2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки





Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2  След.
 
 Математическое моделирование [для программистов]
Сообщение03.02.2016, 16:18 


03/02/16
8
Добрый день, уважаемые участники форума.
Возникла следующая проблема. У нас в университете имеется специальность "Компьютерные науки и программирование". Для этой специальности
необходимо разработать курс "Математическое моделирование". Поручили это мне, как самому ... ну вообщем, молодому. Раньше, я читал этот курс на специальности "Прикладная математика". Там основной упор делался на решение задач механики и экономики ( в основном механики), то есть фактически на применение обыкновенных дифференциальных уравнений и уравнений в частных производных. Но для информатиков заведующий кафедрой требует новый курс.
На форуме много читал, но зарегистрировался только сегодня. Знаю, что здесь много коллег с огромным опытом работы. Может у вас в университетах есть или были похожие курсы? Может кто-то читал что-то похожее? Прошу помочь с выбором литературы и составлением приблизительного плана обучения (хотя бы в общих чертах). Замечу, также что требуется привязка к какому-нибудь матпакету. Для "прикладной математики" привязывался к Maple. Для информатиков хочу взять Matlab, но много слышал и про Mathematica.
Аудиторный объем курса: 36 ч. лекций, 40 ч. практических занятий.
Буду благодарен за любую помощь.

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое моделирование
Сообщение03.02.2016, 16:23 
Модератор


20/03/14
7515
NVV в сообщении #1096446 писал(а):
Замечу, также что требуется привязка к какому-нибудь матпакету. Для "прикладной математики" привязывался к Maple. Для информатиков хочу взять Matlab, но много слышал и про Mathematica.
Аудиторный объем курса: 36 ч. лекций, 40 ч. практических занятий.

Пока никто ничего дельного не написал, замечу, что привязка к матпакету (или чему-то этакому) сейчас везде требуется практически в любом курсе (интересно, как у физруков?)
И это все здорово на бумаге, но практические занятия я вижу, а лабораторных нет. Вам компьютерный класс или что-то подобное под это дают?

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое моделирование
Сообщение03.02.2016, 16:29 


03/02/16
8
Lia в сообщении #1096447 писал(а):
Пока никто ничего дельного не написал, замечу, что привязка к матпакету (или чему-то этакому) сейчас везде требуется, практически в любом курсе (интересно, как у физруков?)


Так это понятно. У нас много курсов читается именно с привязкой к Maple на специальностях "Математика" и "Прикладная математика". А вот с специальностью
"Информатика" сталкиваюсь впервые. До этого читал у них только практические занятия по математическому анализу и немного вычислительных методов

Lia в сообщении #1096447 писал(а):
И это все здорово на бумаге, но практические занятия я вижу, а лабораторных нет. Вам компьютерный класс или что-то подобное под это дают?


Дают, даже целых два. Потому что группу из 28 человек разбивают на две подгруппы, в каждой 40 часов практических (можно считать их лабораторными в принципе).

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое моделирование
Сообщение03.02.2016, 19:22 


15/11/15
218
Вам нужно учебный план направления посмотреть. Если, например, оттуда выпали классические "Численные методы", черпать оттуда...

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое моделирование
Сообщение03.02.2016, 19:41 


11/03/08
468
Петропавловск, Казахстан
А Вы у Гугла спрашивали?
Вот первая ссылка по запросу: программа курса"Математическое моделирование"
http://storage.mstuca.ru/bitstream/1234 ... %D0%95.pdf
Не пойдет?

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое моделирование
Сообщение04.02.2016, 00:07 


03/02/16
8
gevaraweb в сообщении #1096530 писал(а):
Вам нужно учебный план направления посмотреть. Если, например, оттуда выпали классические "Численные методы", черпать оттуда...

Численные методы как раз остались, и они идут в семестре, который перед нужным.
BVR в сообщении #1096537 писал(а):
А Вы у Гугла спрашивали?

Спрашивал. И кроме той программы, что вы указали, нашел еще несколько похожих.
Наверное нужно обрисовать ситуацию подробнее.
Раньше, до этого года, такой дисциплины не было вообще. У специальности "Информатика" были курсы "Моделирование сложных систем" и "Моделирование социально-экономических процессов", которые читались и читаются в магистратуре. Сейчас принято решение сократить курс численных методов (а также еще несколько курсов) и ввести новый предмет "Математическое моделирование" для специальности "Информатика". Заведующий кафедры теоретической и прикладной информатики слил этот курс на нашу кафедру прикладной математики, статистики и экономики, поскольку никто из преподавателей той кафедры читать этот курс не хотел, а нам это дополнительные часы.
Этот же курс читался на специальностях "Прикладная математики" и "Математика", но там, как я писал в предыдущем посте, все сводилось к рассмотрению классических задач механики, а также применении матметодов в экономике. Для информатиков такой трюк не прокатит, поскольку этот предмет будет на 3 курсе в 6 семестре,а у них нет никаких курсов, связанных с физикой и с экономикой до этого времени ( да их и в принципе нет). Вот такая беда. при этом требуют, что-бы новый курс был как можно больше связан с будущей профессией будущих программистов.

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое моделирование
Сообщение04.02.2016, 09:49 


15/11/15
218
NVV в сообщении #1096603 писал(а):
при этом требуют, что-бы новый курс был как можно больше связан с будущей профессией будущих программистов.

Хорошо бы забить тогда вообще на моделирование ) Переименуйте еще раз и читайте что-то вроде "язык Java" или "разработка мобильных приложений на ОС Android" и пр. )

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое моделирование
Сообщение04.02.2016, 10:52 


03/02/16
8
gevaraweb в сообщении #1096666 писал(а):
Хорошо бы забить тогда вообще на моделирование ) Переименуйте еще раз и читайте что-то вроде "язык Java" или "разработка мобильных приложений на ОС Android" и пр. )

Так в том то и дело. что кус называется "Мат. моделирование". А насчет Java, так я не программист, и с программированием знаком поскольку постольку. Так что такие дела. Ладно, буду сам что-то придумывать. Всем спасибо за ответы.

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое моделирование
Сообщение04.02.2016, 12:02 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
63897
NVV в сообщении #1096603 писал(а):
Сейчас принято решение сократить курс численных методов (а также еще несколько курсов) и ввести новый предмет "Математическое моделирование"

Может, тогда взять то, что выдавливается из "Численных методов"?

NVV в сообщении #1096603 писал(а):
Для информатиков такой трюк не прокатит, поскольку этот предмет будет на 3 курсе в 6 семестре,а у них нет никаких курсов, связанных с физикой и с экономикой до этого времени ( да их и в принципе нет).

А механика и экономика тут произносятся только для красоты. Реально-то речь идёт о моделировании каких угодно систем через динамические СОДУ, через ДУЧП, через стохастические уравнения. Это могут быть электронные схемы, волки и зайцы, лифты в зданиях и т. п. Дискретной тематики только не хватает, чего-то типа массового обслуживания и т. п.

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое моделирование
Сообщение04.02.2016, 14:28 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


26/01/14
2465
NVV в сообщении #1096603 писал(а):
Этот же курс читался на специальностях "Прикладная математики" и "Математика", но там, как я писал в предыдущем посте, все сводилось к рассмотрению классических задач механики, а также применении матметодов в экономике. Для информатиков такой трюк не прокатит, поскольку этот предмет будет на 3 курсе в 6 семестре,а у них нет никаких курсов, связанных с физикой и с экономикой до этого времени ( да их и в принципе нет). Вот такая беда. при этом требуют, что-бы новый курс был как можно больше связан с будущей профессией будущих программистов.

Не вижу никаких препятствий к тому, чтобы переделать требуемый курс из существующих курсов для "Прикладной математики" и "Математики" с минимальными изменениями. Не беда, что у информатиков нет физики и экономики. Что-то сократить, что-то значительно сократить, вставить азы механики и/или экономики, просто чтобы было понятно о чём речь. В любом случае, знать азы информатикам будет полезно.

Вообще, мне кажется, что если у информатиков нет вообще ничего по физике, то это очень нехорошо и нужен какой-то ликбез, который Вы и можете устроить на своём курсе.

Можно ещё взять книжку
Самарский, Михайлов. Математическое моделирование
и разбирать оттуда понравившиеся параграфы. Просьбу о связи курса с будущей профессией можно проигнорировать: мало ли чего хочется. Не ясно вообще, у кого из студентов будет какая профессия.

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое моделирование
Сообщение05.02.2016, 10:05 


03/02/16
8
Munin в сообщении #1096700 писал(а):
А механика и экономика тут произносятся только для красоты. Реально-то речь идёт о моделировании каких угодно систем через динамические СОДУ, через ДУЧП, через стохастические уравнения. Это могут быть электронные схемы, волки и зайцы, лифты в зданиях и т. п. Дискретной тематики только не хватает, чего-то типа массового обслуживания и т. п.

Спасибо за ответ. Вот вчера нашел статью по связи стохастических систем дифференциальных уравнений и кодирования информации. Буду еще что-то искать. Будущая программа а общих чертах вырисовывается.

Mikhail_K в сообщении #1096740 писал(а):
Можно ещё взять книжку
Самарский, Михайлов. Математическое моделирование
и разбирать оттуда понравившиеся параграфы.

Книга эта у меня есть, прием даже в бумажном варианте (подарок).
Mikhail_K в сообщении #1096740 писал(а):
Просьбу о связи курса с будущей профессией можно проигнорировать: мало ли чего хочется. Не ясно вообще, у кого из студентов будет какая профессия.


А вот это придется сделать, и я к этому склоняюсь уже в течении последней недели

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое моделирование
Сообщение05.02.2016, 13:41 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
63897

(Оффтоп)

Лифт в здании - классический пример моделируемой системы из Object-Oriented Design Г. Буча. Хотя он, скорее, система дискретная.

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое моделирование
Сообщение05.02.2016, 23:30 


03/02/16
8
Munin в сообщении #1096958 писал(а):
Лифт в здании - классический пример моделируемой системы из Object-Oriented Design Г. Буча. Хотя он, скорее, система дискретная.

Спасибо, посмотрю обязательно

 Профиль  
                  
 
 Преподавание дисциплины "Математическое моделирование"
Сообщение07.07.2017, 23:19 


07/07/17
3
Добрый день!

В наступающем учебном году мне предстоит впервые вести дисциплину под названием "Математическое моделирование". Студенты, сразу скажу, не "чистые" математики или физики, а программисты (бакалавры, 3 курс) со средней математической подготовкой (матанализ, дифференциальные уравнения, теория вероятностей, УЧП изучались). В распоряжении 2 часа лекций и 2 часа практики (в компьютерном классе) в неделю. По требованию руководства, курс должен быть не "узким", а общим (то есть не ограничиваться, например, рассмотрением только моделей физики или только моделей биологии и т.д.).

Бегло изучив некоторые отечественные и зарубежные учебники по этой дисциплине, я обнаружил, что какого-то чёткого набора базовых тем здесь нет. Если, например, в курсе линейной алгебры или дифференциальных уравнений все примерно знают, что и в какой последовательности нужно читать и изучать, то здесь какой-то цельной картины у меня так и не сложилось.
В связи с этим захотелось посоветоваться с читателями этого форума, среди которых много компетентных учёных и преподавателей, которые, возможно, сами читали курс математического моделирования или, по крайней мере, имеют представление о том, что именно было бы "прилично" в подобном курсе рассмотреть.

От затянувшегося вступления перейду к конкретным вопросам:
1) Как, на Ваш взгляд, лучше строить подобный курс - рассматривать какие-то области науки и изучать различные модели, возникающие там, или же выделять разделы по тому математическому аппарату, который используется? То есть в первом варианте, например, сначала рассмотреть физические модели, потом биологические, потом экономические и так далее. Во втором варианте деление было бы, например, на модели, использующие дифференциальные уравнения, стохастические модели, имитационные модели и так далее.
2) Нужно ли на лекциях подробно рассматривать сами модели, или же делать это на практике, а на лекциях изучать математический аппарат, который будет использоваться? Например, рассматривать динамические системы, аттракторы, клеточные автоматы и так далее.
3) Какие базовые модели стоит обязательно рассмотреть в подобном курсе? Например, различные варианты движения маятника, динамика популяций, брюсселятор - это, как я понимаю, "классика". Что, по Вашему опыту, было бы интересно студентам?

Мои вопросы, может быть, смотрятся несколько по-детски, но в плане чтения лекций я и на самом деле новичок. При этом хочется, всё-таки, чтобы студентам было хотя бы немного интересно :-)
Буду благодарен за любые советы, подсказки, ссылки на литературу и так далее. Возможно, кому-то ещё эта тема тоже окажется полезной.
____________________
// Две веки на одну тему соединены. / GAA, 29.07.2017

 Профиль  
                  
 
 Re: Преподавание дисциплины "Математическое моделирование"
Сообщение08.07.2017, 05:58 
Аватара пользователя


09/10/15
1945
San Jose, USA
Пока что могу только посочувствовать, если у вас нет готового курса, которому следовать.
Тем более, как вы говорите, у вас нет лекторской пратики.
Вас просто таки кинули в омут без умения плавать.
Подготовка самому такого курса требует, на мой взгляд, достаточно времени и творческого подхода. Пока что задача выглядит типично - пойди туда, не знаю куда, принеси то, не знаю что. Но, с другой стороны это интересный вызов.
Если вы сможете подготовить достойный курс, будет потом чем гордиться.
По пункту 2 очевидео, что с вашим контингентом "чистых программистов" будет необходимо именно на лекциях ставить задачи. Иначе студенты не будут понимать, с какого конца вообще подступить к задаче. Ведь программисты даже обычные задачи по физике не умеют решать. Не то что требующие вычислений.
Что касается физических задач, то кроме обычного математического маятника, который достаточно примитивно решается, можно было бы рассмотреть двойной математический маятник. Это достаточно богатая модель со многих точек зрения. Можно так-же рассмотреть колебания с трением различной природы. Достаточно интересен случай колебательных цепочек различной конфигурации. Я имею ввиду точечные массы, соединенные идеальными пружинками. Или
Расчет линейных электрических цепей переменного тока тоже весьма полезная задача.
К сожалению, если опираться только на общий курс физики, там не так много интересных вычистительных задач.
Может быть на закон всемирного тяготения. Плюс движение в поле центральных сил. Расчитать орбиты движения для сил различной функциональной зависимости.
Интересные задачи вычислительного характера встречаются в механике при учете сил трения.
Например движение по внутренней поверхности вертикального кольца с заданным к-том трения.
На ум еще приходят задачи из атомной физики на спонтанный распад неустойчивых ядер, когда изначальный изотоп путем нескольких последовательных альфа и бета распадов превращается наконец в стабильное ядро. Тут можно смоделировать каноническое превращение урана $^2^3^8U$ в свинец $^2^0^6Pb$ путем шестнадцати альфа и бета распадов с извстными периодами полураспада.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 26 ]  На страницу 1, 2  След.

Модераторы: Модераторы, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group