2

Рабочая программа составлена на основании рабочего учебного плана, утвержденного

Ученым советом ЮРГПУ(НПИ) протоколом № от г.

Рабочую программу составила к. т. н., ГОЛОВАНОВ А.А.

(ученое звание, степень, должность, фамилия, инициалы)

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «Мехатроника и

гидропневмоавтоматика».(МиГПА)»

« 02 » апреля 2015 г. Протокол № 9 .

Зав. кафедрой МиГПА / Шошиашвили М.Э. /

(подпись, фамилия, инициалы)

3

. СОДЕРЖАНИЕ

1. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) В СТРУКТУРЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ

ПРОГРАММЫ ......................................................................................................................................

2. ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ (МОДУЛЮ) .................

3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) С РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ПО СЕМЕСТРАМ ................

4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИН (МОДУЛЯ).................................................................................

5. ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ, ТЕКУЩЕЙ

АТТЕСТАЦИИ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ...............................................................

6. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) ..............

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

(МОДУЛЯ) ............................................................................................................................................

4

МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) В СТРУКТУРЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ

ПРОГРАММЫ

Дисциплина «Математическое моделирование технологических систем, операций и

процессов» относится к дисциплинам по выбору вариативной части блока Б1 (базовая часть)

учебного плана.

Цель преподавания дисциплины – является изучение методов построения и анализа

моделей систем, методов планирования машинных экспериментов. Обучаемые получают

основы современных методологических подходов к построению математических моделей и

формирования навыков проведения исследований моделей

Изучение дисциплины предполагает освоение пакетов прикладных программ для

работы на современных персональных компьютерах и численных методов, используемых

для решения задач моделирования.

Связь с предшествующими дисциплинами:

№

п/п

Наименование последующей дисциплины

(модуля), практик, ВКР Семестр

Шифр

компетенции

предшедствующей

дисциплины

Связь с последующими дисциплинами (модулями), практиками, ВКР:

№

п/п

Наименование последующей дисциплины

(модуля), практик, ВКР Семестр

Шифр

компетенции последующей

дисциплины (модуля),

практик, ВКР

Методы оптимизации 2 ОПК-1

Корреляционный и регрессионный анализ 2 ОПК-1

Социально-психологические технологии

инклюзивного образования

2 ОК-1, 2, 3

Технологическая 2 ОК-1, 2, 3; ОПК-1, 2, 3, 4

Итоговая государственная аттестация 4 ОК-1, 2, 3; ОПК-1, 2, 3, 4;

ПК-1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

2. ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ (МОДУЛЮ)

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование у обучаемого следующих

компетенций:

способностью к абстрактному мышлению, анализу, синтезу (ОК-1);

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

абстрактное мышление, анализ, синтез

уметь:

использовать абстрактное мышление, анализ, синтез

владеть:

способностью к абстрактному мышлению, анализу, синтезу

3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) С РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ПО СЕМЕСТРАМ

5

Виды учебных занятий

Всего

часов по

учебному

плану

Контактная работа Самостоятельная

работа аудиторная внеаудиторная

2

Лекции 18 18

Лабораторные работы 72 72

Практические занятия 54 36

СРС 180 0,9 179,1

СРС за4

ВСЕГО за 2семестр 324 144 0,9 179,1

4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИН (МОДУЛЯ)

4.1. Контактная аудиторная работа

4.1.1. Наименование тем лекций, их содержание и объём в часах

Тема 1. Методологические основы моделирования (4 ч ) ОПК-1

Математическое подобие объектов. Принцип и методика максимального правдоподобия

математических моделей. Проблема оценки правдоподобия моделей не существующих

(проектируемых) систем

Литература раздел 7 [1,2]

Тема 2. Математические основы моделирования и алгоритмизации сложных систем. (4

ч ) ОПК-1

Элементы теории отношений. Логические функции, определения и формы представления

логических функций. Математические модели алгоритмических процессов, показатели

качества алгоритмов и алгоритмических процессов. Литература раздел 7 [1,2]

Тема 3. Методы разработки математических моделей функционирования сложных

систем (4 ч ) ОПК-1 Системный подход и математическое моделирование, как научная методология решения

проблем. Концептуальное проектирование математических моделей Литература раздел 7

[1,2,3,4]

Тема 4. Обьектно-классификационное моделирование сложных систем. (6 ч ) ОПК-1

Введение в формальное моделирование атрибутов объектов. Моделирование отношений

между объектами и классами объектов. Моделирование состояний объекта Литература раздел 7 [1-6]

4.1.2 Практические (семинарские) занятия, их наименование и объем в часах. (54)

Наименование тем

занятий

Количество

часов

Форма

контроля

Сроки

контроля

Номер

компетенции Литература

Основные типы

математических моделей

динамических систем 9 Опрос

10-15

октября ОПК-1 7[1]

Методы компьютерного

моделирования линейных

дискретных и дискретно-

аналоговых динамических

систем

9

Опрос

10-15

октября ОПК-1 7[1,2]

6

Использование

регрессионного анализа для

исследования временных

зависимостей

9

Опрос

15-20

ноября ОПК-1 7[1-6]

Интегрированная среда

MathCAD 9

Опрос 15-20

ноября ОПК-1 7[1-6]

Методы численного

решения дифференциальных

уравнений 9

Опрос 15-20

декабря ОПК-1

Simulink 4 – пакет

расширения системы MatLab 9

Опрос 15-20

декабря ОПК-1

4.1.3. Лабораторные работы, их наименование и объем в часах (72)

Наименование тем

занятий

Количество

часов

Форма

контроля

Сроки

контроля

Номер

компетенции Литература

Построение математических

моделей экспериментально-

статистическими методами

6 Отчёт 10-15

октября ОПК-1 7[1-6]

Построение математических

моделей аналитическим

методом 6 Отчёт

10-15

октября ОПК-1 7[1-6]

Размерный анализ

технологического процесса

с применением теории

графов.

6 Отчёт

10-15

октября ОПК-1 7[1-6]

Решение технологических и

производственных задач

методами линейного

программирования

6 Отчёт

10-15

октября ОПК-1 7[1-6]

Применение теории

массового обслуживания

для решения

производственных задач

6 Отчёт 15-20

ноября ОПК-1 7[1-6]

Решение задач оптимизации 6 Отчёт

15-20

ноября ОПК-1 7[1-6]

Построение эмпирических

регрессионных моделей.

Регрессионные модели с

одной входной переменной

6 Отчёт 15-20

ноября ОПК-1 7[1-6]

Построение эмпирических

регрессионных моделей.

Регрессионные модели с

несколькими входными

переменными

6 Отчёт 15-20

ноября ОПК-1 7[1-6]

Многофакторная

(множественная) линейная

регрессия

6 Отчёт 15-20

декабря ОПК-1 7[1-6]

7

Линейные регрессионные

модели с несколькими

входными переменными 6 Отчёт

15-20

декабря ОПК-1 7[1-6]

Нелинейные регрессионные

модели с несколькими

входными переменными

Шаговые методы

построения регрессионных

моделей

6 Отчёт 15-20

декабря ОПК-1 7[1-6]

Интерпретация и

оптимизация регрессионных

моделей Интерпретация

модели Оптимизация

модели

6 Отчёт 15-20

декабря ОПК-1 7[1-6]

4.1.4. Курсовой проект, курсовая работа, реферат, домашнее задание, их содержание и

характеристика

Учебным планом не предусмотрены

4.2. Самостоятельная работа студентов

СРС– темы и разделы тем для самостоятельного изучения, в том числе конспектирование –

179,1ч. № Наименование тем Кол-во

часов

Номер

компетенции

Литература

1 Тема 1. Методологические основы моделирования. 45 ОК-1 7 [1-4]

2 Тема 2. Математические основы моделирования и

алгоритмизации сложных систем.

45 ОК-1 7 [1-4]

3 Тема 3. Методы разработки математических моделей

функционирования сложных

45 ОК-1 7 [1-4]

4 Тема 4. Обьектно-классификационное моделирование

сложных систем.

44,1 ОК-1 7 [1-4]

4.3. Контактная внеаудиторная работа

СРС – групповые консультации в течение семестра – 0,9ч.

5. ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ,

ТЕКУЩЕЙ АТТЕСТАЦИИ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

5.1. Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения

образовательной программы

Номер

компетенции

«ОК-1»

Формулировка компетенции

«способностью к абстрактному мышлению, анализу, синтезу»

Дисциплины, формирующие компетенцию в процессе освоения

образовательной программы

Этап

формирования

(семестр) Индекс Наименование

Б1.В.ДВ.1.1 Методы оптимизации 2

Б1.В.ДВ.1.2 Корреляционный и регрессионный анализ 2

8

Б1.В.ДВ.1.3 Социально-психологические технологии инклюзивного

образования

2

Б2.П.1 Технологическая 2

ИГА Итоговая государственная аттестация 4

5.2. Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах

их формирования, описание шкал оценивания. Методические материалы,

определяющие процедуры оценивания знаний, умений, навыков и (или) опыта

деятельности, характеризующих этапы формирования компетенций.

Оценка сформированности компетенций в рамках промежуточной аттестации

проводится по зачетным билетам.

Экзаменационные билеты включают в себя вопросы для оценки знаний, умений и

навыков. Количество вопросов в зачетным билетах составляет 3-4 (в случае проведения

промежуточной аттестации в форме тестов количество вопросов в билетах должно

составлять до 10).

При текущей аттестации обучающихся оценка сформированности компетенций

осуществляется на занятиях:

– лекционного типа посредством собеседования с обучаемыми (опрос обучаемых), в

том числе по темам и (или) разделам тем, вынесенным для самостоятельного изучения

обучаемыми, доклада (сообщения);

– семинарского типа посредством собеседования по результатам защиты отчетов по

лабораторным работам и расчетных работ в ходе практических занятий.

Ном

ер к

ом

пет

енц

ии

Показатели оценивания компетенций

(знания и (или) умения и (или) навыки и (или) опыт

деятельности, формируемые данной компетенцией)

Критерии оценивания

компетенций на

различных этапах их

формирования

1-й

уровен

ь

«У

ЗН

АВ

АН

ИЕ

»

2-й

уровен

ь

«В

ОС

ПР

О-

ИЗ

ВЕ

ДЕ

НИ

Е»

3-й

уровен

ь

«П

РИ

МЕ

НЕ

НИ

Е»

ОК-1 знать:

абстрактное мышление, анализ, синтез

уметь:

использовать абстрактное мышление, анализ,

синтез

владеть:

способностью к абстрактному мышлению,

анализу, синтезу

+ + +

Шкала оценивания компетенций:

«отлично» – обучающийся правильно, четко, аргументировано и в полном объёме

изложил содержание теоретических экзаменационных вопросов, выполнил расчетное

задание, успешно выполнил и защитил лабораторные работы, убедительно ответил на все

дополнительные вопросы, показал высокий уровень сформированных компетенций;

«хорошо» – обучающийся правильно, но недостаточно полно изложил содержание

теоретических экзаменационных вопросов, выполнил расчетное задание, успешно выполнил

9

и защитил лабораторные работы, испытывал затруднения при ответе на дополнительные

вопросы, показал продвинутый уровень сформированных компетенций;

«удовлетворительно» – обучающийся изложил основные положения теоретических

экзаменационных вопросов, не полностью выполнил расчетное задание, не убедительно

защитил лабораторные работы, испытывал серьезные затруднения при ответах на

дополнительные вопросы, показал пороговый уровень сформированных компетенций;

«неудовлетворительно» – обучающийся не справился с большинством

теоретических экзаменационных вопросов и (или) не справился с выполнением

практических заданий, выполнил, но не убедительно защитил лабораторные работы.

5.3. Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценивания

знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующих этапы

формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы.

Вопросы для оценивания знаний, умений и навыков:

Вопросы к занятиям лекционного и семинарского типов:

Роль моделирования в процессе научного исследования.

Понятие о подобии объектов.

Математическое подобие объектов.

Понятие о научном эксперименте

Принцип максимального правдоподобия математических моделей

Понятие о методе максимального правдоподобия

Моделирование объектов и систем, не допускающих активных экспериментов.

Проблема оценки правдоподобия моделей не существующих (проектируемых) систем

Представление множеств и подмножеств обобщенными кодами.

Элементы теории отношений.

Метод дедуктивного логического вывода.

Методика индуктивного логического вывода.

Логические функции.

Определения и формы представления логических функций.

Принципы минимизации кодовых форм представления логических функций.

Алгоритмы и алгоритмические процессы. Основные понятия и определения.

Математические модели алгоритмических процессов.

Показатели качества алгоритмов и алгоритмических процессов.

Показатель сложности алгоритма.

Оценка сложности иерархических алгоритмов

Системный подход и математическое моделирование

Концептуальное проектирование математических моделей.

Определение понятия “объект”.

Классификация объектов. Пространство идентификаторов объектов.

Состояние объекта. Пространство состояний объекта.

Моделирование отношений между объектами и классами объектов.

10

Классификационный подход к определению отношений.

Моделирование отношений между параметрами объектов.

Моделирование состояний объекта.

Моделирование отношений между различными объектами.

6. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)

Процесс изучения дисциплины осуществляется за счет аудиторного фонда ЮРГПУ

(НПИ), оснащенного мультимедийным оборудованием, стендами и программным

обеспечением.

Лекционные занятия проводятся в аудиториях, оснащенных средствами

аудиовизуального представления информации (ауд. 207 рт. и 1 гор.).

Лабораторные работы проводятся в аудиториях 209 корпуса РТ, 1 и 4 горного

корпуса, оснащенных персональными компьютерами (ауд. 4 гор.), стендом для

компьютерных исследований устройства нагружения и дидактическим оборудованием

фирмы CAMOZZI (ауд. 209 рт.).

При использовании электронных изданий каждый обучающийся во время

самостоятельной подготовки обеспечен рабочим местом в компьютерном классе с выходом в

Интернет в соответствии с объемом изучаемой дисциплины. Время доступа в Интернет с

рабочих мест вуза для внеаудиторной работы составляет для каждого студента не менее двух

часов в неделю.

11

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

(МОДУЛЯ)

Основная

1. Советов Б. Я. Моделирование систем: учебник для вузов / Советов Б. Я.; Яковлев

С. А.; 5-е изд., стер. - М.: Высш. шк., 2007. - 343 с. - ISBN 978-5-06-003860-6: 292-60, 322-30,

354-20

2. Аверченков В.И., Фёдоров В.П., Хейфец М.Л.Основы математического

моделирования технических систем: учебное пособие/: Флинта, 2011 г. 271 с Книгофонд.

Режим доступа http://www.knigafund.ru

Дополнительная

3. Петров А.В. Моделирование процессов и систем: учебное пособие.-

СПб:Лань,2015,-228с Режим доступа http://e.lanbook.com

4. Моделирование систем управления : учеб. пособие для вузов по направлению

"Управление в технических системах" / С. Е. Душин, А. В. Красов, Н. Н. Кузьмин; под

ред. С. Е. Душина. - М. : Студент, 2012. - 348 с.

Периодические издания: Журнал "Математическое моделирование

5. Рачков М.Ю. оптимальное управление детерминированными и стохастическими

системами: учебное пособие для вузов/ М.Ю.Рачков ; Моск.гос.индустр.ун-т.-

М:МГИУ,2005.-136 с.

6. Душин С.Е. Моделирование систем управления: учеб. пособиедля вузов по

направлению "Управление в технических системах" /С.Е. Душин,2012.-348 с.

Периодические издания: Журнал "Математическое моделирование"

Печатные и рукописные методические указания, рекомендации, инструкции по изучению

дисциплины (разработанные в ЮРГТУ(НПИ)) в том числе и электронные

К лабораторным занятиям

К курсовой работе Учебным планом не предусмотрено

Комплект лицензионного программного обеспечения:

1. Microsoft Windows 7,8,10 Enterprise, лицензия V4640039.

2. Антивирус Касперского Endpoint Security 10 Standart, лицензия 17E0160122123732623108

3. Microsoft Office 2010,2013,2016 Professional, лицензия V4640039.