Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«КАЛИНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебно-методической работе п\п «28» марта 2013 г. |
Рабочая программа дисциплины
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
Математический и естественнонаучный цикл, дисциплина по выбору
Направление подготовки
111500 Промышленное рыболовство
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
очная
Факультет промышленного рыболовства
Кафедра - разработчик ̶ кафедра промышленного рыболовства
Калининград 2013
1 Цели и задачи дисциплины:
Цель освоения дисциплины - формирование знаний по методам оптимизации инженерных объектов и процессов их эксплуатации.
2 Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина «Методы оптимизации» входит в состав дисциплин по выбору математического и естественнонаучного цикла ООП бакалавриата. При изучении дисциплины используются знания и навыки, сформированные при освоении таких дисциплин как «Математика» и «Информатика» ООП бакалавриата.
Освоение дисциплины «Методы оптимизации» дает возможность формирования знаний и определенных компетенций, необходимых для повышения эффективности в эксплуатационной и проектной деятельности выпускника в процессе профессиональной деятельности
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
В результате освоения дисциплины «Методы оптимизации» у обучающегося формируются следующие общекультурные (ОК) и профессиональные (ПК) компетенции (или их элементы), предусмотренные ФГОС ВПО:
- владение культурой мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);
- владение основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, навыками работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-10);
- умение использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического исследования (ПК-2);
- готовность обосновывать принятие конкретного технического решения при разработке технологических процессов добычи рыбы, орудий рыболовства, технических средств аквакультуры; выбирать технические средства, технологии и материалы с учетом экологических последствий их применения (ПК-8);
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: теоретические основы методов математического программирования;
Уметь: проводить исследования функций одной и нескольких переменных;
Владеть: навыками в решении задач линейного программирования и безусловной оптимизации технических средств и процессов.
4 Структура и содержание дисциплины «Методы оптимизации»
4.1 Структура дисциплины
Дисциплина изучается в пятом семестре. Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы (ЗЕТ), т. е. 72 академических часов, в том числе аудиторные занятия (АЗчасов, самостоятельная работа (СРСчаса. Итоговая аттестация по дисциплине (после пятого семестра) - зачёт. Более подробные сведения о структуре дисциплины, видах, трудоёмкости и формах контроля учебной работы студентов приведены в нижерасположенной таблице.
№ п\п | Тема дисциплины | Семестр | Неделя семестра | Трудоёмкость учебной работы по её видам (час.) | Формы текущего контроля успеваемости, промежуточной и итоговой аттестации по дисциплине | |||
АЗ | СРС | Всего | ||||||
Лекции | ЛЗ | |||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
1 | Введение | 5 | 1 | 1 | - | - | 1 | - |
2 | Методологические основы оптимизации | 1-3 | 3 | - | 4 | 7 | Тест | |
3 | Функции одной переменной | 2-5 | 2 | 2 | 4 | 8 | Защита лаб. работы | |
4 | Функции нескольких переменных | 4-7 | 2 | 4 | 6 | 12 | Защита лаб. работ | |
5 | Задачи линейного программирования | 8-10 | 2 | 4 | 7 | 13 | Защита лаб. работ | |
6 | Задачи нелинейного программирования | 9-14 | 3 | 4 | 8 | 15 | Защита лаб. работ | |
7 | Примеры технических приложений | 11-15 | 3 | - | 7 | 10 | Тест | |
Подготовка и сдача зачёта | 16-17 | 6 | 6 | Зачёт | ||||
Итого по дисциплине | 16 | 14 | 42 | 72 | Зачёт | |||
30 |
* ЛЗ - лабораторные занятия.
4.2 Теоретические занятия (лекции)
Объём лекционных занятий - 16 часов
№ п\п | Тема дисциплины | Содержание теоретических занятий | Количество часов |
1 | Введение | Цели и задачи дисциплины, области применения знаний по дисциплине | 1 |
2 | Методологические основы оптимизации | Необходимые условия для применения оптимизационных методов. Применение методов оптимизации в инженерной практике. Структура оптимизационных задач. | 3 |
3 | Функции одной переменной | Свойства функции одной переменной. Критерии оптимизации. Методы исключения интервалов. Методы с использованием производных. | 2 |
4 | Функции нескольких переменных | Критерии оптимизации. Методы прямого поиска Градиентные методы. | 2 |
5 | Задачи линейного программирования | Разработка моделей линейного программирования. Графическое решение задачи линейного программирования с двумя переменными. Основы симплекс-метода. | 2 |
6 | Задачи нелинейного программирования. | Методы прямого поиска в задачах условной оптимизации. Методы оптимизации на основе преобразования задач. Критерии оптимизации в задачах с ограничениями. Методы решения задач нелинейного программирования. | 3 |
7 | Примеры технических приложений | Примеры оптимизации проектных характеристик орудий рыболовства. Примеры оптимизации процессов эксплуатации орудий рыболовства. | 3 |
Итого | 16 |
4.3 Лабораторные занятия
Объём лабораторных занятий - 14 часов
№ п\п | Номер темы | Тема лабораторной работы | Количество часов |
1 | 3 | Исследование функции одной переменной на примере проектирования элементов ставных неводов. | 2 |
2 | 4 | Исследование функций нескольких переменных на примерах проектирования тралов. | 4 |
3 | 5 | Решение задач линейного программирования. | 4 |
4 | 6 | Решение задач безусловной оптимизации на примерах проектирования элементов ставных неводов. | 4 |
Итого | 14 |
4.4 Самостоятельная работа
№ п\п | Вид (содержание) СРС | Количество часов | Формы контроля |
1 | Освоение учебного материала, подготовка к лабораторным занятиям, оформление отчетов по ЛР | 36 | Тесты Защита ЛР |
2 | Подготовка к зачёту. | 6 | Зачёт |
ИТОГО: | 42 |
5 Образовательные технологии
5.1. На лекциях рассматриваются методологические основы оптимизации, постановка и содержание оптимизационных задач, критерии оптимизации, свойства функций одной и нескольких переменных, методы поиска экстремума функции, принципы решения задач линейного и нелинейного программирования.
5.2. Лабораторные занятия проводятся в компьютерных классах с применением пакета программ «Math Cad». Они предусматривают решение задач по указанным в табл. 4.3 темам дисциплины. Результаты лабораторных занятий учитываются при аттестации по дисциплине.
6 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и итоговой аттестации по дисциплине.
6.1. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости студентов (задания для тестирования, вопросы для защиты лабораторных работ) и итоговой аттестации по дисциплине приводятся в качестве отдельных материалов УМКД.
6.2. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов определено в разделе 7.
7 Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
7.1. Основная литература
1. Пахнутов и методы оптимизации : учеб.-метод. пособие для студ. старших курсов технич. вузов / . - Калининград : КГТУ, 20с.
7.2 Дополнительная литература
1. Розенштейн оптимизации: учебное пособие / . - Калининград: Издательство ФГОУ ВПО «КГТУ», 20с.
2. , Капустин программирование. - Л.: Изд-во Ленинградского университета, 19с.
7.3. Программное обеспечение
Интегрированный пакет программ «Math Cad».
8 Материально-техническое обеспечение дисциплины
Лабораторные занятия проводятся в компьютерном классе кафедры промышленного рыболовства.
Лист согласования рабочей программы дисциплины
Рабочая программа дисциплины разработана в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 111500 Промышленное рыболовство уровня бакалавриата (утвержден приказом министерства образования и науки РФ № 000 от 01.01.2001) учебным планом университета по этому же направлению, утвержденному ученым советом ФБГОУ ВПО «КГТУ» 27 октября 2011 г., протокол №8.
Автор программы - , д. т.н., профессор, профессор кафедрой промышленного рыболовства.
Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры промышленного рыболовства (рецензент - к. т.н., доцент, ), № 9 от «8» апреля 2013 г.).
Заведующий кафедрой _____________ 8.04.2013 г.
( учёная степень, учёное звание) (подпись) () (дата)
№ п/п | Учебно-методическое обеспечение дисциплины | ||
Наименование литературы | Наличие в учебном абонементе НТБ (кол-во) | Наличие в электронной библиотеке | |
основная литература | |||
1 | Пахнутов и методы оптимизации : учеб.-метод. пособие для студ. старших курсов технич. вузов / . - Калининград : КГТУ, 20с. | 40 | - |
дополнительная литература | |||
1 | Розенштейн оптимизации/учебное пособие для подготовки магтстров по направлению 111000.68 - Рыболовство/ Калининград: Издательство ФГОУ ВПО «КГТУ», 20с. | 25 | - |
2 | , Капустин программирование. - Л.: Изд-во Ленинградского университета, 19с. | 3 | - |
Директор НТБ _____________ _____________2013 г.
(подпись) () (дата)
Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании методической комиссии факультета промышленного рыболовства, протокол № от « ___» ______ 2013 г.).
Председатель комиссии ____________ ________2013 г.
( учёная степень, учёное звание) (подпись) () (дата)
Зам. начальника учебно - __________ ________2013 г.
методического управления (подпись) () (дата)
