Программа учебной дисциплины «Программные продукты в математическом моделировании» Направление подготовки: 131000 Нефтегазовое дело icon

Программа учебной дисциплины «Программные продукты в математическом моделировании» Направление подготовки: 131000 Нефтегазовое дело


Смотрите также:
Рабочая программа учебной дисциплины «культурология» Направление подготовки: 131000...
Программа междисциплинарного экзамена для поступающих в магистратуру по направлению подготовки...
Основная образовательная программа высшего профессионального образования Направление подготовки...
Рабочая программа дисциплины технико-экономический анализ направление ооп 131000 «Нефтегазовое...
Программа вступительного экзамена в магистратуру направление...
Рабочая программа дисциплины правоведение направление ооп 131000 нефтегазовое дело...
Основная образовательная программа высшего профессионального образования национального...
Рабочая программа учебной дисциплины ф тпу 1- 01/01 утверждаю...
Рабочая программа учебной дисциплины “Банковское дело” направление магистерской подготовки...
Программа учебной дисциплины «Теория разделения минералов» Направление подготовки: 130400 Горное...
Программа учебной дисциплины «обогащение полезных ископаемых» Направление подготовки: 130400...
Программа учебной дисциплины «обогащение полезных ископаемых» Направление подготовки: 130400...



Загрузка...
скачать


ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»





Согласовано

Утверждаю


___________________

Руководитель ООП по направлению 131000

проф. М.К. Рогачев


_______________________

Зав. кафедрой ИиКТ

доц. Маховиков А.Б.



^ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ


«Программные продукты в математическом моделировании»


Направление подготовки: 131000 Нефтегазовое дело


Профиль подготовки: -_____________бакалавр_______________


Составители:


Доцент каф. ИиКТ О.Г. Быкова


Доцент каф. ИиКТ А.Б. Маховиков


^ 2012

Программные продукты в математическом моделировании

1. Цели и задачи дисциплины:

Цель учебного курса «Программные продукты в математическом моделировании» заключается в освоении численных методов решения задач высшей алгебры, математического анализа, дифференциальных уравнений и математической физики и их реализации средствами табличного процессора Microsoft Excel и пакета математических расчетов MathCAD.

Задачи курса:

  • изучить методы численного решения задач и условия их применения;

  • научить студента использовать табличный процессор Microsoft Excel для получения численного решения;

  • научить студента использовать пакет математических расчетов MathCAD для получения численного решения.

^ 2. Место дисциплины в структуре ООП:

Программа дисциплины «Программные продукты в математическом моделировании» составлена в соответствии с требованиями к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки бакалавра согласно ФГОС–3 и относится к вариативной части математического и естественнонаучного цикла (Б. 2). Курс программные продукты в математическом моделировании может рассматриваться как продолжение курса информатики применительно к численному решению типичных задач, являющихся математическими моделями нефтяного пласта и различных технологических процессов нефтедобычи. Курс подготавливает студентов к решению сложных производственных задач. Программа дисциплины строится на предпосылке, что студенты владеют базовыми знаниями информатики и математики, полученными на первом курсе обучения. Знания, полученные при изучении курса, будут использованы студентом при изучении дисциплин «Механика сплошной среды», «Математические методы анализа процессов», «Компьютерное моделирование в нефтегазовом деле», «Физика нефтяного и газового пласта».

^ 3. Требования к результатам освоения дисциплины:

    Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

    обобщать, анализировать, воспринимать информацию, ставить цели и выбирать пути ее достижения (ОК-1); самостоятельно приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии (ПК-1); владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, работать с компьютером как средством управления информацией (ПК-4); использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2).

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать основные алгоритмы типовых численных методов решения математических задач и представлять как составляются математические модели прикладных задач.

Уметь: обосновывать применимость численного метода к решению данной задачи, применять математические методы для решения типовых профессиональных задач, ориентироваться в справочной математической литературе, приобретать новые математические знания, выполнять расчеты с использованием программных продуктов, анализировать результаты решения, проводить оценку погрешности вычислений.

Владеть: методами построения простейших математических моделей типовых профессиональных задач, методами анализа содержательной интерпретации полученных результатов.

^ 4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц.

Вид учебной работы

Всего часов

Семестры

III

IV







^ Аудиторные занятия (всего)

51

51










В том числе:

-

-

-

-

-

Лекции

17

17










Практические занятия (ПЗ)
















Семинары (С)
















Лабораторные работы (ЛР)

34

34










^ Самостоятельная работа (всего)

129













В том числе:

-

-

-

-

-

Курсовая работа







48







Расчетно-графические работы




36










Реферат




11










^ Другие виды самостоятельной работы
















Подготовка к лабораторным работам




34










Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
















Общая трудоемкость 180 час

5 зач. ед.




За-чет

Диф. зачет























^ 5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Содержание раздела

1.

Введение

Математические модели прикладных задач. Общие сведения о численных методах решения. Пакеты математических расчетов, их назначение

2.

Приближенное вычисление интегралов

Приближенное вычисление определенных интегралов методами трапеций и Симпсона.

3.

Задачи интерполяции и аппроксимации

Вычисление значений функции, заданных таблично по интерполяционному полиному Лагранжа. Аппроксимация функции методом наименьших квадратов

4.

Решение систем линейных алгебраических уравнений

Методы Гаусса, простой итерации, итерации Зейделя, прогонки.

5.

Решение нелинейных уравнений

Методы деления отрезка пополам, метод итерации, метод Ньютона.

6.

Решение систем нелинейных уравнений

Метод итерации, метод Ньютона.

7.

Решение обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка

Метод Эйлера

8.

Решение обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка. Задача Коши

Методы Эйлера, Рунге-Кутта

9.

Решение обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка. Краевая задача

Разностный метод решения краевой задачи.

10.

Решение дифференциальных уравнений в частных производных

Разностный метод решения уравнения Лапласа


^ 5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами


№ п/п

Наименование обеспе-чиваемых (последую-щих) дисциплин

№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1.

Механика сплошной среды










+

+







+

+

+

2.

Математические методы анализа процессов







+










+

+

+

+

3.

Компьютерное моделирование в нефтегазовом деле




+

+

+

+

+

+

+

+

+

4.

Физика нефтяного и газового пласта










+

+




+

+








^ 5.3. Разделы дисциплин и виды занятий


№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Лекц.

Практ.

зан.

Лаб.

зан.

Семин

СРС

Все-го

час.

1.

Введение

1













1

2.

Приближенное вычисление интегралов

1




4




4

9

3.

Задача интерполяции, аппроксимации

2




2




20

24

4.

Решение систем линейных алгебраических уравнений

2




4




4

10

5.

Решение нелинейных уравнений

2




4




4

10

6.

Решение систем нелинейных уравнений

1




2




2

5

7.

Решение обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка

1




2




20

23

8.

Решение обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка. Задача Коши

2




6




6

14

9.

Решение обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка. Краевая задача

2




6




6

14

10.

Решение дифференциальных уравнений в частных производных

3




4




4

11


^ 6. Лабораторный практикум


№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование лабораторных работ

Трудо-емкость

(час.)

1

2

Вычисление интеграла методами трапеций и Симпсона. Оценка погрешности.

2

2

2

Вычисление координат центра тяжести плоской фигуры.

2

3

3

Вычисление значения функции по формуле Симпсона.

2

4

4

Решение системы линейных алгебраических уравнений методами Гаусса, итерации.

4

5

4

Решение системы линейных алгебраических уравнений методами Зейделя, прогонки.

2

6.

5

Решение нелинейных уравнений. Метод деления отрезка пополам

2

7.

5

Решение нелинейных уравнений. Методы итерации, Ньютона

4

8.




Контрольная работа

2

10.

6

Решение систем нелинейных уравнений методами итерации и Ньютона.

2

11.

7

Решение обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка методом Эйлера.

2

12.

8

Решение обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка методом Эйлера. Задача Коши.

2

13.

8

Решение обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка методом Рунге-Кутта. Задача Коши.

2

14.

9

Решение обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка. Первая краевая задача.

2

15.

9

Решение обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка. Вторая краевая задача.

2

16.

10

Решение дифференциального уравнения в частных производных – однородного уравнения Лапласа

2

17




зачет

2


^ 7. Практические занятия (семинары)

№ п/п

№ раздела дисциплины

Тематика практических занятий (семинаров)

Трудо-емкость

(час.)

1.




^ Не предусмотрены




2.






















^ 8. Примерная тематика курсовых работ

Тема курсовой работы «Решение уравнения теплопроводности». Студентам предлагается выполнить численное решение уравнения теплопроводности при начальном и граничных условиях.

^ 9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература

  1. Вержбицкий В.М. Основы численных методов. 2-е изд, перераб. М.: Высшая школа, 2005.- 415 с.

  2. Григулецкий В.Г., Ященко З.В. Высшая математика для экономистов: уч. пособие для вузов. Ростов на Дону: Феникс, 2004.- 640 с.

  3. Волков Е.А. Численные методы: учебное пособие. 4-е изд., стер.- Спб: издательство «Лань», 2007.- 256 с.

  4. Калиткин Н.Н. Численные методы. М.: Наука, 1978.- 512 с.

  5. Басниев К.С., Кочина И.Н. и др. Подземная гидромеханика. М.-Ижевск: институт компьютерных исследований, 2006.- 361 с.

  6. Компьютер для студента. Самоучитель. 2-ое изд. /В.Н. Рычков, Ю.Н. Новиков, Д.Д. Солнышков. СПб: Питер, 2004.- 320 с.

  7. Рудикова Л.В. Microsoft Excel для студента. СПб.: БХВ-Петербург, 2005.- 368 с.

  8. Бидасюк Ю.М. Mathsoft MathCAD11 Cамоучитель М.: издательский дом «Вильямс», 2004  224 с.

  9. Половко А.М. MathCAD для студента. СПб: БХВ-Петербург, 2006.- 336 с.

  10. Беляев В.В., Журов Г.Н. Информатика. Аппроксимация методом наименьших квадратов: методические указания по выполнению курсовой работы. СПб, 2005.- 52 с.

  11. Демидович Б.П. Основы вычислительной математики. М.: Лань, 2009.- 317 с.

  12. Быкова О.Г. Информатика. Вычисления в Microsoft Excel. СПб. СПГГИ. 2008. 58 с.

  13. Быкова Е.В. Информатика. Основы работы в Excel. Методические указания. СПб. СПГГИ. 2006. 74 с.

  14. Быкова О.Г. Информатика. Работа в пакете MathCAD. Методические указания к лабораторным работам. СПб. СПГГИ. 2009.- 71 с.

  15. Быкова О.Г. Информатика. Приближенные методы вычислений. Методические указания к практическим и лабораторным работам. СПб. СПГГИ. 2009. 53 с.

  16. Быкова О.Г. Информатика. Решение нелинейных и дифференциальных уравнений. Методические указания к выполнению практических и лабораторных работ. СПб. СПГГИ. 2009. 70 с.

  17. Быкова О.Г. Информатика. Математические методы в процессах добычи нефти и газа: Методические указания по выполнению курсовой работы. СПб. СПГГИ. 2010. 39 с.


б) дополнительная литература

  1. Костомаров Д.П., Фаворский А.П. Вводные лекции по чисчленным методам. М.: Логос, 2004.- 412 с.

  2. Бронштейн И.Н., Семендяев Н.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. – все издания

  3. Самарский А.А. Лекции по теории разностных схем. М.: изд-во АН СССР, 1969.- 447 с.

  4. Бермант А.Ф. Краткий курс математического анализа для втузов – все издания.

  5. Булыгин В.Я. Гидромеханика нефтяного пласта. М.: Недра, 1974.- 232 с.

  6. Куправа Т.А. Excel: практическое руководство. СПб: Питер, 2004.- 382 с.

  7. Плис А.И., Сливина Н.А. MathCAD2000. Математический практикум для экономистов и инженеров: Учебное пособие. – М.: Финансы и статистика, 2000. - 656 с.

  8. Макаров Е.Г. Инженерные расчеты в MathCAD14. СПб: Питер, 2007.- 592 с.

  9. бахвалов Н.С. Численные методы дифференциальных уравнений. – М.: Высшая школа, 1989.- 216 с.

  10. Самарский А.А. Разностные методы решения задач газовой динамики М: Наука, 1981.- 320 с.

  11. Ивановский Р.И. Компьютерные технологии в науке и образовании.- СПб.- 2003.- 285 с.

в) программное обеспечение пакеты Microsoft Office, MathCAD

г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы___________________

^ 10. Материально-техническое обеспечение дисциплины: аудитории кафедры информатики, оснащенные компьютерами с соответствующими программными пакетами

11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:

Дисциплина «Программные продукты в математическом моделировании» является практическим курсом, назначение которого знакомство студентов с численными методами решения математических задач и их реализации в пакетах Microsoft Excel MathCAD. Для бакалавриата направления подготовки 131000 нефтегазовое дело курс «Программные продукты в математическом моделировании» включен в состав вариативной части математического и естественнонаучного цикла, целью которого является формирование у студента, прежде всего, математических компетенций. Поэтому в рамках курса приоритет отдается практическому владению вычислений средствами программных пакетов ряда типичных математических задач, являющихся математическими моделями физических и технических процессов.

Курс предполагает как аудиторную (лекции и лабораторные занятия), так и самостоятельную работу студентов. На лекциях излагаются основные методы численного решения задач и средства их реализации в программных пакетах.

Задача лабораторных занятий – освоение использования различных программных пакетов для численного решения задач. С этой целью материалы для лабораторных занятий включают в себя как вычислительные задачи, так и задачи, требующие некоторых преобразований для приведения их к стандартным формам, решаемым средствами пакетов.

Промежуточная оценка знаний студента производится по результатам выполнения заданий по отдельным темам, написания контрольных работ и выполнения расчетно-графических заданий. Итоговая оценка знаний студентов проводится на основе получения зачета.

азработчики:

каф. информатики и компьютерных доцент О.Г. Быкова

технологий СПГГИ(ТУ)

каф. информатики и компьютерных доцент А.Б. Маховиков

технологий СПГГИ(ТУ)

___________________ _________________ _____________________

(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)


Эксперты:

____________________ ___________________ _________________________

(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)


____________________ ___________________ _________________________

(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)





Скачать 188,63 Kb.
оставить комментарий
Дата25.10.2012
Размер188,63 Kb.
ТипПрограмма, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх