• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта
Аспирантура 2018/2019

Методология проведения научных исследований

Статус: Курс по выбору
Направление: 09.06.01. Информатика и вычислительная техника
Когда читается: 2-й курс, 1 семестр
Формат изучения: Full time
Язык: русский
Кредиты: 8

Программа дисциплины

Аннотация

Изучая дисциплину «Методология проведения научных исследований», аспиранты приобретают знания о методах проведения научных исследований и экспериментов, методах обработки и представления результатов проводимых исследований. Также аспиранты знакомятся с правилами написания и оформления текста диссертационной работы, автореферата, документов, оформляемых при выходе на защиту диссертации, в ходе ее защиты и при подаче документов в ВАК РФ.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Целью освоения дисциплины является приобретение знаний и навыков в проведении исследований и оформлении их результатов в виде научно-квалификационной работы.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • Знать основы математической статистики: корреляционный, дисперсионный и регрессионный анализ;
  • Знать основы математических методов цифровой обработки сигналов;
  • Знать пакеты прикладных программ MS Excel, Mathcad, Matlab
  • Знать методы постановки и проведения экспериментов;
  • Знать правила оформления диссертации и автореферата диссертации;
  • Знать критерии, которым должна удовлетворять диссертационная работа, представление и защита диссертации;
  • Знать основные требования к диссертационным работам в соответствии с Положением о присуждении ученых степеней.
  • Уметь правильно планировать проведение экспериментов и обработку полученных данных;
  • Уметь применять методы математической статистики и теории обработки сигналов для обработки физического и численного эксперимента;
  • Уметь применять для работы пакеты прикладных программ MS Excel, Mathcad, Matlab;
  • Уметь оформлять научные работы в соответствии с требованиями;
  • Уметь планировать структуру исследований и отчетных документов в соответствии с предъявляемыми требованиями;
  • Иметь навыки в использовании современных пакетов прикладных программ MS Excel, Mathcad, Matlab для обработки эксперимента;
  • Иметь навыки планирования экспериментов и обработки их результатов;
  • Иметь навыки оформления документов в соответствии с предъявляемыми требованиями;
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Тема 1. Введение. Выдающиеся эксперименты Нобелевских лауреатов.
    Опыты Резерфорда. Теория де Бройля и опыт Дэвиссона — Джермера по дифракции электронов на кристаллах никеля. Опыт Фабриканта. Определение Мелликеном заряда электрона. Эффект Мессбауэра. Эксперимент Паунда и Ребки. Спин электрона - опыт Штерна и Герлаха. Андерсон - локализация света (1958 г.) и экспериментальное подтверждение - Цюрихский университет, наши дни.
  • Тема 2. Спектральные оптические методы исследования состава и структуры веществ.
    Инфракрасная спектроскопия. Спектроскопия в видимой и ультрафиолетовой области. Люминесцентный анализ. Пламенная фотометрия. Спектроскопия комбинационного рассеяния света (Раман-спектроскопия).
  • Тема 3. Электронный парамагнитный резонанс – метод определения наличия и концентрации неспаренных электронных спинов.
    Устройство и принцип работы спектрометра электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Приготовление образцов для исследования в методе ЭПР. Низкотемпературные исследования методом ЭПР.
  • Тема 4. Постановка экспериментов для определения температурных зависимостей параметров материалов, элементной базы и радиотехнических устройств.
    Энергия активации и эффективная энергия активации при проведении температурных исследований. Методы контроля температуры и параметров исследуемых объектов. Калориметрические «бомбы», ультратермостаты, климатические камеры.
  • Тема 5. Экспериментальные установки для имитации ядерного взрыва.
    Гамма-нейтронный реактор Барс-2. Импульсные источники гамма-квантов. Импульсные сильноточные источники электронов. Особенности проведения испытаний параметров материалов, элементной базы и радиотехнических устройств на установках имитации ядерного взрыва.
  • Тема 6. Экспериментальные установки для имитации условий космического пространства.
    Вакуумные камеры. Источники солнечного излучения. Электронные пушки. Протонные пушки. Ионные пушки. Источники кислородной плазмы.
  • Тема 7. Экспериментальные методы для изучения воздействия электростатических разрядов на работоспособность материалов,__элементной базы и радиотехнических устройств.
    Источники и рецепторы электромагнитных помех от электростатических разрядов. Бортовая кабельная сеть, датчики и системы. Модели воздействия ЭСР на элементную базу и бортовую аппаратуру. Приборы и методы исследования воздействия ЭСР на элементную базу и радиотехнические устройства.
  • Тема 8. Экспериментальные методы по воздействию радиации на материалы, элементную базу и радиотехнические устройства.
    Источники ионизирующих излучений. Единицы измерения ионизирующих излучений. Прямо ионизирующие и косвенно ионизирующие излучения. Радиационные эффекты в материалах, элементной базе и радиотехнических устройствах.
  • Тема 9. Радиационные установки на электронах низких энергий для имитации радиационных воздействий от излучений высокой энергии.
    Радиационная электропроводность диэлектриков. Объемное заряжение диэлектриков. Подвижность носителей заряда в диэлектриках. Полевая и температурная зависимости подвижности и электропроводности. Методы снижения электризуемости диэлектриков и контроль эффективности этих методов.
  • Тема 10. Краткие сведения из теории вероятностей и математической статистики.
    Случайные величины и параметры их распределений. Вычисление параметров эмпирических распределений. Точечное оценивание. Оценивание с помощью доверительного интервала. Статистические гипотезы. Корреляционный анализ. Регрессионный анализ. Методы планирования экспериментов.
  • Тема 11. Введение в компьютерные методы статистической обработки результатов эксперимента.
    Обзор основных пакетов статистической обработки данных. Профессиональные, популярные и специализированные пакеты. Пакеты MS Excel, STADIA, SPSS, STATISTICA, JMR, пакет Statistical Toolbox системы Matlab.
  • Тема 12. Статистические функции Microsoft Excel.
    Функциональные возможности табличного процессора Excel для проведения статистического анализа данных на персональном компьютере. Технология работы с программной надстройкой «Пакет анализа» и встроенными статистическими функциями.
  • Тема 13. Статистические функции системы Mathcad.
    Функции статистического распределения системы Mathcad. Функции расчета статистических характеристик выборок в Mathcad. Моделирование случайных процессов.
  • Тема 14. Статистические функции системы Matlab.
    Оценка параметров закона распределения по экспериментальным данным. Законы распределения случайных величин. Функции плотности распределения случайных величин. Обратные функции распределения случайных величин. Генерация псевдослучайных чисел по заданному закону распределения. Оценка математического ожидания и дисперсии по заданному закону распределения и его параметрам. Функции описательной статистики. Функции статистических графиков. Функции статистического контроля качества. Функции линейного регрессионного анализа. Функции нелинейного регрессионного анализа. Функции планирования эксперимента. Функции кластерного анализа. Функции снижения размерности задачи. Функции анализа многомерных случайных величин. Функции нелинейного регрессионного анализа на основе графа возможных решений. Статистическая проверка гипотез. Проверка статистических гипотез о согласии распределения экспериментальным данным. Проверка непараметрических гипотез. Запись и чтение данных из файлов.
  • Тема 15. Цифровая обработка сигналов. Основные понятия.
    Основные типы алгоритмов цифровой обработки сигналов. Линейные и нелинейные преобразования. Переход от непрерывных сигналов к дискретным. Дискретные ортогональные преобразования. Быстрые алгоритмы ортогональных преобразований.
  • Тема 16. Пакет Signal Processing Toolbox системы Matlab.
    Быстрое преобразование Фурье и дискретное косинусное преобразование. Спектральный анализ и статистическая обработка сигналов. Функции параметрического моделирования временных рядов. Генерация сигналов заданной формы и длительности. Средства работы с оконными функциями. Графический пользовательский интерфейс для анализа и визуализации сигналов и фильтров.
  • Тема 17. Основные требования к диссертационным работам в соответствии с Положением о присуждении ученых степеней.
  • Тема 18. Соответствие диссертационных исследований паспорту специальностей научных работников.
  • Тема 19. Общая структура диссертации, назначение глав и основные научные результаты диссертационных исследований.
  • Тема 20. Критерии, которым должна удовлетворять диссертационная работа, представление и защита диссертации.
  • Тема 21. Особенности процедуры предварительного рассмотрения диссертационной работы в совете по защите диссертации.
  • Тема 22. Подготовка доклада, обязательные требования к соискателю при проведении заседания диссертационного совета по защите диссертации.
  • Тема 23. Оформление библиографических ссылок, вопросы заимствования в научной сфере, компиляция, проверка на плагиат, использование компьютерных программ в диссертационной работе.
  • Тема 24. Нормативные документы, устанавливающие правила оформления диссертации.
  • Тема 25. Оформление структурных элементов диссертации в виде рукописи.
    Оформление титульного листа. Оформление оглавления. Оформление текста диссертации. Оформление списка сокращений и условных обозначений. Оформление списка терминов. Оформление списка литературы. Оформление приложений.
  • Тема 26. Оформление структурных элементов диссертации в виде научного доклада.
    Оформление обложки диссертации в виде научного доклада. Оформление оглавления диссертации в виде научного доклада. Оформление текста диссертации в виде научного доклада. Оформление списка работ, опубликованных автором по теме диссертации в виде научного доклада. Печать диссертации в виде научного доклада.
  • Тема 27. Оформление структурных элементов автореферата диссертации.
    Оформление обложки автореферата диссертации. Оформление текста автореферата диссертации. Список работ, опубликованных автором по теме диссертации. Печать автореферата диссертации.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • блокирующий Экзамен
    В ходе освоения дисциплины формируются следующие компетенции: <b>УК-2, УК-3, ПК-3, ПК-5, ОПК-2, ОПК-3</b>
  • неблокирующий Работа на практических занятиях
    На лекциях и на лабораторных занятиях проводится разбор практических задач. В процессе обучения особое внимание уделяется развитию практических навыков работы с математическими пакетами общего назначения и специализированными пакетами для моделирования сложных систем.
  • неблокирующий Самостоятельная работа
    Аспиранты занимаются самостоятельной подготовкой к практическим занятиям и экзамену по заданным темам с использованием материалов лекций и рекомендованной литературы.
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (I семестр)
    0.4 * Работа на практических занятиях + 0.6 * Экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Анализ процессов статистическими методами, Химмельблау Д., Скаржинского В. Д., 1973
  • Цифровая обработка сигналов : учеб. для вузов, Сергиенко А. Б., 2006

Рекомендуемая дополнительная литература

  • - Епифанов Г.И. — Физика твердого тела - Издательство "Лань" - 2011 - ISBN: 978-5-8114-1001-9 - Текст электронный // ЭБС Лань - URL: https://e.lanbook.com/book/2023
  • - Федосов В.П., Нестеренко А.К. — Цифровая обработка сигналов в LabVIEW: учебное пособие - Издательство "ДМК Пресс" - 2009 - ISBN: 5-94074-342-0 - Текст электронный // ЭБС Лань - URL: https://e.lanbook.com/book/1090
  • Введение в физику твердого тела, Киттель Ч., Гусева А. А., 1978
  • Курс физической химии : учебник для вузов, Киреев В. А., 1975
  • Статистический анализ данных на компьютере, Тюрин Ю. Н., Макаров А. А., 1998
  • Цифровая обработка сигналов : справочник, Гольденберг Л. М., Матюшкин Б. Д., 1985
  • Цифровая обработка сигналов: Практическое пособие Учебное пособие / Гадзиковский В.И. - М.:СОЛОН-Пр., 2014. - 766 с. ISBN 978-5-91359-117-3
  • Цифровая обработка сигналов. Моделирование в MATLAB, Солонина А. И., 2008