«ОСНОВНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА По направлению подготовки 010100 Математика Магистерская программа Вычислительная математика Квалификация (степень) выпускника – магистр Нормативный срок освоения программы – 2 года ...»
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ОСНОВНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА
По направлению подготовки
010100 Математика
Магистерская программа Вычислительная математика Квалификация (степень) выпускника – магистр Нормативный срок освоения программы – 2 года Форма обучения – очная
СОДЕРЖАНИЕ
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1.1. Основная образовательная программа магистратуры, реализуемая ФГАОУ ВПО «СКФУ» по направлению подготовки 010100.68 -МАТЕМАТИКА 1.2. Список нормативных документов для разработки ООП магистратуры по направлению подготовки 010100.68 - МАТЕМАТИКА 1.3. Общая характеристика основной образовательной программы высшего профессионального образования (магистратура), реализуемой в ФГБОУ ВПО «СГУ»1.3.1. Цель (миссия) ООП магистратуры 1.3.2. Срок освоения ООП магистратуры 1.3.3. Трудоемкость ООП магистратуры 1.4. Требования к абитуриенту
2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВЫПУСКНИКА
ООП МАГИСТРАТУРЫ ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ 010100.68 - МАТЕМАТИКА 2.1. Область профессиональной деятельности выпускника включает:2.2. Объекты профессиональной деятельности выпускника.
2.3. Виды профессиональной деятельности выпускника.
2.4. Задачи профессиональной деятельности выпускника 3. КОМПЕТЕНЦИИ ВЫПУСКНИКА ООП МАГИСТРАТУРЫ ПО НАПРАВЛЕНИЮ
ОСВОЕНИЯ
4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ООП МАГИСТРАТУРЫ ПО
НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ 010100.68 - МАТЕМАТИКА.4.1. Документы, регламентирующие содержание и организацию образовательного процесса при реализации ООП магистратуры по направлению подготовки 010100.68 МАТЕМАТИКА.
4.1.1 Календарный учебный график.
4.1.2 Учебный план подготовки магистра по направлению 010100.68 МАТЕМАТИКА.
4.1.3 Рабочие программы дисциплин (модулей) учебного плана.
4.1.4. Программы учебной и производственной практик 4.2. Нормативно-методическое обеспечение системы оценки качества освоения обучающимися ООП магистратуры 4.2.1. Текущий контроль успеваемости и промежуточная аттестация 4.2.2. Итоговая государственная аттестация выпускников ООП магистратуры
5. ФАКТИЧЕСКОЕ РЕСУРСНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ООП МАГИСТРАТУРЫ ПО
НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ 010100.68 - МАТЕМАТИКА6. ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДЫ УНИВЕРСИТЕТА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ РАЗВИТИЕ
ОБЩЕКУЛЬТУРНЫХ (СОЦИАЛЬНО-ЛИЧНОСТНЫХ) КОМПЕТЕНЦИЙ ВЫПУСКНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение Календарный учебный график и учебный план Приложение Аннотации рабочих программ дисциплин учебного плана Приложение Аннотация программы учебной практики Приложение Аннотация программы педагогической практики 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1.1. Основная образовательная программа магистратуры, реализуемая ФГАОУ ВПО «СКФУ» по направлению подготовки 010100.68 -Математика.Основная образовательная программа представляет собой систему документов, разработанную и утвержденную ФГАОУ ВПО «СКФУ» с учетом требований рынка труда на основе Федерального государственного образовательного стандарта по соответствующему направлению подготовки высшего профессионального образования (ФГОС ВПО), а также с учетом рекомендованной примерной основной образовательной программы.
ООП регламентирует цели, ожидаемые результаты, содержание, условия и технологии реализации образовательного процесса, оценку качества подготовки выпускника по данному направлению подготовки и включает в себя: учебный план, аннотации рабочих программ учебных курсов и другие материалы, обеспечивающие качество подготовки обучающихся, а также аннотации программы учебной и производственной практики, календарный учебный график и методические материалы, обеспечивающие реализацию соответствующей образовательной технологии.
1.2. Список нормативных документов для разработки ООП магистратуры по направлению подготовки 010100.68 - Математика.
Нормативную правовую базу разработки ООП магистратуры составляют:
- Федеральные законы Российской Федерации: «Об образовании» (от 10 июля 1992 г.
№3266-1) и «О высшем и послевузовском профессиональном образовании» (от 22 августа 1996 г. №125-ФЗ);
- Типовое положение об образовательном учреждении высшего профессионального образования (высшем учебном заведении), утвержденное постановлением Правительства Российской Федерации от 14 февраля 2008 г. №71 (далее – Типовое положение о вузе);
- Федеральный государственный образовательный стандарт по направлению подготовки 010100.68 - Математика высшего профессионального образования (магистратура), утвержденный приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от «14» января 2010г. №40;
- Нормативно-методические документы Минобрнауки России;
- Примерная основная образовательная программа (ПрООП ВПО) по направлению подготовки 010100.68 «Математика», утвержденная приказом Министерства образования и науки РФ от 14 января 2010 г. № 40 (носит рекомендательный характер);
- Устав ФГАОУ ВПО «СКФУ».
1.3. Общая характеристика основной образовательной программы высшего профессионального образования (магистратура), реализуемой в ФГАОУ ВПО «СКФУ»
1.3.1. Цель (миссия) ООП магистратуры состоит в подготовке высококвалифицированных специалистов, с широким кругозором знаний в области математики и ее приложений, с креативным стилем мышления, развитии личностных качеств, а также формировании общекультурных (универсальных) и профессиональных компетенций в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по данному направлению подготовки.
1.3.2. Срок освоения ООП магистратуры Срок освоения ООП по направлению 010100.68 - Математика в соответствии с ФГОС ВПО 2 года обучения.
1.3.3. Трудоемкость ООП магистартуры Трудоемкость освоения ООП за весь период обучения в соответствии с ФГОС ВПО по направлению 010100.68 - Математика составляет 120 зачетных единиц.
1.4. Требования к абитуриенту Абитуриент должен иметь документ государственного образца о высшем образовании или диплом бакалавра.
2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВЫПУСКНИКА ООП МАГИСТРАТУРЫ ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ 010100.68 «МАТЕМАТИКА»
2.1. Область профессиональной деятельности выпускника включает:– научно-исследовательскую деятельность в областях, использующих математические методы и компьютерные технологии;
- решение различных задач с использованием математического моделирования процессов и объектов и программного обеспечения;
- разработку эффективных методов решения задач естествознания, техники, экономики и управления;
- программно-информационное обеспечение научной, исследовательской, проектноконструкторской и эксплуатационно-управленческой деятельности;
- преподавание цикла математических дисциплин (в том числе информатики).
2.2. Объекты профессиональной деятельности выпускника.
Объектами профессиональной деятельности магистров являются:
понятия, гипотезы, теоремы, методы и математические модели, составляющие содержание фундаментальной и прикладной математики, механики и других естественных наук.
2.3. Виды профессиональной деятельности выпускника.
Видами профессиональной деятельности магистров являются:
- научно-исследовательская и научно-изыскательская;
- производственно-технологическая;
- преподавательская (в установленном порядке).
2.4. Задачи профессиональной деятельности выпускника В соответствии с ФГОС ВПО и ПрООП ВПО магистр по направлению подготовки 010100.68 - Математика должен решать следующие профессиональные задачи в соответствии с профильной направленностью ООП магистратуры и видами профессиональной деятельности:
научно-исследовательская и научно-изыскательская:
– применение методов математического и алгоритмического моделирования при изучении реальных процессов и объектов с целью нахождения эффективных решений общенаучных, организационных и прикладных задач широкого профиля;
– анализ и обобщение результатов научно-исследовательских работ в области математики с использованием современных достижений науки и техники, передового отечественного и зарубежного опыта;
– подготовка и проведение семинаров, конференций, симпозиумов; подготовка и редактирование научных публикаций;
производственно-технологическая:
– применение фундаментальных математических знаний и творческих навыков для быстрой адаптации к новым задачам, возникающим в процессе развития вычислительной техники и математических методов, к росту сложности математических алгоритмов и моделей, к необходимости быстрого принятия решений в новых ситуациях;
– использование современной вычислительной техники и программного обеспечения в соответствии с профилем ООП магистратуры;
– накопление, анализ и систематизация требуемой информации с использованием современных методов автоматизированного сбора и обработки информации;
– разработка нормативных методологических документов и участие в определении стратегии развития корпоративной сети;
организационно-управленческая деятельность:
– организация работы научно-исследовательских групп; применение научных достижений для прогнозирования результатов деятельности, количественной и качественной оценки последствий принимаемых решений;
преподавательская деятельность:
– чтение лекций, проведение семинаров и другие формы образовательного процесса в конкретной области математики (в соответствии с профилем ООП магистратуры).
3. КОМПЕТЕНЦИИ ВЫПУСКНИКА ООП МАГИСТРАТУРЫ ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ 010100.68 - МАТЕМАТИКА, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ЕЕ ОСВОЕНИЯ
В результате освоения данной ООП магистратуры выпускник должен обладать следующими компетенциями.Общекультурными компетенциями (ОК):
– способностью работать в междисциплинарной команде (ОК-1); способностью общаться со специалистами из других областей (ОК-2); активная социальная мобильность, способность работать в международной среде (ОК-3);
– углублнным знанием правовых и этических норм при оценке последствий своей профессиональной деятельности, при разработке и осуществлении социально значимых проектов (ОК-4);
– способностью порождать новые идеи (ОК-5);
– способностью работать самостоятельно, заботой о качестве, стремлением к успеху (ОК-6);
– навыками и умениями в организации научно-исследовательских и научнопроизводственных работ, в управлении научным коллективом (ОК-7);
– инициативностью и лидерством (ОК-8);
– способностью к организации и планированию (ОК-9);
– умением находить, анализировать и контекстно обрабатывать информацию, в том числе относящуюся к новым областям знаний, непосредственно не связанным со сферой профессиональной деятельности (ОК-10).
Профессиональными компетенциями (ПК) научно-исследовательская и научно-изыскательская деятельность:
– владение методами математического моделирования при анализе глобальных проблем на основе глубоких знаний фундаментальных математических дисциплин и компьютерных наук (ПК-1);
– владение методами математического и алгоритмического моделирования при анализе проблем естествознания (ПК-2);
– способность к интенсивной научно-исследовательской и научно- изыскательской деятельности (ПК-3);
– самостоятельный анализ физических аспектов в классических постановках математических задач (ПК-4);
– умение публично представить собственные новые научные результаты (ПК-5);
– самостоятельное построение целостной картины дисциплины (ПК-6);
производственно-технологическая деятельность:
– умение ориентироваться в современных алгоритмах компьютерной математики, совершенствовать, углублять и развивать математическую теорию, лежащую в их основе (ПК-7);
– собственное видение прикладного аспекта в строгих математических формулировках (ПК-8);
– способность к творческому применению, развитию и реализации математически сложных алгоритмов в современных программных комплексах (ПК-9);
организационно-управленческая деятельность:
– определение общих форм, закономерностей, инструментальных средств для групп дисциплин (ПК-10);
– владение методами математического и алгоритмического моделирования при анализе экономических и социальных процессов, задач бизнеса, финансовой и актуарной математики (ПК-11);
– способность различным образом представлять и адаптировать математические знания с учетом уровня аудитории (ПК-12);
– способность к управлению и руководству научной работой коллективов (ПК-13);
– умение формулировать в проблемно-задачной форме нематематические типы знания (в том числе гуманитарные) (ПК-14);
преподавательская деятельность:
– возможность преподавания физико-математических дисциплин и информатики в общеобразовательных учреждениях, образовательных учреждениях начального профессионального, среднего профессионального и высшего профессионального образования на основе полученного фундаментального образования и научного мировоззрения (ПК-15);
– умение извлекать актуальную научно-техническую информацию из электронных библиотек, реферативных журналов (ПК-16).
4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ООП МАГИСТРАТУРЫ ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ 010100.68 - МАТЕМАТИКА.
4.1. Документы, регламентирующие содержание и организацию образовательного процесса при реализации ООП магистратуры по направлению подготовки 010100. - Математика.
В соответствии с п.39 Типового положения о вузе и ФГОС ВПО магистратуры по направлению подготовки 010100.68 - Математика содержание и организация образовательного процесса при реализации данной ООП регламентируется учебным планом магистра с учетом его магистерской программы; годовым календарным учебным графиком;
рабочими программами учебных курсов; материалами, обеспечивающими качество подготовки и воспитания обучающихся; программами учебных и производственных практик, а также другими материалами.
4.1.1 Календарный учебный график.
Приложение 1.
4.1.2 Учебный план подготовки магистра по направлению 010100.68 - Математика.
Приложение 1.
4.1.3 Рабочие программы дисциплин (модулей) учебного плана.
Приложение 2.
4.1.4. Программы учебной и производственной практик.
В соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки 010100.68 -Математика раздел основной образовательной программы магистратуры «Практики и научноисследовательская работа» является обязательным и представляет собой вид учебных занятий, непосредственно ориентированных на профессионально-практическую подготовку обучающихся. Практики закрепляют знания и умения, приобретаемые обучающимися в результате освоения теоретических курсов, вырабатывают практические навыки и способствуют комплексному формированию общекультурных (универсальных) и профессиональных компетенций обучающихся.
При реализации ООП магистратуры по направлению 010100.68 -Математика предусмотрены следующие виды практик: научно-исследовательская, научнопроизводственная и педагогическая.
База научно-исследовательской практики:
«Центр коллективного пользования «Математическое моделирование и высокопроизводительные вычисления»» СКФУ (ЦКП ММиВВ).
Базы научно-производственной практики:
1. ГБО ДОД «КЦЭТК» (Краевой центр экологии, туризма и краеведения), номер договора ПП 012-12 от 7 февраля 2012 г., срок окончания договора 7.02.2017 г.
2. ГБОУ ДПО «Ставропольский краевой институт развития образования, повышения квалификации и переподготовки работников образования», номер договора ПП 097-11 от декабря 20112 г, срок окончания договора 7.02.2017 г.
3. Территориальный орган федеральной службы государственной статистики по СК, номер договора ПП 033-11 от 9 марта 2011 г., срок окончания договора 9.03.2021 г.
4. Ставропольский краевой комитет государственной статистики, номер договора 51от декабря 2004 г, срок окончания договора 27.12.2013 г.
Базы педагогической практики:
1. Университетская научно–методическая лаборатория «Инновационные технологии в преподавании математики».
2. МБОУ гимназия №25, МБОУ гимназия №30, МБОУ лицей №23, МБОУ лицей №5, МБОУ СОШ №2, МБОУ СОШ №6.
В Приложении 3 и в Приложении 4 приведены аннотации программ практик.
4.2. Нормативно-методическое обеспечение системы оценки качества освоения обучающимися ООП магистратуры В соответствии с ФГОС ВПО магистратуры по направлению подготовки 010100. – Математика и Типовым положением о вузе оценка качества освоения обучающимися основных образовательных программ включает текущий контроль успеваемости, промежуточную и итоговую государственную аттестацию обучающихся.
4.2.1. Текущий контроль успеваемости и промежуточная аттестация Нормативно-методическое обеспечение текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации обучающихся по ООП осуществляется в соответствии с Типовым положением о вузе.
Обучающиеся в ФГАОУ ВПО «СКФУ» при промежуточной аттестации сдают в течение учебного года не более 10 экзаменов и 12 зачетов. В указанное число не входят экзамены и зачеты по физической культуре и факультативным дисциплинам. За весь период обучения обязательным является выполнение курсовых работ по 2 и более дисциплинам. По всем практикам, включенным в учебный план, должен выставляться зачет с оценкой (отлично, хорошо, удовлетворительно).
4.2.2. Итоговая государственная аттестация выпускников ООП магистратуры Итоговая аттестация выпускника высшего учебного заведения является обязательной и осуществляется после освоения образовательной программы в полном объеме. Итоговая государственная аттестация включает защиту магистерской выпускной квалификационной работы и государственный экзамен, который введен по решению Ученого совета университета.
В Приложении 2 приведена аннотация к программе государственного экзамена.
5. ФАКТИЧЕСКОЕ РЕСУРСНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ООП МАГИСТРАТУРЫ ПО
НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ 010100.68 «МАТЕМАТИКА»Ресурсное обеспечение ООП магистратуры по направлению подготовки 010100. - Математика формируется на основе требований к условиям реализации основных образовательных программ магистратуры, определяемых ФГОС ВПО по данному направлению подготовки, с учетом рекомендаций ПООП.
Кадровое обеспечение основной образовательной программы по направлению 010100.68 - Математика, магистерские программы «Вычислительная математика», «Параллельные компьютерные технологии» соответствует требованиям ФГОС.
Общее количество преподавателей, имеющих ученые степени и ученые звания, составляет 100%; в том числе 17% докторов наук, профессоров, 83% кандидатов наук, доцентов. К образовательному процессу привлекаются работодатели: д-р физ.-мат. наук, профессор Толпаев Владимир Александрович, заведующий лабораторией подземной гидродинамики ОАО «СевКавНИПИГАЗ».
Материально-техническое обеспечение учебного процесса по направлению подготовки 010100.68 - Математика полностью соответствует требованиям ФГОС. Кафедры, ведущие подготовку по ООП, оснащены необходимым лабораторным оборудованием и оргтехникой в объеме, достаточном для обеспечения уровня подготовки в соответствии с ФГОС.
Компьютеризация обеспечивается компьютерными классами, объединенными в локальную сеть и оснащенными обучающимися и информационными программами, имеется выход в Интернет. Помещения, предназначенные для изучения профессиональных дисциплин, оснащены современным оборудованием и техническими средствами.
Каждый обучающийся имеет возможность доступа к современным информационным базам в соответствии с профилем подготовки кадров.
В библиотечном фонде рекомендуемая учебно-методическая литература имеется в достаточном количестве. Обеспеченность литературой 0,7. Обеспеченность учебнометодической литературой по Общенаучному циклу составляет по основной литературе 0,6, по дополнительной – 0,7; по Профессиональному циклу обеспеченность составляет – 0,5. Фонд дополнительной литературы включает: учебные пособия, справочные издания, научно-практическую литературу, задачники, периодические издания.
Библиотечный фонд ежегодно пополняется учебной литературой, издаваемой издательствами Московского государственного университета, «Высшая школа», «Наука», «Мир» и пр.
Специальность обеспечена предусмотренными государственным стандартом профессиональными журналами:
1. Вестник Московского университета. Серия 1. Математика. Механика. ISSN 0201 – 7385. Издательство Московского университета, 2000 – 2009.
2. Известия высших учебных заведений. Математика. ISSN 0021 – 3446. Издательство Казанского государственного университета им. В.И. Ульянова – Ленина, 2001 – 2009.
3. Известия высших учебных заведений. Северо – Кавказский регион. Естественные науки. ISSN 0321 – 3005. Издательство Южного федерального университета, 2004 – 2010.
4. Математический сборник. Российская академия наук. ISSN 0368 – 8666. Издательство «Наука», Москва, 2006 -2010.
5. Математические труды. ISSN 1560 – 750Х. Издательство Института математики, Новосибирск, 2006 – 2009.
6. Математическое моделирование. ISSN 0234 – 0879. Издательство «Наука», Москва, 2006 – 2009.
Учебный процесс направления 010100.68 – Математика достаточно обеспечен современным информационно-программным обеспечением.
На кафедрах высшей алгебры и геометрии, математического анализа в процессе обучения большое внимание уделяется использованию современных информационных технологий. Применение компьютеров в учебном процессе происходит по следующим направлениям:
- при изучении дисциплин и курсов (разработка и использование в учебном процессе электронных учебников, курсов лекций, презентаций);
- в целях контроля знаний (разработка и использование банков тестовых заданий по дисциплинам кафедры);
- при оформлении студенческих рефератов, курсовых и дипломных работ;
- при анализе итогов учебного процесса.
Магистры выпускающих кафедр имеют возможность на занятиях работать в Центре коллективного пользования Математического моделирования и высокопроизводительных вычислений, оснащенной современными ПЭВМ.
Компьютеризация учебного процесса по циклам основной образовательной программы обеспечивается пятью учебными классами персональных компьютеров. Общее количество компьютеров, используемых при подготовке специалистов по направлению 010100.68 Математика - 40. В учебном процессе используются более 100 (лицензионных и разработанных сотрудниками университета) компьютерных образовательных программнометодических комплексов и программ. В их числе операционная система Windows, NC, Unix, MS Visual C++, MS Visual Basic, Java, MS Access, Macromedia Flash, Adobe PhotoShop, Adobe Illustrator, Corel Draw, Page Maker.
В настоящее время сотрудники кафедр и студенты имеют доступ к международной информационной сети INTERNET. Это позволяет своевременно получать информацию из крупнейших научных центров России и мира. По всем дисциплинам применяется тестовый контроль знаний студентов с использованием ПЭВМ и соответствующих программ (AST). В целях эффективного усвоения учебного материала проводится компьютерное тестирование знаний для текущего контроля усвоения материала, для проверки остаточных знаний студентов, а также как одна из форм проведения зачетов, экзаменов. При этом используются как готовые программы - типа AST, так и разработки кафедры, которые позволяют проводить экспресс-анализ текущих знаний студентов на практических занятиях.
Преподавателями кафедр высшей алгебры и геометрии и математического анализа подготовлены и изданы следующие учебные пособия с грифами НМС УМО университетов РФ и монографии:
1.Малофей О.П. Наземные средства космической связи. Средства и комплексы космической связи РВСН. Грифы отраслевых министерств, агентств, служб, 2007.
2. Бондарь В.В. Математика. Методические рекомендации по изучению дисциплины: Учебное пособие. Ставрополь: СВИС РВ, Грифы отраслевых министерств, агентств, служб.-2008.
3. Лавриненко И.Н., Сахнюк П.А., Смирнов А.А.Теория рядов, дифференциальные уравнения, элементы теории операторов.- Ставрополь: Принт-сервис. Гриф УМО университетов РФ, 2009.
4. Роженко О.Д. Математическая статистика. Изд-во: СГУ, Ставрополь, 2009.
5. Бреслер Г.Р., Кучугурова Н.Д., Роженко О.Д. Математика. Элементы теории вероятностей. - Москва ООО «АБЛ Принт», 2006.
6. Червяков Н.И., Чернова М.В. Методы и алгоритмы модулярных вычислений для задач большой размерности. LAPLAMBERT Academic Publishing GmbH&KoKГ. Saarbrucken, Germany, 2011. 135 с.
7. Червяков Н.И., Лавриненко И.Н. Разработка математических методов моделирования модулярного нейропроцессора цифровой обработки сигналов. Germany, Саарбрюккен: LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG, 2012. – 184c.
Учебный процесс на математических кафедрах проходит с использованием современных средств вычислительной техники отображения и обработки информации по следующим направлениям:
• подготовка методических материалов по чтению лекций с использованием информационных технологий и использование их при выполнении курсовых и выпускных квалификационных работ;
• подготовка демонстрационных материалов с использованием мультимедийных систем;
• использование информационных технологий в учебном процессе;
• повышение квалификации преподавательских кадров по использованию информационных технологий.
В настоящее время кафедры математического анализа и высшей алгебры и геометрии предоставляют студентам и преподавателям возможность использовать в учебном процессе:
• доступ к открытым файловым серверам сети Internet для получения свободно распространяемых программных средств;
• удаленный доступ к базам данных, библиотечным каталогам и файлам электронных библиотек при подготовке учебных работ и проведении научных исследований;
• получение электронных периодических изданий по избранной тематике;
• участие в on-line'овых телеконференциях сети Internet через систему IRC • самостоятельное и контрольное тестирование;
• проведение расчетов с использование пакетов прикладных программ.
В институте естественных наук создана и включена в учебный процесс Проблемная научно-исследовательская лаборатория «Информационно-вычислительных технологий», которая содержит 8 компьютеров, объединенных в сеть и имеющих доступ к суперкомпьютеру. Компьютеры лаборатории имеют следующие параметры: процессор Intel (R) Core (TM) 2 Duo CPU E7400, 2.8 GHz, ОЗУ 1 Гб. СуперЭВМ включает в себя 2 вычислительных кластера:
1) вычислительный кластер под Windows, Blade корзина С3000, 4 материнские платы с 1м процессором (4 ядра/8 потоков) в каждой;
2) вычислительный кластер под Linux Blade корзина С3000, 4 материнские платы с 2-мя процессорами по (4 ядра/8 потоков) в каждой.
6. ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДЫ УНИВЕРСИТЕТА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ РАЗВИТИЕ ОБЩЕКУЛЬТУРНЫХ (СОЦИАЛЬНО-ЛИЧНОСТНЫХ) КОМПЕТЕНЦИЙ
ВЫПУСКНИКОВ
Документы, регулирующие воспитательную деятельность: «Устав Ставропольского государственного университета», «Воспитательная работа в Ставропольском государственном университете: концепция, технология реализации», Положения университета, Правила внутреннего распорядка студентов университета, Памятки первокурсникам, Бюллетени факультета и пр.Студенческие общественные организации: «Студенческий союз СГУ», «Профсоюзная организация студентов СГУ».
Внеучебная общекультурная работа на кафедрах математического анализа и высшей алгебры и геометрии организуется в соответствие с ежегодным планом работ, с учетом сложившихся традиций.
Традиции кафедр математического анализа и высшей алгебры и геометрии:
Учебно-методический семинар для студентов 1 курса, Неделя кафедры, Дни кафедры, посвященные профессиональным праздникам, внутри- и межфакультетские конференции, круглые столы, конкурсы творческих проектов.
Мероприятия кафедр по гражданско-патриотическому воспитанию.
Тематические конференции, посвященные вкладу российских физиков в развитие мировой науки и культуры; участие в городских, краевых и всероссийских мероприятиях (День города, День края, выборы в органы власти, День Победы, День народного единства, День защитника Отечества и др.), круглые столы, в рамках которых обсуждаются мировоззренческие проблемы современной отечественной науки, поднимаются актуальные вопросы гражданско-патриотического сознания молодого человека в поликультурном пространстве Северо-Кавказского региона.
Курсы
Э КК УУУУУУ Э ЭФК К К К К КК К
ПППППП Э ККПППППП Э В В В В В В Г Г ФК К К К К КК К
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГАОУ ВПО «СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
УЧЕБНЫЙ ПЛАН
КОМПЕТЕНЦИИ
Наименование дисцип-Э Обозначение ного знания История и методология математиПК - 8, 12, Иностранный язык Дисциплины по выбору студента Вычислительная математика Теория разностных схем и вариаОК - 5, 6 ПК - сеточные вычислительные модели Защита информации в распреде- ОК - 5, 6 ПК ленных вычислительных сетях 9, 10, Научно-исследовательская работа ОК - 1, 2, 3, 5, Параллельные компьютерные технологии Научно-исследовательская работа ОК - 1, 2, 3, 5, Научно-исследовательская прак- ОК - 1, 2, 3, 5, Научно-производственная прак- ОК - 1, 2, 3, 5, Итоговая государственная аттестация Государственный экзамен по проПК - 5, грамме магистратуры Выпускная квалификационная ра- ПК - 5, Директор института _ Проректор по учебной работеАННОТАЦИИ УЧЕБНЫХ ДИСЦИПЛИН
МАГИСТРАТУРА
Уровень образовательной программы: магистратура Направление подготовки: Математика Срок освоения ООП: 2 года М.1. Общенаучный цикл М.1.1.Базовая частьФИЛОСОФИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ НАУЧНОГО ЗНАНИЯ
Цели освоения учебной дисциплины:Знание сущности науки, тенденций и закономерностей ее современного развития.
Формирование представлений о современной философии науки, ее проблемах и основных направлениях.
Получение знания основ методологии и логики научного поиска, навыков применения их на практике в собственной исследовательской деятельности.
Осознание роли науки в жизни общества, влияния науки как на доминирующий в обществе стиль мышления, так и на сохранение в нем нравственных ценностей и норм.
Основные задачи учебной дисциплины: развитие навыков критического восприятия и оценки источников информации, умения логично формулировать, излагать и аргументировано отстаивать собственное видение проблем и способов их разрешения; овладение методологией научного исследования, приемами ведения научной дискуссии.
Место дисциплины: дисциплина изучается в _1 семестре Требования к результатам освоения дисциплины:
В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие компетенции:
Способность работать в междисциплинарной команде (ОК-1);
Способность общаться со специалистами из других областей (ОК-2);
Способность порождать новые идеи (ОК-5);
Навыки и умения в организации научно-исследовательских и научнопроизводственных работ, в управлении научным коллективом (ОК-7).
Содержание дисциплины: Наука, ее специфика и функции; концепции философии науки; философская реконструкция истории науки; современная наука и проблемы социального развития; структура научного познания, его формы; логика и методология научного познания; общенаучные методы исследования Общая трудоемкость освоения учебной дисциплины составляет: 4 зачетных единицы, _144_ часа.
КУРСЫ ЕСТЕСТВЕННОГО НАУЧНОГО СОДЕРЖАНИЯ
Цели освоения учебной дисциплины:Целями освоения дисциплины «Курсы естественно - научного содержания (Математические модели в физике)» являются:
– развитие навыков анализа и представления физической информации, используя научный метод исследований;
– формирование умений строить и применять для описания физических явлений математические модели;
Основные задачи учебной дисциплины: изучить типы знания, общие формы, закономерности и инструментальные средства естественнонаучных и гуманитарных наук.
научиться находить, анализировать и контекстно обрабатывать информацию из различных источников. Овладеть навыками представления знаний различных типов в проблено - задачной форме, методами математического и алгоритмического моделирования.
Место дисциплины: дисциплина изучается в 1_ семестре Требования к результатам освоения дисциплины:
В результате освоения данной дисциплины у студентов должны быть сформированы следующие компетенции:
общекультурные компетенции:
- способность работать в междисциплинарной команде (ОК - 1);
- способность общаться со специалистами из других областей (ОК - 2);
- углубленные знания правовых и этических норм при оценке последствий своей профессиональной деятельности, при разработке и осуществлении социально значимых проектов (ОК - 4);
- способность порождать новые идеи (ОК - 5);
- способность работать самостоятельно, заботой о качестве, стремлением к успеху (ОК - 6);
- способность к организации и планированию (ОК - 9);
- умение находить, анализировать и контекстно обрабатывать информацию, в том числе относящуюся к новым областям знаний, непосредственно не связанным со сферой профессиональной деятельности (ОК - 10).
профессиональные компетенции:
- владеть навыками математического моделирования при анализе глобальных проблем на основе глубоких знаний фундаментальных математических дисциплин и компьютерных наук (ПК - 1);
- владеть методами математического и алгоритмического моделирования при анализе проблем естествознания (ПК - 2);
- самостоятельное построение целостной картины дисциплины (ПК - 4);
- собственное видение прикладного аспекта в строгих математических формулировках (ПК - 8);
- определение общих форм, закономерностей, инструментальных средств для групп дисциплин (ПК - 10);
- способность различным образом представлять и адаптировать математические знания с учетом уровня аудитории (ПК - 12);
- умение формулировать в проблемно-задачной форме нематематические типы знаний (ПК - 14).
Содержание дисциплины: Введение. Элементарные математические модели. Моделирование как метод научного познания. Примеры моделей, получаемых из фундаментальных законов природы. Простейшие математические модели. Содержательные и формальные модели. Вариационные принципы и математические модели. Построение физических моделей. Пример иерархии моделей. Прямая и обратная задачи математического моделирования. Универсальность математических моделей. Некоторые модели простейших нелинейных объектов. Получение моделей из фундаментальных законов природы (Сохранение массы вещества). Получение моделей из фундаментальных законов природы (Сохранение энергии). Получение моделей из фундаментальных законов природы (Сохранение числа частиц). Совместное применение нескольких фундаментальных законов. Уравнения движения, вариационные принципы и законы сохранения в механике. Модели некоторых механических систем. Уравнение Больцмана и производные от него.
Общая трудоемкость освоения учебной дисциплины составляет: 6 зачетных единицы, 216 часов.
ИСТОРИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ МАТЕМАТИКИ
Цели освоения дисциплины:-выстраивание общего контекста математического мышления как культурной формы деятельности, определяемой как структурными особенностями математического знания, так и местом математики в системе наук;
-формирование математического мировоззрения как у специалистовисследователей широкого профиля, так и у ученых, ведущих преподавательскую деятельность;
-выявление органической взаимосвязи математических идей и теорий с естественными дисциплинами;
-формирование библиографического поиска, умению правильно цитировать источники;
-формирование умения вести диалог, умения вести диспут.
Основные задачи учебной дисциплины:
История и методология математики как учебная дисциплина выступает, с одной стороны, как часть истории науки, тесно связанная с философией, а с другой – как дисциплина, изучающая саму математику, рассматриваемую в историческом аспекте. Значимость ее сложно переоценить: ученыематематики во все века чувствовали необходимость и в истории математики, и в ее методологии для своего научного творчества. Математика ранее других наук возвысилась на ступень науки в настоящем смысле этого слова, ей присущ дедуктивный метод и история ее развития может быть по справедливости названа частью истории чистого мышления или истории развития человеческого духа, что в полной мере характеризуют место и роль истории математики как в обществе, так и в системе знаний, которым должен овладеть квалифицированный специалист-математик.
Место дисциплины: дисциплина изучается в 1 семестре.
Требования к результатам освоения дисциплины:
В результате изучения дисциплины «Истории и методологии» магистрант должен обладать следующими общекультурными и профессиональными компетенциями:
- способность осознать социальную значимость своей будущей профессии, обладать высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК-9);
-способность и готовность к письменной и устной коммуникации на родном языке (ОК-10);
-способность демонстрации общенаучных базовых знаний естественных наук, математики, понимание основных фактов, концепций, принципов теорий, связанных с математикой и прикладной математикой и информатикой (ПК-1);
-способность приобретать новые научные и профессиональные знания, используя современные образовательные и информационные технологии (ПК-2).
Содержание дисциплины: Предпосылки для возникновения математики.
Формирование математики как науки. Математика стран Ближнего Востока, Индии, Китая. Математика и математическое образование в средневековой Европе, первые математические машины. Появление переменных величин и создание аналитической геометрии. Дифференциальное и интегральное исчисления. Геометрия 19 века. Математика конца 19в. и начала 20в. История математики России. Математические школы России. Математика 20 века.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц, 216 часов.
М.1.2.Вариативная часть
ИНОСТРАННЫЙ ЯЗЫК
Целью освоения учебной дисциплины «Иностранный язык» является повышение исходного уровня владения иностранным языком, достигнутого на предыдущей ступени образования, и овладение студентами необходимым и достаточным уровнем коммуникативной и профессиональной компетенций для решения социально-коммуникативных задач в различных областях бытовой, культурной, профессиональной и научной деятельности при общении с зарубежными партнерами, а также для дальнейшего самообразования.Основные задачи учебной дисциплины:
повышение уровня учебной автономии способности к самообразованию;
развитие когнитивных и исследовательских умений;
развитие информационной культуры;
расширение кругозора и повышение общей культуры студентов;
развитие навыков чтения, понимания и перевода литературы по специальности с английского языка на русский;
развитие навыков устной речи на английском языке;
выработка умения аннотировать и реферировать прочитанный материал;
практическое владение системой английского языка и принципами его функционирования применительно к различным сферам речевой коммуникации, речевого воздействия;
ведение беседы по прочитанному или прослушанному тексту, правильно используя лексический и грамматический минимум;
Место дисциплины: дисциплина изучается в 1-2 семестре Требования к результатам освоения дисциплины:
В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие общекультурные и профессиональные компетенции:
способностью работать в междисциплинарной команде (ОК – 1);
способностью общаться со специалистами из других областей (ОК -2);
активной социальной мобильностью, способностью работать в международной среде (ОК – 3).
Содержание дисциплины: Основные понятия теории текста. Методика аннотирования и реферирования. Организация и проведение обсуждения научных докладов. Согласование времен в английском языке. Аналитическая обработка аутентичной литературы по специальности. Лексические и стилистические особенности языка деловой переписки.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц 62 практических часа, 154 часов самостоятельной работы.
ПЕДАГОГИКА И ПСИХОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ
Цели освоения учебной дисциплины: комплексная психологопедагогическая подготовка магистрантов к научно-педагогической деятельности в высшей школе; формирование общекультурных и профессиональных компетенций будущих специалистов, необходимых для профессиональной деятельности. Достижение поставленной цели обеспечивается через решение теоретических, практических и воспитательных задач.Основные задачи учебной дисциплины:
формирование знания основных достижений, проблем и тенденций развития педагогики высшей школы в России и за рубежом;
современных подходов к моделированию педагогической деятельности;
основ формирования психолого-педагогической культуры преподавателя высшей школы; психолого-педагогических основы процесса обучения и воспитания в вузе; специфики профессиональной деятельности в условиях высшей школы; основ формирования педагогического общения; основы педагогических технологий и возможности их применения в высшей школе;
формирование умения использовать в образовательном процессе знание фундаментальных основ, современных достижений, проблем и тенденций развития психологии и педагогики высшей школы; активизировать познавательную деятельность студентов в процессе обучения; использовать методы научных исследований и организации коллективной научно-исследовательской работы и формирования у студентов навыков самостоятельной работы, профессионального мышления и развития их творческих способностей;
использовать навыки организации продуктивной деятельности преподавателя и студентов;
формирование навыков и умений организации и осуществления педагогической деятельности в высшей школе; владения педагогического опыта; инновационными технологиями организации научно-исследовательской деятельности; психологическими методами общения.
Место дисциплины: дисциплина изучается в 2 семестре Требования к результатам освоения дисциплины:
В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие компетенции:
Общекультурные компетенции:
- способность работать самостоятельно, стремление к успеху (ОК-6);
- навыки и умения в организации научно-исследовательских работ в области педагогики и психологии, в управлении научным коллективом (ОКинициативность и лидерство (ОК-8);
- способность к организации и планированию (ОК-9);
- умение находить, анализировать и конкретно обрабатывать информацию в области психолого-педагогических знаний (ОК-10).
Профессиональные компетенции:
Научно-исследовательская и научно-изыскательная деятельность:
- способность к интенсивной научно-исследовательской деятельности в области психологии и педагогики (ПК-3);
- умение публично представить собственные новые научные результаты в области педагогики и психологии (ПК-5);
- самостоятельное построение целостной картины дисциплины «Педагогика и психология высшей школы (ПК-6).
Организационно-управленческая деятельность:
- умение формулировать в проблемно-задачной форме психологопедагогические знания (ПК-14).
Преподавательская деятельность:
- возможность преподавания физико-математических дисциплин и информатики в общеобразовательных учреждениях, образовательных учреждениях начального профессионального, среднего профессионального и высшего профессионального образования на основе полученного фундаментального образования и научного мировоззрения (ПК-15).
Содержание дисциплины: Методологические основы курса «Педагогика и психология высшей школы». Основы дидактики высшей школы. Инновационные психолого-педагогические технологии в высшей школе. Психологопедагогический анализ деятельности студентов и преподавателей. Организация воспитательной работы в вузе. Психологические аспекты руководства учебно-воспитательным процессом в вузе.
Общая трудоемкость освоения учебной дисциплины составляет: 4 зачетных единицы, _144 часа.
М.2. Профессиональный цикл М.2.1. Профильная (вариативная) часть Магистерская программа: Вычислительная математика
СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ МАТЕМАТИКИ
Цели освоения учебной дисциплины:углубление и расширение представлений о построении базовых математических дисциплин;
ознакомление с современными математическими методами и технологиями;
сравнение традиционных и перспективных технологий использования математического аппарата в различных областях исследований;
ознакомление с проблемными вопросами современной математики.
Основные задачи учебной дисциплины:
изучить основные направления развития фундаментальных математических дисциплин;
научиться находить, анализировать и обрабатывать информацию, относящуюся к новым областям знаний, с учтом е теоретической и прикладной значимости;
научиться пользоваться математическими методами и технологиями для решения прикладных задач;
научиться использовать традиционные и перспективные технологии применения математического аппарата в различных областях исследований;
овладеть методами математических исследования при анализе глобальных проблем на основе глубоких знаний фундаментальных математических дисциплин;
овладеть навыками математического и алгоритмического моделирования при проведении научно-изыскательских исследований в различных областях.
Место дисциплины: дисциплина изучается в 1 семестре Требования к результатам освоения дисциплины:
В результате изучения дисциплины «Современные проблемы математики» магистр должен обладать следующими общекультурными и профессиональными компетенциями:
способность работать в междисциплинарной команде (ОК-1);
способность общаться со специалистами из других областей (ОК-2);
способность порождать новые идеи (ОК-5);
способность работать самостоятельно, заботой о качестве, стремлением к успеху (ОК-6);
умение находить, анализировать и конкретно обрабатывать информацию, в том числе относящуюся к новым областям знаний (ОК-10);
владение методами математического моделирования при анализе глобальных проблем на основе глубоких знаний фундаментальных математических дисциплин и компьютерных наук (ПК-1);
владение методами математического и алгоритмического моделирования при анализе проблем естествознания (ПК-2);
самостоятельное построение целостной картины дисциплины (ПК-6);
способность различным образом представлять и адаптировать математические знания с учтом уровня аудитории (ПК-12);
возможность преподавания физико-математических дисциплин и информатики в общеобразовательных учреждениях, образовательных учреждениях начального профессионального и высшего профессионального образования на основе полученного фундаментального образования и научного мировоззрения (ПК-15).
Содержание дисциплины: Фундаментальные направления развития математики. Проблематика исследований в области алгебры и геометрии. Проблематика исследований в области анализа и вычислительной математики Общая трудоемкость освоения учебной дисциплины составляет: 3 зачетных единицы, 108 часов.
ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ АЛГЕБРЫ И МАТЕМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
Цели освоения учебной дисциплины: дать студентам фундаментальные знания о современных численных методах алгебры и математического анализа, а также способах их исследования в вычислительном эксперименте применительно к анализу и синтезу моделируемых систем.Основные задачи учебной дисциплины: студент должен знать о современных численных методах алгебры и математического анализа, о способах их исследования в вычислительном эксперименте, применять соответствующие алгоритмы в процессе разработки информационно-вычислительных систем, предназначенных для решения научно-исследовательских и прикладных задач.
Место дисциплины: дисциплина изучается в 1 семестре Требования к результатам освоения дисциплины:
В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие компетенции:
способность порождать новые идеи (ОК-5);
способность работать самостоятельно, забота о качестве, стремление к успеху (ОК-6);
умение ориентироваться в современных алгоритмах компьютерной математики, совершенствовать, углублять и развивать математическую теорию, лежащую в их основе (ПК-7);
определение общих форм, закономерностей, инструментальных средств для групп дисциплин (ПК-10);
Содержание дисциплины: Классы и происхождение задач матричного исчисления. Типы матриц. Прямые методы решения систем линейных алгебраических уравнений. Итерационные методы решения систем линейных алгебраических уравнений. Численные методы приближения функций. Численное интегрирование и дифференцирование. Численные методы решения нелинейных уравнений и систем уравнений. Численные методы решения задачи Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений. Численные методы определения экстремумов функций. Численные методы решения интегральных уравнений Общая трудоемкость освоения учебной дисциплины составляет: 3 зачетных единицы, 108 часов.
ТЕОРИЯ РАЗНОСТНЫХ СХЕМ И ВАРИАЦИОННО-РАЗНОСТНЫЕ,
ПРОЕКЦИОННО-СЕТОЧНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МОДЕЛИ
Цели освоения учебной дисциплины: дать студентам фундаментальные знания о разностных и вариационных методах, применяемых для решения задач математической физики, и способах их исследования в вычислительном эксперименте.Основные задачи учебной дисциплины: студент должен знать о разностных и вариационных методах, применяемых для решения задач математической физики, и способах их исследования в вычислительном эксперименте, квалифицированно применять соответствующие методы и алгоритмы для разработки информационно-вычислительных технологий применительно к решению научно-исследовательских задач.
Место дисциплины: дисциплина изучается в 2 семестре Требования к результатам освоения дисциплины:
В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие компетенции:
способность порождать новые идеи (ОК-5);
способность работать самостоятельно, забота о качестве, стремление к успеху (ОК-6);
умение ориентироваться в современных алгоритмах компьютерной математики, совершенствовать, углублять и развивать математическую теорию, лежащую в их основе (ПК-7);
определение общих форм, закономерностей, инструментальных средств для групп дисциплин (ПК-10);
Содержание дисциплины: Основы теории разностных схем. Вариационные методы в математической физике. Вариационно-разностные и проекционносеточные схемы.
Общая трудоемкость освоения учебной дисциплины составляет: 3 зачетных единицы, 108 часов.
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ И МОДЕЛИ В ЗАДАЧАХ
МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ
Цели освоения учебной дисциплины: дать студентам глубокие знания о вычислительных методах и моделях, применяемых для решения задач математической физики, и способах их исследования в вычислительном эксперименте.Основные задачи учебной дисциплины: студент должен знать о вычислительных методах и моделях, применяемых для решения задач математической физики, и способах их исследования в вычислительном эксперименте, квалифицированно применять соответствующие методы и алгоритмы для разработки информационно-вычислительных технологий применительно к решению научно-исследовательских задач.
Место дисциплины: дисциплина изучается в 2 семестре Требования к результатам освоения дисциплины:
В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие компетенции:
способность порождать новые идеи (ОК-5);
способность работать самостоятельно, забота о качестве, стремление к успеху (ОК-6);
самостоятельный анализ физических аспектов в классических постановках математических задач (ПК-4);
умение ориентироваться в современных алгоритмах компьютерной математики, совершенствовать, углублять и развивать математическую теорию, лежащую в их основе (ПК-7);
определение общих форм, закономерностей, инструментальных средств для групп дисциплин (ПК-10);
Содержание дисциплины: Методы решения стационарных задач математической физики. Методы решения нестационарных задач математической физики.
Общая трудоемкость освоения учебной дисциплины составляет: 3 зачетных единицы, 108 часов.
ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
Цели освоения учебной дисциплины: дать студентам фундаментальные знания о современных численных методах оптимизации и способах их исследования в вычислительном эксперименте.Основные задачи учебной дисциплины: студент должен знать о современных численных методах оптимизации и способах их исследования в вычислительном эксперименте, квалифицированно применять соответствующие методы и алгоритмы для разработки информационно-вычислительных технологий применительно к решению научно-исследовательских задач.
Место дисциплины: дисциплина изучается в 2 семестре Требования к результатам освоения дисциплины:
В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие компетенции:
способность порождать новые идеи (ОК-5);
способность работать самостоятельно, забота о качестве, стремление к успеху (ОК-6);
умение ориентироваться в современных алгоритмах компьютерной математики, совершенствовать, углублять и развивать математическую теорию, лежащую в их основе (ПК-7);
определение общих форм, закономерностей, инструментальных средств для групп дисциплин (ПК-10);
Содержание дисциплины: Численные методы оптимизации. Модели, методы и алгоритмы многокритериальной оптимизации. Методы и алгоритмы многокритериальной оптимизации в задачах управления.
Общая трудоемкость освоения учебной дисциплины составляет: 3 зачетных единицы, 108 часов.
ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
НА СУПЕРЭВМ
Цели освоения учебной дисциплины: ознакомить студентов с принципами построения параллельных вычислительных систем, математическими моделями параллельных алгоритмов и программ, методами анализа эффективности параллельных вычислений, примерами конкретных параллельных методов для решения типовых задач вычислительной математики.Основные задачи учебной дисциплины: ознакомить студентов с принципами построения параллельных вычислительных систем, математическими моделями параллельных алгоритмов и программ, методами анализа эффективности параллельных вычислений, примерами конкретных параллельных методов для решения типовых задач вычислительной математики, квалифицированно подходить к разработке информационно-вычислительных технологий и их применению к решению прикладных задач.
Место дисциплины: дисциплина изучается в 3 семестре Требования к результатам освоения дисциплины:
В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие компетенции:
способность порождать новые идеи (ОК-5);
способность работать самостоятельно, забота о качестве, стремление к успеху (ОК-6);
умение ориентироваться в современных алгоритмах компьютерной математики, совершенствовать, углублять и развивать математическую теорию, лежащую в их основе (ПК-7);
определение общих форм, закономерностей, инструментальных средств для групп дисциплин (ПК-10);
Содержание дисциплины: Архитектура параллельных вычислительных систем. Операционные системы: аспекты параллелизма. Параллельное программирование для многоядерных архитектур. Параллельное программирование для кластерных систем. Параллельные численные алгоритмы для решения типовых задач вычислительной математики.
Общая трудоемкость освоения учебной дисциплины составляет: 3 зачетных единицы, 108 часов.
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
Цели освоения учебной дисциплины: дать студентам глубокие теоретические и практические знания о методах компьютерного моделирования, способах организации и проведения вычислительного эксперимента на основе современных информационных технологий, применяемых для решения прикладных задач.Основные задачи учебной дисциплины: студент должен знать о методах компьютерного моделирования, способах организации и проведения вычислительного эксперимента на основе современных информационных технологий, применяемых для решения прикладных задач, квалифицированно подходить к разработке информационно-вычислительных технологий в научноисследовательских задачах, связанных с анализом и синтезом систем, получением и выбором оптимальных решений.
Место дисциплины: дисциплина изучается в 3 семестре Требования к результатам освоения дисциплины:
В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие компетенции:
способность порождать новые идеи (ОК-5);
способность работать самостоятельно, забота о качестве, стремление к успеху (ОК-6);
умение ориентироваться в современных алгоритмах компьютерной математики, совершенствовать, углублять и развивать математическую теорию, лежащую в их основе (ПК-7);
способность к творческому применению, развитию и реализации математически сложных алгоритмов в современных программных комплексах (ПК-9);
определение общих форм, закономерностей, инструментальных средств для групп дисциплин (ПК-10);
способность к управлению и руководству научной работой коллективов (ПК-13);
Содержание дисциплины: Основы построения и исследования математических моделей. Особенности математических вычислений, реализуемых на ЭВМ. Инструментальные средства программирования.Исследование моделей на устойчивость в вычислительном эксперименте на примере макроэкономической модели Харрорда. Исследование в вычислительном эксперименте экономических процессов на основе динамических моделей. Производственные модели Леонтьева. Компьютерные методы построения и анализа фазовых траекторий систем. Компьютерное моделирование поведения систем на основе алгебраических методов и геометрических представлений. Вычислительный эксперимент и компьютерное моделирование в анализе и синтезе управляемых систем.
Общая трудоемкость освоения учебной дисциплины составляет: 3 зачетных единицы, 108 часов.
М.2.2. Профильная (вариативная) часть Магистерская программа: Параллельные компьютерные технологии
СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ МАТЕМАТИКИ
Цели освоения учебной дисциплины:углубление и расширение представлений о построении базовых математических дисциплин;
ознакомление с современными математическими методами и технологиями;
сравнение традиционных и перспективных технологий использования математического аппарата в различных областях исследований;
ознакомление с проблемными вопросами современной математики.
Основные задачи учебной дисциплины:
изучить основные направления развития фундаментальных математических дисциплин;
получить представление о проблемах теоретического и практического характера, существующих в области математических исследований;
научиться находить, анализировать и обрабатывать информацию, относящуюся к новым областям знаний, с учтом е теоретической и прикладной значимости;
научиться пользоваться математическими методами и технологиями для решения прикладных задач;
научиться использовать традиционные и перспективные технологии применения математического аппарата в различных областях исследований;
овладеть методами математических исследования при анализе глобальных проблем на основе глубоких знаний фундаментальных математических дисциплин;
овладеть навыками математического и алгоритмического моделирования при проведении научно-изыскательских исследований в различных областях.
Место дисциплины: дисциплина изучается в 1 семестре Требования к результатам освоения дисциплины:
В результате изучения дисциплины «Современные проблемы математики» магистр должен обладать следующими общекультурными и профессиональными компетенциями:
способность работать в междисциплинарной команде (ОК-1);
способность общаться со специалистами из других областей (ОК-2);
способность порождать новые идеи (ОК-5);
способность работать самостоятельно, заботой о качестве, стремлением к успеху (ОК-6);
умение находить, анализировать и конкретно обрабатывать информацию, в том числе относящуюся к новым областям знаний (ОК-10);
владение методами математического моделирования при анализе глобальных проблем на основе глубоких знаний фундаментальных математических дисциплин и компьютерных наук (ПК-1);
владение методами математического и алгоритмического моделирования при анализе проблем естествознания (ПК-2);
самостоятельное построение целостной картины дисциплины (ПК-6);
способность различным образом представлять и адаптировать математические знания с учтом уровня аудитории (ПК-12);
возможность преподавания физико-математических дисциплин и информатики в общеобразовательных учреждениях, образовательных учреждениях начального профессионального и высшего профессионального образования на основе полученного фундаментального образования и научного мировоззрения (ПК-15).
Содержание дисциплины: Фундаментальные направления развития математики. Проблематика исследований в области алгебры и геометрии. Проблематика исследований в области анализа и вычислительной математики Общая трудоемкость освоения учебной дисциплины составляет: 3зачетных единицы, 108 часов.
КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ И СЕТИ ЭВМ
Цели освоения дисциплины изучение принципов построения компьютерных сетей, особенностей традиционных и перспективных технологий локальных и глобальных сетей, способов создания крупных составных сетей и управления ими;развитие современного профессионального мировоззрения и знакомство с передовыми технологиями обработки информации;
анализ и обобщение результатов научно-исследовательских работ в области вычислительных систем, сетей и телекоммуникаций с использованием современных достижений науки и техники, передового отечественного и зарубежного опыта;
применение фундаментальных математических знаний и творческих навыков для быстрой адаптации к новым задачам, возникающим в процессе развития вычислительной техники и математических методов, к росту сложности математических алгоритмов и моделей;
умение применять полученные знания при изучении данной дисциплины при написании магистерских диссертаций.
Основные задачи учебной дисциплины:
В настоящее время в компьютерных вычислительных системах стал актуален переход к непозиционным системам счисления, наиболее перспективной из которых является система остаточных классов (СОК), обладающая высоким уровнем естественного параллелизма при выполнении арифметических операций, высокой точностью, надежностью и способностью к самокоррекции. Последние исследования показали, что наиболее эффективно СОК реализуется в нейросетевых вычислительных системах. Для понимания функционирования параллельных вычислительных сетей необходимо иметь достаточные знания по фундаментальным вопросам компьютерных систем и сетей ЭВМ.
Программа курса «Компьютерные системы и сети ЭВМ» разработана с учетом обеспечения дисциплин «Параллельные вычислительные системы», «Теория нейронных сетей», «Модулярные нейрокомпьютерные технологии», «Защита информации в распределенных вычислительных сетях», а также научно-исследовательской работы магистрантов и основой для выполнения выпускной квалификационной работы (магистерской диссертации), предусмотренных учебным планом указанной магистерской программы. Материал курса излагается в такой последовательности, чтобы одни из разделов являлись основой для изучения других. Изучение дисциплины «Компьютерные системы и сети ЭВМ» основывается на знаниях студентами курсов бакалавриата «Дискретная математика и математическая логика», «Теория вероятностей, случайные процессы», «Основы вычислительной техники», «Основы информатики и теории информатики», «Алгоритмизация, программирование и методы трансляции».
Требования к результатам освоения дисциплины В рамках изучения дисциплины «Компьютерные системы и сети ЭВМ» у студента формируются следующие компетенции:
способность порождать новые идеи (ОК-5);
способность работать самостоятельно, заботой о качестве, стремлением к успеху (ОК-6);
способность к интенсивной научно-исследовательской и научноизыскательской деятельности (ПК-3);
самостоятельный анализ физических аспектов в классических постановках математических задач (ПК-4);
умение публично представить собственные новые научные результаты (ПК-5);
самостоятельное построение целостной картины дисциплины (ПК-6);
умение ориентироваться в современных алгоритмах компьютерной математики, совершенствовать, углублять и развивать математическую теорию, лежащую в их основе (ПК-7);
определение общих форм, закономерностей, инструментальных средств для групп дисциплин (ПК-10);
способность к управлению и руководству научной работой коллективов (ПК-13);
умение извлекать актуальную научно-техническую информацию из электронных библиотек, реферативных журналов (ПК-16).
Содержание дисциплины: Общие принципы построения вычислительных сетей. Основы передачи дискретных данных. Базовые технологии локальных сетей. Сетевой уровень как средство построения больших сетей. Глобальные сети. Средства анализа и управления сетями Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.
ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
Цели освоения учебной дисциплины: ознакомление студентов с базовыми знаниями о принципах построения параллельных вычислительных систем, элементной базой, программным обеспечением, особенностями традиционных и перспективных технологий параллельных вычислительных систем, изучение способов создания параллельных вычислительных систем.Основные задачи учебной дисциплины: В результате изучения дисциплины студент должен знать основные понятия о многоуровневой иерархической памяти и виды коммуникационных сред, уметь реализовывать основные этапы параллельного программирования для МРР систем, владеть принципами функционирования кластеров и массово параллельных систем различных производителей; ассоциативных и нейросетевых алгоритмов на массово параллельных системах.
Место дисциплины: дисциплина изучается во II семестре.
Требования к результатам освоения дисциплины: В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие компетенции:
- способность работать в междисциплинарной команде (ОК-1);
- способность порождать новые идеи (ОК-5);
- способностью работать самостоятельно, заботой о качестве, стремлением к успеху (ОК-6);
- умением находить, анализировать и в контексте обрабатывать информацию, в том числе относящуюся к новым областям знаний, непосредственно не связанным со сферой профессиональной деятельности (ОК-10);
- способностью к интенсивной научно-исследовательской и научноизыскательской деятельности (ПК-3);
- умением ориентироваться в современных алгоритмах компьютерной математики, совершенствовать, углублять и развивать математическую теорию, лежащую в их основе (ПК-7);
- способностью к творческому применению, развитию и реализации математически сложных алгоритмов в современных программных комплексах (ПКСодержание дисциплины: Организация когерентности многоуровневой иерархической памяти. Коммуникационные среды. Коммутаторы вычислительных систем. Системы совместно протекающих взаимодействующих процессов. Параллельное программирование для МРР систем. Транспьютеры – элементная база мультипроцессорных систем. Кластеры и массово параллельные системы различных производителей. Реализация ассоциативных и нейросетевых алгоритмов на массово параллельных системах.
Общая трудоемкость освоения учебной дисциплины составляет: 3 зачетных единицы, 108 часов.
ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ В СИСТЕМЕ ОСТАТОЧНЫХ КЛАССОВ (СОК)
Цели освоения учебной дисциплины: изучение математических основ представления целых, комплексных, гиперкомплексных чисел в СОК; построение основных алгоритмов выполнения модульных и немодульных операций; рассмотрение позиционных характеристик чисел и методов их вычисления, условий обнаружения, локализации и исправления ошибок модулярными кодами; исследование области применения СОК, перспектив развития данного направления; развитие современного профессионального мировоззрения и знакомство с передовыми технологиями обработки информации.Основные задачи учебной дисциплины: анализ и обобщение результатов научно-исследовательских работ в области модулярной арифметики с использованием современных достижений науки и техники, передового отечественного и зарубежного опыта; применение фундаментальных математических знаний и творческих навыков для быстрой адаптации к новым задачам, возникающим в процессе развития вычислительной техники и математических методов, к росту сложности математических алгоритмов и моделей; использование модулярного кодирования информации для решения теоретикочисловых задач, при нейросетевой обработке информации, в области цифровой обработки сигналов и в области защиты информации; умение применять полученные знания при изучении данной дисциплины при написании магистерских диссертаций путем модификации известных алгоритмов, улучшении их точностных и временных характеристик, разработки математических моделей для исследования отказоустойчивого функционирования модулярных нейрокомпьютеров, использования теоретических основ модулярной нейроматематики для решения прикладных задач в конечных кольцах и полях.
Место дисциплины: дисциплина изучается во 2 семестре.
Требования к результатам освоения дисциплины:
В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие компетенции:
способность порождать новые идеи (ОК-5);
способность работать самостоятельно, заботой о качестве, стремлением к успеху (ОК-6);
способность к интенсивной научно-исследовательской и научноизыскательской деятельности (ПК-3);
самостоятельный анализ физических аспектов в классических постановках математических задач (ПК-4);
умение публично представить собственные новые научные результаты (ПК-5);
самостоятельное построение целостной картины дисциплины (ПК-6);
умение ориентироваться в современных алгоритмах компьютерной математики, совершенствовать, углублять и развивать математическую теорию, лежащую в их основе (ПК-7);
определение общих форм, закономерностей, инструментальных средств для групп дисциплин (ПК-10);
способность к управлению и руководству научной работой коллективов (ПК-13);
умение извлекать актуальную научно-техническую информацию из электронных библиотек, реферативных журналов (ПК-16).
Содержание дисциплины: Теоретико-числовое обоснование построения системы остаточных классов в области целых чисел. Китайская теорема об остатках. Диапазоны представления чисел. Позиционные характеристики чисел, представленных в СОК. Модульные операции в СОК. Критерии выхода за границы диапазона при выполнении арифметических операций. Способы представления отрицательных чисел в СОК, действия с отрицательными числами. Немодульные операции в СОК. Методы преобразования из позиционной системы счисления в СОК и обратно. Расширение и сокращение диапазона представления чисел. Алгоритмы деления чисел в СОК. Определение знака числа. Сравнение чисел. Представление чисел в многоступенчатой СОК. Корректирующие свойства кодов СОК. Построение СОК в комплексной области. Квадратичная система СОК. Области применения модулярной арифметики.
Общая трудоемкость освоения учебной дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.
МОДУЛЯРНЫЕ НЕЙРОКОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Цели освоения учебной дисциплины:Целью освоения дисциплины «Модулярные нейрокомьпютерные технологии» является изучение нового направления развития архитектуры нейрокомпьютеров, функционирующих в системе остаточных классов.
Основные задачи учебной дисциплины:
описание структуры нейронной сети конечного кольца и алгоритмов ее функционирования;
описание архитектуры нейрокомпьютеров, функционирующих в системе остаточных классов;
рассмотрение задач, решаемых в конечных кольцах и полях нейроускорителями.
Место дисциплины: дисциплина изучается в 2 семестре Требования к результатам освоения дисциплины:
В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие компетенции:
общепрофессиональные компетенции:
владение методами математического моделирования при анализе глобальных проблем на основе глубоких знаний фундаментальных математических дисциплин и компьютерных наук (ПК-1);
владение методами математического и алгоритмического моделирования при анализе проблем естествознания (ПК-2);
способность к интенсивной научно-исследовательской и научноизыскательской деятельности (ПК-3);
умение ориентироваться в современных алгоритмах компьютерной математики, совершенствовать, углублять и развивать математическую теорию, лежащую в их основе (ПК-7);
способность к творческому применению, развитию и реализации математически сложных алгоритмов в современных программных комплексах (ПК-9).
Содержание дисциплины: Нейронные сети конечного кольца. Архитектура нейрокомпьютеров, функционирующих в системе остаточных классов. Использование корректирующих свойств кодов системы остаточных классов и нейронных сетей для повышения надежности нейрокомпьютера. Обеспечение отказоустойчивости нейрокомпьютера, функционирующего в системе остаточных классов, путем перераспределения обрабатываемых им данных.
Сопряжение компьютера с нейроускорителем в режиме сопроцессора. Примеры задач, решаемых в конечных кольцах и полях нейроускорителями.
Общая трудоемкость освоения учебной дисциплины составляет: 3 зачетных единицы, 108 часов.
ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ В РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ
Цели освоения учебной дисциплины:получение базовых знаний по вопросам защиты информации в распределенных вычислительных сетях;
знакомство с основными методами и моделями криптографической защиты информации, в частности с алгоритмами распределенной криптографии;
приобретение навыков работы с математическими моделями криптографических алгоритмов.
Основные задачи учебной дисциплины:
изучение основных понятий безопасности информации, базовых алгоритмов криптографической защиты информации и специфики их применения в распределенных вычислительных сетях;
освоение методов решения основных задач обеспечения информационной безопасности в компьютерных сетях;
развитие навыков использования математических методов для разработки и анализа систем защиты информации Место дисциплины: дисциплина изучается в 3 семестре Требования к результатам освоения дисциплины:
В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие компетенции:
умение находить, анализировать и контекстно обрабатывать информацию, в том числе относящуюся к новым областям знаний, непосредственно не связанным со сферой профессиональной деятельности (ОК-10);
владение методами математического моделирования при анализе глобальных проблем на основе глубоких знаний фундаментальных математических дисциплин и компьютерных наук (ПК-1);
умение ориентироваться в современных алгоритмах компьютерной математики, совершенствовать, углублять и развивать математическую теорию, лежащую в их основе (ПК-7);
способность к творческому применению, развитию и реализации математически сложных алгоритмов в современных программных комплексах (ПК-9).
Содержание дисциплины: Основы обеспечения безопасности и защиты информации. Основные понятия криптографии. Симметричные и асимметричные системы шифрования. Аутентификация пользователей и сообщений.
Протоколы распределения ключей.
Общая трудоемкость освоения учебной дисциплины составляет: 3 зачетных единиц, 108 часов.
ТЕОРИЯ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ
Цели освоения учебной дисциплины:Целями освоения дисциплины являются:
закрепление и развитие современного профессионального мировоззрения и использование нейронных сетей для обработки информации;
обучение методам и алгоритмам представления и обработки данных в искусственных нейронных сетях.
Основные задачи учебной дисциплины:
дать практические навыки по использованию инструментальных средств для эмуляции сложных динамических процессов обучения нейросетевых структур;
овладение методами проектирования и разработки модулей информационных систем, использующих технологии нейросетевой обработки информации.
Место дисциплины: дисциплина изучается в 3 семестре Требования к результатам освоения дисциплины:
В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие компетенции:
общепрофессиональные компетенции:
владение методами математического моделирования при анализе глобальных проблем на основе глубоких знаний фундаментальных математических дисциплин и компьютерных наук (ПК-1);
владение методами математического и алгоритмического моделирования при анализе проблем естествознания (ПК-2);
способность к интенсивной научно-исследовательской и научноизыскательской деятельности (ПК-3);
умение ориентироваться в современных алгоритмах компьютерной математики, совершенствовать, углублять и развивать математическую теорию, лежащую в их основе (ПК-7);
способность к творческому применению, развитию и реализации математически сложных алгоритмов в современных программных комплексах (ПК-9).
Содержание дисциплины: Основные парадигмы нейрокомпьютинга. Однонаправленные многослойные сети сигмоидального типа. Радиальные нейронные сети. Рекуррентные сети как ассоциативные запоминающие устройства. Рекуррентные нейронные сети на базе персептрона. Нейронные сети с самоорганизацией.
Общая трудоемкость освоения учебной дисциплины составляет: 3 зачетных единицы, 108 часов.
М.3. Практики и научно-исследовательская работа М.3.1. Научно-исследовательская работа Цели научно-исследовательская работы: формирование общекультурных и профессиональных компетенций в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и ООП по направлению 010100-«Математика» в части научноисследовательской работы.
Основные задачи научно-исследовательская работы: планирование научно-исследовательской работы, выбор и обоснование актуальности темы научного исследования (магистерской диссертации); проведение научноисследовательской работы в рамках темы магистерской диссертации на базе научных подразделений (лабораторий, центров и др.) предприятий или учреждений, в которых проходит практика; систематизация и анализ результатов научно-исследовательской работы, их публикация; защита выполненной работы.
Место научно-исследовательская работы: научно-исследовательская работа проводится в 1,2,3 семестре.
Требования к результатам научно-исследовательской работы:
В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие компетенции: способность работать в междисциплинарной команде (ОК-1); способность общаться со специалистами из других областей (ОК-2); активная социальная мобильность, способность работать в международной среде (ОК-3); способность порождать новые идеи (ОК-5);
способность работать самостоятельно, забота о качестве, стремление к успеху (ОК-6); навыки и умения в организации научно-исследовательских и научно-производственных работ, в управлении научным коллективом (ОК-7);
инициативность и лидерство (ОК-8); способность к организации и планированию (ОК-9); умение находить, анализировать и контекстно обрабатывать информацию, в том числе относящуюся к новым областям знаний, непосредственно не связанным со сферой профессиональной деятельности (ОК-10);
владение методами математического моделирования при анализе глобальных проблем на основе глубоких знаний фундаментальных математических дисциплин и компьютерных наук (ПК-1); способность к интенсивной научноисследовательской и научно-изыскательской деятельности (ПК-3);
Содержание научно-исследовательской работы: Изучение объекта, предмета и методов научных исследований, которые должны составить содержание научной работы студента магистратуры в рамках подготовки магистерской диссертации, на основе лекций, практических занятий и самостоятельной работы, выполняемых на научном семинаре, а также самостоятельного изучения научной литературы, в том числе зарубежной, и электронных средств сети Internet. Выбор темы научных исследований, составление плана научной работы. Самостоятельная научная работа, связанная с разработкой новых методов, алгоритмов и математических моделей объектов предметной области, применением современных вычислительных технологий, постановки и реализации соответствующих вычислительных экспериментов. Обсуждение промежуточных результатов исследований в рамках научноисследовательского семинара. Защита результатов исследований, участие с докладами на научных конференциях, публикация результатов исследований.
Подготовка и оформление магистерской диссертации.
Общая трудоемкость освоения учебной дисциплины составляет 19 зачетных единиц, 684 часа.
М.4. Итоговая государственная аттестация Цели итоговой государственной аттестации: установление соответствия уровня профессиональной подготовки выпускников требованиям ФГОС ВПО по направлению 010100-«Математика», выявление профессиональных компетенций выпускника в соответствии с ФГОС ВПО.
Основные задачи итоговой государственной аттестации:
Итоговая государственная аттестация включает в себя защиту выпускной квалификационной работы, а также государственный экзамен, устанавливаемый по решению ученого совета вуза.
Основная задача государственного экзамена состоит в выявлении общекультурных и профессиональных компетенций выпускника по направлению подготовки 010100 - «Математика» в соответствии с ФГОС ВПО, полученных им в процессе обучения в магистратуре. Экзаменующийся должен показать необходимый объем знаний по дисциплинам согласно государственному стандарту и продемонстрировать наличие компетенций.
Основная задача подготовки и защиты выпускной квалификационной работы (магистерской диссертации) студентом магистратуры состоит в том, чтобы продемонстрировать свою способность и умение, опираясь на полученные углубленные знания, умения и сформированные общекультурные и профессиональные компетенции, самостоятельно решать на современном уровне задачи своей профессиональной деятельности, профессионально излагать специальную информацию, научно аргументировать и защищать свою точку зрения.
Место итоговой государственной аттестации: итоговая государственная аттестация проводится в 4 семестре.
Требования к результатам итоговой государственной аттестации:
В процессе итоговой государственной аттестации студент демонстрирует следующие компетенции: возможность самостоятельного построения целостной картины дисциплины (ПК-6); умение публично представить собственные новые научные результаты (ПК-5).
Содержание итоговой государственной аттестации: государственный экзамен по математике и защита выпускной квалификационной работы.
Государственный экзамен проводится по дисциплинам профессионального цикла, составляющих содержание одной из магистерских программ:
«Вычислительная математика» или «Параллельные компьютерные технологии». По магистерской программе «Вычислительная математика» программой государственного экзамена предусматриваются вопросы по следующим дисциплинам: численные методы алгебры и математического анализа; теория разностных схем, вариационно-разностные и проекционно-сеточные вычислительные модели; вычислительные методы в задачах математической физики; численные методы оптимизации; компьютерное моделирование и вычислительный эксперимент; параллельные вычислительные технологии на Супер-ЭВМ. По магистерской программе «Параллельные компьютерные технологии» программой государственного экзамена предусматриваются вопросы по следующим дисциплинам: специальные главы алгебры и теории чисел;
обработка информации в системе остаточных классов; модулярные нейрокомпьютерные технологии; теория нейронных сетей; компьютерные системы и сети ЭВМ; параллельные вычислительные системы; защита информации в распределительных вычислительных сетях.
Магистерская программа «Вычислительная математика»
1. Прямые методы решения систем линейных алгебраических уравнений.
2. Обусловленность систем линейных алгебраических уравнений.
3. Итерационные методы решения систем линейных алгебраических уравнений.
4. Равномерное приближение функций многочленами.
5. Численное дифференцирование.
6. Численное интегрирование.
7. Численные методы решения нелинейных уравнений.
8. Численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ) первого порядка.
9. Методы приближенного решения краевых задач для ОДУ второго порядка.
10. Методы минимизации функций одной переменной.
11. Численные методы решения интегральных уравнений.
12. Основные понятия и определения теории разностных схем.
13. Метод конечных разностей в задаче Дирихле для одномерного уравнения Пуассона.
14. Конечно-разностная вычислительная схема уравнения теплопроводности.
15. Конечно-разностная вычислительная схема для уравнения колебаний.
16. Метод Ритца: Выбор базисных функций в методе Ритца:
17. Метод конечных элементов.
18. Вариационно-разностная вычислительная схема краевой задачи для ОДУ.
19. Вариационно-разностная схема для одномерного уравнения диффузии.
20. Построение базисных функций для решения многомерных задач.
21. Вариационно-разностная схема для эллиптического уравнения.
22. Простейший итерационный метод.
23. Чебышевский итерационный метод.
24. Метод сопряженных градиентов.
25. Методы решения уравнений гиперболического типа.
26. Уравнение переноса.
27. Метод расщепления.
28. Основные понятия теории оптимизации.
29. Градиентный метод безусловной минимизации функции многих переменных.
30. Метод условного градиента минимизации функции многих переменных.
31. Методы многокритериальной оптимизации.
32. Особенности математических вычислений, реализуемых на ЭВМ.
33. Исследование моделей на устойчивость в вычислительном эксперименте.
34. Компьютерные методы построения и анализа фазовых траекторий систем.
35. Компьютерное моделирование поведения систем на основе алгебраических методов и геометрических представлений.
36. Архитектура параллельных вычислительных систем.
37. Операционные системы: аспекты параллелизма.
38. Параллельное программирование для многоядерных архитектур.
39. Параллельное программирование для кластерных систем.
Магистерская программа «Параллельные компьютерные технологии»
Эквивалентные определения групп. Примеры групп.
Разложение группы в смежные классы и в классы сопряженных элементов.
4. Нормальные делители. Фактор-группы. Гомоморфизм групп.
5. Конечные абелевы группы.
6. Кольца и подкольца.
7. Делимость в кольцах.
8. Идеалы. Кольца главных идеалов. Евклидовы кольца.
9. Гомоморфизм колец. Фактор кольцо.
10. Поля и подполя.
11. Конечные поля.
12. Построение системы остаточных классов в области целых чисел (СОК).
Китайская теорема об остатках и ее роль в представлении числа в СОК.
13. Модульные операции в СОК.
14. Способы введения отрицательных чисел в системе остаточных классов.
Правила сложения и умножения чисел разных знаков в СОК.
15. Методы преобразования позиционных кодов в код системы остаточных классов.
16. Сравнительный анализ методов перевода чисел из СОК в позиционную систему счисления.
17. Позиционные характеристики модулярного кода.
18. Операция расширения системы оснований и ее роль в организации деления чисел.
19. Сравнение чисел в СОК и определение знака числа.
20. Оценка корректирующих способностей кодов СОК 21. Построение системы остаточных классов в комплексной области.
22. Отображение архитектуры нейронной сети на арифметическую структуру вычислений в СОК.
23. Обеспечение отказоустойчивости нейрокомпьютера, функционирующего в системе остаточных классов.
24. Разработка нейрокомпьютера, функционирующего в системе остаточных классов, с реконфигурируемой структурой и оценка его надежности.
25. Однонаправленные многослойные сети сигмоидального типа.
26. Проблемы практического использования искусственных нейронных сетей. Рекуррентные сети как ассоциативные запоминающие устройства.
27. Сети с самоорганизацией на основе конкуренции 28. Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям.
Смысл основных характеристик сети.
29. Передача информации, количественная мера, кодирование.
30. Сигналы, их спектральный анализ.
31. Технология локальных сетей, их стандартизация, виды сетей.
32. Построение локальных сетей, технические средства, оборудование.
33. Организация когерентности многоуровневой иерархической памяти.