Санкт-Петербургский государственный университет
Р А Б О Ч А Я П Р О Г Р А М М А
ПРАКТИКИ
Научно-исследовательская практика
Research Practice
Язык(и) обучения
русский
Трудоемкость в зачетных единицах: 2
Регистрационный номер рабочей программы: 043482
Раздел 1. Характеристики учебных занятий
1.1. Цели и задачи учебных занятий
Целью научно-исследовательской практики является усвоение и закрепление теоретиче-ской и практической подготовки обучающихся в плане ресурсоёмких проектов и вычис-лений, приобретение практических навыков и компетенций.
Задачами научно-исследовательской практики являются:
• выполнение исследовательской задачи;
• разработка и отладка программ и/или приложений, в том числе для проведения вычислений с использованием высокопроизводительных вычислительных систем;
• написание отчётной (и программной, если есть в поставленных задачах) доку-ментации.
1.2. Требования подготовленности обучающегося к освоению содержания учебных занятий (пререквизиты)
Необходимо знание базовых разделов дисциплины (перечень «и/или») «Технология программирования», «Математическая обработка информации», «Прикладное и системное программное обеспечение», «Вычислительная математика», «Квантовая механика и статистическая физика».
Обучающийся должен знать основы математического моделирования сложных яв-лений в различных областях прикладной математики, физики; уметь строить алгоритмы решения поставленных задач и реализовывать их.
1.3. Перечень результатов обучения (learning outcomes)
Наряду с другими дисциплинами научно-исследовательская практика позволяет сформировать следующие компетенции:
готов к взаимодействию с коллегами, к работе в коллективе, способен к критическому пе-реосмыслению своего опыта, к адаптации к различным ситуациям и к проявлению творче-ского подхода, инициативы и настойчивости в достижении целей профессиональной дея-тельности;
владеет культурой мышления, способен к восприятию, обобщению, анализу информации, постановке цели и выбору путей ее достижения, способен анализировать философские, мировоззренческие, социально и личностно значимые проблемы;
владеет основами методологии научного исследования, готов применять полученные зна-ния и навыки для решения практических задач в процессе обучения и в профессиональной и социальной деятельности;
уметь представлять результаты собственной деятельности с использованием современных средств, ориентируясь на потребности аудитории, в том числе в форме отчётов, презента-ций, докладов;
иметь навыки проведения экспериментальных исследований, выполнения проектов и за-даний по тематике разрабатываемой научной проблемы;
уметь работать в коллективе исполнителей над решением конкретных исследовательских задач и/или инновационных задач, быть готовым к реализации проектов исследователь-ской и инновационной направленности в команде исполнителей;
уметь представлять широкому кругу слушателей получаемую по результатам исследований информацию, быть готовым преподавать физику в рамках среднего (основного) общего образования.
1.4. Перечень и объём активных и интерактивных форм учебных занятий
объём занятий в активных и интерактивных формах научно-исследовательской практики составляет 24 часа. Основой практики является самостоятельная работа студентов в присутствии преподавателя и с использованием методических материалов. В процессе прохождения практики используются такие формы работы как:
• обсуждение цели, задач практической работы и поэтапного плана их достиже-ния с руководителем практики в виде консультаций;
• подготовка отчёта по результатам практики под руководством преподавателя (руководителя практики).
Раздел 2. Организация, структура и содержание учебных занятий
2.1. Организация учебных занятий
2.1.1 Основная практика
Трудоёмкость, объёмы учебной работы и наполняемость групп обучающихся
|
Код модуля в составе дисциплины,
практики и т.п.
|
Контактная работа обучающихся с преподавателем
|
Самостоятельная работа
|
Объём активных и интерактивных
форм учебных занятий
|
Трудоёмкость
|
лекции
|
семинары
|
консультации
|
практические
занятия
|
лабораторные работы
|
контрольные работы
|
коллоквиумы
|
текущий контроль
|
промежуточная
аттестация
|
итоговая аттестация
|
под руководством
преподавателя
|
в присутствии
преподавателя
|
сам. раб. с использованием
методических материалов
|
текущий контроль (сам.раб.)
|
промежуточная аттестация (сам.раб.)
|
итоговая аттестация
(сам.раб.)
|
|
|
ОСНОВНАЯ ТРАЕКТОРИЯ
|
очная форма обучения
|
Семестр 8
|
|
|
4
|
|
|
|
|
|
|
|
20
|
80
|
56
|
|
4
|
|
24
|
2
|
|
|
|
2-100
|
|
|
|
|
|
|
|
10-25
|
10-25
|
1-1
|
|
1-1
|
|
|
|
ИТОГО
|
|
|
4
|
|
|
|
|
|
|
|
20
|
80
|
56
|
|
4
|
|
|
2
|
Виды, формы и сроки текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации
|
Код модуля в составе дисциплины, практики и т.п.
|
Формы текущего контроля успеваемости
|
Виды промежуточной аттестации
|
Виды итоговой аттестации
(только для программ итоговой аттестации и дополнительных образовательных программ)
|
Формы
|
Сроки
|
Виды
|
Сроки
|
Виды
|
Сроки
|
ОСНОВНАЯ ТРАЕКТОРИЯ
|
очная форма обучения
|
Семестр 8
|
|
|
зачёт, устно, традиционная форма
|
по графику промежуточной аттестации
|
|
|
2.2. Структура и содержание учебных занятий
№ п/п
|
Наименование темы (раздела, части)
|
Вид учебных занятий
|
Количество часов
|
1
|
Анализ цели практики, формулировка задач необходимых для достижения цели
|
консультации
|
4
|
2
|
Обзор литературы, необходимой для реализации плана решения поставленных задач
|
по методическим материалам
|
16
|
3
|
Выбор средств достижения цели практики (например, математической модели явления, методов решения уравнений, интегрирования и т.п., языков или сред программирования, компиляторов и прочее)
|
по методическим материалам
|
12
|
4
|
Изучение специализированной литературы, необходимой для реализации выбранных средств достижения цели практики
|
по методическим материалам
|
16
|
5
|
Разработка алгоритмов решения поставленных задач с учётом специфики выбранных средств
|
по методическим материалам
|
12
|
5
|
Программирование алгоритмов решения поставленных задач в выбранной среде (на выбранном языке программирования)
|
в присутствии преподавателя
|
40
|
6
|
Сборка (компиляция), отладка, профилирование и тестирование программ или программных комплексов
|
в присутствии преподавателя
|
40
|
7
|
Подготовка отчётной документации по результатам практики
|
под руководством преподавателя
|
20
|
8
|
Презентация и защита результатов практики
|
промежуточная аттестация
|
4
|
Раздел 3. Обеспечение учебных занятий
3.1. Методическое обеспечение
3.1.1 Методические указания по освоению дисциплины
Общее руководство и контроль над прохождением научно-производственной практики осуществляется научным руководителем обучающегося. Непосредственное руководство и контроль осуществляется руководителем практики.
3.1.2 Методическое обеспечение самостоятельной работы
В качестве варианта прохождения практики может служить работа с высокопроиз-водительным вычислительным комплексом HPC-0011654-001 (кластером) в учебно-научной лаборатории Компьютерного моделирования в задачах системного анализа и управления, СПбГУ.
Для работы с высокопроизводительным вычислительным комплексом HPC-0011654-001 предлагается к изучению литература, приведённая в разделе 3.4.2.
Также, в качестве варианта прохождения практики может быть практика в Объединенном институте ядерных исследований (г. Дубна, Россия).
3.1.3 Методика проведения текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации и критерии оценивания
По итогам прохождения практики обучающийся обязан предоставить отчёт о прохождении практики, а также письменный отзыв руководителя практики с рекомендуемой оценкой по системе зачёт/незачёт.
Промежуточная аттестация по научно-исследовательской практике представляет собой защиту отчёта. Оценка выставляется по результатам оценивания отчёта и его защиты.
Критерии оценивания отчёта о прохождении практики.
Точность формулировок цели и задач практики.
Логичность и структурированность текста отчета.
Качество проведённого литературного обзора.
Обоснованность и адекватность выбора средств достижения цели практики.
Качество решений поставленных задач и анализа их результатов.
Качество сделанных выводов по результатам практики.
Критерии оценивания защиты отчёта о прохождении практики.
Презентация работы — умение представить работу, изложив основные задачи, методы их решения и полученные результаты в сжатой форме за отведённое время.
Точность и полнота ответов на вопросы.
Основываясь на указанных критериях выставляет зачёт:
«зачёт» — все критерии соблюдены частично или полностью;
«незачёт» — хотя бы один из критериев полностью не соблюдён; отсутствуют отчёт, презентация или отзыв руководителя практик; обучающийся не ответил на более половины вопросов по докладу (презентации).
3.1.4 Методические материалы для проведения текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации (контрольно-измерительные материалы, оценочные средства)
Для проведения промежуточной аттестации обучающемуся предоставляется список критериев оценивания, описанный в пункте 3.1.3.
3.1.5 Методические материалы для оценки обучающимися содержания и качества учебного процесса
АНКЕТА
С целью изучения качества научно-исследовательской практики просим Вас ответить на вопросы предлагаемой анкеты. Оцените эти качества по следующей шкале:
5 баллов - качества проявляются практически всегда;
4 балла - качества проявляются часто;
3 балла - качества проявляются на уровне 50%;
2 балла - качества проявляются редко;
1 балл - качество практически отсутствует;
0 баллов - не могу оценить
1. Насколько Вы удовлетворены содержанием практики в целом?
0 1 2 3 4 5
Комментарий_________________________________________________
2. Насколько Вы удовлетворены общим стилем работы руководителя практики со студентами?
0 1 2 3 4 5
Комментарий_________________________________________________
3. Как Вы оцениваете качество подготовки предложенных методических материалов?
0 1 2 3 4 5
Комментарий_________________________________________________
4. Насколько Вы удовлетворены использованием современного высокотехнологичного оборудования при прохождении практики?
0 1 2 3 4 5
Комментарий_________________________________________________
5. Какие из полученных знаний и навыков Вы считаете наиболее полезными, ценными с точки зрения дальнейшего обучения и/или применения в последующей практической деятельности?
Комментарий______________________________________________
6. Что бы Вы предложили изменить в методическом и содержательном плане для совершенствования практики?
Комментарий__________________________________________________
7. Что запомнилось из всей практики?
_____________________________________________________________
8. Что показалось самым сложным?
_____________________________________________________________
СПАСИБО!
|
3.2. Кадровое обеспечение
3.2.1 Образование и (или) квалификация штатных преподавателей и иных лиц, допущенных к проведению учебных занятий
Руководитель научно-исследовательской практики должен иметь высшее образование.
3.2.2 Обеспечение учебно-вспомогательным и (или) иным персоналом
Специальные требования отсутствуют
3.3. Материально-техническое обеспечение
3.3.1 Характеристики аудиторий (помещений, мест) для проведения занятий
Компьютерный класс со свободным рабочим местом
3.3.2 Характеристики аудиторного оборудования, в том числе неспециализированного компьютерного оборудования и программного обеспечения общего пользования
Компьютер, имеющий доступ к сети Internet (организация доступа к высокопроиз-водительному вычислительному комплексу HPC-0011654-001 может быть осуществлена через WEB-интерфейс); браузер.
3.3.3 Характеристики специализированного оборудования
12 вычислительных узлов с оперативной памятью 16 Гб, жёстким диском 160 Гб, двумя 4-х ядерными процессорами Intel Xeon 5335 каждый
3.3.4 Характеристики специализированного программного обеспечения
OS SuSe Linux (64 bit), компиляторы Intel C++/Fortran, библиотека MKL (Intel Math Kernel Library), библиотека FFTW (The Fastest Fourier Transform in the West), GCC (GNU Compiler Collection), OpenMP (Open Multi-Processing), MPI (OpenMPI, MPICH — Message Passing Interface CHameleon), FireFly (PS-GAMESS), Gaussian 9
3.3.5 Перечень и объёмы требуемых расходных материалов
Специальные требования отсутствуют
3.4. Информационное обеспечение
3.4.1 Список обязательной литературы
Не предусмотрено
3.4.2 Список дополнительной литературы
Операционная система:
• Немет Э., Снайдер Г., Сибасс С., Хейн Т. UNIX: руководство системного админи-стратора. Для профессионалов. 3-е изд.: Пер. с англ. — СПб.: Питер; К.: Издатель-ская группа BHV, 2003. — 925 с.
• Рочкинд М. Программирование для UNIX. 2-е изд. перераб. и доп.: Пер. с англ. — М.: Издательско-торговый дом «Русская Редакция»; СПб.: БХВ-Петербург, 2005. — 704 с.
• Керниган Б., Пайк Р. UNIX. Программное окружение. — Символ-Плюс, 2003. — 416 с.
• Стивенс У., Раго С. UNIX. Профессиональное программирование. — Символ+, 2007. —1040 с.
Распределённые вычисления:
• Таненбаум Э. Распределенные системы: принципы и парадигмы: [Пер.с англ.] / Э. Таненбаум, М. ван Стеен. — СПб. и др. : Питер, 2003. — 877 с.
• Антонов А. С. Технологии параллельного программирования MPI и OpenMP: Учеб. пособие. Предисл.: В. А. Садовничий. — М.: Издательство Московского университета, 2012. — 344 с.
• Гергель В. П. Высокопроизводительные вычисления для многопроцессорных мно-гоядерных систем: учебник для студентов вузов, обуч. по напр. ВПО 010400 "При-кладная математика и информатика" и 010300 "Фундаментальная информатика и информ. технологии" / В. П. Гергель; Б-ка Нижегородского гос. ун-та им. Н. И. Ло-бачевского. — М.: Физматлит; М.: Изд-во Московского ун-та; Нижний Новгород: Нижегородский гос. ун-т, 2010. — 539 с.
• Суперкомпьютерные технологии в науке, образовании и промышленности: [сбор-ник] / Московский гос. ун-т им. М. В. Ломоносова; Суперкомпьютерный консор-циум ун-тов России, Рос. АН; под ред. В. А. Садовничего и др. — М.: Изд-во Мос-ковского ун-та, 2012. — 231 с.
• Barbara Chapman, Gabriele Jost, Ruud van der Pas. Using OpenMP: portable shared memory parallel programming (Scientific and Engineering Computation). Cambridge, Massachusetts: The MIT Press., 2008. — 353 pp.
Компиляторы:
• Griffith A. GCC. The Complete Reference. — McGraw-Hill, 2002. — 673 p.
Вычислительная математика:
• Дж. Деммель. Вычислительная линейная алгебра: теория и приложения / Дж. Дем-мель; Пер. с англ. Х. Д. Икрамова. — М.: Мир, 2001. — 429 с.
• В. В. Воеводин. «Вычислительная математика и структура алгоритмов». — М.: Изд-во МГУ, 2006. — 112 с.
• W. H. Press, S. A. Teukolsky, W. T. Vetterling, B. P. Flannery. Numerical Recipes: The Art of Scientific Computing. 3rd Edition. — Cambridge University Press, 2007. — 1256 p.
3.4.3 Перечень иных информационных источников
Internet-ресурсы:
• https://www.suse.com/ru-ru/ (SuSe Linux);
• http://parallel.ru/ (Лаборатория Параллельных информационных технологий Науч-но-исследовательского вычислительного центра Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова);
• http://openmp.org/wp/ (The OpenMP API specification for parallel programming);
• http://www.open-mpi.org/ (Open MPI: Open Source High Performance Computing);
• http://www.mpi-forum.org/ (Message Passing Interface Forum);
• http://cluster.linux-ekb.info/ (Параллельные вычисления без использования супер-компьютеров);
• https://software.intel.com/en-us/intel-compilers/ (Intel Compilers);
• https://gcc.gnu.org/ (GCC, the GNU Compiler Collection);
• http://fftw.org/ (The Fastest Fourier Transform in the West);
• https://software.intel.com/en-us/intel-mkl/ (Intel Math Kernel Library);
• http://www.qchem.ru/ (Уфимское квантовохимическое общество, виртуальная кван-товохимическая лаборатория);
• http://classic.chem.msu.su/gran/gamess/index.html (Firefly);
• http://www.gaussian.com/ (The Official Gaussian Website);
• http://www.netlib.org/lapack/ (LAPACK — Linear Algebra PACKage).
Раздел 4. Разработчики программы
Егоров Николай Васильевич, д.ф.-м.н., профессор, профессор, n.v.egorov@spbu.ru;
Антонов Андрей Юрьевич, к.ф.-м.н., доцент, a.antonov@spbu.ru;
Клемешев Владимир Алексеевич, к.ф.-м.н., доцент, v.klemeshev@spbu.ru.
|
