Компьютерлік модельдеу және деректерді визуализациялау

Сипаттама: Курс өзінің кәсіби қызметінде кешенді міндеттерді шешу үшін компьютерлік модельдеу мен визуализацияны тиімді пайдалана алатын мамандарды даярлауға бағытталған

Кредиттер саны: 6

Пререквизиты:

• Физикалық процесстерді математикалық және компьютерлік модельдеу

Пәннің еңбек сыйымдылығы:

Компонент: ЖОО компоненті

Цикл: Кәсіптік пәндер

Мақсат

• Деректерді визуалды түрде талдауға және түсіндіруге мүмкіндік беретін әртүрлі жүйелердің модельдерін жасау әдістерін және оларды визуализациялау құралдарын зерттеу

Міндет

• Магистранттарға әртүрлі ғылыми және инженерлік салаларда қолданылатын математикалық және компьютерлік модельдерді құру принциптері мен әдістері туралы білім беру
• Магистранттарды деректерді талдауға, модельдеу нәтижелерін түсіндіруге және алынған модельдердің дұрыстығын бағалауға үйрету.
• Күрделі нәтижелерді көрнекі графикалық форматтарға түрлендіруге мүмкіндік беретін деректерді визуализациялауға арналған заманауи бағдарламалық құралдармен және кітапханалармен таныстыру
• Магистранттарды экономика, экология және инженерия сияқты әртүрлі салалардағы нақты мәселелерді шеше отырып, алған білімдерін іс жүзінде қолдануға үйрету
• Ғылыми, іскерлік және қоғамдық топтарды қоса алғанда, әртүрлі аудиториялар үшін деректерді модельдеу және визуализациялау нәтижелерін ұсыну және түсіндіру дағдыларын дамыту.

Оқыту нәтижесі: білу және түсіну

• Модельдерді құру үшін қолданылатын сандық әдістер мен алгоритмдерді қоса алғанда, математикалық және компьютерлік модельдеудің негізгі принциптерін түсіну
• Деректерді модельдеу және визуализациялаудың заманауи бағдарламалық құралдарын білу
• Модельдердің шектеулері мен болжамдарын түсіну және нақты деректерді талдау үшін модельдердің дәлдігі мен қолданылуын бағалау

Оқыту нәтижесі: білім мен ұғымды қолдану

• Нақты жүйелер мен процестерді (физикалық, биологиялық, экономикалық және т.б.) сипаттайтын модельдерді жасау үшін зерттелген модельдеу әдістерін қолданыңыз.
• Көрнекі және ақпараттық Графиктер мен диаграммаларды құру арқылы визуализацияның қолайлы әдістерін таңдау үшін деректер түрлері туралы білімді пайдаланыңыз
• Әртүрлі салалардағы нақты есептерді шешу үшін модельдерді қолданыңыз (мысалы, болжау, оңтайландыру, модельдеу) және алынған нәтижелерді дұрыс түсіндіріңіз

Оқыту нәтижесі: талқылай білуді қалыптастыру

• Модельдердің дәлдігін, сенімділігі мен қолданылуын олардың мақсаты мен қолданылған болжамдарына байланысты сыни бағалау қабілетін дамытады
• Әр әдістің шектеулерін ескере отырып, мәліметтер мен талдау мақсаттарының ерекшеліктеріне негізделген модельдеу мен визуализацияның қолайлы әдістерін таңдау орынды
• Алынған модельдеу нәтижелері туралы негізделген Пікірлер қалыптастыру, айырмашылықтар мүмкін қателіктерден немесе деректердегі шулардан маңызды тұжырымдар

Оқыту нәтижесі: коммуникативтік қабілеттіліктер

• Ақпаратты әртүрлі аудиторияларға қолжетімді және түсінікті ететін графиктерді, диаграммаларды және басқа визуализацияларды пайдалана отырып, күрделі деректер мен модельдеу нәтижелерін ұсыну
• Магистанттарға әріптестер немесе тапсырыс берушілер алдында өз шешімдерін негіздей отырып, таңдалған модельдеу және визуализация әдістерін нақты түсіндіру және дәлелдеу дағдыларын дамытады
• Нәтижелермен және нәтижелермен тиімді бөлісу, мәселелерді талқылау және шешімдерді бірлесіп табу арқылы топтарда жұмыс істей білу

Оқыту нәтижесі: Оқу дағдылары немесе сабаққа қабілеттілігі

• Тез өзгеретін жағдайларда мәселелерді шешуге қажетті модельдеу мен визуализацияға арналған жаңа бағдарламалық құралдар мен кітапханаларды тез және өз бетінше игеру қабілетін дамыту
• Қиындықтар туындаған жағдайда балама тәсілдер мен әдістерді іздеу дағдыларын, сондай-ақ тиімдірек шешімдерді табу және енгізу қабілетін игеру
• Модельдер мен визуализацияларды бағалай білу, мүмкін болатын қателіктер мен кемшіліктерді анықтау, содан кейін оларды жақсарту үшін жаңа білімді қолдану

Оқыту әдістері

ШҚТУ электрондық білім беру платформалары. Д. Серікбаева

Студенттер нақты мәселелерді шешетін және алған білімдері мен дағдыларын іс жүзінде қолдана отырып, модельдеу және визуализация жобаларын жасайтын тәжірибеге бағытталған тәсіл

Интерактивті презентацияларды қолдану

Модельдеу және визуализация бағдарламалық жасақтамасын қолдану

Білім алушының білімін бағалау

Оқытушы ағымдағы бақылау жұмыстарының барлық түрлерін жүргізеді және академиялық кезеңде екі рет білім алушылардың ағымдағы үлгеріміне тиісті баға береді. Ағымдағы бақылау нәтижелері бойынша 1 және 2 рейтинг қалыптастырылады. Білім алушының оқу жетістіктері 100 балдық шкала бойынша бағаланады, Р1 және Р2 қорытынды бағасы ағымдағы үлгерім бағасынан орташа арифметикалық ретінде шығарылады. Академиялық кезеңде білім алушының жұмысын бағалауды пән бойынша тапсырмаларды тапсыру кестесіне сәйкес оқытушы жүзеге асырады. Бақылау жүйесі жазбаша және ауызша, топтық және жеке формаларды біріктіре алады.

Жұмыс түрлері бойынша оқыту нәтижелерін бағалау саясаты

Бағалау нысаны

Пән бойынша білім алушының білімін қорытынды бағалау 100 баллдық жүйе бойынша жүзеге асырылады және:

• Емтиханда алынған нәтиженің 40%;
• Ағымдағы үлгерімнің 60% - ы.

Қорытынды бағаны есептеу формуласы:

 

мұндағы, Р1, Р2-тиісінше бірінші, екінші рейтингті бағалаудың сандық эквиваленттері;

Э - емтихандағы бағаның сандық баламасы.

Қортынды әріптік бағасы және оның балдық сандық эквиваленті:

Төрт балдық жүйе бойынша цифрлық баламаға сәйкес келетін білім алушылардың оқу жетістіктерін бағалаудың әріптік жүйесі:

Дәріс сабақтарының тақырыптары

• Деректерді модельдеу мен визуализацияға кіріспе: курстың негізгі түсініктері, мақсаттары мен міндеттері
• Математикалық модельдер: түрлері және жіктелуі
• Уақыт қатарларын талдау
• Модельдеудегі оңтайландыру әдістері
• Ықтималдық модельдеу негіздері
• Күрделі жүйелерді модельдеу
• Модельдеуге арналған бағдарламалық құралдар
• Деректерді визуализациялау негіздері
• Интерактивті деректерді визуализациялау
• Көпөлшемді деректерді визуализациялау
• Геокеңістіктік деректер және оларды визуализациялау
• Физикалық процестерді модельдеу
• Кездейсоқ процестерді модельдеу
• Биология мен медицинадағы модельдеу
• Эконометрикалық модельдер және оларды визуализациялау

Негізгі әдебиет

• Градов, В. М., Овечкин, Г. В., Овечкин, П. В., Рудаков, И. В. Компьютерное моделирование и визуализация данных. М.: КНОРУС, 2023. 240 с. ISBN 978-5-906818-79-9.
• Борзяк, А. А., Топорков, В. В., Емельянов, Д. М., Самочёрнов, О. И., Смирнов, Р. С. Основы компьютерного моделирования и визуализации: Учебное пособие для вузов. М.: Издательство "Лань", 2022. 244 с. ISBN 978-5-507-44951-4.
• Совертков, П. И. Компьютерное моделирование. М.: Издательство Лань, 2023. 424 с. ISBN 978-5-507-46708-2.
• Манцнер, Т. Визуализация данных. Полный и исчерпывающий курс для начинающих. М.: Эксмо, 2023. 464 с. ISBN 978-5-04106-797-7.

Қосымша әдебиеттер

• Уилке, К. Основы визуализации данных. Пособие по эффективной и убедительной подаче информации. М.: Эксмо; Бомбора, 2024. 352 с. ISBN 978-5-04-106457-0
• Дик Куслейка. Визуализация данных при помощи дашбордов и отчетов в Excel. М.: ДМК Пресс, 2022. 338 с. ISBN 978-5-97060-966-8
• Келлехер, Дж. Д., Тирни, Б. Наука о данных. Базовый курс. М.: Альпина Паблишер, 2022. 222 с. ISBN 978-5-9614-3170-4
• Акопов, А. С. Компьютерное моделирование : учебник и практикум для СПО / А. С. Акопов. — М. : Издательство Юрайт, 2019. — 389 с. ISBN 978-5-534-10712-8