Уровень сложности:
Длительность курса: 84 ак.ч.
График обучения: 84 ак. часа: 52 очных часа, 24 часа домашних работ, 4 часа консультации, 4 часа доп. экзамена
Аннотация
Компьютерное моделирование (КМ) является неотъемлемой частью инженерной и научно-исследовательской деятельности. Все крупные фирмы (BMW, Samsung, Boeing, Schlumberger и др.), занимающиеся разработкой и созданием наукоемкой продукции, использует КМ в качестве одного методов исследования. Ярким примером является моделирование краш-тестов, позволяющее сэкономить огромное количество времени и ресурсов, необходимых для проведения натурных экспериментов. КМ требует от специалиста не только подготовки в той предметной области, в которой проводится моделирование, но и знаний в области вычислительной математики и программирования. Однако, несмотря на кажущуюся сложность, многие идеи и методы КМ, применяемые в научной и инженерной практике, могут быть освоены школьниками.
В рамках данного курса идеи и методы КМ излагаются на примере решения школьных задач по физике. При этом слушатели курса учатся ставить и решать физические задачи, а также приобретают первоначальные навыки использования современных вычислительных методов используемых для КМ. Кроме того, важную часть курса составляет обучение слушателей навыкам представления и презентации полученных результатов.
Для успешного освоения курса необходимы:
- Навыки программирования на одном из следующих языков: Visual Basic, С++, Python.
- Начальные знания разделов физики «Кинематика» и «Динамика»
Знания и умения, полученные в результате обучения
В результате обучения слушатели:
- Систематизируют знания из важнейших разделов школьного курса физики («Кинематика» и «Динамика», а также базовые знания из разделов «Статика», «Электромагнетизм», «Оптика»).
- Ознакомятся с различными видами и методами компьютерного моделирования, а также примерами их использования.
- Научатся ставить и решать физические задачи с использованием компьютера методом динамики частиц.
Курс пока не поставлен в расписание.
|
18 600 ₽
Расчёт стоимости с учётом возможных скидок
Расчёт стоимости с учётом возможных скидок представлен как справочная информация.
Фактический размер скидки может несколько отличаться из-за округления значения суммы.
Внимательно ознакомьтесь с условиями действующих
акций и скидкок...
Начальные требования
Для тех, кто еще не учится в АИШ:
- Вступительное тестирование
Для уже обучающихся в АИШ:
- Практикум по программированию – промежуточная аттестация не менее 60 баллов или итоговая оценка не ниже «хорошо»
- Процедурное программирование – промежуточная аттестация не менее 50 баллов или итоговая оценка не ниже «удовлетворительно»
- Структурное программирование на С/С++ – промежуточная аттестация не менее 50 баллов или итоговая оценка не ниже «удовлетворительно»
- Процедурное программирование на С/С++ – промежуточная аттестация не менее 50 баллов или итоговая оценка не ниже «удовлетворительно»
Вступительное тестирование
Тест № ВПТ-536 Вступительный тест для обучения на семестре "Процедурное программирование на C/C++" (для АИШ)
1. Базовые знания по курсу информатики:
- Представление числовой, текстовой, графической информации в памяти компьютера.
- Организация процесса работы компьютера (назначение и возможности операционной системы, структура файловой системы).
2. Опыт процедурного программирования на любом языке:
- Типы данных, их объявление.
- Операторы консольного ввода и вывода, присваивания.
- Операторы для организации циклов и ветвлений.
- Массивы и стандартные алгоритмы работы с ними (поиск, нахождение максимума, сортировка, сдвиг и т.п.).
- Создание процедур и функций, способы передачи данных между подпрограммами.
- Владение приёмами работы со строками (выделение и поиск подстроки)
- Знание классических численных алгоритмов (НОД, выделение цифр числа).
По результатам выполнения практического задания необходимо набрать не менее 70 баллов.
Тематический план
Занятие 1
Введение. Что такое «компьютерное моделирование?»
- Классификация методов моделирования
- История компьютерного моделирования
- Виды/методы компьютерного моделирования
- Необходимые знания по информатике (система контроля версий,
- Пример компьютерного моделирования
Занятие 2
Физические и компьютерные модели, применяемые в кинематике
- Понятия кинематики
- Решение задач кинематики
- Моделирование простейшей задачи кинематики
- Сходимость к аналитическому решению
Занятие 3
Сложные задачи кинематики
- Решение задач кинематики
- Моделирование нескольких сложных задач кинематики
- Сходимость к аналитическому решению
Занятие 4
Закрепление раздела «Кинематика»
- Проверочная работа по аналитическому и численному (компьютерному) решению задач кинематики
Занятие 5
Физические и компьютерные модели, применяемые в динамике
- Понятия динамики
- Решение задач динамики
- Моделирование простейшей задачи кинематики
- Сходимость к аналитическому решению
Занятие 6
Сложные задачи динамики
- Решение задач динамики
- Моделирование нескольких сложных задач динамики
- Сходимость к аналитическому решению
Занятие 7
Закрепление раздела «Динамика»
- Проверочная работа по аналитическому и численному (компьютерному) решению задач динамики
Занятие 8
Вычислительные методы, применяемые в компьютерном моделировании
- Использование различных методов численного интегрирования на примере грузика на пружинке
- Создание системы визуализации
Занятие 9
Компьютерное моделирование системы многих тел
Занятие 10
Решение школьных задач по физике с использованием компьютерного моделирования
- Кинематика (движение тел по заданным законам)
- Динамика (тело, летящее под углом к горизонту)
- Статика (определение центра масс системы)
- Электричество и магнетизм (движение зарядов в магнитном поле)
- Оптика (преломление света, расчёт оптимальной траектории спасения тонущей девушки)
Занятие 11
Работа над курсовым проектом
- Постановка задачи
- Решение аналитической составляющей задачи
Занятие 12
Работа над курсовым проектом
- Ответы на вопросы
- Черновая презентация проекта
Занятие 13
Финальная доработка и презентация проектов