Магистерская программа «Промышленная экология» (стр. 9 )

Имя преподавателя
Ученая степень, звание	Доктор технических наук, профессор
Форма занятий	Лабораторные
Результаты обучения	Студенты должны достигнуть способности оценить область применения аналитического метода, судить качество полученных результатов, определить цели исследования и выбрать соответствующий метод их реализации.
Метод и критерии оценки	Устное представление и итоговый отчет
Форма итоговой оценки знаний	Экзамен с оценкой
Список тем	1. Оценка экологического ущерба от сверхлимитного загрязнения атмосферы на основе компьютерного моделирования распространения загрязняющих веществ с использованием математического пакета Mathcad и Excel. 2. Зонирование территории по уровню токсического воздействия при прогнозировании последствий аварий на основе программного комплекса «ТОКСИ 3». 3. Расчет концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий на основе методики РД 52.04.212-86 (ОНД-86) с использованием математического пакета Mathcad и Excel. 4. Оценка экологического ущерба от сверхлимитного загрязнения гидросферы при авариях на магистральных нефтепроводах с использованием математического пакета Mathcad и Excel. 5. Расчета зон затопления при гидродинамических авариях на хранилищах производственных отходов химических предприятий на основе методики РД в среде Mathcad и Excel. 6. Оценка возможного экологического ущерба от загрязнения бытовыми и производственными отходами и различными нефтепродуктами водотока в нижнем бьефе реки и природно-антропогенных ландшафтов в зонах возможного катастрофического затопления. 7. Построение регрессионной модели и определение параметров плотности частот аварийных выбросов на рассматриваемом опасном промышленном объекте на основе метода статистических испытаний Монте-Карло в среде Mathcad. 8. Расчет очагов поражения человека и экосистем при взрывах на открытых технологических установках на основе руководства по анализу опасности аварийных взрывов и определению параметров их механического действия РБ Г с использованием математического пакета Mathcad и Excel. 9. Оценка частоты аварии сложной технической системы на основе методов дерева отказов и дерева событий в среде MATLAB/Simulink. 10. Количественная оценка риска и анализ последствий возможных аварий на химически опасных объектах на основе программного комплекса «ТОКСИ+Risk». 11. Разработка в среде Mathcad программного модуля оценки риска токсического поражения человека при аварии на химически опасном объекте техносферы. 12. Расчет линейных размеров зеркала разлития и времени гравитационного растекания нефти при авариях на магистральных нефтепроводах с использованием ГИС-технологии. 13. Расчет очагов поражения человека и экосистем при взрывах на открытых технологических установках на основе программного комплекса оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей РД в среде Mathcad и Excel. 14. Расчет вероятных зон действия поражающих факторов на человека и экосистемы природно-антропогенных ландшафтов при вспышечном сгорании шлейфа газовоздушной смеси при авариях на газопроводах на основе методики с использованием математического пакета Mathcad и Excel. 15. Особенности применения теории нечетких множеств при моделировании процессов возникновения и развития опасных экологических ситуаций в технологических и природных системах с использованием математического пакета MATLAB/SIMULINK. 16. Особенности применения искусственных нейронных сетей для анализа риска возникновения и развития опасных экологических ситуаций в технологических и природных системах с использованием математического пакета MATLAB/SIMULINK. 17. Анализ экологического риска с использованием метода регрессионного анализа при помощи пакета MathCad. 18. Определение параметрического закона токсического поражения для полной группы ожидаемых потерь в среде Mathcad.
Методы обучения и обучающие действия	1.  Решение задач в аудитории. 2.  Работа в малых группах для подготовки доклада и презентации. 3.  Дискуссии.
Библиография	1. , Василькова технологии вычислений в математическом моделировании: Учеб. пособие. М.: Финансы и статистика, 20с. 2. Чуличков модели нелинейной динамики. М.: ФИЗМАТЛИТ, 20с. 3. Математические модели природы и общества / , , и др. М.: ФИЗМАТЛИТ, 20с. 4. , Михайлов А, П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. М.: ФИЗМАТЛИТ, 20с. 5. Введение в математическое моделирование: Учеб. пособие / Под ред. . М.: Логос, 20с. 6. , Чхартишвили методы и модели в управлении: Учеб. пособие. 3-е изд. М.: Дело, 20с. 7. Алиев моделирования дискретных систем. СПб: СПбГУ ИТМО, 20с. 8. Мышкис теории математических моделей. Изд. 3-е, исправленное. М.: КомКнига, 20с. 9. Инженерные расчеты в Mathcad 15: Учебный курс. СПб.: Питер, 20с. 10. , Чеснокова задач вычислительной математики в пакетах Mathcad, MATLAB, Maple. М.: НТ Пресс, 20с. 11. Поршнев моделирование физических процессов в пакете MATLAB: Учеб. пособие. М.: Горячая линия-Телеком, 20с. 12. Поршнев моделирование физических систем с использованием пакета Mathcad: Учеб. пособие. М.: Горячая линия-Телеком, 20с. 13. Черных электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink. М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 20с. 14. Математическое и компьютерное моделирование процессов и систем в среде MATLAB/SIMULINK. Учебное пособие для студентов и аспирантов / , , . К.: НАН Украины, 20с. 15. Зайцев модели в точных и гуманитарных науках. СПб.: Дом», 20с. 16. , Яковлев систем: Учеб. для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 20с. 17. Козлитин и методы анализа риска сложных технических систем: монография. Саратов: СГТУ, 20с. 18. Козлитин основы и практика анализа техногенных рисков. Вероятностные методы количественной оценки опасностей техносферы. Саратов: СГТУ, 20с. 19. Козлитин технико-экономической оценки промышленной и экологической безопасности высокорисковых объектов техносферы. Саратов: СГТУ, 20с. 20. Козлитин основы и методы системного анализа промышленной безопасности объектов теплоэнергетики с учетом риска: монография. Саратов: СГТУ, 20с 21. http://ggpi. org/metod/kaf_d_ph/komp_model/kom-mod. html - рассмотрены принципы компьютерного моделирования физических явлений. Для студентов, изучающих курс «Компьютерное моделирование». 22. http://schools. *****/courses/distant-5/ - Московский институт открытого образования. Дистанционный курс «Теоретические основы компьютерного моделирования». 23. http://www. bibl. *****/electronic%20resources/uch-metod/Monitoring/ecol_monitoring. pdf - рассмотрены вопросы моделирования эколого-экономических систем. 24. http://www. /products - Explore products for MATLAB, the language of technical computing, and Simulink, for simulation and Model-Based Desig: MATLAB® Product Family; Simulink® Product Family 25. http://matlab. *****/ - консультативный центр MATLAB компании Softline. 26. http://www. *****/soft/mathcad/usersguide/0.asp - Руководство пользователя Mathcad 27. http://*****/ - сайт посвящен изучению дисциплины «Математические пакеты прикладных программ». Работа с файлами, элементы программирования в среде Mathcad. 28. http://*****/matlab/Exponenta_RU/educat/links/l_mcd. asp. htm - Ресурсы, посвященные использованию математических пакетов в науке и образовании: Mathcad. 29. http://***** - «Теория и практика анализа техногенных рисков» - сайт проф. 30. http://www. slovari. ***** (Экономико-математический словарь). 31. http://www. *****/library - МЧС России - Библиотека (Материалы по курсу «Теория и методы анализа риска сложных технических систем»). 32. http://portal. ***** - Портал Гуманитарные технологии в социальной сфере: Файловый архив: Электронная библиотека: Безопасность жизнедеятельности - учебные пособия, монографии.
Максимальное количество студентов в группе	10
Время	4 ч в 24-32 недели 2 семестра
Место	Факультет экологии и сервиса, кафедра природной и техносферной безопасности

Компьютерные системы в науке и технологиях Computer systems in science and technologies

1. Общая информация

Название курса	Компьютерные системы в науке и технологиях
Факультет/ Инсти-тут, Кафедра	Международный факультет прикладных информационных технологий, кафедра «Информационные системы (в гуманитарной области)»
Программа, для которой предлагается курс	Магистерская программа «Промышленная экология» со специализацией для Волго-Каспийского региона
Идентификацион-ный номер курса	М.2.2.1
Цикл, модуль, к которому курс относится	Профессиональный цикл, Вариативная часть (ФГОС) Модуль 3
Дидактический цикл	2 семестр
Тип аудиторных занятий	Лекции, коллоквиумы, лабораторные работы
Краткое описание курса	Компьютерные технологии, основные понятия. Основные направления использования компьютерных технологий в научных исследованиях и образовании. Аппаратное обеспечение ЭВМ, тенденции его развития. Современные информационные технологии. Информация и способы ее представления. Виды информации. Информационные ресурсы. Наука как объект компьютеризации. Компьютерные технологии в научных исследованиях. Методы научных исследований. Основные направления рационального применения компьютерных технологий в научных исследованиях. Компьютерные технологии в научном эксперименте и моделировании. Обобщение и оценка результатов научных исследований. Виды научно-технической информации и ее обработка. Компьютерные технологии в обработке и оформлении результатов научных исследований. Способы представления результатов научных исследований: отчет, доклад, статья и т. п. Поиск информации в Интернет и поисковые системы. Глобальная компьютерная сеть Internet. Программы для работы в сети. Браузеры. Поиск информации в Ведущие универсальные поисковые машины. Общение On-line. Телеконференции. Библиографические ресурсы Интернет. Электронные библиотеки.
Полное описание курса	Значение информационных технологий в промышленнной экологии. Роль информационных технологий в промышленнной экологии. Компьютерные технологии, основные понятия. Основные направления использования компьютерных технологий в научных исследованиях и образовании. Аппаратное обеспечение ЭВМ, тенденции его развития. Современные информационные технологии. Обзор и классификация современного программного обеспечения. Обзор современных операционных систем. Прикладное ПО. Специализированные программы. Лицензионное и свободное программное обеспечение. Алгоритм самостоятельного осваивания программных продуктов. Информация и способы ее представления. Виды информации. Персональный компьютер как универсальное средство представления информации. Информационные ресурсы. Представление информационных данных на основе современных программных продуктов. В том числе поиск, сортировка, структуризация и публикация данных. Компьютерные технологии в научных исследованиях. Методы научных исследований. Основные направления рационального применения компьютерных технологий в научных исследованиях. Сбор, хранение, поиск и выдача научно-технической информации. Подготовка программ научных исследований, подбор оборудования и экспериментальных устройств. Математические расчеты. Решение интеллектуально - логических задач. Компьютерные технологии в научном эксперименте и моделировании. Моделирование объектов и процессов. Обобщение и оценка результатов научных исследований. Оформление и представление итогов научных исследований. Программное обеспечение известных фирм для математического моделирования, разработанное высококвалифицированными специалистами с использованием последних достижений прикладной математики и программирования. Возможности современных программных средств (машинная графика, включая параметризацию, цветовая динамики, мультипликации и т. п). Виды научно-технической информации и ее обработка. Виды научно-технической информации. Большие объемы информации: массивы числовых данных, как результатов дискретных измерений; комплексы одномерных или многомерных сигналов. Автоматизация процедуры обработки научно-технической информации: специализированные информационно-поисковые системы библиотек и научно-исследовательских институтов, электронные каталоги, поиск в машиночитаемых базах данных, программы поиска в сетях Internet. Компьютерные технологии в обработке результатов научных исследований. Содержание этапа обработки результатов научных исследований. Обработка числовых данных в зависимости от характера исследований. Анализ систематических и случайных погрешностей. Графическая обработка результатов измерений. Вывод эмпирических зависимостей. Методы средних и наименьших квадратов, различные методы аппроксимации и интерполяции на основе полиномов, рядов, сплайн - функций и т. п., корреляционный и регрессионный анализы. Компьютерные технологии в оформлении результатов научных исследований. Способы представления результатов научных исследований: отчет, доклад, статья и т. п. Оформление результатов научных исследований с помощью средств информационных технологий. Подготовка текстовой части, содержащей формулы и спецсимволы. Формирование таблиц и их графическое отображение. Подготовка иллюстраций в виде схем, рисунков, чертежей, графиков, диаграмм. Грамматический и лексический контроль. Импорт рисунков и графических изображений из других систем. Прямой и обратный переводы. Форматирование документа и печать. Поиск информации в Интернет и поисковые систем. Понятие о глобальной сети Интернет. Глобальная компьютерная сеть Internet. Программы для работы в сети. Браузеры. Поиск информации в Интернет и поисковые системы. Сервисы Internet. World Wide Web – всемирная паутина. E-mail – электронная почта. FTP – передача файлов. Поисковые системы Интернет. Ведущие универсальные поисковые машины. Общение On-line. Телеконференции. Библиографические ресурсы Интернет. Электронные библиотеки. Распределение по времени: Лекции – 7 ч Коллоквиум – 2 ч Лабораторные работы – 27 ч СРС – 72 ч Итого: 108 ч.
Необходимые знания	Формальные	Фундаментальность представлений и понятий из области математических, естественнонаучных и общепрофессиональных знаний
Другие	Компьютерное моделирование
Результаты обучения	Магистрант должен знать ключевые концепции современных информационных технологий, как общих, так и специфических для инженерной защиты окружающей среды; методологию представления, хранения, обработки и поиска научно-технической информации с помощью компьютерных технологий; современное программное обеспечение в области инженерной защиты окружающей среды; основные методы работы с сетью Интернет; основы моделирования загрязнений окружающей среды промышленными выбросами; основы использования геоинформационных систем при оценке состояния окружающей среды и прогнозирования чрезвычайных ситуаций техногенного характера. Магистрант должен уметь вести библиографическую работу с привлечением современных информационных технологий; представлять итоги проделанной работы в виде отчетов, рефератов, статей, оформленных в соответствии с имеющимися требованиями, с привлечением современных средств редактирования и печати; создавать информационные ресурсы с помощью компьютерных технологий; пользоваться справочными поисковыми системами; применять соответствующие  программные продукты для обработки данных; реализовывать расчетные алгоритмы с помощью специального программного обеспечения; использовать ГИС-технологии для визуализации многомерной экологической информации.
Продолжитель-ность курса (в зачетных единицах)	3
Методы и критерии оценки	1.  Посещение занятий. 2.  Активное участие в коллоквиумах. 3.  Своевременное и качественное выполнение самостоятельной работы. 4.  Качественное выполнение письменных работ и тестов. 5.  Качественное выполнение лабораторных работ.
Форма итоговой оценки знаний	Зачет с оценкой
Тип курса	Обязательный
Формы обучения	1.  Лекции с использованием Power Point презентаций и объяснением у доски. 2.  Практические работы в вычислительной лаборатории. 3.  Решение задач в аудитории. 4.  Работа в малых группах для подготовки доклада и презентации. 5.  Коллоквиумы. 6.  Самостоятельная работа (Информационно-образовательная среда, библиотека).
Язык	Русский/Английский
Библиография	1.  Смирнов технологии в науке и образовании: Учебное пособие/ ГОУ ВПО Иван. гос. хим.-технол. ун-т. – Иваново,2006. – 136с. 2.  Компьютерные технологии в науке и образовании. Методические указания к практическим занятиям / Сост. .- Ульяновск, Ул-ГТУ, 20с. 3.  Макаров расчеты в MathCAD. Учебный курс. – М.:Питер, 2004. 4.  AutoCad 2007. Руководство чертежника, конструктора, архитектора. – М.:Бином-Пресс, 2007. – 816с. 5.  Ивановский технологии в науке. Mathcad Pro. – М.:Высшая школа,2003. – 431с. 6.  Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы/ , . – СПб.:Питер, 2001. – 672с. 7.  Информатика и информационные технологии. Учеб. пособие/Под ред. – М.:Изд-во Эксмо, 2005. – 544с. 8.  Электронные издания/. – СПб.:БХВ-Петербург,2003. – 560с. 9.  Web-сайт без секретов/. – 2-е изд. – М.: издательский дом»,2004. – 512с. 10.  Освой самостоятельно HTML и XHTML. 10 минут на урок. 3-е изд./Пер с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс»,2003. – 224с. 11.  Основы работы в EXCEL . Метод. указ. к лабор. работам по дисциплине «Применение ЭВМ в профессиональной деятельности»/ Самар. гос. техн. ун-т; Сост. , . Самара,2005.28с. 12.  Основы работы в ACCESS . Метод. указ. к лабор. работам по дисциплине «Применение ЭВМ в профессиональной деятельности»/ Самар. гос. техн. ун-т; Сост. , . Самара,2005.20с. 13.  Моделирование и расчет реакционных процессов химической технологии. Метод. указ. к лабор. практикуму / Самар. гос. техн. ун-т; Сост.: , . - Самара.2004.-28с. 14.  Получение регрессионных моделей с помощью МНК. Метод. указ. к лабор. практикуму/ Самар. гос. техн. ун-т; Сост.: , , . - Самара.2006.-28с. 15.  Основы работы с персональным компьютером. Метод. указ. к лабор. практикуму/ Самар. гос. техн. ун-т; Сост.: . - Самара.2005.-34с.
Место проведения занятий	Международный факультет прикладных информационных технологий, кафедра информационных систем (в гуманитарной области)
Координатор курса	к. ф.-м. н., доцент
Преподаватели	к. ф.-м. н., доцент
Примечания

2. Лекции

Имя преподавателя
Ученая степень, звание	к. ф.-м. н., доцент
Форма занятий	Лекции
Результаты обучения	Магистрант должен знать ключевые концепции современных информационных технологий, как общих, так и специфических для инженерной защиты окружающей среды; методологию представления, хранения, обработки и поиска научно-технической информации с помощью компьютерных технологий; современное программное обеспечение в области инженерной защиты окружающей среды; основные методы работы с сетью Интернет; основы моделирования загрязнений окружающей среды промышленными выбросами; основы использования геоинформационных систем при оценке состояния окружающей среды и прогнозирования чрезвычайных ситуаций техногенного характера.
Метод и критерии оценки знаний	Посещение и активное участие в лекционных занятиях. Правильные ответы на вопросы, демонстрация глубоких знаний в предметной области.
Форма итоговой оценки знаний	Зачет с оценкой
Список тем	1.  Роль информационных технологий в промышленнной экологии. 2.  Информация и способы ее представления 3.  Компьютерные технологии в научных исследованиях 4.  Виды научно-технической информации и ее обработка. 5.  Компьютерные технологии в обработке результатов научных исследований (коллоквиум)
Методы обучения	1.  Проведение лекций с использованием Power Point презентаций и объяснением у доски. 2.  Беседа преподавателя со студентами для выявления знаний.
Библиография	1.  Смирнов технологии в науке и образовании: Учебное пособие/ ГОУ ВПО Иван. гос. хим.-технол. ун-т. – Иваново,2006. – 136с. 2.  Компьютерные технологии в науке и образовании. Методические указания к практическим занятиям / Сост. .- Ульяновск, Ул-ГТУ, 20с. 3.  Макаров расчеты в MathCAD. Учебный курс. – М.:Питер, 2004. 4.  AutoCad 2007. Руководство чертежника, конструктора, архитектора. – М.:Бином-Пресс, 2007. – 816с. 5.  Ивановский технологии в науке. Mathcad Pro. – М.:Высшая школа,2003. – 431с. 6.  Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы/ , . – СПб.:Питер, 2001. – 672с. 7.  Информатика и информационные технологии. Учеб. пособие/Под ред. – М.:Изд-во Эксмо, 2005. – 544с. 8.  Электронные издания/. – СПб.:БХВ-Петербург,2003. – 560с. 9.  Web-сайт без секретов/. – 2-е изд. – М.: издательский дом»,2004. – 512с. 10.  Освой самостоятельно HTML и XHTML. 10 минут на урок. 3-е изд./Пер с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс»,2003. – 224с. 11.  Основы работы в EXCEL . Метод. указ. к лабор. работам по дисциплине «Применение ЭВМ в профессиональной деятельности»/ Самар. гос. техн. ун-т; Сост. , . Самара,2005.28с. 12.  Основы работы в ACCESS . Метод. указ. к лабор. работам по дисциплине «Применение ЭВМ в профессиональной деятельности»/ Самар. гос. техн. ун-т; Сост. , . Самара,2005.20с. 13.  Моделирование и расчет реакционных процессов химической технологии. Метод. указ. к лабор. практикуму / Самар. гос. техн. ун-т; Сост.: , . - Самара.2004.-28с. 14.  Получение регрессионных моделей с помощью МНК. Метод. указ. к лабор. практикуму/ Самар. гос. техн. ун-т; Сост.: , , . - Самара.2006.-28с. 15.  Основы работы с персональным компьютером. Метод. указ. к лабор. практикуму/ Самар. гос. техн. ун-т; Сост.: . - Самара.2005.-34с.
Максимальное количество студентов в группе	Без ограничений
Время	По 1 занятию (2 ч) 24,26,28,30 недели и (1 ч) 32 неделя 2 семестра
Место	Международный факультет прикладных информационных технологий, кафедра информационных систем (в гуманитарной области)

3. Лабораторные работы