познания. — Минск, 1974 − 152 с.
6. Петров Ю. И. Методологические вопросы анализа научного знания.— М.: Высшая школа, 1977. 224 с.
7. Сабитов Р.А., . Основы научных исследований, учебное пособие, 2002 г. Министерство образования Российской Федерации Челябинский государственный университет Челябинск 2002 г.
8. Лукашевич В.К. «Основы методологии научных исследований» Учеб. пособие для студентов вузов. Издательство:Мн.: ООО «Элайда»
9. Баскаков А. Я., Туленков Н. В. Методология научного исследования Учеб. пособие. — К.: МАУП,
2004. — 216 с.
10. Клейнен Дж. Статистические методы в имитационном моделировании. – М.: Статистика, Вып. 1, 2; 1978.
б) дополнительная литература:
1. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. – М.: Наука, 1988.
2. Веников В.А., Веников Г.В. Теория подобия и моделирования. – М.: Высшая школа, 1984.
3. Советов Б.Я. Информационная технология. – М.: Высшая школа, 1994.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для обеспечения данной дисциплины необходимо: лекционная аудитория (в частности, с проектором и экран), соответствующая действующим санитарным и противопожарным нормам.