Проектный семинар "Математический компьютерный практикум"

Бакалавриат 2021/2022

Статус: Курс обязательный (Информатика и вычислительная техника)

Направление: 09.03.01. Информатика и вычислительная техника

Кто читает: Департамент компьютерной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 2-й курс, 1-4 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Байбикова Татьяна Николаевна, Топоркова Анна Станиславовна

Язык: русский

Кредиты: 5

Контактные часы: 70

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Изучение дисциплины Математический компьютерный практикум направлено на выработку у студентов навыков решения конкретных математических задач, используя пакет MATLAB. В результате изучения дисциплины студент должен знать основные универсальные программные средства компьютерной системы «MATLAB», предназначенные для решения математических задач, и критерии оценки эффективности различных компьютерных технологий, а также уметь выбирать программные средства и профессионально использовать их для решения математических задач

Цель освоения дисциплины

Формирование знаний, умений и навыков, позволяющих осуществлять научно-исследовательскую профессиональную деятельность в области исследования и разработки автоматизированных систем и компьютерных сетей.
Развитие способностей к комплексному инженерному анализу с использованием современных математических моделей и методов для обоснования новых разработок в области автоматизированных систем и компьютерных сетей.
Формирование знаний, умений и навыков выполнения комплексных инженерных проектов средств вычислительной техники, автоматизированных систем и компьютерных сетей.
Формирование в соответствии с выбранной специализацией знаний, умений и навыков, отвечающих актуальным и потенциальным запросам работодателей.
Выработка у студентов навыков решения конкретных математических задач, используя пакет MATLAB.
Изучение основ современных вычислительных методов.
Изучение и практическое освоение современных компьютерных технологий.
Подготовка к проведению прикладных математических исследований.

Планируемые результаты обучения

Знание основной терминологии, интерфейса пользователя, основных объектов Matlab.
Знание основных законов распределений, умение оценивать параметры выборок и строить статистические проверки гипотез
Знание основных методов цифровой обработки сигналов и умение реализовывать их в среде MATLAB
Знание точных, численных и приближенные методов решения дифференциальных и интегральных уравнений.
Построение графиков в логарифмическом масштабе, знание основ программирования в Matlab.
Умение выполнять бинаризацию изображений.
Умение выполнять геометрические преобразования изображений.
Умение использовать встроенные функции Matlabдля вычисления интегралов, пределов, дифференцирования функций и решения обыкновенных дифференциальных уравнений.
Умение использовать функции для фильтрации изображений.
Умение применять амплитудные преобразования изображений.
Умение применять функции для анализа изображений.
Умение работать с матрицами, применять основные операции для работы с матрицами.
Умение работать с различными типами и форматами изображений.
Умение реализовывать данные методы и оценивать их параметры.
Умение решать системы уравнений.
Умение строить и оформлять двумерные графики.
Умение строить и оформлять трехмерные графики.
Знание основных подходов к постановке задач оптимизации и умение решать на их основе практические задачи в среде MATLAB

Содержание учебной дисциплины

Работа с матрицами. Основные операции над матрицами.
Введение в Matlab. Интерфейс пользователя. Основные объекты. Применение Matlab в исследовательской работе.
Построение двумерных графиков.
Решение систем уравнений.
Построение трехмерных графиков.
Вычисление интегралов. Вычисление пределов. Дифференцирование функции. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений.
Подготовка к промежуточному контролю.
Графики в логарифмическом и полулогарифмическом масштабе. Основы программирования в Matlab.
Типы изображений и работа с файлами изображений.
Геометрические преобразования изображений.
Амплитудные преобразования изображения.
Функции, используемые для анализа изображения.
Функции фильтрации изображения.
Бинаризация изображений.
Введение в вычислительный эксперимент. Применение пакета MATLAB для решения дифференциальных и интегральных уравнений.
Применение MATLAB к задачам математической статистики.
Введение в цифровую обработку сигналов. Решение задач цифровой обработки сигналов с применением пакета MATLAB.
Введение в машинное обучение. Решение задач машинного обучения с применением пакета MATLAB.

Элементы контроля

Работа в классе в первом модуле
Работа в классе во втором модуле
Работа дома в первом модуле
Работа дома во втором модуле
Домашняя работа 1 в третьем модуле
Домашняя работа 2 в третьем модуле
Домашняя работа 1 в четвертом модуле
Домашняя работа 2 в четвертом модуле
Экзамен
Экзамен проводится в устной форме (опрос по материалам курса). Вопросы экзаменаторов соответствуют темам, указанным в программе курса Задаются вопросы, не требующие длительного размышления. Если экзаменатор не оговорил иное, ответ на вопрос требуется дать не позднее, чем через 5-7 минут после записи вопроса. При дистанционном проведении экзамена в случае, если произошло долговременное нарушение связи (более 10 минут) студенту может быть предложен дополнительный вопрос. Ответ студент дает либо устно, либо письменно, записав его на бумаге крупно и разборчиво и показывая запись на камеру. В момент показа студент должен пояснять ответ» (чтобы ответ студента был зафиксирован в записи). В некоторых случаях, по усмотрению экзаменатора допускается передача ответов студента путем фотографирования или сканирования его листов с ответами либо путем использования интерактивной доски или других средств. Компьютер студента должен удовлетворять требованиям: наличие рабочей камеры и микрофона, поддержка meet.miem.hse.ru. Студентам рекомендуется не менее, чем за 3 суток перед экзаменом проверить доступ в данные сервисы, камеру, микрофон и качество интернет-соединения. Также рекомендуется заранее потренироваться использовать данные платформы для диалога, проверить возможность восприятия текста и формул при показе их на веб-камеру. Камера студента должна быть настроена так, чтобы во время экзамена было видно одновременно лицо студента и его рабочий стол. Во время экзамена студент не имеет права пользоваться помощью посторонних, внешними источниками информации и т.п. Сотовым телефоном можно пользоваться только с разрешения экзаменатора для присылки ответов. Процедура пересдачи аналогична процедуре сдачи.  В том случае, если студент не присутствует на экзамене, возможно выставление итоговой оценки по накопленной оценке с учетом соответствующего коэффициента (0, 7 от общей оценки). Данное правило действует в том случае, если на момент сессии это правило не противоречит текущим нормативным актам и распоряжениям учебной части. Выставление оценок по курсу автоматом: возможно выставление итоговой оценки по накопленной оценке (по усмотрению преподавателя). Данное правило действует в том случае, если на момент сессии это правило не противоречит текущим нормативным актам и распоряжениям учебной части.

Промежуточная аттестация

2021/2022 учебный год 4 модуль
0.105 * Домашняя работа 2 в третьем модуле + 0.07 * Работа в классе в первом модуле + 0.07 * Работа дома во втором модуле + 0.105 * Домашняя работа 1 в четвертом модуле + 0.07 * Работа дома в первом модуле + 0.105 * Домашняя работа 2 в четвертом модуле + 0.105 * Домашняя работа 1 в третьем модуле + 0.07 * Работа в классе во втором модуле + 0.3 * Экзамен

Программа дисциплины