Спецкурсы для студентов и аспирантов
Fortran 2018 для научного и инженерного моделирования
Авторы курса: Рыбакин Борис Петрович
Целевая аудитория: 2-6 курс, аспиранты
Семестр: Полугодовой, весна
Аннотация:
Поскольку Фортран в основном используется для решения задач, связанных с наукой и математическим моделированием, стандартные численные методы использовались в качестве средства для иллюстрации применения языка. Однако для понимания числовых примеров, приведенных в курсе, не требуются знания, выходящие за рамки элементарного исчисления. Основное внимание уделяется языку программирования, а не сложным численным методам
Цель курса Дать основные знания по операторам и структурам – модулям, функциям и подпрограммам языка Фортран 2018. Ожидается, что слушатели курса, после правильного понимания языка сможет писать гораздо более эффективные коды. Приводятся советы по программированию и по стилю. Они служат просто руководящими принципами и помогают выработать свой стиль программирования.
Задачей курса является обучение студентов, начиная с первых курсов, современному объекто ориентированному языку, предназначенному для создания сложных многомерных моделей задач предсказательного моделирования.
Как проходит: Дистанционно, для записи отправить письмо на rybakin1@mail.ru
Авторы курса: Малашин Алексей Анатольевич
Целевая аудитория: 5-6 курс, аспиранты
Семестр: Полугодовой, весна
Аннотация:
Курс включает в себя следующие разделы: методы возмущений по параметру, методы возмущений по координате, методы сращивания асимптотических разложений, методы усреднения, методы многих масштабов.
Как проходит: Дистанционно, для записи отправить письмо на malashin_a@mail.ru
Введение в асимптотические методы
Авторы курса: Малашин Алексей Анатольевич
Целевая аудитория: 3-6 курс
Семестр: Полугодовой, осень
Аннотация:
Курс включает в себя следующие разделы: методы возмущений по параметру, методы возмущений по координате, методы сращивания асимптотических разложений, методы усреднения, методы многих масштабов.
Как проходит: Дистанционно, для записи отправить письмо на malashin_a@mail.ru
Введение в параллельное программирование для графических ускорителей
Авторы курса: Рыбакин Борис Петрович
Целевая аудитория: 3-6 курс, аспиранты
Семестр: Полугодовой, осень
Аннотация:
Значительное развитие в последнее время получили многопроцессорные ЭВМ. Использование таких компьютеров позволяет решать сложные научно – технические задачи. При этом численные методы являются мощным математическим средством решения научно-технических проблем. Это связано как с невозможностью в большинстве случаев получить аналитическое решение, так и с развитием вычислительной техники. Студентам важно понимать основы построения архитектуры компьютеров, сущность применения методов параллельного программирования для создания высокоэффективных программ для многопроцессорных ЭВМ. Параллельные программы и математические модели, созданные на их основе, можно использовать для предсказания и изучения поведения сложных физических систем.
Цель курса состоит в изучении основ новой технологии параллельного программирования CUDA для современных графических ускорителей NVIDIA. Появление этой технологии требует усвоения совершенно новой идеологии и принципов программирования на языках Фортран 95 и С++.
Задачей курса является ознакомление студентов и аспирантов с основными принципами параллельного программирования для графических ускорителей. Использование новых идей и новой технологии позволит использовать все возможности современных процессоров и графических ускорителей для получения решения сложных многомерных задач с помощью современных языков программирования.
Как проходит: Дистанционно, для записи отправить письмо на rybakin1@mail.ru
Введение в параллельное программирование на языке Fortran 2018
Авторы курса: Рыбакин Борис Петрович
Целевая аудитория: 3-6 курс, аспиранты
Семестр: Полугодовой, осень
Аннотация:
Целью данного курса является изучение языка Fortran 2008. Фортран один из первых языков программирования высокого уровня. С самого начала он предназначался для решения сложных вычислительных задач. Особенно актуально применение Фортрана при решении крупномасштабных вычислительных задач с использованием многопроцессорных ЭВМ. Решение таких задач требуется в различных сферах фундаментальных научных исследований и во многих прикладных областях. Одной из наиболее важных причин популярности и живучести Фортрана является огромный фонд прикладных программ, который накоплен за десятилетия существования языка. С помощью Фортрана написано большое количество современных программ. В версии Фортран (90/95) введены операторы распараллеливания, которые позволяют в полной мере использовать особенности суперскалярной архитектуры процессоров фирм INTEL и AMD. Фортран поддерживает такие эффективные технологии программирования как модульное, объектно-ориентированное программирование, средства явной спецификации векторных операций, средства поддержки параллельности и др.
Этот курс содержит введение в параллельные вычисления с использованием Фортрана. Fortran поддерживает три типа параллельных режимов вычислений: Coarray, OpenMP и интерфейс передачи сообщений (MPI). В курсе лекций обсуждаются все три режима параллельных вычислений. Кроме того, первая часть курса содержит обсуждение текущего стандарта Fortran, а именно Fortran 2018.
Задачей курса Первую часть курса можно использовать для изучения современного языка Fortran, даже если студент еще не знаком с более ранними версиями Fortran. Курс имеет смысл изучать последовательно с самого начала. Однако студенты, знакомые с более ранними версиями Фортрана, могут пропустить введение в Фортран и сразу перейти к новым функциям языка.
Как проходит: Дистанционно, для записи отправить письмо на rybakin1@mail.ru
Введение в параллельные численные методы для многопроцессорных ЭВМ
Авторы курса: Рыбакин Борис Петрович
Целевая аудитория: 3-6 курс, аспиранты
Семестр: Полугодовой, осень
Аннотация:
В настоящее время широко используются многопроцессорные компьютеры, оснащенные графическими ускорителями. В то же время, курсы лекций по численным методам совсем не учитывают эту тенденцию и предназначены только для одноядерных и однопроцессорных ЭВМ. Кроме того, в последнее время появились совершенно новые и эффективные алгоритмы и методы, которые используют возможности современной многоядерной архитектуры и приспособлены для работы на графических ускорителях.
Цель курса является изучение современных параллельных алгоритмов и методов для решения задач гидроаэродинамики, механики деформируемого твердого тела, молекулярной динамики и так далее. В данном курсе большое внимание уделяется не только теоретическому обоснованию, доказательствам существования и сходимости алгоритма, а практическому применению данных методов, созданию параллельных программ, их отладке и тестированию на многопроцессорных ЭВМ.
Задачей курса является изучение методов построения параллельных алгоритмов, которые реализуют парадигмы параллельного программирования, позволяют овладеть практическими навыками использования полученных знаний для построения работоспособных программ. В данном курсе мы стремились соблюсти баланс между большим количеством подробностей с одной стороны и ясностью, логичностью и полнотой изложения как построения современных численных методов, так и технологий построения параллельных программ, и их апробации на многопроцессорных компьютерах и кластерах.
Как проходит: Дистанционно, для записи отправить письмо на rybakin1@mail.ru
Введение в сопротивление материалов
Авторы курса: Звягин Александр Васильевич
Целевая аудитория: 3-6 курс
Семестр: Полугодовой, осень
Аннотация:
Сопротивление материалов является базовым курсом инженерных расчетов. Его основой являются приближённые методы, развитые на основе представлений механики сплошной среды путем дополнительных гипотез, упрощающих решение прикладных задач. Данный специальный курс рассчитан на студентов механико-математического факультета, планирующих работу в прикладных областях механики с целью их более быстрой адаптации для работы в инжиниринговых фирмах и КБ. Целью курса – является введение в инженерные методы расчета прочности тел и конструкций. Задачей курса является ознакомление студентов с терминологией предмета «сопротивление материалов» и основными приемами приближенного исследования напряжённо-деформированного состояния тел простой геометрии.
Как проходит: Дистанционно, для записи отправить письмо на zvsasha@rambler.ru
Динамика многофазных сред
Авторы курса: Крошилин Владимир Евгеньевич
Целевая аудитория: аспиранты
Семестр: Полугодовой, весна
Аннотация:
Специальный курс для аспирантов включает следующие разделы: «Механика сплошной среды»; «Численные методы».
Как проходит: Дистанционно, для записи отправить письмо на vladimir.kroshilin@gmail.com
Компьютерная графика на основе OpenGL
Авторы курса: Рыбакин Борис Петрович
Целевая аудитория: 3-6 курс, аспиранты
Семестр: Полугодовой, осень
Аннотация:
Компьютерная графика широко используется при создании различных систем автоматизированного проектирования, при создании моделей различных физических процессов. Графическое представление полученных результатов дает гораздо больше информации для понимания происходящих процессов.
Цель курса - дать широкий обзор основных понятий компьютерной графики и обработки изображений. Рассматриваются разделы двумерной (2D) и трехмерной (3D) графики. Разделы обработки и представления изображений включают: теорию цвета, сглаживание, растровое отображение линий и многоугольников.
Задачей курса является изучение построения трехмерной графики, которая включает: проективную геометрию, представление кривых и поверхностей, анимацию, моделирование и видовые преобразования, алгоритмы удаления невидимых поверхностей, модели отражения и алгоритмы освещения. Курс построен на базе графических примитивов языка Fortran 2018 и OpenGL.
Как проходит: Дистанционно, для записи отправить письмо на rybakin1@mail.ru
Компьютерное моделирование с использованием Matlab
Авторы курса: Рыбакин Борис Петрович
Целевая аудитория: 2-6 курс
Семестр: Полугодовой, весна
Аннотация:
Цель курса дать широкий обзор основных понятий компьютерного моделирования и использования в этих целях программного продукта Matlab. Приводятся примеры решения различных задач газовой динамики, механики сплошных сред, физики в среде Matlab. Студенты должны получить навыки работы с математическими пакетами, позволяющими осуществлять компьютерное моделирование сложных систем, умение правильно формулировать задачу, проектировать алгоритм ее решения и анализировать полученные результаты в среде современного программного продукта. Курс включает в себя знания об основных понятиях компьютерного моделирования и основы работы в математическом пакете Matlab.
Как проходит: Дистанционно, для записи отправить письмо на rybakin1@mail.ru
Марковские модели: теоретические основы и прикладные задачи
Авторы курса: Ильюшина Елена Алексеевна
Целевая аудитория: 4-6 курс
Семестр: Полугодовой, осень
Аннотация:
Курс включает в себя основные понятия и характеристики цепей Маркова. Примеры, алгебраическую трактовку цепей Маркова. Предельные теоремы.
Как проходит: Дистанционно, для записи отправить письмо на a.ilyushina@mail.ru
Методы многомерного статистического анализа
Авторы курса: Ильюшина Елена Алексеевна
Целевая аудитория: 3-6 курс
Семестр: Полугодовой, весна
Аннотация:
Курс включает в себя следующие разделы: статистическое оценивание многомерных совокупностей, корреляционный анализ, регрессионный анализ, компонентный анализ, факторный анализ, методы многомерной классификации, канонические корреляции.
Как проходит: Дистанционно, для записи отправить письмо на a.ilyushina@mail.ru
Механика многофазных сред
Авторы курса: Крошилин Владимир Евгеньевич
Целевая аудитория: 3-6 курс
Семестр: Полугодовой, осень
Аннотация:
Специальный курс для студентов включает следующие разделы: «Механика сплошной среды»; «Численные методы», и др.
Как проходит: Дистанционно, для записи отправить письмо на vladimir.kroshilin@gmail.com
Основы вариационного исчисления
Авторы курса: Звягин Александр Васильевич
Целевая аудитория: 3-6 курс, аспиранты
Семестр: Полугодовой, весна
Аннотация:
Курс включает в себя основные разделы механики деформируемого твердого тела, механики разрушения, теории трещин. Рассматриваются различные задачи сопротивления материалов.
Как проходит: Дистанционно, для записи отправить письмо на zvsasha@rambler.ru
Основы параллельного программирования на С и Fortran 2018
Авторы курса: Рыбакин Борис Петрович
Целевая аудитория: 3-6 курс, аспиранты
Семестр: Полугодовой, осень
Аннотация:
Основы инженерного программирования с использованием C и Fortran - это курс, в котором показано, как быстро создать прототип программы для инженерного приложения. Параллельное освещение в курсе C и Fortran, преобладающих компьютерных языков в моделировании, является уникальным. Он подчеркивает важность развития навыков программирования на Фортране, при этом демонстрируется важность сохранения хороших знаний о С для их совместного использования
Цель курса – кратко изложить основные операторы и идеологию языка Фортран. Ознакомить слушателей с различием и общими подходами к построению программ на этих языках, а также познакомить с построением вызова подпрограмм, написанных на Фортране из главной программы на С. И наоборот -вызова из главной программы на Фортране функций на С.
Задачей курса является первоначальное ознакомления о совместной работе на двух языках программирования. Языки программирования C и Fortran преобладают при решении задач математического моделирования и инженерных задач. Хотя C часто представлен как предпочтительный язык для разработки программ, особое внимание уделяется знанию Фортрана 2018. В курсе предполагается, что любой код Fortran, с которым сталкивается читатель, является работоспособным и отлаженным; следовательно, упор делается на знание этого языка при чтении. Разработаны фундаментальные подходы к решению инженерных проблем с использованием компьютера, и включены приложения, которые служат справочными материалами для обоих языков.
Как проходит: Дистанционно, для записи отправить письмо на rybakin1@mail.ru
Параллельное программирование для графических ускорителей
Авторы курса: Рыбакин Борис Петрович
Целевая аудитория: 3-6 курс, аспиранты
Семестр: Полугодовой, весна
Аннотация:
В последнее время появилась и активно развивается новая технология параллельного программирования для графических ускорителей. Применение графических ускорителей, основанных на видеокартах, которые используются в любом компьютере или ноутбуке, дают возможность ускорить выполнение многих задач в десятки раз. Кроме того, эта техника доступна любому пользователю - нет необходимости приобретать дорогостоящее оборудование. Программное обеспечение, предлагаемое фирмой NVIDIA доступно бесплатно. С помощью этой технологии можно создавать высокоэффективные алгоритмы для решения сложных задач.
Цель курса состоит в изучении основ новой технологии параллельного программирования CUDA для современных графических ускорителей NVIDIA. Появление этой технологии требует усвоения совершенно новой идеологии и принципов программирования на языках Фортран 95 и С++.
Задачей курса является ознакомление студентов и аспирантов с основными принципами параллельного программирования для графических ускорителей. Использование новых идей и новой технологии позволит использовать все возможности современных процессоров и графических ускорителей для получения решения сложных многомерных задач с помощью современных языков программирования.
Как проходит: Дистанционно, для записи отправить письмо на rybakin1@mail.ru
Распространение волн в деформируемых средах
Авторы курса: Звягин Александр Васильевич
Целевая аудитория: 3-6 курс, аспиранты
Семестр: Полугодовой, осень
Аннотация:
Динамические задачи составляют значительную часть многих современных технологий (волновые технологии, ударное взаимодействие, сейсморазведка, динамическая устойчивость и др.). Основу такого рода задач составляет возможность теоретического исследования распространения волн в деформируемых твердых телах. Математические методы исследования современных задач динамики требуют привлечения многих разделов математики, не являющихся частью традиционных курсов, читаемых в обязательной части программы факультета по математике. Данный специальный курс дополняет классические математические методы решения прикладных задач специфическими методами, характерными для задач динамики, задач распространения волн, законами их взаимодействия с границами раздела для слоистых сред, задач дифракции волн. Целью курса – является введение в теорию волн в деформируемых твердых средах. Сюда, прежде всего, относится рассмотрение классических задач распространения волн в изотропных и анизотропных средах. Поверхностные волны, законы преломления и отражения волн при взаимодействии с границами раздела сред. Задачей курса является ознакомление студентов с терминологией, постановкой, методами исследования и интерпретации волновых задач механики. Необходимость достижения понимания студентами основных принципов постановки динамических задач, их специфики и методов решения.
Как проходит: Дистанционно, для записи отправить письмо на zvsasha@rambler.ru
Авторы курса: Звягин Александр Васильевич
Целевая аудитория: 3-6 курс
Семестр: Полугодовой, весна
Аннотация:
Курс лекций включает в себя следующие разделы: сложное нагружение, изгиб и растяжение, изгиб и кручение; пластины; оболочки; геометрическая теория потери устойчивости оболочек; прочность в динамических задачах колебаний; ударные нагрузки; циклические нагрузки и усталость материалов; вариационные принципы механики; основы методов конечных и граничных элементов. Элементы теории пластичности; основные критерии прочности в курсах сопромата.
Как проходит: Дистанционно, для записи отправить письмо на zvsasha@rambler.ru
Термодинамика твёрдого деформируемого тела
Авторы курса: Звягин Александр Васильевич
Целевая аудитория: 3-6 курс
Семестр: Полугодовой, осень
Аннотация:
Курс включает в себя следующие разделы: уравнения теории упругости и методы их решения, применение рядов Фурье и интегральных преобразований, методы функций комплексных переменных, метод потенциала и вариационные методы, основы численных методов.
Как проходит: Дистанционно, для записи отправить письмо на yumashevmikhail@gmail.com
Технологии параллельного программирования
Авторы курса: Рыбакин Борис Петрович
Целевая аудитория: 2-6 курс, аспиранты
Семестр: Полугодовой, весна
Аннотация:
Цель курса состоит в изучении архитектуры современных компьютеров, методов и технологий параллельного программирования для многопроцессорных вычислительных систем в объеме, достаточном для успешного начала работ в области параллельного программирования. Задачей курса является ознакомление студентов с методами параллельного программирования и изучение основных методов конструирования, использования и интерпретации параллельных алгоритмов. Необходимо достичь понимания студентами основных принципов построения параллельных разностных схем. Курс включает в себя знания об основных архитектурах современных компьютеров, методов и технологий параллельного программирования для многопроцессорных вычислительных систем, способах конструирования и интерпретирования параллельных алгоритмов для многопроцессорных вычислительных систем, основных технологиях параллельного программирования для многопроцессорных вычислительных систем.
Как проходит: Дистанционно, для записи отправить письмо на rybakin1@mail.ru
Ударно-волновые процессы. Практические задачи.
Авторы курса: Канель Геннадий Исаакович, Киселев Алексей Борисович
Целевая аудитория: аспиранты
Семестр: Полугодовой, весна
Аннотация:
Курс включает в себя следующие разделы: ударные волны, пластические ударные волны, модели хрупких материалов, эффекты откола.
Как проходит: Дистанционно, для записи отправить письмо на akis2006@yandex.ru
Ударно-волновые явления в конденсированных средах
Авторы курса: Канель Геннадий Исаакович, Киселев Алексей Борисович
Целевая аудитория: аспиранты
Семестр: Полугодовой, осень
Аннотация:
Курс включает в себя следующие разделы: ударные волны, примеры волновых взаимодействий, пластические ударные волны, модели хрупких материалов, эффекты откола, достижения последних лет.
Как проходит: Дистанционно, для записи отправить письмо на akis2006@yandex.ru
Численное моделирование динамики деформирования и разрушения упруговязкопластических сред
Авторы курса: Киселев Алексей Борисович
Целевая аудитория: 3-6 курс
Семестр: Полугодовой, весна
Аннотация:
Значительное развитие в последнее время получили дисциплина «вычислительная механика сплошной среды». Эта наука является отдельной дисциплиной, отличной от экспериментальной и теоретической механики сплошной среды и дополняющей их. Она имеет свои собственные методы, свои собственные трудности и собственную сферу приложений. Использование же современных высокопроизводительных компьютеров позволяет решать сложнейшие научно – технические проблемы. Успех вычислительной механики связан как с невозможностью в большинстве случаев получить аналитическое решение задач, так и с сложностью и дороговизной проведения экспериментальных исследований, а, зачастую, и с принципиальной невозможность постановки экспериментов. Особенно остро проблема проведения экспериментов стоит в атомной науке и технике, ракетной и самолетостроительной отрасли, астрофизике и других областях. Цель курса состоит в изучении современных численных методов механики сплошной среды, основных результатах решения прикладных задач, тенденций в развитии вычислительной механики. Особое внимание уделено наиболее сложной области вычислительной механики – механики необратимого динамического деформирования и разрушения упруговязкопластических сред. Задачей курса является ознакомление студентов с методами вычислительной механики сплошной среды в такой степени, чтобы они были способны самостоятельно ставить и численно решать задачи, которые возникают в науке и инженерной практике.
Как проходит: Дистанционно, для записи отправить письмо на akis2006@yandex.ru
Авторы курса: Саяпова Алсу Рафгатовна
Целевая аудитория: 3-6 курс
Семестр: Полугодовой, осень
Аннотация:
Для оценки результатов обучения студент разрабатывает эконометрическую модель (с количеством факторов не менее двух). Оценка результатов выполняется поэтапно.
1 этап: постановка задачи с обоснованием источников статистической информации;
2 этап: сбор данных, предварительная обработка и оценка пригодности данных для эконометрического моделирования;
3 этап: расчет статхарактеристик регрессии, анализ адекватности модели по группам критериев (качество подгонки, проверка гипотез, проверка выполнения условий метода наименьших квадратов, содержательные характеристики);
4 этап: модификация модели до удовлетворения требованиям критериев;
5 этап: прикладное применение модели для решения поставленной задачи;
6 этап: написание отчета по выполненной работе.
Как проходит: Дистанционно, для записи отправить письмо на asaiapova@mail.ru