Course description

Программирование в Python и методы вычислений
Rightholder:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет"
Date of starting course:
Понедельник, 14 сентября 2020
Duration of the course:
15 weeks
Total laboriousness:
3 c.u.
Type of course:
Distance
Запись на курс:
по кодовому слову
Possibility to receive a certificate:
Yes
Course authors

Нехаев Игорь Николаевич

Нехаев Игорь

начальник Центра Электронного Обучения, к.т.н.,

доцент каф. прикладной математики и информационных технологий

Поволжского государственного технологического университета

Course description

Данный курс состоит из трех модулей и содержит необходимую теорию и практику по изучению основ программирования на Python, реализации методов вычислений и визуализации результатов вычислений. Рассматриваются важные вопросы оценки погрешности вычислений, решения нелинейных уравнений и систем, аппроксимации функций. Вся теория и практика построена вокруг системы кейсов – практико-ориентированных заданий: моделирование работы круиз-контроля, траектории движения мобильного робота, интерполяции сложных поверхностей, построение регрессионных зависимостей, в том числе прогноз итоговой суммы баллов на онлайн-курсе по известным результатам обучения на 1-й половине курса. Используется только свободно распространяемое ПО

Course content (program)

Тема 1.1. Введение в программирование на Python. Установка языка и среды программирования. Основные структуры данных и синтаксис языка. 

Тема 1.2. Матричные вычисления в Python. Графический анализ данных. 

Тема 2.1. Погрешность машинных вычислений. Формат с плавающей запятой. Оценка обусловленности задачи и точности вычислений. 

Тема 2.2. Решение нелинейных уравнений. 

Тема 2.3. Итерационные методы решения систем (не)линейных уравнений. 

Тема 3.1. Полиномиальная интерполяция

Тема 3.2. Аппроксимация МНК. Ридж-регрессия и метод Лассо.

Input requirements

Для успешного освоения курса необходим школьный уровень усвоения математики, знание основ матричной алгебры - решение СЛАУ, матричные вычисления, векторной алгебры - скалярное произведение, проецирование векторов на подпространства. Желательно иметь минимальный опыт программирования на каком-либо языке высокого уровня.

Course result

Освоившие успешно курс, будут способны:

- использовать язык Python и его библиотеки для решения разнообразных вычислительных задач; 

- использовать язык Python и его библиотеки для визуализации решений вычислительных задач; 

- решать практическую задачу по расчету траектории управляемого мобильного робота, сводящиеся к решению системы нелинейных уравнений с использованием Python; 

- по заданным точкам моделировать и визуализировать поверхности в 3D;

- аппроксимировать функции на основе экспериментальных данных;

Competences

ОПК-2 Способен использовать  современные информационные  технологии и программные  средства, в том числе  отечественного производства при решении задач  профессиональной  деятельности (09.03.01, 09.03.02, 09.03.03)

ПКР-4 - Готовность к использованию методов и инструментальных средств исследования объектов профессиональной деятельности (09.03.04)

ОПК-2 Способен самостоятельно  проводить экспериментальные  исследования и использовать  основные приемы обработки и  представления полученных данных (11.03.02)

ОПК-2 Способен применять  современные методы исследования,  представлять и аргументировано  защищать результаты выполненной  работы (11.04.01)

ПК-2 способность разрабатывать программное обеспечение, необходимое для обработки информации и управления в мехатронных и робототехнических системах, а также для их проектирования (15.03.06);

Direction

09.03.01 Информатика и вычислительная техника

09.03.02 Информационные системы и технологии

09.03.03 Прикладная информатика

09.03.04 Программная инженерия

11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи

11.04.01 Радиотехника

15.03.06 Мехатроника и робототехника

27.03.04 Управление в технических системах

09.06.01 Информатика и вычислительная техника