Математическое моделирование что это за профессия

Опубликовано: 03.10.2024

"Механика и математическое моделирование" - специальность, позволяющая в будущем сделать выбор из довольно большого числа интересных профессий:

научный сотрудник,
инженер,
математик,
аналитик,
руководитель,
исследователь,
преподаватель физико-математических дисциплин,
специалист по математическому моделированию.

Академические бакалавры имеют возможность работать в любых сферах науки, промышленности, производства, управления, связанных с математикой, инжинирингом, физикой, механикой и программированием.

Описание специальности

За время обучения студенты приобретают научные знания по компьютерному моделированию различных механических процессов. Ученики изучают вычислительную математику, механику и биомеханику, теорию устойчивости электромеханических устройств, степень упругости, плотности и пластичности материалов. Осваивают статическую и динамическую прочность различных объектов и другие науки, так или иначе связанные с теоретической механикой, математикой, инжинирингом, сопроматом.

В процессе обучения студенты развивают способности к аналитическому мышлению, изучают основы экономики и управления производством, учатся применять на практике основы фундаментальной математики, механики, физики и других естественных наук.

Особенностью обучения на специальности «Механика и математическое моделирование» является большое количество нормо-часов, посвящённых практикумам. Где студенты имеют уникальную возможность применить свои теоретические знания в деле, анализировать и синтезировать конкретную информацию. Часть практикумов посвящена работе с программами компьютерно-математического моделирования, предназначенными для имитации технологических процессов на экране монитора.

Выпускники находят применение своим знаниям в инжиниринговых центрах промышленных компаний, газовых и нефтяных отраслях, транснациональных корпорациях, исследовательских и конструкторских бюро, в том числе – зарубежных, занимающихся разработкой новых инженерных технологий.

Основные предметы при обучении на специальности

Механика деформируемых тел и сред.
Математическое моделирование и компьютерный инжиниринг.

Кроме того, студенты изучают философию, историю, иностранный язык и ОБЖ (основы безопасности жизнедеятельности). Обязательные дисциплины: физическая культура и прикладная физическая культура.

Сроки обучения

Срок получения очного образования по специальности "Механика и математическое моделирование" составляет 4 года (включая каникулы). Очно-заочная и дистанционная форма обучения, по решению ректората, может быть увеличена на срок от шести месяцев до года.

Навыки и умения, приобретаемые в ходе подготовки

Умение решать сложные задачи методом информационно-коммуникационных технологий.
Использование математического анализа в области теоретической и прикладной механики, сопротивления металлов, геометрии, дифференциальных уравнений и теории вероятностей.
Работа со специализированными программами для моделирования и оптимизации технологических процессов.
Занятие научно-исследовательской работой самостоятельно или в группе.
Решение проблем механического моделирования без участия ПК (если того требует ситуация).
Адаптирование своих знаний к организации учебного процесса в сфере своей компетенции (физика, механика, математика, информатика).
Организация педагогической, научной, управленческой и производственно-технологической деятельности.

В ходе обучения бакалавр приобретает профессиональные навыки, необходимые для грамотного инжиниринга и аналитики сложных механических объектов средствами компьютерного и / или физического анализа.

Направление «Математика и компьютерные науки» дает подготовку в области математики по дисциплинам: алгебра, компьютерная алгебра, аналитическая геометрия, математический анализ, дифференциальные уравнения, уравнения и методы математической физики, теоретическая механика, приложения дискретной математики в компьютерных науках, математическое моделирование и др.

Студенты изучают алгоритмы и структуры данных, языки программирования, архитектуру компьютеров, операционные системы и компьютерные сети, разработку программного обеспечения, базы данных и информационно-поисковые системы, искусственный интеллект и робототехнику, компьютерную графику, взаимодействие человека и компьютера и др.

По программе бакалавриата в 2018 году открыт набор на 23 бюджетных места по очной форме обучения. Для поступления потребуются результаты ЕГЭ или вступительных испытаний по математике, русскому языку и физике.

Продолжить обучение можно будет по магистерской программе «Математическое и компьютерное моделирование», по очной форме обучения на которую выделено 15 бюджетных мест. Программа реализуется также по очно-заочной и заочной формам обучения.

Прием заявлений на поступление стартует 20 июня. Приемная комиссия традиционно разместится в учебном корпусе №1 (Октябрьский пр-т, 55, вход №2, фитнес-зал). Задать вопросы о поступлении можно в группе ВКонтакте «Территория абитуриентов СГУ им. Питирима Сорокина» или по телефону 8(8212)390-444.

1. ERP-консультант (консультант по внедрению ERP-систем) – занимается внедрением и наладкой систем планирования предприятия. ERP-система (Enterprise Resource Planning) – это комплекс приложений, который позволяет автоматизировать учет и управление на предприятии, связать между собой его разные отделы.

ERP-консультант должен хорошо разбираться в информационных системах, бизнес-процессах, иметь навыки управления проектной командой, управления проектами, понимать методологию внедрения ERP-системы, иметь представления о системах Navision, Axapta, ORACLE, BAAN, Scala, Platinum, SUN System, SAP и базах данных ORACLE, MSSQL, DB2.

Консультант по внедрению ERP-систем своего рода универсальный солдат. В его арсенал помимо виртуозного владения компьютером и глубокого знания функциональности системы входят навыки публичного выступления и преподавателя, глубокое понимание отраслевой бизнес-специфики, знание английского языка, основ проектного управления и психологии, владение методами оптимизации бизнес процессов и аналитические способности.

2. Web-программист — специалист в области компьютерных технологий, а именно web-программирования. Призван воплотить в жизнь проекты web-дизайнеров, создавая функционирующий сайт. Он должен знать HTML, JAVA, JAVAScript, РНР, CGI, Perl, иметь опыт работы с такими инструментами web-разработчиков, как Dreamweaver, Flash и ColdFusion. Эти языки и программы расширяют возможности сайтов, помогают вносить разнообразие: элементы анимации, звук, интерактивные игры, онлайновые анкеты и функции Интернет-торговли. Работа web-программиста непосредственно связана с глобальной сетью Интернет. Такой специалист создает программы, способные функционировать в ее пределах. Без его участия не станет работать ни один интернет-проект. Web-программисты создают динамические страницы, пишут интерфейсы к базам данных, составляют технические задания проектов. Если, к примеру, web-сайты — дома, то web-программисты — архитекторы, которые мыслят новыми, компьютерными категориями.

3. Администратор базы данных занимается проектированием и налаживанием работы базы данных, следит за корректностью и безопасностью ее эксплуатации пользователями. Он должен обеспечить бесперебойную работу сервера и доступ пользователей к нужной информации. Администратор отвечает за защиту данных и их хранение. При сбоях в работе сервера или самой базы администратор восстанавливает утраченные данные.

Как будет меняться характер труда администратора баз данных в будущем?

В будущем развитие систем искусственного интеллекта позволит автоматически проводить регламентные работы по администрированию баз данных, ликвидировать системные сбои быстро и практически незаметно для системы и пользователя. Администраторов баз данных заменят программы и специалисты по их настройке.

4. Аналитик – это управляющий информацией. Работа аналитика заключается в анализе разнообразных данных, как правило, цифровых, на основании которых можно делать определённые выводы. Аналитики находят применение своей профессии в научных и исследовательских учреждениях, в государственных структурах, банках, медицине, страховом бизнесе, а также в экономической сфере деятельности. Аналитик должен собирать различные цифровые данные, анализировать и впоследствии уметь правильно трактовать их. Для анализа данных приходится использовать различные способы, которые зависят от его цели.

Как будет меняться характер труда аналитика в будущем?

Интеллектуальные системы уже в настоящее время способны проводить аналитические работы в различных областях, особенно это касается стандартных и повторяющихся операций. Со временем аналитические службы будут заменяться сервисами на основе искусственного интеллекта. Объем данных и их сложность возрастает, человеку становится сложно быстро и качественно обрабатывать подобный поток информации.

На смену аналитикам придут специалисты по большим данным и искусственному интеллекту.

5. Аналитик компьютерных систем. Разработчики и аналитики компьютерных систем проводят научные исследования в области информатики и компьтерных систем, разрабатывают и совершенствуют компьютерные концепции и методы, учавствуют в практическом применении полученных знаний, а также консультируют по этим вопросам. В их обязанности входит участие в экспериментальных проверках работоспособности разрабатываемых программных средств, совершенствование программного обеспечения.

6. Блокчейн-инженер, блокчейн-разработчик. Развитие технологии блокчейн привело к появлению целого семейства блокчейн-специалистов, таких как, блокчейн-инженер, блокчейн-разработчик, блокчейн-исследователь и разработчик смарт-контрактов. Блокчейн специалисты занимаются блокчейн-разработкой, работают с криптографическими инструментами и децентрализованными сервисами, занимаются написанием смарт-контрактов.

уметь писать на нативном языке без использования каких-либо фреймворков.
знать основы проектирования и разработки, анализа проблем и поиска решений
уметь сравнивать устройство топовых блокчейн-систем, алгоритмов и протоколов
уметь анализировать основные типы уязвимостей систем и уметь защищать систему от атак.

координация работы сайта, от создания до модернизации;
различные рекламные кампании и PR-акции в сети;
а также главнейшая обязанность всех маркетологов – сбор и анализ различной информации.

ИТ-консультант должен понимать что такое ядро информационной системы, уметь выбрать из него то, что необходимо для какого-то конкретного бизнеса. Затем эти отобранные элементы он настраивает под задачи и процессы бизнеса. Для настройки не требуется использовать языки и специальные средства программирования.

ИТ-консультант должен также уметь вести переговоры с заказчиком, добиваться взаимопонимания. У заказчика обычно есть самое общее представление о том, чего он хотел бы, скажем, какие операции должны выполняться быстрее. Консультант же должен понять, как он может решить проблемы заказчика. Поначалу у заказчика и исполнителя довольно смутное представление о том, что же необходимо сделать.

Требования к системе, которые обеспечат потребности заказчика, постоянно уточняются: сначала создается прототип, незаконченный вариант системы - заказчик его оценивает, говорит, чего бы еще хотел, - идет уточнение требований, затем этот цикл повторяется.

Взаимодействие заказчика и исполнителя осуществляется в течение всего проекта. И одна из основных проблем - управление требованиями к системе: изменения, которые появляются, необходимо постоянно упорядочивать, иначе они разрушат саму систему.

ИТ-консультант могут работать в консалтинговых компанийх и в IT-подразделении какой-то компании – производственной, торговой, сервисной. Вне зависимости от места работы, задачи ИТ-консультанта: донести до руководства компании информацию о том, что можно получить от IT-технологий, как их внедрить, сколько это будет стоить, какого результата имеет смысл ожидать. В случае работы консультанта внутри компании, возникают дополнительные задачи – организовать эксплуатацию установленных решений.

11. Компьютерные лингвисты занимаются разработкой алгоритмов распознавания текста и звучащей речи, синтезом искусственной речи, созданием систем семантического перевода и самим развитием искусственного интеллекта.

Компьютерная лингвистика предполагает создание программ, связанных с анализом языковых данных и моделированием той или иной лингвистической деятельности. Одновременно это направление требует специализированного знания о структуре языка и методах исследования языкового материала. Поскольку сегодня теоретическая лингвистика очень часто опирается на компьютерные инструменты, лингвисты, сочетающие знания в области теории языка и компьютерной лингвистики, пользуются большим спросом. Кроме того, компьютерные лингвисты востребованы как в научных учреждениях, так и в коммерческих компаниях — в том числе в компаниях Яндекс, Mail.Ru, ABBYY, Авикомп и др.

Самое большое направление в компьютерной лингвистике связано с Big Data. Ведь существуют огромные корпуса текстов типа новостных лент, из которых нужно вычленять определенную информацию — например, выделять инфоповоды или затачивать RSS под вкусы определенного пользователя. Такие технологии есть уже cейчас и будет развиваться дальше, потому что вычислительные мощности стремительно растут. Лингвистический анализ текстов используется и при обеспечении безопасности в интернете, поиске необходимой информации для спецслужб.

12. Математик занимается исследовательской деятельностью в сфере математических наук. Разрабатывает математические модели реальных процессов. С помощью компьютера изучает свойства своих моделей, сравнивает полученные теоретическим путем данные с практикой и корректирует модель. Математик – высокоинтеллектуальная профессия. Её обладатель с помощью средств вычислительной техники и программного обеспечения разрабатывает технологию решения задач по обработке информации. Определяет объем и структуру информации, схемы ее ввода и обработки, выбирает язык программирования для описания алгоритмов. Готовые программы проходят процедуру проверки. Если программа работает, он осуществляет его сопровождение и разрабатывает инструкции по его применению.

13. Менеджер интернет-проектов — человек-оркестр, который управляет огромным количеством процессов: руководит разработкой и развитием сайтов, общается с заказчиками, занимается продвижением, выстраивает коммуникацию с клиентами. Менеджеры интернет-проектов работают над разными типами интернет-продуктов. - Во-первых, это сайты и порталы: корпоративные сайты, информационные и новостные порталы, промо-сайты (посадочные страницы), образовательные проекты, корпоративные и персональные блоги. - Во-вторых, e-commerce: интернет-магазины, онлайн-сервисы, аукционы, сетевые рынки, рассылки, подписки и другие платные виртуальные услуги. - В третьих, интернет-сообщества: социальные сети, тематические сообщества, форумы. - И, наконец, наиболее быстрорастущая сфера — мобильные сайты и приложения. Сюда входят все продукты или услуги, которые соединяют с интернетом телефоны, планшеты и другие мобильные устройства.

14. Менеджер по электронному обучению. Задача данного специалиста - организация максимально эффективного процесса электронного обучения в образовательной или коммерческой организации. Он обеспечивает слаженность работы педагогов, разработчиков электронных курсов, а также разработчиков программного обеспечения электронной среды для обучения.

Координация процессов дистанционного образования, организация наиболее эффективного взаимодействия онлайн-ресурсов и существующих образовательных институтов будут востребованы в будущем.

18. Разработчик моделей big data - специалист, занимающийся проектированием систем сбора и обработки больших массивов данных, получаемых через Интернет. Он разрабатывает интерфейсы сборки и сами аналитические модели. Подобные вакансии начали появляться на джоб-сайтах, что и неудивительно, ведь big data - один из основных трендов последнего времени. Но постепенно big data перейдет в extremely big data, что означает, что будут востребованы архитекторы и разработчики подобных сложных систем, а также специалисты по созданию аналитики на их базе.

19. Руководитель разработки программного обеспечения занимается руководством процессами разработки, отладкой, проверкой работоспособности и модификацией программного обеспечения, их организацией и управлением ресурсами, обеспечивает коллективную среду разработки программного обеспечения и систему контроля версий.

Руководство разработкой программного кода
Руководство проверкой работоспособности программного обеспечения
Руководство интеграцией программных модулей и компонентов программного обеспечения
Руководство разработкой проектной и технической документации
Управление запросами на изменения, дефектами и проблемами в программном обеспечении
Управление конфигурациями и выпусками программного продукта
Руководство разработкой технических спецификаций программного обеспечения
Руководство проектированием программного обеспечения
Управление процессом разработки программного обеспечения
Управление информацией в процессе разработки программного обеспечения
Разработка внутренних правил, методик и регламентов проведения работ
Управление инфраструктурой коллективной среды разработки
Управление рисками разработки программного обеспечения

Его задача – выстроить многоуровневую структуру, которая объединит отдельные компоненты в модули, а модули – в единый организм компьютера или компьютерную сеть.

22. Специалисты по компьютерной фотонике - это профессионалы в области компьютерных технологий по тематике компьютерной обработки изображений, включающей задачи регистрации изображений, работу с графическими файлами, компьютерные алгоритмы анализа и распознавания изображений, методы трехмерной визуализации объектов.

Специалисты по компьютерной фотонике реализуют свои способности в областях деятельности, связанных с анализом и обработкой информации, которая содержится в изображениях. К наиболее актуальным областям относятся: исследования и отображение трехмерных объектов, наблюдательные системы и системы безопасности, биомедицина и биометрия, диагностика ценных предметов искусства и др.

23. Специалист по математическим методам в экономике прогнозирует предстоящую динамику цен, доходы и расходы домашних хозяйств, масштабы замещения импортируемых продуктов отечественными и т. д. Очень часто такие специалисты нужны в страховых компаниях. Они оценивают вероятность наступления страховых случаев и предлагают страховой компании определенную рыночную стратегию. Специалисты по математическим методам работают и в самих банках. Здесь они решают задачи, связанные с кредитованием населения и организаций — кому стоит дать кредит, кому нет. Еще одна сфера, которая тоже требует верных расчетов, – рекламная. Здесь требуется решать задачи для выстраивания рекламной стратегии: как наиболее эффективным образом потратить реально возможную сумму денег для того, чтобы сохранить или усилить позиции компании-производителя или продавца на соответствующем рынке.

24. Специалист по математическому моделированию занимается моделированием сложных динамических систем, создает модели прогнозирования, моделирует системы принятия решений. Для успешной работы специалисту требуются навыки программирования, составления технических заданий по реализации моделей, глубокое знание теории вероятностей и математической статистики, умение работать со стохастическими процессами. Изучение и репродукция научных статей по различным моделям.

25. Педагог, преподаватель, учитель – это профессия, которая позволяет передавать знания от поколения к поколению. Благодаря этой профессии общество может сохранять накопленные знания и развиваться. Педагог также помогает обеспечить процесс социализации обучающихся, раскрыть их творческий потенциал, осознать свои способности, обеспечить фундамент социальной адаптации детей, выполняет важную воспитательную функцию.

За время обучения студенты приобретают научные знания по компьютерному моделированию различных механических процессов, развивают способности к аналитическому мышлению, учатся применять на практике основы фундаментальной математики, механики, физики и других естественных наук.

Выпускники находят применение своим знаниям в инжиниринговых центрах промышленных компаний, газовых и нефтяных отраслях, транснациональных корпорациях, исследовательских и конструкторских бюро, занимающихся разработкой новых инженерных технологий.

"Механика и математическое моделирование" - направление, позволяющее в будущем сделать выбор из довольно большого числа интересных профессий:

преподаватель физико-математических дисциплин,

специалист по математическому моделированию.

Учебный план

математический анализ;
дифференциальные уравнения;
теоретическая механика;
уравнения в частных производных;
динамика жидкостей;
численные методы в механике сплошных сред;
физика нефтегазового пласта;
динамические системы;
пакеты прикладных программ;
динамика сжимаемых сред;
системы компьютерной математики.

Мачулис В.В.,доцент, кандидат наук;

Мосягин В.Е., доцент, кандидат наук;

Девятков А.П., доцент, кандидат наук;

Бутакова Н.Н., доцент, кандидат наук;

Практики

Сибирское и Уральское отделение академии наук РФ, ОАО «Сбербанк России», ОАО «Запсибкомбанк», Schlumberger, ООО «Тюменский институт нефти и газа», ООО «ТюменНИПИГИПРОГАЗ», ИТПМ СО РАН им. Христиановича, Банк ВТБ-24, ОАО «СибНАЦ», ООО «ЮНИ-КОНКОРД», Институт криосферы Земли СО РАН, ОАО «Русгазпроект», ОАО «Нижнеобский НИПИ», НПО «Сибтехнефть», ОАО «Гипротюменнефтегаз», ЗАО «ИНФА», СургутНИПИНефть, НПо «Фундаментстройаркос», ООО «Газпромпроектирование», ООО «Ингеосервис, ООО «КогалымНИПИНефть».

Достижения

Команда TSU SPE Student Chapter (в составе Д.В. Балин) вышла в финал студенческой интеллектуальной игры PetroBowl в Лондоне.
Победа в конкурсе лучших студенческих работ Данил Балин – «Влияние процесса авто-ГРП на разработку месторождения», науч. руководитель М.Ю. Данько, начальник отдела гидродинамического моделирования ЗАО «Тюменский институт нефти и газа»

Результаты обучения

Умение решать сложные задачи методом информационно-коммуникационных технологий.

Использование математического анализа в области теоретической и прикладной механики, геометрии, дифференциальных уравнений и теории вероятностей.

Работа со специализированными программами для моделирования и оптимизации технологических процессов.

Занятие научно-исследовательской работой самостоятельно или в группе.

Решение проблем механического моделирования без участия ПК (если того требует ситуация).

Адаптирование своих знаний к организации учебного процесса в сфере своей компетенции (физика, механика, математика, информатика).

Организация педагогической, научной, управленческой и производственно-технологической деятельности.

Трудоустройство и карьера

Сферы деятельности:

Бакалавры имеют возможность работать в любых сферах науки, промышленности, производства, управления, связанных с математикой, инжинирингом, физикой, механикой и программированием.

Места трудоустройства бакалавров:

Сибирское и Уральское отделение академии наук РФ, Центральный банк, ОАО «Сбербанк России», ОАО «Запсибкомбанк», ОАО «Сургутнефтегазбанк», ОАО «СибНИИНП», Schlumberger, ООО «Тюменский институт нефти и газа», ООО «ТюменНИПИГИПРОГАЗ», ОАО «Газпромнефть», ЗАО «ВостокНефтеГазПроект», ИТПМ СО РАН им. Христиановича, Банк ВТБ-24, ОАО «СибНАЦ», ООО «ЮНИ-КОНКОРД», Институт криосферы Земли СО РАН, ОАО «Русгазпроект», ОАО «Нижнеобский НИПИ», НПО «Сибтехнефть», ОАО «Гипротюменнефтегаз», ЗАО «ИНФА», СургутНИПИНефть, НПо «Фундаментстройаркос», ООО «Газпромпроектирование», ООО «Ингеосервис, ООО «КогалымНИПИНефть».

По окончании срока обучения студенты получают квалификацию “бакалавр математического и компьютерного моделирования” и могут занимать следующие должности:
- специалиста, ведущего специалиста, ведущего инженера, инженера-программиста в организационно-управленческих организациях;
- младшего научного сотрудника в научно-исследовательских институтах;
- преподавателя математики, информатики, физики в средне-профессиональных и технических образовательных организациях;
- в научно-исследовательских организациях в качестве научного сотрудника, ведущего инженера или математика-программиста как разработчик математических моделей физико-химических и технологических процессов;
- в проектных организациях как разработчик математических и компьютерных моделей, математик-программист;
- в организационно-технологических организациях как инженер-математик, математик-программист, разработчик математических и компьютерных моделей или специалист по информатике;
- в производственно-управленческих организациях как математик-программист и специалист по информатике;
- в средних и высших образовательных организациях как преподаватель или ассистент дисциплин математического и механического циклов и информатики;
- в средних школах как учитель математики, информатики и физики;
- системного программиста, системного администратора компьютерных сетей.

Квалификационная характеристика бакалавра специальности 050705 – Математическое и компьютерное моделирование

Сфера профессиональной деятельности
Сферами профессиональной деятельности выпускников являются:
- математические и алгоритмические модели научно-технических информационных процессов;
- математическое моделирование научно-технологических процессов;
- вычислительная математика, вычислительные технологии;
- базы данных и базы знаний;
- программы, программные системы и комплексы, технологии их проектирования;
- администрирование сетей.
Объекты профессиональной деятельности
Объектами профессиональной деятельности выпускников являются:
- научно-исследовательские организации;
- телекоммуникационные организации;
- образовательные организации;
- промышленное производство.
Предметы профессиональной деятельности
Предметами профессиональной деятельности выпускников являются:
- теоретические знания разработки математических моделей для естественных процессов;
- практические эксперименты вычислительного процесса;
- знания компьютерной и вычислительной технологии;
- знание сетевых технологий.
Виды профессиональной деятельности
Бакалавры по специальности 050705 – Математическое и компьютерное моделирование могут выполнять следующие виды профессиональной деятельности:
- научно-исследовательская;
- проектная;
- производственно-технологическая;
- организационно-управленческая;
- образовательная.
Функции профессиональной деятельности
Бакалавры по специальности 050705 – Математическое и компьютерное моделирование могут выполнять следующие функции профессиональной деятельности:
- обеспечение научными знаниями в области компьютерного и математического моделирования;
- поддержка компьютерных сетей в области администрирования и управления;
- обучение в образовательной системе.
Типовые задачи профессиональной деятельности
Типовыми задачами профессиональной деятельности выпускников являются:
- разработка математических моделей для природных явлений;
- разработка математических моделей для физических процессов;
- разработка математических моделей для химико-технологических процессов;- программирование и администрирование сетей.
Направления профессиональной деятельности
Направлениями профессиональной деятельности специалистов по специальности 050705 – Математическое и компьютерное моделирование являются: математическое и компьютерное моделирование естественно-физических, химико-технологических и других процессов; системное администрирование операционных систем; программирование производственных и научных задач;
разработка и управление базы данных для хозяйственных, экономических и финансовых задач; компьютерная графика и анимация для архитектурных и дизайнерских задач; трехмерное моделирование и визуализация объектов и персонажей; и другие.
Содержание профессиональной деятельности
Содержанием профессиональной деятельности выпускников являются:
- создание математических моделей для физических, природных, химических, медицинских, биологических, экономических процесов;
- применение математических методов для численных расчетов;
- проектирование, управление и администрирование компьютерных сетей в административных центрах;
- разработка, создание и управление базы данных;
- программирование на высоко уровневых объектно-ориентированных языках;
- создание сложно анимационных эффектов.
Требования к ключевым компетенциям бакалавра по специальности 050705 – Математическое и компьютерное моделирование
Бакалавр математического и компьютерного моделирования должен:
иметь представление: о реально изучаемом объекте исследования, о структуре компьютерных сетей, взаимодействии объектов при создании базы данных;
знать: теоретические и практические основы математического моделирования физических, природных, медицинских, химических, биологических процессов, языки программирования высокого уровня, языки визуального программирования, языки моделирования, вычислительную технику, системное администрирование, компьютерные сети, операционные системы, прикладные программы пользовательского назначения, специализированные программы;
уметь: анализировать изучаемый объект, проектировать математическую модель, использовать математический аппарат для решения задачи, оптимально использовать вычислительную технику, разрабатывать базы данных, программировать;
иметь навыки: создания математических моделей, решения математических задач, разработки и реализации базы данных, программирования;
быть компетентным: в области математического и компьютерного моделирования, в области вычислительной математики и информатики, в преподавательской деятельности.

Содержание образовательных программ по специальности 050705 – Математическое и компьютерное моделирование

Общеобразовательные дисциплины
Обязательный компонент
История Казахстана
Философия
Иностранный язык
Казахский (русский) язык
Информатика
Экология
Физическая культура
Компонент по выбору

Базовые дисциплины
Обязательный компонент
Математический анализ – I
Математический анализ – II
Математический анализ – III
Аналитическая геометрия
Алгебра
Программирование
Дифференциальные уравнения
Введение в вычислительную математику
Теоретическая механика
Уравнения математической физики
Дискретная математика и математическая логика
Физика
Дифференциальная геометрия и топология
Механика сплошной среды
Теория вероятностей и математическая статистика
Компонент по выбору

Профильные дисциплины
Обязательный компонент
Системное администрирование операционных систем
Объектно-ориентированное программирование на языке С++
3D-моделирование
Введение в математическое моделирование
Основы математического и компьютерного моделирования химико-технологических процессов
Компьютерная графика (Open GL, DirectX)
Основы математического и компьютерного моделирования естественно-физических процессов
Компонент по выбору

Дополнительные виды обучения
Физическая культура
Практика
Учебная практика
Производственная практика

ПГК Промежуточныйгосударственный контроль
Итоговая государственная аттестация
1) Написание и защита дипломной работы (проекта).
2) Государственные экзамены по специальности (дисциплина).

Перечень ВУЗов ведущих набор студентов по специальности 050705 – Математическое и компьютерное моделирование

Магистерская программа «Математическое и компьютерное моделирование» завершает формирование фундаментальной базы в области математических и компьютерных наук. На этой основе ведется подготовка высококвалифицированных мультидисциплинарных специалистов (математиков-прикладников), способных организовывать и проводить фундаментальные и прикладные исследования в различных предметных областях. Обучение нацелено на получение профессиональных компетенций на стыке математики и ее приложений.
Наши студенты активно задействованы в научных исследованиях и применяют полученные знания для изучения динамики механических, квантовых, оптических, магнитных и химико-биологических систем и решения технических задач компаний с помощью современных технологий и искусственного интеллекта.

Студентам предлагается на выбор два специализации:

Специализация «Математические модели сложных систем» готовит исследователей в области математического моделирования динамики механических, квантовых, оптических, магнитных и химико-биологических систем.
Язык: русский
Руководитель: Трифанов Александр Игоревич
Специализация «Интеллектуальные информационные системы» готовит специалистов, способных решать технические задачи любой сложности с помощью современных технологий и искусственного интеллекта.
Язык: русский
Руководитель: Трифанов Александр Игоревич

АКТУАЛЬНОСТЬ И ЗНАЧИМОСТЬ ПРОГРАММЫ

Математическое и компьютерное моделирование активно применяется в бизнесе и науке. Специалисты по моделированию могут решать большой спектр задач от поиска новых химических соединений до оптимизации бизнес-процессов компании.

ЦЕЛЬ ПРОГРАММЫ

Цель программы: подготовка квалифицированных кадров мирового уровня, владеющих компетенциями мирового уровня в своей профессиональной области, имеющих опыт научной работы и готовых к новым научным исследованиям как самостоятельно, так и в исследовательской группе, обладающих знаниями, умениями и навыками в области математики, информатики и программирования на самом современном уровне.

ДИСЦИПЛИНЫ

Случайные процессы и статистика

Курс состоит из двух разделов. В вводной части планируется напомнить об основных понятиях и теоремах теории вероятностей. В первом разделе рассматривается теория случайных процессов (основные определения теории случайных процессов и примеры; стохастический анализ; процессы Леви; спектральные представления; приложения теории случайных процессов). Во втором разделе рассматриваются задачи математической статистики (точечные и интервальные оценки, проверка статистических гипотез, линейные модели). Слушатели по результатами курса будут уметь строить стохастические модели и формулировать статистические гипотезы; обладать навыками анализа стохастических моделей, проверки статистических гипотез и оценки параметров.

Введение в математическое моделирование

Дисциплина посвящена анализу в бесконечномерных нормированных пространствах и, в частности, вариационному исчислению: как аналитическому, так и численному (оптимизация в бесконечномерных пространствах).

Геометрические методы исследования динамических систем (Математические модели сложных систем)

В курсе рассматривается один из наиболее важных методов исследования и моделирования систем - геометрический (или структурный). Этот метод использует безкоординатные формулировки, которые имеют форму геометрических соотношений для ряда объектов. Они позволяют сделать наглядными многие неочевидные для произвольных динамических систем формулировки. На лекциях мы обсудим данные геометрические объекты и их свойства, а на лабораторных работах научимся применять их для моделирования произвольных динамических систем.

Математические модели низкоразмерных систем (Математические модели сложных систем)

В курсе рассматриваются математические модели низкоразмерных систем и методы, применяемые при их моделировании. Изучаются алгоритмы поиска стабильных состояний физических систем, поиска пути с минимальным перепадом энергии между устойчивыми состояниями, изучаются способы оценки времен жизни систем в устойчивых состояниях.

Эффективные алгоритмы решения СЛАУ (Математические модели сложных систем)

Курс посвящен разработке высокопроизводительных методов решения СЛАУ с учетом специфики предметных областей.

Хаос в динамических системах (Математические модели сложных систем)

Курс лекций посвящён анализу хаотических явлений, возникающих в динамических системах. Приводятся основные сведения из общей теории, даётся описание различных подходов, используемых при анализе нелинейных систем. Изучаются динамические системы непрерывного и дискретного времени. Обсуждается понятие гиперболичности, рассматриваются различные типы аттракторов, даётся введение в теорию бифуркаций и фракталов. Теория хаоса является современной и активно развивающейся областью исследований, расположенной на стыке физики и математики. Знакомство с ней будет полезно будущим специалистам в области математического моделирования.

Методы моделирования многочастичных систем (Математические модели сложных систем)

Дисциплина посвящена моделированию различного рода систем, базируясь на аппарате теории расширений симметрических операторов

Методы моделирования многочастичных систем (Математические модели сложных систем)

Структурные исследования интеллектуальных систем (Интеллектуальные информационные системы)

На курсе будет изучаться структура современных интеллектуальных систем, внедряемых в производственном секторе, их архитектура и основные компоненты. Рассмотрим основные кейсы применения интеллектуализированных и интеллектуальных систем, риски ограничения их приживаемости после внедрения, пути митигации данных рисков через технические и организационные решения. По итогам курса должно сформироваться комплексное понимание требований к разработке современных интеллкутальных систем, последующему их внедрению и дальнейшему развитию.

Нейронные сети (Интеллектуальные информационные системы)

Курс посвящен изучению нейронных сетей

Теория игр и ее приложения

Курс посвящен применению теоретико-игрового подхода к разработке интеллектуальных систем.

Киберфизические системы

Основные подходы и технологии разработки киберфизических систем Проектирование систем управления Проектирование инфо-коммуникационной составляющей КФС Нормативные основы эксплуатации КФС Проектирование индустриальных КФС

Математическое и иммитационное моделирование

В курсе рассматриваются основные методы иммитационного моделирования, особенности построения математических моделей различных физических и технологических процессов. По итогам курса должно сформироваться комплексное представления об особенностях моделирования процессов в различных профессиональных областях.

Архитектура и проектирование ИС (Интеллектуальные информационные системы)

Курс посвящен концептуальной архитектуре интеллектуальных систем. В курсе рассматриваются следующие вопросы: - разработка требований к ИС; - методики оценки ИС перед внедрением; - контроль внедрения и приживаемости и тд.

Машинное обучение и обработка данных

В курсе рассматривается подраздел искусственного интеллекта, который включает методы построения обучаемых алгоритмов. Курс предполагает изучение необходимого теоретического минимума, лежащего в основе технологий машинного обучения, а также границы их применимости. В программу курса входит как непосредственная разработка рассматриваемых алгоритмов, так и их построение при помощи наиболее известных библиотек. Много внимания уделяется исследованию областей, в которых могут применяться алгоритмы машинного обучения и метрик качества, по которым можно судить об эффективности применяемых методов. Заключительная часть курса посвящена краткому обзору state-of-the-art решений для наиболее популярных задач.

Моделирование стохастических процессов (Математические модели сложных систем)

Технологии обучающих систем (Интеллектуальные информационные системы)

В курсе освящаются следующие темы: 1. Архитектура интеллектуальных систем обучения. Методология Evidence-Centered Design (ECD) и ее расширение. 2. Модели учащегося. Поведенческие индикаторы и поведенческая онтология (на основе ITAF). Модели свидетельств. Модели заданий, паттерн-дизайн. 3. Сбор свидетельств. Целевая и коллатеральная информация. Классификация психометрических данных. Методы анализа: психометрическое моделирование и educational data mining. 4. Введение в психометрику. Модели IRT. Калибровка заданий в частотном и байесовском подходе. Проверка качества моделей. 5. Адаптивное тестирование. Методы выбора заданий и обновления характеристик учащихся. 6. Динамические модели в психометрике и их применение в адаптивном обучении 7. Байесовское отслеживание знаний (BKT) и его модификации (индивидуализация, deep knowledge tracing). 8. Байесовские сети. Моделирование сложных конструктов. 9. Динамические байесовские сети. 10. Автоматическая проверка заданий открытого типа. 11. Автоматическая генерация заданий и подсказок (hints) к ним. 12. Анализ процессных данных (т.н. «цифровых следов»).

Теория интеллектуальных систем обработки информации (Интеллектуальные информационные системы)

Курс посвящен изучению практических применений интеллектуальных систем для обработки информации в различных предметных областях.

Читайте также: