Основная образовательная программа (стр. 20 )

- ознакомить с механизмами обеспечения отказоустойчивости и корректного конкурентного доступа.

Структура дисциплины

Содержание разделов дисциплины

Организация баз данных. Системы баз данных, компоненты и функции СУБД, организация обработки данных СУБД, трехуровневая модель БД (внешний, концептуальный, внутренний уровни). Архитектуры СУБД, клиент-серверные СУБД. Трехзвенные БД. База данных как информационная модель предметной области. Уровни абстрагирования при проектировании процессов обработки данных.

Система управления базами данных (СУБД). Интерфейсы СУБД для обеспечения интерактивного доступа к данным и создания прикладных программ. Языки запросов, запросы через формы.

Администратор базы данных, его функции.

Концептуальные модели данных. Типы моделей данных (иерархическая, сетевая, реляционная).

Реляционная база данных. Реляционная модель данных. Реляционная алгебра и реляционное исчисление.

Язык баз данных SQL. Основные средства манипулирования данными. Средства управления и изменения схемы базы данных, определяющие ограничение целостности, представления базы данных, привилегий доступа к данным.

Проектирование реляционных баз данных с использованием методов нормализации. Преимущества и недостатки нормализованных отношений с точки зрения практики. Аномалии, связанные с использованием универсальных отношений. Формальный подход к проектированию БД, нормальные формы отношений и нормализация. Первая, вторая, третья нормальные формы отношений, нормальная форма Бойса-Кодда.

Семантический подход к проектированию БД. Объектная модель данных: сущность-связь (ER-модель). Концептуальная модель, логическая модель базы данных. Графические обозначения, используемые в UML и IDEFX при описании предметной области БД и бизнес правил.

Проектирование инфологической модели. Выделение объектов и задание их характеристик. Анализ запросов к информационной базе. Установление структурных связей между объектами. Разработка информационно-логической модели.

Разработка логической модели базы данных.

Образовательные технологии

В учебном процессе используются следующие образовательные технологии:

- по организационным формам: лекции, лабораторные занятия, индивидуальные занятия. Для реализации информационной, стимулирующей, воспитывающей, развивающей, ориентирующей, разъясняющей, убеждающей, систематизирующей и структурирующей функций лекции целесообразно использовать следующие ее формы: проблемная лекция; лекция-визуализация; лекция с заранее запланированными ошибками; лекция с разбором конкретных ситуаций; мультимедиа лекция;

- по преобладающим методам и приемам обучения: объяснительно-иллюстративные и проблемные;

- информационные, мультимедийные.

Требования к результатам освоения содержания дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов следующих компетенций:

а) общекультурных (ОК):

ОК-13 - способностью работать в коллективе и использовать нормативные правовые документы в своей деятельности;

ОК-14 - способность использовать в научной и познавательной деятельности, а также в социальной сфере профессиональные навыки работы с информационными и компьютерными технологиями;

ОК - 15 - способность работы с информацией из различных источников, включая сетевые ресурсы сети Интернет, для решения профессиональных и социальных задач;

ОК-16 - способность к интеллектуальному, культурному, нравственному, физическому и профессиональному саморазвитию, стремление к повышению своей квалификации и мастерства

б) профессиональных (ПК):

ПК-1 - способность демонстрации общенаучных базовых знаний естественных наук, математики и информатики, понимание основных фактов, концепций, принципов теорий, связанных с прикладной математикой и информатикой;

ПК-2 - способность приобретать новые научные и профессиональные знания, используя современные образовательные и информационные технологии;

ПК-3 - способность понимать и применять в исследовательской и прикладной деятельности современный математический аппарат;

ПК-5 - способность критически переосмысливать накопленный опыт, изменять при необходимости вид и характер своей профессиональной деятельности;

ПК-6 - способность осуществлять целенаправленный поиск информации о новейших научных и технологических достижениях в сети Интернет и из других источников;

ПК-7 - способность собирать, обрабатывать и интерпретировать данные современных научных исследований, необходимые для формирования выводов по соответствующим научным, профессиональным, социальным и этическим проблемам;

ПК-9 - способность решать задачи производственной и технологической деятельности на профессиональном уровне, включая: разработку алгоритмических и программных решений в области системного и прикладного программирования;

ПК-10 - способность применять в профессиональной деятельности современные языки программирования и языки баз данных, операционные системы, электронные библиотеки и пакеты программ, сетевые технологии;

ПК-12 - способность составлять и контролировать план выполняемой работы, планировать необходимые для выполнения работы ресурсы, оценивать результаты собственной работы.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

- основы реляционной алгебры;

- принципы проектирования баз данных (БД);

- определения нормальных форм;

- общее устройство БД;

- основы SQL;

- основные принципы работы оптимизатора запросов;

- алгоритмы обеспечения отказоустойчивости;

- уровни изоляции.

уметь:

- проектировать БД с посредством ER -диаграмм;

- составлять эффективные SQL – запросы;

- ставить и решать задачи проектирования структур баз данных, задачи поиска и обновления данных в базах данных;

- разрабатывать информационно-поисковые системы.

владеть:

- культурой мышления, умением аргументировано и ясно строить устную и письменную речь;

- основами профессиональной разговорной речи;

- инструментарием для работы с базами данных;

- инструментарием для проектирования баз данных;

- навыками использования информационных технологий для разработки стратегии и приоритетных направлений социальной политики, долгосрочных прогнозов процессов;

- навыками решения практических задач; математическими и количественными методами решения типовых организационно-управленческих задач;

- навыками работы с математической литературой и литературой по проектированию баз данных, навыками применения современного математического инструментария для решения задач экономики и информатики;

- навыками применения основных методов физико-математического анализа для решения естественнонаучных задач; обработки и интерпретирования результатов эксперимента;

- средствами компьютерной техники и информационных технологий, приемами навигации по файловой структуре компьютера и управления ее файлами;

- технологией создания научно-технической документации различной сложности с помощью текстового процессора;

- технологией поиска и обмена информацией в глобальных и локальных компьютерных сетях.

Приобрести: опыт деятельности по разработке и проектированию информационно-поисковых систем в среде СУБД Microsoft ACCESS и опыт работы с современными системами управления базами данных.

Общая трудоемкость дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы (108 часов)

Формы контроля

Вид итогового контроля – зачет (5 семестр)

Составитель

к. ф.-м. н., доцент,

6. «Численные методы»

Место дисциплины в структуре основной образовательной программы (ООП).

Дисциплина относится к циклу Б.3. Профессиональный цикл (дисциплины и курсы по выбору студента).

Дисциплина изучается в 3, 4, 5 семестрах.

Дисциплина логически и содержательно-методически взаимосвязана с такими дисциплинами, как «Математический анализ», «Дифференциальные уравнения», «Алгебра», «Уравнения математической физики».

2. Место дисциплины в модульной структуре ООП.

Дисциплина «Численные методы» является самостоятельным модулем.

3. Цель изучения дисциплины.

Численные методы являются одной из важнейших общепрофессиональных дисциплин по подготовке выпускников направления 010400.62 – Прикладная математика и информатика.

Целью преподавания дисциплины «Численные методы» является подготовка студентов к разработке и применению с помощью ЭВМ вычислительных алгоритмов решения математических задач, возникающих в процессе познания реального мира посредством математического моделирования.

4. Структура дисциплины.

№ раздела	Наименование раздела	Содержание раздела	Форма текущего контроля
1	2	3	4
1	Введение. Обзор развития вычислительной техники и теории численных методов	Математическое моделирование и его роль в процессе познания. вычислительный эксперимент – новый способ исследования сложных процессов.	Коллоквиум (К), рубежный контроль (РК), тестирование (Т)
2	Интерполирование и приближение функций	Интерполяционный многочлен Лагранжа. Многочлены Чебышева. Минимизация оценки остаточного члена интерполяционного многочлена Лагранжа. Интерполяционная формула Ньютона. Численное дифференцирование. Приближение сплайнами. Метод наименьших квадратов.	К, РК, Т
3	Численное интегрирование	Интерполяционные квадратичные формулы; формулы прямоугольников, Симпсона, Гаусса. Оптимизация распределения узлов квадратурной формулы. Методы вычисления кратных интегралов. Метод Монте-Карло.	К, РК, Т
4	Численные методы алгебры	Метод Гаусса. Метод простой итерации. Метод Зейделя, релаксации, наискорейшего спуска. Методы решения проблемы собственных значений.	К, РК, Т
5	Численные методы решения нелинейных задач	Метод простой итерации. Метод Ньютона. Методы минимизации функционалов, методы спуска и установления.	К, РК, Т
6	Численные методы решения задачи Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений	Методы Эйлера и Рунге-Кутта. Оценка погрешности метода Эйлера. Методы решения жестких систем.	К, РК, Т
7	Численные методы решения краевых задач для обыкновенных дифференциальных уравнений	Разностная аппроксимация простейших дифференциальных операторов. Погрешность аппроксимации на сетке. однородные разностные схемы для уравнения второго порядка с переменными коэффициентами. Консервативные схемы. Схемы на неравномерных сетках. Сходимость и устойчивость. Разностная функция Грина. Априорная оценка.	К, РК, Т
8	Численные методы решения краевых задач для дифференциальных уравнений в частных производных	Оценка погрешности простейших аппроксимаций уравнений Лапласа, теплопроводности и колебания струны. Связь между аппроксимацией, корректностью и сходимостью. Явные и неявные схемы для уравнения теплопроводности и гиперболического уравнения. Методы исследования их устойчивости и сходимости. Методы решения сеточных уравнений, методы установления. Двухслойные итерационные схемы. Схемы с оптимальным чебышевским набором параметров.	К, РК, Т
9	Численные методы решения интегральных уравнений	Метод замены интеграла квадратурной формулой. Метод регуляризации для решения интегральных уравнений I рода.	К, РК, Т

5. Основные образовательные технологии.

В связи с тем, что формами аудиторных занятий по курсу являются лекции и лабораторные работы целесообразно использовать следующие формы:

- проблемная лекция (ПЛ);

- лекция-беседа (ЛБ);

- лекция-дискуссия (ЛД);

- лекции с разбором конкретных ситуаций (ЛРКС);

- лекция-визуализация (ЛВ);

- лекции с заранее запланированными ошибками (ЛЗЗО);

5.1 Интерактивные образовательные технологии, используемые в аудиторных занятиях

Семестр	Вид занятия (Л)	Используемые интерактивные образовательные технологии	Количество часов
3	Л	ПЛ, ЛЗЗО, ЛБ, ЛРКС	8
4	Л	ПЛ, ЛЗЗО, ЛБ, ЛД	10
Итого:	18

6. Требования к результатам освоения дисциплины.

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВПО и ООП ВПО по данному направлению подготовки:

а) общекультурных (ОК):

Коды	Содержание общекультурных компетенций (ОК)
ОК–1	способность владеть культурой мышления, умение аргументировано и ясно строить устную и письменную речь;
ОК-5	способность понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности;
ОК-7	способность владеть одним из иностранных языков на уровне, не ниже разговорного;
ОК - 9	способность осознать социальную значимость своей будущей профессии, обладать высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности;
ОК-11	способность владения навыками работы с компьютером как средством управления информацией;
ОК-12	способность работать с информацией в глобальных компьютерных сетях;
ОК - 15	способность работы с информацией из различных источников, включая сетевые ресурсы сети Интернет, для решения профессиональных и социальных задач;
ОК-16	способность к интеллектуальному, культурному, нравственному, физическому и профессиональному саморазвитию, стремление к повышению своей квалификации и мастерства

б) профессиональных (ПК):

Коды	Содержание профессиональных компетенций (ОК)
ПК-1	способность демонстрации общенаучных базовых знаний естественных наук, математики и информатики, понимание основных фактов, концепций, принципов теорий, связанных с прикладной математикой и информатикой;
ПК-2	способность приобретать новые научные и профессиональные знания, используя современные образовательные и информационные технологии;
ПК-3	способность понимать и применять в исследовательской и прикладной деятельности современный математический аппарат;
ПК-4	способность в составе научно-исследовательского и производственного коллектива решать задачи профессиональной деятельности;
ПК-6	способность осуществлять целенаправленный поиск информации о новейших научных и технологических достижениях в сети Интернет и из других источников;
ПК-7	способность собирать, обрабатывать и интерпретировать данные современных научных исследований, необходимые для формирования выводов по соответствующим научным, профессиональным, социальным и этическим проблемам;
ПК-9	способность решать задачи производственной и технологической деятельности на профессиональном уровне, включая: разработку алгоритмических и программных решений в области системного и прикладного программирования;
ПК-10	способность применять в профессиональной деятельности современные языки программирования и языки баз данных, операционные системы, электронные библиотеки и пакеты программ, сетевые технологии;
ПК-14	способность владеть методикой преподавания учебных дисциплин;
ПК-15	способность применять на практике современные методы педагогики и средства обучения.

7. Общая трудоемкость дисциплины.