Рабочая программа дисциплины базовая компьютерные технологии

УТВЕРЖДАЮ

Директор института

___________

«___»_____________2017  г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

БАЗОВАЯ

КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Направление (специальность) ООП	21.05.03 ТЕХНОЛОГИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ
Профили  подготовки	Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых; Геофизические методы исследования скважин; Технология и техника  разведки месторождений полезных
Квалификация	Горный инженер-геофизик, горный инженер-буровик
Базовый учебный план приема (год)	2017
Курс	3	семестр	5
Трудоемкость в кредитах (зачетных единицах)	3
Виды учебной деятельности	Временной ресурс
по очной форме обучения
Лекции, ч	16
Практические занятия, ч	-
Лабораторные занятия, ч	16
Контактная (аудиторная) работа (ВСЕГО), ч	32
Самостоятельная работа, ч	76
ИТОГО, ч	108
Вид промежуточной аттестации	экзамен	Обеспечивающее подразделение	Кафедра ГЕОФ
Заведующий кафедрой
Руководитель ООП	Немирович-
Преподаватель

2017 г.

1. Цели освоения дисциплины

В результате освоения данной дисциплины студент приобретает знания, умения и навыки, способствующие достижению следующих целей основной образовательной программы «Технология геологической разведки»:

Ц1 – Готовность выпускников к производственно-технологической и проектной деятельности, обеспечивающей модернизацию технологий геологической разведки.

Ц2 – Готовность выпускников к междисциплинарной экспериментально-исследовательской деятельности для решения задач, связанных с разработкой инновационных технологий в геологоразведочной сфере.

Ц4 – Готовность выпускников к умению обосновывать и отстаивать собственные заключения и выводы в аудиториях разной степени междисциплинарной профессиональной подготовленности.

Ц5 – Готовность выпускников к самообучению и непрерывному профессиональному самосовершенствованию в условиях конкурентной среды, модернизации производства и глобализации экономики.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина «Компьютерные технологии» относится к дисциплинам В (вариативная часть).

Дисциплине «Компьютерные технологии» предшествует освоение дисциплин (ПРЕРЕКВИЗИТЫ):

С1.БМ2.1 – С1.БМ2.3	Математика1.1 – 3.1
С1.БМ2.7 – С1.БМ2.9	Физика1.1 – 3.1
С1.БМ2.4	Информатика1.1
С1.БМ1.4	Английский язык
С1.ВМ4.1.1	Профессиональная подготовка на английском языке
С1.БМ3.3	Начертательная геометрия и инженерная графика1.4
С1.ВМ4.12.1	Разведочная геофизика
С1.ВМ4.12.2	Бурение скважин

Содержание разделов дисциплины «Компьютерные технологии» согласовано с содержанием дисциплин, изучаемых параллельно (КОРЕКВИЗИТЫ):

С1.ВМ4.5	Основы геодезии и топографии
С1.ВМ4.15	Прикладная гидродинамика
С1.ВМ4.18	Прикладная теплофизика
С1.ВМ5.2.2	Электроразведка
С1.ВМ5.2.8	Электроразведка (спецкурс)
С1.ВМ5.2.9	Гравиразведка
С1.ВМ5.2.4	Магниторазведка
С1.ВМ5.2.7	Интерпретация гравитационных и магнитных аномалий
С1.ВМ5.2.6	Радиометрия и ядерная геофизика
С1.ВМ5.1.8	Интерпретация данных геофизических исследований скважин
С1.ВМ5.1.11	Комплексная интерпретация геофизических данных
С1.ВМ5.1.9	Геолого-геофизическое моделирование разрабатываемых залежей
С1.ВМ5.1.7	Теоретические основы обработки геофизической информации
С1.ВМ4.20	Математическое моделирование
С1.ВМ4.21	Геолого-технологические исследования нефтяных и газовых скважин

3. Результаты освоения дисциплины

В соответствии с требованиями ООП освоение дисциплины направлено на формирование у студентов следующих компетенций (результатов освоения ООП),  в т. ч. в соответствии с ФГОС ВО и профессиональными стандартами (табл.1):

Таблица 1

Составляющие результатов освоения ООП

Результаты освоения ООП	Компетенции по ФГОС, СУОС	Составляющие результатов освоения
Код	Владение опытом	Код	Умения	Код	Знания
Р1, Р3, Р4, Р6, Р8, Р9, Р11	ОК 2, 3, 7, 8, 9, 10, 11, 21, ПК-2-12, 17--28, 32-33	В1.15	работы на компьютере	У1.15	составлять алгоритмы и программы  решения задач; решать задачи с помощью базовых компьютерных программ и технологий	З1.15	понятие информации; общую характеристику процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации
В1.16	алгоритмического мышления при решении профессиональных задач	У1.16	составлять базы данных; представлять материалы в графическом виде	З1.16	технические и программные средства реализации информационных процессов; модели решения функциональных и вычислительных задач
В1.17	поиска и обмена информацией в глобальных и локальных компьютерных сетях	У1.17	функциональные возможности различных компьютерных систем	З1.17	алгоритмизацию и программирование; языки программирования высокого уровня
В3.2	Навыки взаимодействия в политкультурной и полиэтичной среде в рамках реализации процессов сотрудничества, ведения переговоров и разрешения конфликтов	У3.2	Планировать и осуществлять свою деятельность с учетом результатов  анализа	З3.2	Методов и приемов анализа профессиональных проблем для реализации деятельности
В4.13	построения чертежей на компьютере	У4.13	изображать предметы в проекциях и понимать объемное строение предмета по его проекциям	З4.13	методы инженерной графики при решении задач геологоразведки, геологического и геофизического картирования; основы автоматизации инженерных графических работ
В4.14	графического моделирования при геометризации недр	У4.14	свободно пользоваться компьютерными графическими редакторами при инженерно-графических работах	З4.14	комплексное использование инженерных пакетов для получения и оформления документации на основе компьютерных технологий
В4.15	работы с измерительными приборами различных систем	У4.15	определять координаты точек геологических объектов и наносить их на карты и планы	З4.15	основные понятия о форме и размерах Земли; системы координат, применяемые в топографических картах
В4.16	оборудования для геодезических работ	У4.16	использовать технологии спутниковой навигации на базе систем ГЛОНАСС и GPS	З4.16	методы ориентирования и определения местоположения объектов
В4.25	анализа качества используемой информации в геологической разведке	У4.25	использовать современные компьютерные технологии в профессиональной деятельности	З4.25	универсальные программы подготовки, обработки и представления информации; технологии ввода и вывода информации; современные технические средства вычислительной техники
В4.26	решения с помощью компьютерных технологий задач профессиональной сферы	У4.26	работать с пакетами MAPLE, MATLAB, MATCAD, МАТЕМАТИКА	З4.26	операционные системы, используемые в отрасли; базовые алгоритмы, форматы передачи цифровых данных в геологоразведке; инженерные системы численно-аналитических преобразований
В4.34	пользования техническими средствами при измерении параметров скважины	У4.34	разработать технологию безаварийного бурения скважин	З4.34	технологические процессы исследований и специальных работ в скважинах
В6.2	интерпретации геолого-геофизических данных	У6.2	проводить полную обработку данных полевой съемки	З6.2	основы методов обработки и интерпретации геофизической информации
В6.15	анализа комплексной геофизической информации	У6.16	сделать анализ комплексной геофизической информации для решения геологических задач и проектирования геофизических работ	З6.17	основные способы решения обратных задач; алгоритмы интерпретации ГИС; форму выдачи результатов интерпретации данных ГИС
В6.16	анализа геолого-промысловой информации на непротиворечивость и достоверность	У6.17	применять технологии анализа геолого-промысловой информации и данных ГИС для построения моделей залежей нефти и газа	З8.2	корреляционно-регрессионный, дисперсионный и факторный анализ в обработке и интерпретации и геофизических данных
В6.17	анализа геолого-геофизической информации и моделирования нефтегазовых залежей.	У8.1	оценить состояние первичной геофизической информации и определить состав и объем процедур предварительной обработки данных	З8.3	принципы расчета и анализа корреляционные функций геофизических полей
В8.1	анализа геолого-промысловой информации методами статистического анализа и моделирования с использованием данных литолого-фациального анализа и сейсмостратиграфии	У8.2	составить проект графа основной обработки геофизических данных, исходя из их структуры и геологических задач	З8.4	спектрального анализа геофизических сигналов; способы линейной фильтрации; расчета линейных фильтров
В8.2	получения аналитического выражения для фильтров, реализующих разделение полезных сигналов и помех	У8.3	выполнить спектральный анализ исходных геофизических полей и оценить параметры полезных сигналов и помех	З8.5	статистические способы в задачах выделения слабых сигналов, распознавания образов при комплексном анализе геофизических данных
В8.3	моделирования полезных сигналов	У8.4	выполнить статистический и корреляционно-регрессионный анализ исходных данных	З8.6	методы моделирования геоэлектрических разрезов
В8.4	сравнительного анализа геофизических данных на основе распознавания образов	У8.5	Выбрать способ эффективного  использования  бурового оборудования для решения конкретных геологоразведочных задач;	З8.7	основные этапы составления проектов на поиски, разведку и передачу в эксплуатацию месторождений полезных ископаемых с использованием буровых работ.
В8.7	анализа достоверности, полноты и качества информации, необходимой для контроля и управления технологическими процессами	У8.7	проводить технические расчеты, связанные с комплексом мероприятий по предупреждению и ликвидации аварийных ситуаций;	З8.11	геолого-технологические исследования в процессе бурения
В8.9	оперативного управления профилем скважин; технические средства и технологии для проведения комплекса работ по сооружению скважины в заданном направлении.	У8.11	анализировать результаты исследования скважин	З9.1	основные принципы геолого-математического моделирования; главные типы моделей;
В8.10	геолого-технологического  исследования в процессе бурения	У9.1	формулировать геофизические и геологические задачи в виде, пригодном для их решения математическими методами;	З9.2	разложение сейсмических сигналов с помощью интегральных преобразований
В9.1	составления математических моделей геологических объектов и процессов	У9.2	алгоритмически мыслить в области теории методов ГИС	З9.3	возможности  геофизических методов при решении конкретных геологических и технологических задач
В9.2	алгоритмического мышления в области теории методов геофизических исследований скважин	У9.3	проводить интерпретацию магнитных аномалий на основе моделирования петромагнитного разреза	З9.4	особенности применения математических моделей в различных областях геологии;
В9.3	выполнять наукоемкие разработки в области создания новых технологий геологической разведки, включая моделирование систем и процессов, автоматизацию научных исследований	У9.4	выбирать наиболее эффективные методы решения геологических задач	З9.5	методы математической обработки геофизической информации
В9.4	представления результатов работы, обоснования предложенных решений на высоком научно-техническом и профессиональном уровне	У9.5	быстро реализовывать научные достижения, использовать современный аппарат математического моделирования при решении прикладных научных задач	З9.6	физические основы и методики проведения геофизических методов теоретические, методические и алгоритмические основы создания новейших технологических процессов геологической разведки
В9.5	разработки и реализации программного обеспечения для исследовательских и проектных работ в области создания современных технологий геологической разведки	У9.6	обрабатывать полученные результаты, анализировать и осмысливать их с учетом имеющегося мирового опыта	З11.1	место специальности в общем производственном процессе
В9.6	способность  разработать новые методы использования компьютеров для обработки информации, в том числе в прикладных областях (ПК-29);	У11.1	оценивать степень сложности геологической и технологической задачи	З11.2	место специальной учебной дисциплины в комплексе наук о Земле, профессиональных и специальных дисциплин
В11.2	применения современных технологических комплексов в конкретных геологических и технических ситуациях	У11.3	оценивать экономическую и геологическую эффективность комплексов методов	З11.7	организацию процессов технологии геологоразведки; методы управления проектами и методы оценки конкурентоспособности потенциала предприятия на мировом, национальном и отраслевом уровнях
В11.4	методически правильного измерения физических величин и обработки измерительной информации	З11.9	аппаратурное и алгоритмическое обеспечение контроля разработки нефтяных и газовых залежей
В11.5	обеспечения единства и требуемой точности измерений в геологоразведке
В11.6	оценки экономической эффективности работ при решении различных геологических задач;
В11.7	принятия управленческих решений в профессиональной деятельности
В11.8	контроля качества результатов геофизических измерений

В результате освоения дисциплины «Компьютерные технологии» студентом должны быть достигнуты следующие результаты:

Таблица 2.

Планируемые результаты освоения дисциплины

№ п/п	Результат
РД1	Знать место учебной дисциплины «Компьютерные технологии» в комплексе профессиональных и специальных дисциплин, ее значение для повышения эффективности геологоразведочного дела, обеспечения минерально-сырьевой базы России.
РД2	Использовать знания, законы и технологии естественнонаучных, математических, социально-экономических наук в профессиональной деятельности.
РД3	Ориентироваться в потоке профессиональной и другой полезной в профессии информации, обобщать и излагать в форме рефератов и эссе опубликованные материалы.
РД4	Анализировать геолого-геофизические данные с использованием современных компьютерных технологий.
РД5	Выполнять собственные исследования,  формулировать их результаты, составлять отчеты по работам.
РД6	Самостоятельно учиться и непрерывно повышать  квалификацию в течение всего периода профессиональной деятельности.

4. Структура и содержание дисциплины

Разделение дисциплины на отчётливо выраженные разделы не предусмотрено. В рамках курса излагаются основные материалы по теории информации, базам данных, компьютерной графики, геоинформационных систем и прикладного программного обеспечения применительно к специфике геолого-геофизических исследований.

Лекция 1. Введение. Понятие информации. Пространственно распределённая информация. Свойства, особенности, методы манипулирования пространственными данными.

Лекция 2. Количество информации, скорость передачи информации и сообщения, аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование. Структура цифрового регистрирующего канала.

Лекция 3. Базы данных и их применение в геофизике.

Лабораторная работа 1. Создание опытной базы данных средствами MS ACCESS.

Лекция 4. Компьютерная графика и её применение в геофизике.

Лабораторная работа 2. Создание иллюстраций к отчёту средствами Corel Draw.

Лекция 5. ГИС и их применение в геофизике.

Лабораторная работа 3. Оцифровка сканированных данных.

Лабораторная работа 4. Создание ГИС-проекта.

Лабораторная работа 5. Пространственный анализ данных средствами ArcGis.

Лекция 6. Прикладное программное обеспечение, используемое при геолого-геофизических исследованиях.

Лабораторная работа 6. Построение планов изолиний физических полей средствами Golden Software Surfer.

Лекция 7 Использование вероятностно-статистических методов для анализа геолого-геофизических данных.

Лабораторная работа 7. Анализ физического поля средствами Golden Software Surfer.

Лекция 8. Примеры использования компьютерных технологий для решения геолого-геофизических задач.

Лабораторная работа 8. Анализ физического поля средствами Coscad 3D.

5. Организация самостоятельной работы студентов

Самостоятельная работа студентов при изучении дисциплины предусмотрена в видах и формах, приведенных в табл. 3.

Таблица 3

Основные виды и формы самостоятельной работы

Виды самостоятельной работы (оставить необходимое)	Объем времени, ч
Работа с лекционным материалом, поиск и обзор литературы и электронных источников информации по индивидуально заданной проблеме курса	10
Изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку	10
Поиск, анализ, структурирование и презентация  информации	5
Подготовка к лабораторным работам	31
Анализ научных публикаций по заранее определенной преподавателем теме	5
Подготовка к контрольной работе и экзамену	15

6. Оценка качества освоения дисциплины

Оценка качества освоения дисциплины в ходе текущей и промежуточной аттестации обучающихся осуществляется в соответствии с «Положением о промежуточной аттестации студентов Томского политехнического университета».

Максимальное количество баллов по дисциплине в семестре – 100 баллов, в т. ч.:

в рамках текущего контроля – 60 баллов, за промежуточную аттестацию (экзамен) – 40 баллов.

Оценка качества освоения дисциплины производится по результатам оценочных мероприятий.

Оценочные мероприятия текущего контроля по разделам и видам учебной деятельности приведены в Приложении «Календарный рейтинг-план изучения дисциплины». 

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

7.1 Методическое обеспечение

Основная литература:

, Геоинформационные системы и технологии. Учебник для вузов – Томск: Изд-во ТПУ, 2009. – 267 с. , , Сборник задач и упражнений по геоинформатике. – М.: Академия, 2009. – 512 с , , Геоинформатика в 2-х кн. Кн.1, – М.: Академия, 2008. 384 с.         Геоинформационные системы. Учеб. пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2003. – 70 с. , Цифровая модель геоэкологической карты в ГИС ArcGIS: Учебник  СПб.: Изд-во РГПУ им. , 2012. — 367 с. — ISBN 978-5-8064-1811-2 Национальный Стандарт Российской Федерации Гост Р 53579–2009 (ОТЧЕТ О ГЕОЛОГИЧЕСКОМ ИЗУЧЕНИИ НЕДР) Информатика: учебное пособие.–Дубна, 2006. , Геоинформационные системы и технологии: учебник для вузов.–М. 2011. , , Интерпретация геофизических материалов.–Тверь: Герс., 2011.

Дополнительная литература:

оделирование нашего мира (руководство ESRI по проектированию базы геоданных). –М.: МГУ, 2001. – 255 с. Базы данных. Учеб. пособие. - Томск: Изд. ТПУ, 2001. – 108 с. , , Базы данных. СПб.: КОРОНА принт, 2002.-672с. ArcGis 9. Руководство пользователя. ArcView GIS: Руководство пользователя. – М.: МГУ, 1998. – 365 с. Создание Государственных геологических карт на базе ГИС ИНТЕГРО. Методические рекомендации. Под ред. .–М., 2001. Оливье Дюбрул. Использование геостатистики для включения в геологическую модель сейсмических данных.–EAGE, 2002/ Fred Aminzadeh, Paul de Groot Neural Networks and Other Soft Computing Techniques with Applications in the Oil Industry (+CD).–EAGE, 2006. , Информативность сигналов на фоне помех.–R&C Dynemix, 2008. Менно Ян-Краак, Ферьян Ормелинг Визуализация геопространственных данных.–М.:Научный мир, 2009. сновы прикладной геостатистики.–EAGE, 2009. Zakrevsky K. E. Geological 3D Modelling.–EAGE, 2011.   Де Географические информационные системы. Основы. Пер. с англ. – М.: Дата+, 1999. – 490с.

7.2 Информационное обеспечение

Интернет-ресурсы:

Сайт ГИС-Ассоциации, http://gisa. ru/ Электронная библиотека ГАГУ, http://e-lib. gasu. ru/ Геоинформационные системы, http://www. dataplus. ru/ Академия САПР и ГИС, http://www. cadacademy. ru/ Нижегородские Географические Информационные Системы и технологии, http://www. gis. nnov. ru/ Информационный сервер объединённого научного совета по проблемам геоинформатики, http://www. scgis. ru/ Геоинформационные системы, http://www. gisok. spb. ru/ Санкт-Петербургский Университет, факультет географии и геоэкологии, http://www. geospb. ru/index. html Сайт компании “Навгеоком”, http://www. agp. ru/ Англо-русский толковый словарь по геоинформатике http://dataplus. ru/Dict Сервер GISCafe  http:// Сайт программного комплекса Coscad3D http://www. coscad3d. ru/ Сайт фирмы Golden Software (Surfer, Grapher, Didger и др.) http://www. /

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины

№ п/п	Наименование	Корпус, ауд., количество установок
1.	Компьютерный класс с мультимедийной аппаратурой для проведения лабораторных работ расчетного и аналитического характера	20 корпус, 416 ауд. 15 рабочих мест
2.	Лекционная аудитория с интерактивной доской	20 корпус, 422 ауд. 25 рабочих мест.
3.	Программное обеспечение, которое должно быть установлено на каждом компьютере: Windows (Vista или 7), Microsoft Office, Corel Draw, Mathcad, Matlab, Matematica, Maple, Surfer 9 или 10, ArcGis 9, Easy Trace, Coscad3D.	20 корпус, 408 ауд. Часть программных средств доступна в полном объёме (в том числе через VAP-сервер ТПУ). Часть не установлена (Mathcad, Matlab, Matematica, Maple, Coscad3D)

Базовая рабочая программа составлена на основе Общей характеристики ООП ТПУ по направлению подготовки специалистов 21.05.03 «Технология геологической разведки». 

Программа одобрена на заседании кафедры ГЕОФИЗИКИ

(протокол № 000 от 01.01.01 г.).

Автор         _________________________

Рецензент ___________________________

Дополнительные разделы, формируемые для рабочей программы на календарный учебный год

9. Образовательные технологии

При изучении дисциплины «Компьютерные технологии» следующие образовательные технологии

ФОО Методы	Лекции	Лабораторные работы	СРС	Курсовая работа
IT-методы	Х	Х	Х
Работа в команде	Х
Игра	Х
Методы проблемного обучения.	Х	Х	Х
Обучение на основе опыта	Х
Опережающая самостоятельная работа	Х
Проектный метод
Поисковый метод	Х
Исследовательский метод	Х	Х	Х
Иллюстративный метод	Х	Х	Х
Демонстрационный метод	Х	Х	Х

Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины реализуются следующие средства, способы и организационные мероприятия:

изучение теоретического материала дисциплины на лекциях с использованием компьютерных технологий; самостоятельное изучение теоретического материала дисциплины с использованием Internet-ресурсов, информационных баз, методических разработок, специальной учебной и научной литературы; закрепление теоретического материала при проведении лабораторных работ и выполнения курсовой работы с использованием проблемно-ориентированных, поисковых, творческих заданий.

10. Содержание самостоятельной работы по дисциплине

Темы индивидуальных заданий:

Структура программного комплекса Coscad 3D; Возможности статистических методов анализа данных, реализованных в программном комплексе Coscad 3D; Технологии комплексного анализа данных, реализованные в программном комплексе Coscad 3D; Программы для картопостроения; Способы (включая аппаратурное обеспечение) электронной фиксации координат точек геофизических наблюдений и дальнейшей обработки полученных данных; Обработка растровых изображений; Оформление отчётных материалов в соответствии с ГОСТ 53579–2009 «Отчёт о геологическом изучении недр»; Способы трансформации координат.

Темы, выносимые на самостоятельную проработку:

1. Иерархические СУБД

2. Виды географических информационных систем.

3. Векторизаторы

4. Информационно-аналитические системы.

Темы работ в структуре междисциплинарных проектов

Обрабатывающие системы для полевой геофизики. Обрабатывающие системы для ГИС.

11. Оценочные мероприятия

11.1 По дисциплине

Оценочные мероприятия (оставить необходимое)	Кол-во	Баллы	Результаты обучения по дисциплине (модулю), РД
Реферат	1	5	РД3,РД4, РД5
Защита отчета по лабораторной работе	15	30	РД1, РД2, РД3,
Контрольная работа	1	5	РД1,РД2, РД3
Защита ИДЗ	1	20	РД3,РД4, РД5, РД6
Экзамен	1	40	РД1. РД2, РД3, РД4, РД5
ИТОГО	100

Календарный рейтинг-план освоения дисциплины (модуля) представлен в приложении.

Программа одобрена на заседании кафедры ГЕОФИЗИКИ

(протокол № 000 от 01.01.01 г.).

Автор:

Доцент__________________________//

подпись

Рецензент:

Профессор каф. ГЕОФ__________________________/Немирович-/

подпись