Аннотации программ дисциплин по направлению 231300. 62 Прикладная математика

Вид материала

Документы

Содержание Основные понятия механики сплошных сред. Теория упругости. Основы физики жидкостей и газов. Квазистационарные электромагнитные процессы. Быстропеременные электромагнитные процессы. Численные методы Прямые методы решения систем линейных алгебраических уравнений (СЛАУ). Погрешности решения и обусловленность систем уравнений. Итерационные методы решения СЛАУ. Методы численного решения нелинейных уравнений. Методы вычисления собственных чисел и векторов. Решение задачи Коши одношаговыми численными методами Приближенное вычисление определенных интегралов Численное дифференцирование. Теория управления Стационарные системы: их передаточные функции и частотные характеристики. Типовые звенья систем и анализ качества. Устойчивость систем и частотные показатели качества. Методы коррекции и синтеза стационарных систем. Методы пространства состояний. ... Полное содержание

Подобный материал:

• Аннотации примерных программ учебных дисциплин подготовки бакалавра по направлению, 329.62kb.
• Факультет МиЕН, 39.35kb.
• Аннотации программ учебных дисциплин основной образовательной программы по направлению, 5252.4kb.
• Верситета юргту (нпи), но и получать элитное образование по направлениям бакалавриата, 161.86kb.
• «Математика. Прикладная математика», 366.03kb.
• Чеченский государственный университет, 2162.89kb.
• Программа вступительного экзамена по математике подготовки магистров по направлению, 86.94kb.
• Аннотации примерных программ дисциплин профессионального цикла (вариативная (профильная), 110.56kb.
• Программа вступительного экзамена вмагистратуру по направлению 010400 "прикладная, 204.27kb.
• Основная образовательная программа высшего профессионального образования общие положения, 548.72kb.

Аннотации программ дисциплин

по направлению 231300.62 Прикладная математика


Профессиональный цикл

Формируемые компетенции:

общекультурные компетенции (ОК):

• стремлением к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-9);
  
• осознать социальную значимость своей будущей профессии, обладать высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК-10);
  
• использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-12);
  
• способностью понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК-13);
  
• способностью оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ОК-14);
  
• уметь создавать и редактировать тексты профессионального назначения (ОК-15);
  
• способностью использовать для решения коммуникативных задач современные технические средства и информационные технологии (ОК-16);
  

профессиональные компетенции (ПК):

в общепрофессиональной деятельности:

• готовностью к самостоятельной работе (ПК-1);
  
• способностью использовать современные прикладные программные средства и осваивать современные технологии программирования (ПК-2);
  
• в производственно-технологической деятельности:
  
• способностью использовать стандартные пакеты прикладных программ для решения практических задач на ЭВМ, отлаживать, тестировать прикладное программное обеспечение (ПК-3);
  
• способностью и готов настраивать, тестировать и осуществлять проверку вычислительной техники и программных средств (ПК-4);
  
• способностью и готовностью демонстрировать знания современных языков программирования, операционных систем, офисных приложений, Интернета, способов и механизмов управления данными; принципов организации, состава и схемы работы операционных систем (ПК-5);
  

в организационно-управленческой деятельности:

• способностью и готовностью решать проблемы, брать на себя ответственность (ПК-6);
  
• способностью определять экономическую целесообразность принимаемых технических и организационных решений (ПК-9);
  
• владеть основными методами защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий (ПК-10);
  

в научно-исследовательской деятельности:

• знать основные положения, законы и методы естественных наук; способностью выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, готовностью использовать для их решения соответствующий естественнонаучный аппарат (ПК-11);
  
• готовностью применять математический аппарат для решения поставленных задач, способностью применить соответствующую процессу математическую модель и проверить ее адекватность (ПК-12);
  
• готовностью применять знания и навыки управления информацией (ПК-13);
  
• способностью самостоятельно изучать новые разделы фундаментальных наук (ПК-14).
  

Базовая часть

1. Математическое моделирование
   

Дисциплина реализуется на ФММиПУ ТОГУ кафедрой Прикладная математика.

Содержание дисциплины.

Основные понятия механики сплошных сред. Переменные Лагранжа и Эйлера, уравнение несжимаемости и неразрывности. Теория малых деформаций, тензор деформаций, соотношение Коши. Теория напряжений, тензор напряжений, уравнение равновесия и движения сплошной среды.

Теория упругости. Идеально упругое тело, закон Гука, уравнение Ламэ. Краевые и вариационные задачи теории упругости, теория вычислительного эксперимента, оценка точности результатов моделирования. Равновесие, устойчивость и колебания упругого стержня. Упругие волны.

Основы физики жидкостей и газов. Идеальная жидкость, урав­нение Эйлера, волны в газе.

Стационарные электромагнитные процессы. Уравнения Максвелла, законы сохранения, граничные условия. Постоянное электрическое поле, основ­ные задачи электростатики, поляризация диэлектриков, энергия и силы в электростатике. Постоянное магнитное поле, магнетики, энергия постоянного магнитного поля.

Квазистационарные электромагнитные процессы. Уравнения квазистационарной теории, уравнения Кирхгофа, колебательный контур, анализ и интерпретация результатов моделирования. Энергия и силы в квазиста­ционарном приближении

Быстропеременные электромагнитные процессы. Уравнения для потенциалов электромагнитного поля и запаздывающие потенциалы. Излучение, создаваемое электри­ческим и магнитным моментом, инструментальные средства и языки моделирования. Электромагнитные волны в однородных средах, отражение и преломление плоских электромагнит­ных волн на границе двух сред.


Дисциплина нацелена на формирование общекультурных компетенций ОК 9,10,12,14,15,16, , профессиональных компетенций , ПК1,2,3,4,5,11,12,13,14 выпускника.

Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: (лекции, лабораторные работы, самостоятельная работа студента, консультации).

Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: текущий контроль успеваемости в форме отчетов по л/р, рубежный контроль в форме экзамена

Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 4 зачетных единиц, 108 часов.

2. Численные методы
   

Дисциплина реализуется на ФММиПУ ТОГУ кафедрой Прикладная математика.

Содержание дисциплины.

Представление действительных чисел в вычислительной машине. Компьютерная система чисел с плавающей точкой. Абсолютная и относительная погрешности вычислений. Машинный эпсилон. Примеры неустойчивых алгоритмов. Примеры некорректных задач. Требования к вычислительным алгоритмам.

Прямые методы решения систем линейных алгебраических уравнений (СЛАУ). . Метод Гаусса для решения СЛАУ. Оценка количества умножений и делений, необходимых при решении системы из n уравнений методом Гаусса. Схема решения с частичным выбором ведущего элемента. LU- разложение матриц. Метод прогонки для решения СЛАУ с трехдиагональной матрицей. Метод Холецкого.

Погрешности решения и обусловленность систем уравнений. Невязка и погрешность решения СЛАУ прямыми методами. Число обусловленности матрицы. Зависимость относительной погрешности решения СЛАУ от погрешностей представления коэффициентов системы.

Итерационные методы решения СЛАУ. Метод простых итераций. Условия сходимости метода. Оценка погрешности решения. Оценка погрешности и скорости сходимости метода простых итераций. Приведение системы к виду, удобному для итераций. Метод Зейделя. Метод Якоби. Метод релаксации.

Методы численного решения нелинейных уравнений. Графический способ отделения корней нелинейных уравнений. Метод простых итераций (МПИ) для нелинейных уравнений с одним неизвестным. Задача о неподвижной точке. Метод простых итераций (МПИ) для систем нелинейных уравнений. Метод Ньютона (метод касательных) для решения скалярных нелинейных уравнений. Метод Ньютона для решения системы из двух нелинейных уравнений. Обобщение на систему с произвольным числом уравнений.

Интерполяция. Постановка задачи интерполяции. Интерполяционный многочлен Лагранжа. Априорная оценка остаточного члена интерполяционного полинома. Конечные и разделенные разности. Общая формула для разделенной разности n-го порядка. Формула для оценки погрешности интерполирования с использованием разделенной разности. Оценка производной с помощью разделенной разности. Первая и вторая интерполяционные формулы Ньютона с использованием разделенных разностей. Обратное интерполирование. Постановка задачи сплайновой интерполяции.

Методы вычисления собственных чисел и векторов. Прямой степенной метод. Обратный степенной метод со сдвигом. Приведение матрицы к форме Хессенберга. QR-алгоритм со сдвигом. Алгоритм решения полной спектральной задачи.

Решение задачи Коши одношаговыми численными методами. Метод Эйлера. Модификации метода Эйлера: неявный метод Эйлера, метод Хойна, усовершенствованный метод Эйлера с итерационной обработкой, уточнённый метод Эйлера. Построение методов Рунге-Кутты второго и четвертого порядков. Оценка главного члена погрешности решения методом пересчета с половинным шагом.

Приближенное вычисление определенных интегралов. Задача численного интегрирования. Квадратурные формулы Простые квадратурные формулы. Формулы прямоугольников и трапеций; оценка погрешности; порядок точности формул. Квадратурные формулы Ньютона-Котеса. Составные квадратурные формулы трапеций и Симпсона. Рекуррентные формулы интегрирования трапеций, Симпсона, Буля. Интегрирование по Ромбергу. Правило Рунге для оценивания погрешности.

Численное дифференцирование. Формулы численного дифференцирования для равномерных сеток; формулы второго порядка точности для первой и второй производных. Метод Рунге для повышения порядка точности численного дифференцирования. Некорректность операции численного дифференцирования. Выбор оптимального шага дискретизации при численном дифференцировании.

Дисциплина нацелена на формирование общекультурных компетенций ОК 9,10,12,14,15,16, , профессиональных компетенций , ПК1,2,3,4,5,11,12,13,14 выпускника.

Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: (лекции, лабораторные работы, самостоятельная работа студента, консультации).

Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: текущий контроль успеваемости в форме отчетов по л/р, рубежный контроль в форме экзамена

Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 4 зачетных единиц, 108 часов.

3. Теория управления
   

Дисциплина реализуется на ФММиПУ ТОГУ кафедрой Прикладная математика.

Содержание дисциплины.

Основные понятия теории управления. Понятие абстрактной временной системы. Описания систем типа «вход – выход». Задача управления системами. Программное управление и обратная связь. Типовые регуляторы. Модели линейных систем: импульсная переходная функция. Структурные схемы и их преобразования. Линеаризация нелинейных характеристик систем.

Стационарные системы: их передаточные функции и частотные характеристики. Аппарат преобразования Лапласа. Понятие передаточной функции. Нахождение реакции на типовые сигналы. Переходная характеристика системы. Передаточные функции и преобразования структурных схем. Преобразование Фурье и частотная передаточная функция. Частотные характеристики систем.

Типовые звенья систем и анализ качества. Стандартная форма передаточных функций. Типовые звенья, параметры типовых звеньев. Переходные и установившиеся режимы. Качество переходных процессов. Точность в установившемся режиме: коэффициенты ошибки и астатизм системы.

Устойчивость систем и частотные показатели качества. Понятие устойчивости и асимптотической устойчивости. Устойчивость линейных стационарных систем. Критерии Стодолы, Гурвица и Рауса. Критерий устойчивости Найквиста и запасы устойчивости. Применение ЛАЧХ для исследования устойчивости и качества систем.

Методы коррекции и синтеза стационарных систем. Интегральная и дифференциальная коррекция. Корневые оценки качества и корневой годограф. Частотные методы синтеза.

Методы пространства состояний. Понятие динамической системы. Уравнения линейных систем в пространстве состояний. Задача динамической реализации – жорданова форма, нормальная форма (форма Коши), управляемая и наблюдаемая формы. Преобразование структурных схем в пространство состояний. Преобразование координат состояния.

Решение уравнений состояния. Решение однородного и неоднородного уравнения систем в пространстве состояний: переходной оператор и матричная весовая функция. Случай стационарных систем – матричная экспонента. Методы нахождения матричной экспоненты – метод суммирования ряда, прямой интерполяционный метод – обращение матрицы Вандермонда, формула Сильвестра. Резольвентная матрица. Алгоритм Леверье-Фаддеева.

Дискретные модели систем. Переход от непрерывных моделей к дискретным. Z-преобразование и передаточные функции дискретных систем. Дискретные системы в пространстве состояний.

Системные свойства динамических моделей. Понятие управляемости и достижимости. Критерий Калмана. Грамианы матриц – управляемость и достижимость стационарных и нестационарных систем. Понятие наблюдаемости и восстанавливаемости. Критерии Калмана. Грамианы матриц – наблюдаемость и достижимость стационарных и нестационарных систем. Канонические формы управляемости и наблюдаемости и каноническая декомпозиция систем.

Обратная связь по состоянию. Постановка задачи об управлении системами в пространстве состояний. Существование регулятора. Нестационарные регуляторы. Стационарный регулятор. Задача наблюдения – нестационарные наблюдатели. Стационарный асимптотический наблюдатель. Наблюдатель пониженной размерности. Общая задача модального управления. Синтез наблюдателя и регулятора в системе с обратной связью.

Дисциплина нацелена на формирование общекультурных компетенций ОК 9,10,12,14,15,16, , профессиональных компетенций , ПК1,2,3,4,5,11,12,13,14 выпускника.

Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: (лекции, практические занятия, самостоятельная работа студента, консультации).

Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: текущий контроль успеваемости в форме опросов, рубежный контроль в форме зачет

Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 2 зачетных единиц, 72 часов.

4. Исследование операций
   

Дисциплина реализуется на ФММиПУ ТОГУ кафедрой Прикладная математика.

Содержание дисциплины.

Матричные, кооперативные и дифференциальные игры. Математическая модель антагонистической игры. Седловые точки. Решение матричных игр в чистых и смешанных стратегиях. Математическая модель бескоалиционной игры многих лиц. Равновесие по Нэшу, оптимальность по Парето. Математическая модель кооперативной игры. Понятие дележа. Принципы оптимальности. Основные понятия дифференциальных игр.

Многокритериальные задачи. Принципы решения многокритериальных задач.

Модели исследования операций. Оптимальное планирование, сетевое планирование и управление, управление запасами. Математическая модель операции. Оценка эффективности стратегий. Принцип наилучшего гарантированного результата. Основы сетевого планирования. Оптимальное распределение ресурсов на сетевых графиках. Динамическая задача управления производством и запасами.

Дисциплина нацелена на формирование общекультурных компетенций ОК 9,10,12,14,15,16, , профессиональных компетенций , ПК1,2,3,4,5,11,12,13,14 выпускника.

Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: (лекции, лабораторные работы, самостоятельная работа студента, консультации).

Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: текущий контроль успеваемости в форме отчетов по л/р, рубежный контроль в форме зачет

Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 4 зачетных единиц, 144 часа.

5. Программные и аппаратные средства информатики
   

Дисциплина реализуется на ФММиПУ ТОГУ кафедрой Информатики

Содержание дисциплины.

Аппаратное обеспечение компьютера. Архитектура ЭВМ. Процессор. Основная и внешняя память. Устройства ввода-вывода. Сети ЭВМ.

Операционные системы. Понятие и функции операционной системы. Структура ОС Windows. Файловая система.Командная строка Windows. Запуск пользовательских программ. Смена диска. Просмотр содержимого и удаление файлов. Копирование, переименование и перенос файлов. Создание и удаление каталога. Смена каталога. Просмотр каталога. Архивация файлов.

Текстовый процессор Word. Средства ввода математических формул. Выбор шрифта и размера букв, выделение жирным шрифтом и курсивом. Копирование и перенос текста, поиск и замена, проверка орфографии, автоматическая вставка знаков переноса.

Колонтитулы, списки, создание и вставка автотекста. Создание, форматирование и удаление таблиц. Обтекание таблиц текстом. Создание и вставка рисунков, обтекание рисунка текстом, "водяные знаки". Вставка «живых» фрагментов других программ. Создание и редактирование математических формул.

Процессор электронных таблиц Excel. Их использование для хранения однотабличных баз данных. Рабочая книга. Адреса ячеек. Перемещение по рабочему листу. Блоки. Выделение. Ячейки: содержимое, ввод, редактирование. Относительная, абсолютная и Смешанная адресация. Пример: Табулирование функции двух переменных. Арифметические формулы. Элементарные функции. Использование Мастера функций.

Логические формулы. Функция ЕСЛИ. Диаграммы. Мастер диаграмм. Настройка диаграмм. Импорт текстовых файлов. Списки как однотабличные базы данных. Сортировка. Автофильтр. Сводные таблицы.

Графические средства: Paint, Visio. Растровая и векторная графика. Использование шаблонов. Простейшие средства рисования. Операции над фигурами. Создание блок-схемы программы в Microsoft Visio.

Программа для подготовки презентаций PowerPoint. Создание презентации. Выбор макета. Управление форматированием. Вставка фрагментов из других приложений. Динамические эффекты. Демонстрация слайдов.

Интернет. Основные вехи развития интернета. Протокол. Роль протокола IP в работе интернета. Доменное имя. Виды доменных имен.

Язык поисковых запросов Яндекса. Основные операторы. Морфология. Поисковый контекст. Сложные запросы. Команды перемещения курсора и выделения текста.


Дисциплина нацелена на формирование общекультурных компетенций ОК 9,10,12,14,15,16, , профессиональных компетенций , ПК1,2,3,4,13 выпускника.

Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: (лекции, лабораторные работы, самостоятельная работа студента, консультации).

Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: текущий контроль успеваемости в форме отчетов по л/р, рубежный контроль в форме зачет

Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 2 зачетных единиц, 72 часа.

6. Алгоритмические языки и программирование
   

Дисциплина реализуется на ФММиПУ ТОГУ кафедрой Прикладная математика.

Содержание дисциплины.

Основы архитектуры семейства 80x86. Общие сведения о семействе процессоров 80x86. Общая шина. Память: ОЗУ и ПЗУ. Кэш-память. Адресное пространство. Сегмент и смещение, параграф. Нормализованный адрес. Сегментные регистры. Структура центрального процессора: исполнительный блок и шинный интерфейс. Конвейеризация. Очередь команд. Регистры центрального процессора: HL-регистры, PI-регистры, счетчик команд, регистр флагов. Назначение битов регистра флагов.

Команды ЦП: пересылки, арифметические, перехода. Методы адресации: регистровый и непосредственный. Структура описания команд. Команды пересылки. Арифметические команды: сложение, вычитание. Длинные целые. Операнды различной длины. Арифметические команды: умножение, деление. Условные переходы. Команды безусловных переходов. Индексная адресация. Команды организации циклов. Косвенная адресация.

Стек, подпрограммы, программные прерывания. Стек. Команды работы со стеком. Использование стека для организации вложенных циклов. Стековый кадр. Подпрограммы. Передача параметров: через стек и через регистры. Возвращение результата через флаг CF. Команды изменения флага CF. Вложенные подпрограммы. Прерывания: их классификация. Команды запрета и разрешения внешних прерываний. Программные прерывания. Векторы прерываний. Команды прерываний. Таблица векторов прерываний. Прерывания BIOS (примеры). Прерывания DOS (примеры).

Средства языков Ассемблера. Язык Ассемблера. Определение данных. Пример программы на языке Ассемблера. Этапы создания программы: ассемблирование, компоновка, выполнение. Листинг. Сообщения Ассемблера. Карта памяти. Подпрограммы. Макросы. Вложенные макросы. Условное ассемблирование. Локальные метки. Блоки повторений. Включаемые файлы. Директивы определения идентификаторов.

З2-разрядная архитектура. Битовые команды. Модульное программирование. 32-разрядная архитектура. Регистры. Новые методы адресации.Битовые команды: булевские, линейные и циклические сдвиги. Директивы связи.


Плавающие числа. Сопроцессор. Форматы данных для плавающих чисел: одинарный, двойной, расширенный. Регистры сопроцессора. Примеры программ с использованием сопроцессора. Особые значения.

Этапы разработки программы. Структура алгоритма. Языки проектирования алгоритмов. Постановка задачи. Внешняя спецификация. Выбор метода решения. Разработка алгоритм. Разработка программы. Тестирование. Объекты, операции и управляющие структуры алгоритмов. Общая структура алгоритма. Языки проектирования алгоритмов. Методы разработки алгоритмов. Оценки качества алгоритмов.

Основы программирования на языке Си++. Библиотеки стандартных функций. Назначение препроцессора. Преобразования исходного текста программы на языке Си в процессе подготовки исполняемой программы. Сведения о лексемах и алфавите, идентификаторах, ключевых словах. Базовые типы данных, связь с допустимыми диапазонами значений переменных различных типов. Операторы объявления переменных. Объявление и размещение элементов массива в оперативной памяти, особенности инициализации массива символов. Глобальные, статические, локальные, регистровые переменные.

Арифметические и логические выражения.

Операторы языка Си. Указатели. Оператор присваивания, условный оператор, составной оператор. Операторы цикла (пошаговый цикл, циклы с предусловием, постусловием). Операторы continue и break, оператор switch. Битовые операции.

Связь между именами, адресами и значениями переменных. Арифметические операции и указатели. Операция sizeof и функции динамического распределения памяти.

Функции. Назначение функций, виды функций и описание функций. Формальные и фактические параметры. Приемы передачи параметров между функциями с использованием указателей. Указатели на функции.

Примеры алгоритмов обработки дискретной информации. Сортировки.

Классификация алгоритмов сортировок. Сортировка вставкой. Пузырек. Сортировка выбором. Пирамидальная сортировка. Быстрая сортировка. Оценка эффективности алгоритмов.

Обработка символьной информации. Строки и указатели. Массивы строк. Стандартные функции для работы со строками.

Работа с файлами. Доступ к файлам, управление ошибками открытия файла, функции считывания и записи символов из файла и в файл. Позиционирование файлов. Примеры внешних (файловых) сортировок

Структуры данных. Ключевое слово typedef для определения типов данных. Варианты объявления структуры как совокупности разнотипных данных, объявления массива структур. Указатели на структуры. Структуры со ссылками на себя. Варианты доступа к "членам" структур. Структуры и функции. Формирование динамических конструкций (списков, стеков). Объединения, перечисления, битовые поля. Аргументы главной функции. Директивы препроцессора.

Абстрактные типы данных. Списки, операции над списками, их реализация в Си. Бинарные деревья, их реализация в Си. Графы.

Алгоритмы поиска. Классификация алгоритмов поиска. Последовательный поиск. Бинарный поиск. Хеш-таблицы.

Дисциплина нацелена на формирование общекультурных компетенций ОК 9,10,12,14,15,16, , профессиональных компетенций , ПК1,2,3,4,13 выпускника.

Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: (лекции, лабораторные работы, РГР, самостоятельная работа студента, консультации).

Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: текущий контроль успеваемости в форме отчетов по л/р, промежуточный контроль в форме зачета, рубежный контроль в форме экзамена

Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 9 зачетных единиц, 288 часов.

7. Компьютерная графика
   

Дисциплина реализуется на ФММиПУ ТОГУ кафедрой ПОВТиАС

Содержание дисциплины.

Растровые алгоритмы. Растровое представление отрезка: алгоритм Брезенхейма. Растровое представление окружности. Закраска области.

Трёхмерная компьютерная графика. Полигональные модели. Аффинные преобразования на плоскости. Однородные координаты точки. Преобразования в пространстве. Проектирование. Виды проекций: параллельные и центральные. Полигональная модель представления объектов; каркасное, сплошное. Алгоритмы удаления невидимых линий (для каркасных объектов) и поверхностей (для сплошных объектов). Два класса методов алгоритмов удаления невидимых линий и поверхностей: методы, работающие в пространстве объектов – непрерывные методы; методы, работающие в картинной плоскости – дискретные методы. Понятие когерентности. Отсечение нелицевых граней. Ограничивающие тела. Метод z-буфера и различные способы его оптимизации. Алгоритмы упорядочения: метод двоичного разбиения пространства. Метод построчного сканирования. Специальные методы оптимизации алгоритмов удаления невидимых линий и поверхностей: потенциально видимые множества граней, метод порталов.

Закрашивание. Распространение света. Освещенность. Модели отражения света: зеркальное, диффузное; преломление. Простейшие методы рендеринга полигональных моделей. Метод постоянного закрашивания. Метод Гуро, метод Фонга. Преимущества и недостатки этих методов. Методы построения теней.

Примеры моделирования трёхмерных объектов. Шар: каркасное изображение, аппроксимация шара многогранником. Вариации формы шара: эллипсоиды. Аппроксимация тора, вариации формы тора: спирали.

Графическая библиотека OpenGL. Основные возможности OpenGL. Интерфейс OpenGL. Рисование геометрических объектов. Преобразование объектов. Модельно-видовые преобразования. Проектирование: ортогональное, центральное. Модель освещения в OpenGL. Материалы поверхностей. Специальные эффекты: создание эффекта тумана. Текстурирование: подготовка текстур, способы наложения текстур на объекты. Растеризация, операции с пикселями. Построение теней в OpenGL.

Метод трассировки лучей. Прямая трассировка лучей. Основная (обратная) модель трассировки лучей. Методы реализации модели трассировки лучей с использованием объектно-ориентированного программирования на С++. Способы оптимизации.

Стереография. История стереографии, основные принципы создания стереограмм. Виды стереограмм: стереопары, поляризационные стереограммы, голограммы, автостереограммы, анаглифы. Алгоритмы построения автостереограмм дискретных поверхностей. Типы автостереограмм. Стереограммы каркасных объектов: автостереограммы и анаглифы.

Дисциплина нацелена на формирование общекультурных компетенций ОК 9,10,12,14,15,16, , профессиональных компетенций , ПК1,2,3,4,13 выпускника.

Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: (лекции, лабораторные работы, самостоятельная работа студента, консультации).

Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: текущий контроль успеваемости в форме отчетов по л/р, рубежный контроль в форме зачета

Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 2 зачетных единиц, 72 часа.

8. Операционные системы и сети
   

Дисциплина реализуется на ФММиПУ ТОГУ кафедрой ПОВТиАС

Содержание дисциплины.

Введение в ОС. Классификация ОС. Процессы в ОС. Процессы и примитивы. Нити. Предпологаемая среда выполнения процессов. Взаимодействие процессов. Состояние процессов. Диаграмма переходов. Создание процессов. Анализ состояний процессов.

Уровневое представление ОС UNIX. Функции ядра ОС. Понятие прерываний в ОС. Механизмы прерываний.

Структура ОС. Общая характеристика ОС UNIX. Обзор подсистем ядра UNIX. Краткий обзор структур данных ядра. Понятие интерфейсов в ОС. Поцессы и Демоны.

Описание подсистем ядра UNIX. Планировщик. Назначение планировщика. Типы многозадачности. Состав планировщика. Структура планировщика. Зависимости. Управление потоками. Интерфейс планировщика. Зависимости подсистем ядра.

Контроллер памяти (MEMORY MANAGER, ММ). Введение. Фиксированные разделы. Динамическое распределение памяти. Механизм свопинга (Swapping). Механизм пейджинга (Paging). MM в UNIX. Модули MM. Краткое описание подсистемы. Структуры данных. Зависимости. Управляющие потоки. Внешний интерфейс. Реализация программ выделения памяти. Сборка мусора. Типы сборщиков памяти. Взаимодействие внутренних модулей MM. Связи MM с другими подсистемами ядра.

Виртуальная файловая система (VFS). Введение. Архитектура VFS. Интерфейсы файловой системы. Защита файлов. Механизмы обмена данными в VFS. Логическая файловая система. Физическая организация файловой системы. Структура файла обычного типа. Примечания к физической организации VFS. Внутренняя структура VFS.

Сетевая подсистема (NET). Введение. Сокеты. Интерфейс сетевой подсистемы. Состав сетевой подсистемы. Представление и структуры данных. Потоки управления. Зависимости. Внутренняя структура подсистемы. Зависимости сетевой подсистемы. Подсистема межпроцессорного взаимодействия (INTER-PROCESS COMMUNICATION). Введение. События. Сигналы. Механизмы взаимодействия процессов (нитей). Каналы (трубы). Именованные каналы. Сообщения. Разделение памяти. Операции по разделению пространства. Семафоры. Структура подсистемы IPC. Зависимости подсистемы IPC.


Дисциплина нацелена на формирование общекультурных компетенций ОК 9,10,12,14,15,16, , профессиональных компетенций , ПК1,2,3,4,13 выпускника.

Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: (лекции, лабораторные работы, самостоятельная работа студента, консультации).

Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: текущий контроль успеваемости в форме отчетов по л/р, , рубежный контроль в форме экзамен

Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 4 зачетных единиц, 108 часов.

9. Базы данных
   

Дисциплина реализуется на ФММиПУ ТОГУ кафедрой Информатики

Содержание дисциплины.

Введение в системы баз данных. Понятие системы баз данных. Компоненты системы баз данных. Пользователи систем БД. Классификация систем БД.

Модели данных. Модели данных. Модели "Сущность - Отношение".

Реляционные модели БД. Структура реляционных БД. Реляционная алгебра, операции над отношениями. Модификация БД, операции.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕЛЯЦИОННЫХ БД. Нормализация отношений, нормализованные формы. CASE-средства проектирования реляционной БД (All Fusion ERWin Data Modeller).

ЯЗЫК SQL. Основные понятия языка (алфавит, идентификаторы, константы и т.д.) Язык манипулирования данными в SQL. Язык определения данных в SQL. Определение ограничений целостности. Определение привилегий. Спецификация курсора в запросе.

Физическая структура БД. Организация файлов. Организация записей и блоков. Хранение отношений. Управление буферами. Индексирование. Хэширование.

Функционирование БД в локальных сетях. Основные понятия. Открытые системы. Технология и модели “клиент-сервер”. Особенности работы с БД в многопользовательском режиме.

Архитектура современных СУБД. Принципы построения и состав современных коммерческих СУБД. Классификация современных СУБД. СУБД MS SQL Server.

Администрирование реляционных промышленных СУБД. Ограничения целостности БД. Восстановление данных в БД. Обеспечение безопасности. Управление параллельной работой с БД. Распределенные БД. Тиражирование данных.

Дисциплина нацелена на формирование общекультурных компетенций ОК 9,10,12,14,15,16, , профессиональных компетенций , ПК1,2,3,4,13 выпускника.

Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: (лекции, лабораторные работы, самостоятельная работа студента, консультации).

Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: текущий контроль успеваемости в форме отчетов по л/р, , рубежный контроль в форме экзамен

Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 4 зачетных единиц, 108 часов.

10. Безопасность жизнедеятельности
    

Дисциплина реализуется на ФММиПУ ТОГУ кафедрой ЭРБЖД

Содержание дисциплины.

Человек и среда обитания. Основы физиологии труда. Негативные факторы техносферы. Критерии безопасности. Опасности технических систем. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Управление безопасностью жизнедеятельности. Системы контроля требований безопасности и экологичности. Экономические последствия и материальные затраты на обеспечение безопасности.


Дисциплина нацелена на формирование общекультурных компетенций ОК 9, 12, 14, 16, профессиональных компетенций, ПК 6,9,10 выпускника.

Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: (лекции, лабораторные работы, самостоятельная работа студента, консультации).

Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: текущий контроль успеваемости в форме отчетов по л/р, , рубежный контроль в форме зачет

Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 2 зачетных единиц, 72 часов.