ФГБОУ ВПО «Марийский государственный университет»

Физико-математический факультет

УТВЕРЖДАЮ

Декан факультета __________________/____________/

(подпись/ Ф. И.О.)

«_02_»_июня_2011__ г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

Учебная дисциплина

Б.2.2.2. Вычислительная физика (практикум на ЭВМ)

(наименование)

Направление подготовки

011200.62 – Физика

Профиль подготовки Физика конденсированного состояния вещества

Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр

Кафедра Теоретической и прикладной физики ФМФ

(название)

Курс ____1,2_______ семестр ______2,3_______

форма обучения очная

Программа разработана

кандидатом ф.-м. н., доцентом

(должность, Ф. И.О., ученая степень, звание автора(ов) программы)
Рецензент(ы) __________________________________________________________

(должность, Ф. И.О., ученая степень, звание рецензента(ов) программы)

Йошкар-Ола

2011

Рекомендована к утверждению решением учебно-методической комиссии/ учебно-методического совета)

физико-математического факультета

Рассмотрена и одобрена на заседании кафедры

теоретической и прикладной физики

(назв. факультета/института, направления подготовки)

(название кафедры)

протокол заседания №_8_ от

протокол заседания № 8 от

«_31_»__мая__ 2011г.

«_20_»_апреля_2011 г.

(подпись, Ф. И.О. председателя)

(подпись, Ф. И.О. зав. кафедрой,)

СОГЛАСОВАНО с выпускающей кафедрой общей физики

(название кафедры)

протокол заседания № 8 от «30» мая 2011г.____________________________

(Ф. И.О. зав. кафедрой, подпись)

Сведения о переутверждении рабочей программы учебной дисциплины на очередной учебный год и регистрация изменений

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Учебный год

Решение кафедры

(№ протокола, дата заседания кафедры, Ф. И.О., подпись зав. кафедрой)

Автор изменения

(Ф. И.О., подпись)

Номер изменения

2011-2012
уч. г.

Пр. № 1 от 01.01.2001 г.

без. изм.

1 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

1.1 Цели освоения дисциплины, соотнесенные с общими целями ООП ВПО

Целью изучения курса является формирование знаний по методам программирования физических задач, используя разные алгоритмические языки и разные среды работы с ЭВМ. Во 2-ом семестре планируется изучение архитектуры ЭВМ
и основных принципов составления алгоритмов пригодных для исполнения на ЭВМ. Кроме того во 2-м семестре планируется изучение системы символьных расчетов Maple.

1.2. Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина «Вычислительная физика (практикум на ЭВМ)» изучается студентами направления «Физика» в 2 и 3 семестре и входит в математический и естественнонаучный цикл (Б. 2.), модуль «Информатика» (Б.2.2), ориентированных на изучение физики в будущей профессиональной деятельности выпускников направления «Физика» МарГУ.

Программа курса «Вычислительная физика (практикум на ЭВМ)» разработана для студентов, чьи знания и навыки войдут органичной составной частью в структуру их будущей профессиональной деятельности. Знания технологий программирования помогут формированию целостного представления студента о процессе математической формулировки и решения с использованием ЭВМ задач в различных областях их будущей деятельности.

Maple используется для решения задач: линейной алгебры, аналитической геометрии, математического анализа, курса дифференциальных уравнений (во 2 семестре). В 3 семестре с помощью Maple студенты учатся программировать задачи и алгоритмы вычислительная математика.

1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля) по ФГОС ВПО

В результате изучения дисциплины студенты должны знать:

основные принципы работы ЭВМ, основные алгоритмические языки и системы программирования, методологические основы технологии программирования.

Выпускник должен обладать следующими общекультурными и профессиональными компетенциями:

– способностью овладеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-12);

– способностью использовать в познавательной и профессиональной деятельности навыки работы с информацией из различных источников (ОК-16);

– способностью использовать в познавательной и профессиональной деятельности базовые знания в области информатики и современных информационных технологий, навыки использования программных средств в компьютерных сетях; умением создавать базы данных и использовать ресурсы Интернет (ОК-17);

общепрофессиональные:

– способностью использовать базовые теоретические знания для решения профессиональных задач (ПК-1);

– способностью применять на практике базовые профессиональные навыки (ПК-2).

2. овладеть знаниями:

·  о структуре и архитектуре современных ЭВМ;

·  о структуре и интерфейсе системы Maple;

·  об основных командах системы Maple;

·  об основных макетах расширения Maple;

·  об особенностях решения задач в системе Maple.

3. овладеть первоначальными умениями и навыками:

В результате изучения дисциплины студенты должны уметь:

На основе имеющихся математических данных решать с помощью ЭВМ в системе Maple задачи любой сложности.

2 СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)

2.1. Общая трудоемкость дисциплины в зачетных единицах и часах

Рабочая программа предназначена для бакалавров очной формы обучения направления 011200.62 «Физика» по профилю Физика конденсированного состояния вещества (ФБ).

2.2.2 «Вычислительная физика (практикум на ЭВМ)» в соответствии с Госстандартом входит в математический и естественнонаучный цикл (Б.2.)модуль «Информатика» (Б.2.2), ориентированных на изучение технологии программирования в будущей профессиональной деятельности выпускников направления 011200.62 «Физика» МарГУ. Дисциплина изучается во 2 и 3 семестре. Трудоемкость в зачетных единицах – 4. Общий объем на 2 и 3 семестры учебного времени, отводимого на «Вычислительная физика (практикум на ЭВМ)», составляет 144 часов из расчета 3 аудиторных часа в неделю: во втором семестре (1 час – лабораторные занятия) и в третьем семестре (2 часа – лабораторные занятия) плюс 1 ч. во 2 семестре и 2 ч. в неделю в 3 семестре самостоятельной работы и плюс 36 часов – экзамен в третьем семестре.

2.2. Формы контроля по учебному плану (зачет, экзамен, курсовая работа (проект)) с указанием семестра

Экзамен – 3 семестр.

2.3. Тематический план изучения учебной дисциплины (модуля)

№ п/п раздела

Наименование

разделов и тем

Семестр

Количество часов по

учебному плану

Формы текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации

Всего

Виды учебной работы

Аудиторная работа

Индивидуальная

работа

Самостоятельная работа

Лекции

Практические (семинарские) занятия

Лабораторные занятия

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

2 семестр

1

Введение. Общее устройство компьютера. Программа, программирование.

2

4

2

2

Лабораторная работа

2.

Maple – язык высокого уровня. Объекты и типы переменных

2

4

2

2

Лабораторная работа

3

Команды Maple. Выражения. Синтаксис

2

2

1

1

Лабораторная работа

4.

Стандартная библиотека.

Операции с полиномами

2

2

1

1

Лабораторная работа

5.

Преобразование формул. Решение алгебраических уравнений

2

2

1

1

Лабораторная работа

6

Линейная алгебра в Maple.

2

2

1

1

Лабораторная работа

7

Средства программирования в Maple. Условный оператор. Операторы цикла. Процедуры в Maple.

2

2

1

1

Лабораторная работа

8

Визуализация вычислений в Maple.

2

2

1

1

Лабораторная работа

9

Пакеты plots и plottools в Maple.

Анимация в Maple

2

2

1

1

Лабораторная работа

10

Решение задач математического анализа

1

2

1

1

Лабораторная работа

11

Аппроксимация и интерполяция функций в Maple.

1

4

2

2

Лабораторная работа

12

Сплайновая интерполяция в Maple

1

4

2

2

Лабораторная работа

13

Статистические методы, генераторы случайных чисел

1

4

2

2

Лабораторная работа

Итого

36

18

18

3 семестр

14

Основные команды Maple

3

8

4

4

Лабораторная работа

15

Полиномиальная интерполяция функций

3

8

4

4

Лабораторная работа

16

Кубический сплайн

3

8

4

4

Лабораторная работа

17

Численное интегрирование

3

8

4

4

Лабораторная работа

18

Численные методы решения нелинейных уравнений

3

8

4

4

Лабораторная работа

19

Методы оптимизации

3

8

4

4

Лабораторная работа

20

Решение задачи Коши

3

8

4

4

Лабораторная работа

21

Метод наименьших квадратов

3

8

4

4

Лабораторная работа

22

Метод Монте-Карло

3

8

4

4

Лабораторная работа

Итого

72

36

36

экзамен

ВСЕГО

108

54

54

2.4. Программа лекционных занятий

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4