Магистратура
Вычислительные науки и статистика

Вычислительные науки и статистика

КВАЛИФИКАЦИЯ

  • Научно-педагогическое направление - магистр естественных наук

МОДЕЛЬ ВЫПУСКНИКА

ON 1 Разрабатывать и использовать алгоритмы вычислительных исследований и экспериментов используя современные эффективные методы вычислительной математики

ON 2 Разрабатывать методы и алгоритмы вычислительной математики на основе аппроксимирования дифференциальных уравнений методами конечных разностей, объемов или элементов

ON 3 Проводить фундаментальный анализ вычислительных методов и разностных схем на сходимость и корректность, в том числе, в случае высокопроизводительных алгоритмов с использованием элементов математической логики и теории вычислимости

ON 4 Решать вычислительные задачи со сложной геометрией областей, строя и используя корректные структурированные, криволинейные, неструктурированные расчетные сетки

ON 5 Использовать методы интеллектуального анализа данных на основе глубокого обучения, обучения с подкреплением для адаптации вычислительного алгоритма для эффективного прогнозирования результатов

ON 6 Проводить занятия по математическим дисциплинам в оффлайн и онлайн режиме на основе инновационных технологий, разрабатывая методические рекомендации для СРС, лабораторные, практические, курсы лекций, учебники, учебные пособия, планы воспитательной работы и т.д.

ON 7 Разрабатывать параллельные вычислительные алгоритмы для инженерных задач и реализовывать их в высокопроизводительных системах, разрабатывать алгоритмы квантовых вычислений.

ON 8 Разрабатывать и проводить вычислительные симуляции вероятностных процессов из различных отраслей с использованием методов стохастического анализа и стохастических дифференциальных уравнений

ON 9 Использовать методы математической статистики в различных сферах экономики и производства, на реальных данных для подбора параметров, адаптации и тестирования вычислительных систем на основе реальных экспериментов

ON 10 Проводить самостоятельные научные исследования, решая современные актуальные задачи, публикуя результаты в рейтинговых журналах и выступая на конференциях

Паспорт программы

Название
Вычислительные науки и статистика
Шифр
7M05408
Факультет
Механико-математический

дисциплины

Алгоритмы квантовых вычислений
  • Количество кредитов - 6
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Целью данного курса является изучение основ квантовых вычислений, квантовых вычислительных моделей и эффективных квантовых алгоритмов. В курсе рассматривается история зарождения квантовых вычислений, вводятся необходимые определения и понятия, опирающиеся на постулаты квантовой механики, изучаются квантовые вычислительные модели, детально рассматриваются известные квантовые алгоритмы, демонстрирующие мощь квантовых вычислений по сравнению с классическими.

Высокопроизводительные вычисления
  • Количество кредитов - 6
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Дисциплина нацелена на то, чтобы дать знания, умения и основные навыки, позволяющие создавать высокопроизводительные реализации известных методов вычислительной математики, анализа и обработки данных. По освоении дисциплины магистрант будет знать теоретические аспекты распараллеливания алгоритмов; технологии организации кластеров и кластерных вычислений; методы аппаратной реализации алгоритмов обработки данных.

Вычислительные методы решения задач гидродинамики в областях со сложной геометрией
  • Количество кредитов - 5
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель данного предмета для магистрантов заключается в изучении и практическом применении современных численных методов для анализа и моделирования гидродинамических процессов в сложных геометрических конфигурациях. Основная цель состоит в обучении студентов методам, которые позволяют решать задачи гидродинамики в реальных системах и приложениях с учетом сложной формы геометрии объектов.

Вычислительные методы решения обратных задач
  • Количество кредитов - 5
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Целью данного предмета является ознакомление магистрантов с основными методами и алгоритмами, используемыми для решения обратных задач в различных областях науки и техники. Магистранты получат понимание теоретических основ и практических навыков, необходимых для успешного решения обратных задач с использованием современных компьютерных методов.

Иностранный язык (профессиональный)
  • Количество кредитов - 6
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель дисциплины: сформировать практические навыки в различных видах речевой деятельности на иностранном языке. Учебный курс формирует способность воспринимать, понимать и переводить информацию в современном глобальном пространстве, участвовать в научных мероприятиях для апробации собственных исследований. Дисциплина направлена на совершенствование компетенций в соответствии с международными стандартами иноязычного образования.

История и философия науки
  • Количество кредитов - 3
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель дисциплины - рассматривается на основе исторической динамики и в исторически изменяющемся социокультурном контексте. Знакомит с проблемами феномена науки, являющегося предметом специального философского анализа, формирует знания об истории и теории науки, закономерностях развития науки и структуре научного знания, особенностях науки как профессии и социального института, роли науки в развитии общества.

Методы построения неструктурированных сеток
  • Количество кредитов - 9
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Целью данного курса является изучение продвинутых алгоритмов триангуляции и разбиений пространств, таких как разбиения Вороного и триангуляция Делоне с дополнительными ограничениями, для дальнейшего построения расчетных сеток и реализации методов конечных объемов и конечных элементов на построенных сеточных структурах.

Организация и планирование научных исследований (англ.)
  • Количество кредитов - 6
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель дисциплины: сформировать способность самостоятельно вести научный поиск, ставить конкретные научные задачи и знать методы и приемы их решения, для создания научной работы. Дисциплина изучает: формы и методы планирования, организации и оформления научных статей и диссертации; формы обобщения результатов научных исследований в презентациях, выступлениях, проектах, статьях.

Педагогика высшей школы
  • Количество кредитов - 5
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель – формирование способности к педагогической деятельности в вузе на основе знаний дидактики высшей школы, теорий воспитания и менеджмента образования, анализа и самооценки преподавательской деятельности. Курс рассматривает проектирование образовательной деятельности будущего преподавателя с применением КТО, реализации Болонского процесса, овладения лекторским, кураторским мастерством с использованием стратегий и методов обучения/воспитания и оценивания (TLA-стратегий).

Психология управления
  • Количество кредитов - 3
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель дисциплины: сформировать способность применять важнейшие аспекты сферы управления в процессе профессионального становления. В рамках курса раскрываются предмет, основные принципы психологии управления, личность в управленческих взаимодействиях, управление поведением личности, психология управления групповыми явлениями и процессами, психологические особенности личности руководителя, индивидуальный стиль управления, психология влияния в управленческой деятельности, управление конфликтными ситуациями.

Приведены данные за 2021-2024 гг.

дисциплины

Анализ решеточных уравнений Больцмана
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель: изучение основ метода решеточных уравнений Больцмана. Будут изучены: основы кинетической теории, вывод решеточных уравнений Больцмана, построение простых программных кодов, анализ Чепмена-Энскога для установления связи между решеточными уравнениями Больцмана и макроскопическими уравнениями механики жидкости и газа, анализ устойчивости и точности.

Аналитика Big Data
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель: изучение основных концепций и задач Big Data, таких как сбор, хранение, совместное использование, управление и анализ больших данных. Будут изучены: современные технологии больших данных, проблемы конфиденциальности и безопасности, популярные платформы больших данных, принципы работы с большими данными, методы и инструменты для анализа больших данных.

Глубокое обучение
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - В первую очередь курс направлен на формирование у студентов навыков решения прикладных задач при помощи глубоких нейронных сетей. Курс содержит изучение основ и практическое применение обучения с подкреплением и рассматривает новейшие методы, используемые для создания агентов, которые могут решать множество сложных задач с приложениями.

Марковские процессы принятия решений
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Рассматриваются марковские процессы принятия решений или управляемые марковские процессы. Марковские процессы принятия решений используются для решения задач: в исследовании операций, в системном анализе, теории надежности, диагностике, управлении запасами, теории массового обслуживания, прогнозировании, профилактическое обслуживание сложных технических систем. Применения оптимальных стратегий управления марковских процессов дает значительный экономический эффект.

Метод решеточных уравнений Больцмана для многофазных потоков
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель: моделирование многофазных и многокомпонентных потоков жидкости и газа методом решеточных уравнений Больцмана. Будут изучены: физические основы многофазных и многокомпонентных потоков, анализ решеточных моделей Больцмана для многофазных и многокомпонентных потоков, теория многокомпонентной диффузии, реализация численного алгоритма метода решеточных уравнений Больцмана.

Метод решеточных уравнений Больцмана для однофазных и многофазных потоков
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель: моделирование однофазных, многофазных и многокомпонентных потоков методом решеточных уравнений Больцмана. Будут изучены: физические основы многофазных и многокомпонентных потоков, анализ решеточных моделей Больцмана для многофазных и многокомпонентных потоков, теория многокомпонентной диффузии.

Метод решеточных уравнений Больцмана для однофазных потоков
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель: моделирование однофазных потоков жидкости и газа методом решеточных уравнений Больцмана. Будут изучены: физические основы однофазных потоков, анализ решеточных моделей Больцмана для однофазных потоков, реализация численного алгоритма метода решеточных уравнений Больцмана.

Непараметрическая статистика
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Рассматриваются непараметрические (предполагаемая функция распределения не зависит от параметров) методы обработки данных по своим возможностям сопоставимые с гауссовской. Основные преимущества непараметрических методов по сравнению с параметрическими – более широкое поле приложений, меньшая чувствительность к «засорениям» статических данных, к влиянию грубых ошибок, попавших в статистический материал.

Непараметрическая статистика и факторный анализ
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Рассматриваются непараметрические (предполагаемая функция распределения не зависит от параметров) методы обработки данных по своим возможностям сопоставимые с гауссовской. В факторном анализе предполагается, что наблюдаемые переменные являются линейной комбинацией некоторых латентных (гипотетических или ненаблюдаемых) факторов.

Распределенные системы и обработка данных в реальном времени
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель данного предмета для магистрантов состоит в изучении основных принципов, методов и технологий, используемых в распределенных системах и системах обработки данных в реальном времени, а также их применения в современных информационных технологиях. Приобретение практических навыков разработки и развертывания распределенных систем и приложений обработки данных в реальном времени.

Стохастические аппроксимация и управление
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Решаются задачи стохастической аппроксимации: решение уравнения методом стохастической аппроксимации, нахождение экстремумов и рекуррентное оценивание неизвестного параметра плотности распределения при наличии дополнительного управляющего параметра. Решаются задачи об управляемых марковских цепях, оптимальное управление в области и об оптимальной остановке управляемой цепи Маркова.

Стохастические дифференциальные уравнения и их приложения
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Рассматриваются стохастические процессы и случайные функции, стохастический анализ процессов, основные свойства стохастических процессов как непрерывность и дискретность. Как следствие стохастических процессов рассматривается теория марковских процессов. Определением марковских процессов является интегро-дифференциальные стохастические уравнения и стохастические дифференциальные уравнения (СДУ). Рассматривается задача Коши для СДУ.

Стохастический анализ и его приложения
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Стохастический анализ процессов — это анализ, учитывающий наличие ошибок в переменных процесса и коэффициентах. Целью анализа может быть проверка гипотезы, нахождение связи между переменными. Анализ процессов включает: математическую формулировку задачи; детальный анализ с целью построения математических моделей; синтез и описание результатов для достижения цели.

Факторный анализ
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - В факторном анализе предполагается, что наблюдаемые переменные являются линейной комбинацией некоторых латентных (гипотетических или ненаблюдаемых) факторов. Общие факторы, число которых меньше числа наблюдаемых переменных, вносят вклад в ковариацию между ними. Основные алгоритмы и методы: модель общих факторов; анализ главных компонент; оценки факторных нагрузок при начальных предположениях и значений факторов.

Численная реализация метода решеточных уравнений Больцмана
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель: создание эффективного программного кода для моделирования потоков жидкости и газа методом решеточных уравнений Больцмана. Будут изучены: реализация алгоритма метода решеточных уравнений Больцмана, оценка производительности программного кода, распараллеливание вычислительного алгоритма.

Приведены данные за 2021-2024 гг.

ПРАКТИКИ

Исследовательская
  • Тип контроля - Защита практики
  • Описание - Цель практики: приобретение опыта в исследовании актуальной научной проблемы, расширение профессиональных знаний, полученных в процессе обучения, и формирование практических навыков ведения самостоятельной научной работы. Практика направлена на развитие навыков исследования, анализа и применения экономических знаний.

Педагогическая
  • Тип контроля - Защита практики
  • Описание - Формирование практических и учебно-методических навыков проведения лекционных, семинарских занятий, творчески применять в педагогической деятельности научно-теоретические знания, практические навыки, проводить учебные занятия по дисциплинам специальности; владеть современными профессиональными приемами, методами организации обучения; использовать на практике новейшие теоретические, методологические достижения, составлять учебно-методическую документацию, организовывать воспитательную работу со студентами.

Приведены данные за 2021-2024 гг.