Типовая учебная программа VIV 4303 авматизация эксперимента в ядерной физике (код и наименование дисциплины)
Скачать 96.4 Kb.
|
| МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ТИПОВАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА VIV 4303 АВМАТИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА В ЯДЕРНОЙ ФИЗИКЕ (код и наименование дисциплины) 5В060500 – Ядерная физика (код и наименование специальности) объем 3 кредита Алматы, 2012 Предисловие 1 РАЗРАБОТАНА И ВНЕСЕНА Казахским национальным университетом имени аль-Фараби Кусаинов А.С., канд. тех. наук, PhD, старший преподаватель (название организации образования – составителя(ей) типовой программы 2 РЕЦЕНЗЕНТЫ Кошеров Т.С. д.ф.м.н., проф., Казахский Национальный Технический Университет им. К.И..Стапаева, Юшков А.В., д.ф.м.н., проф. Казахский Национальный Университет им. аль-Фараби.____________________________ (ф.и.о., ученая степень, звание, название организации) ^ приказом Министерства образования и науки Республики Казахстан от «___»__________20___года №____ 4 Типовая учебная программа разработана в соответствии с государственным общеобязательным стандартом образования специальностей 5В060500 – Ядерная физика (наименование специальности) 5 РАССМОТРЕНА на заседании Республиканского Учебно- методического совета от «___» _________20___года Протокол №___ ^ Дисциплина «Автоматизация эксперимента в ядерной физике» изучает численные методы обработки результатов эксперимента и его моделирование с помощью современных языков программирования. Дисциплина является неотъемлемым элементом подготовки современного ученого физика, инженера ядерщика и педагога в высших учебных заведениях с профилирующим предметом физика. Анализ данных эксперимента и его планирование невозможен без соответствующих программных и аппаратных средств обработки эксперимента - языков программирования и электронных вычислительных устройств-компьютеров. Дисциплина «Автоматизация эксперимента в ядерной физике» дополняет дисциплину «Экспериментальные методы ядерной физики» в объеме необходимого математического и программного обеспечения для математической обработки и численного моделирования эксперимента в ядерной физике. При этом дисциплина является самостоятельным курсом. Успешное освоение дисциплины полагает предварительное изучение студентами таких обязательных дисциплин как основы математического анализа и дифференциального исчисления, полный курс общей физики, включая механику, молекулярную физику, электричество и магнетизм, оптику и атомную физику, а также квантовую механику. Для выполнения некоторых лабораторных работ студент должен знать и уметь применять элементы статистической обработки данных. После изучения дисциплины «Автоматизация эксперимента в ядерной физике» студенты должны уметь представить теоретическую задачу или физический эксперимент в виде набора действий и инструкций на языке программирования (в виде программы), уметь запускать, отлаживать и анализировать результаты работы этой программы на электронной вычислительной машине. ^
^ Введение Цель преподавания дисциплины - получение теоретический знаний и навыков по автоматизации эксперимента в ядерной физике в части его теоретического анализа, численного моделирования и обработки экспериментальных данных и данных по моделированию на электронных вычислительных устройствах с использованием комплексов программ. ^
Контроль за выполнением задач и достижением поставленных целей осуществляется в форме текущего контроля за деятельностью студентов на лекционных и практических занятиях в виде проверки самостоятельных работ студента, проведении коллоквиумов, и в других устных и письменных формах оценки степени усвоения материала, а также в виде рубежного контроля, который включает письменные или устные задания, и экзамены, которые проводятся в сроки и в форме оговоренные академической политикой университета; Объектом изучения дисциплины являются теоретические вопросы ядерной физики, эксперимент и результаты этого эксперимента с точки зрения их анализа, обработки данных и численного моделирования. Методами изучения данной дисциплины является анализ и синтез исследуемого предмета, т.е. расчленение, разложении физической задачи, систем и протекающих в них процессов на их составные части и на этой основе определении ведущих звеньев, узких мест, ключевых проблем развития с использованием современных языков программирования их реализации на электронных вычислительных машинах. Дисциплина «Автоматизация эксперимента в ядерной физике» является интегральной частью комплекса дисциплин и спецкурсов экспериментальной и теоретической ядерной физики. ^ Первое применение приспособлений и устройств для обработки информации датируется 3 веком до нашей эры, когда в Древнем Вавилоне были изобретены первые счёты - абак. В 1492 году Леонардо да Винчи предложено 13-разрядное суммирующего устройства с десятизубцовыми кольцами. В 1623 году Вильгельм Шиккард, профессор университета Тюбингена, разрабатывает устройство на основе зубчатых колес («считающие часы») для сложения и вычитания шестиразрядных десятичных чисел. В 1630 году Ричард Деламейн создаёт круговую логарифмическую линейку. 1723 год — немецкий математик и астроном Христиан Людвиг Герстен на основе работ Лейбница создал арифметическую машину. Машина высчитывала частное и число последовательных операций сложения при умножении чисел. 1801 год - Жозеф Мари Жаккар строит ткацкий станок с программным управлением, программа работы которого задается с помощью комплекта перфокарт, а 1820 году налажен первый промышленный выпуск арифмометров. 1822 год — английский математик Чарльз Бэббидж изобрёл, первую разностную машину (специализированный арифмометр для автоматического построения математических таблиц) 1927 год - в Массачусетском технологическом институте (MIT) Вэниваром Бушем был разработан механический аналоговый компьютер. 1941 год - Конрад Цузе создаёт первую вычислительную машину Z3, обладающую всеми свойствами современного компьютера. После изобретения интегральной схемы развитие компьютерной техники резко ускорилось. Этот эмпирический факт, замеченный в 1965 году соучредителем компании Intel Гордоном Е. Муром назвали законом Мура. Язык программирования С возник в начале 1980-х годов силами сотрудника фирмы Bell Laboratories Бьёрна Страуструпа. В 1998 году был ратифицирован международный стандарт языка C++: ISO/IEC 14882:1998 «Standard for the C++ Programming Language»; ^ Необходимость применения ЭВМ для решения физических задач и круг этих задач. Методы и инструменты решения задачи автоматизации эксперимента. Краткий исторический очерк развития вычислительных машин. Аналоговые и цифровые вычислительные машины. Вычислительные задачи теоретической ядерной физики. Задачи обработки результатов физического эксперимента. Комплексы программ и их основные характеристики. Типы ЭВМ, программного обеспечения и языков программирования применяемого в физике. Типы операционных систем. Windows, Unix, Mac OS и т.д. Философия программирования. Современные электронные вычислительные машины и компьютеры. Типы операционных систем и их развертывание на доступной аппаратной базе. Процессоры. Программные и аппаратные интерфейсы. Алгоритмические языки программирования. Компиляторы языков С и Фортран. Алгоритмы и их реализация. История развития языков программирования. Альтернативные методы решения вычислительных задач. Borland C/C++, Microsoft Visual Studio и его компонент C++ compiler. Язык программирования С++. Функции. Операторы. Типы данных и переменных. Циклы и выражения сравнения. Функция main(). Комментарии в языке С++. Препроцессор. Операторы обновления и присваивания. Развновидности функций. Функции пользователя. Типы данных short int и long. Типы данных char. Типы данных с плавающей точкой. Составные типы данных. Указатели и свободная память. Указаетли, массивы и арифметика указателей. Цикл for, цикл do while и операторы инкремента. Язык программирования С++. Объекты и классы. Работа с памятью. Классы памяти, диапазоны доступа. Реализация функций-элементов класса. Деструкторы и конструкторы классов. Классы и динамическое распределение памяти. Наследование классов. Ввод/вывод данных и работа с файлами. Потоки и буферы. Перенаправление. Открытие нескольких файлов. Работа в режиме командной строки. Режимы файлов. Произвольный доступ к файлам. Моделирование эксперимента и методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений и дифференциальных уравнений в частных производных. Типы дифференциальных уравнений. Методы Эйлера и Рунге-Кутта. Точность и устойчивость решения. Тест типа "прыгающая лягушка". Переменный шаг интегрирования. Типы уравнений в частных производных и их канонический вид. Уравнения гиперболического, параболического и эллиптического типа. Адаптация методов Эйлера и Рунге-Кутта. Метод Дюфорта-Франкеля. Примеры. Уравнении диффузии и уравнение непрерывности. Матричная алгебра. Операции с матрицами. Типы матриц и программная реализация работы с матрицами на языке С++. Обращение Матриц. Метод Якоби. Метод Гаусса –Зайделя. Приведение матриц к диагональному виду. Методы Монте-Карло и их реализация в рамках численного моделирования эксперимента. Генераторы случайных чисел и их программная реализация. Интегрирование методом Монте-Карло. Метод Метрополиса. Метод Монте-Кало в решении задач квантовой механики. ^
Примерный перечень заданий на СРС
Список рекомендуемой литературы Основная
Дополнительная
|
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Кошеров Т. С. д ф м н., проф., Казахский Национальный Технический Университет им. К. И стапаева, Юшков А. В., д ф м н., проф. Казахский... | | Юшков А. В., докт физ мат наук, профессор, Казахский национальный университет имени аль-Фараби |
| Рабочая учебная программа дисциплины «Муниципальное право» составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом... | | Рабочая учебная программа дисциплины «Философия» подготовлена в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом... |
| Рабочая программа по физике для 11 класса составлена на основе образовательного стандарта основного общего образования по физике... | | Рабочая программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования и... |
| ... | | Цель: изучение возможности использования правовых дисциплин в дальнейшей профессиональной деятельности |
| Тема html понятие языка разметки. Общая структура документа. Метаинформация. Составные документы |  | Г. Я. Мякишева для изучения курса физики, авторской программы Г. Я. Мякишева, опубликованной в сборнике примерных программ «Физика.... |