Програмування

Мета дисципліни: вивчення методів та засобів написання комп'ютерних програм для вирішення фізичних задач за допомогою персональних комп'ютерів загального призначення. Вивчення принаймні однієї універсальної мови програмування.

Задачі дисципліни: 
Познайомити здобувачів з поняттями, що вводяться та використовуються для програмування комп'ютерів, зокрема “мови програмування”, “компіляції”;
Здобувачі мають вивчити синтаксис та можливості принаймні однієї мови програмування;
Здобувачі мають набути навичок застосування цих можливостей до реальних фізичних задач;
Навчити здобувачів вільно використовувати весь необхідний інструментарій для створення власних програм.
 
 
 
Основні результати навчання
 
ПР04. Вміти застосовувати базові математичні знання, які використовуються у фізиці та астрономії: з аналітичної геометрії, лінійної алгебри, математичного аналізу, диференціальних та інтегральних рівнянь, теорії ймовірностей та математичної статистики, теорії груп, методів математичної фізики, теорії функцій комплексної змінної, математичного моделювання.
 
ПР08. Мати базові навички самостійного навчання: вміти відшуковувати потрібну інформацію в друкованих та електронних джерелах, аналізувати, систематизувати, розуміти, тлумачити та використовувати її для вирішення наукових і прикладних завдань.
 
ПР09. Мати базові навички проведення теоретичних та/або експериментальних наукових досліджень з окремих спеціальних розділів фізики або астрономії, що виконуються індивідуально (автономно) та/або у складі наукової групи.
 
ПР10. Вміти планувати дослідження, обирати оптимальні методи та засоби досягнення мети дослідження, знаходити шляхи розв’язання наукових завдань та вдосконалення застосованих методів.
 
ПР11. Вміти упорядковувати, тлумачити та узагальнювати одержані наукові та практичні результати, робити висновки.
 
ПР12. Вміти представляти одержані наукові результати, брати участь у дискусіях стосовно змісту і результатів власного наукового дослідження.
 
ПР16. Мати навички роботи із сучасною обчислювальною технікою, вміти використовувати стандартні пакети прикладних програм і програмувати на рівні, достатньому для реалізації чисельних методів розв’язування фізичних задач, комп’ютерного моделювання фізичних та астрономічних явищ і процесів, виконання обчислювальних експериментів.
 
ПР18. Володіти державною та іноземною мовами на рівні, достатньому для усного і письмового професійного спілкування та презентації результатів власних досліджень.
 
Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять
 
Л — лекційні заняття; ЛЗ — лабораторні заняття; СРЗ – самостійна робота здобувача вищої освіти; К – консультації.
 
Тематика та види навчальних занять
 

СЕМЕСТРОВИЙ МОДУЛЬ 1

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 1. Основні поняття програмування

Л 1. Комп'ютерні програми та мови програмування.
ЛЗ 1. Знайомство з середовищем розробки Code::Blocks.
СРЗ, К.

Л 2. Будова комп'ютерної програми мовою програмування високого рівня
ЛЗ 2. “Hello World!”
СРЗ, К.

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 2. Маніпулювання даними.

Л 3. Типи даних.
ЛЗ 3. Типи даних.
СРЗ, К.

Л 4. Змінні.
ЛЗ 4. Змінні.
СРЗ, К.

Л 5. Операції зі змінними.
ЛЗ 5. Бітові операції.
СРЗ, К.

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 3. Оператори.

Л 6. Умовні оператори.
ЛЗ 6. Логічні та умовні оператори.
СРЗ, К.

Л 7. Оператори циклу.
ЛЗ 8. Оператори циклу.
СРЗ, К.

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 4. Масиви та вказівники.

Л 8. Масиви.
ЛЗ 8. Масиви.
СРЗ, К.
МК 1.

СЕМЕСТРОВИЙ МОДУЛЬ 2

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 4. Масиви та вказівники

Л 9. Вказівники.
ЛЗ 9. Вказівники.
СРЗ, К.

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 5. Застосування функцій.

Л 10. Введення-виведення даних.
ЛЗ 10. Введення-виведення даних.
СРЗ, К.

Л 11. Функції.
ЛЗ 10. Функції.
СРЗ, К.

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 6. Керування структурованими даними.

Л 12. Структура, перелік.
ЛЗ 12. Структура, перелік.
СРЗ, К.

Л 13. Динамічний розподіл пам'яті.
ЛЗ 13. Динамічний розподіл пам'яті.
СРЗ, К.

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 7. Компіляція та приклади реальних задач.

Л 14. Директиви компілятора.
ЛЗ 14. Директиви компілятора.
СРЗ, К.

Л 15. Засоби алгоритмізації фізичних задач.
ЛЗ 15. Генератор випадкових чисел.
СРЗ, К.
МК 2.

 
Індивідуальна робота 

Виконується курсова робота (КР).

Теми курсових робіт:
Чисельне інтегрування.
Чисельне диференціювання.
Розв'язання систем лінійних алгебраїчних рівнянь методом Гауса.
Згладжування рядів даних методом ковзного середнього.
Генератор випадкових чисел із заданим розподілом.
Дослідження функцій.

Мета КР: набуття практичних навичок розв’язання задач за допомогою комп’ютерних програм власної розробки на конкретних прикладах.
 
1–7 тижні
Отримання завдання. Підготовка теоретичної частини КР. Огляд методів розв’язання завдання відповідно до обраного варіанту теми КР.
 
8–14 тижні
Реалізація одного або кількох методів розв’язання задачі, передбаченої відповідним варіантом завдання.
 
15 тиждень
Захист роботи.

 
Самостійна робота
 
Самостійна робота складає 135 годин. Розподіл самостійної роботи за видами навчальних робіт:
1) виконання КР – 30 годин;
2) підготовка до лабораторних занять та до виконання контрольних завдань – разом 60 годин;
3) підготовка до лекційних занять — 15 годин;
4) підготовка до іспиту — 30 годин
 

Процедура оцінювання
 
Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Для забезпечення оперативного контролю за успішністю та якістю рівня навчальних досягнень здобувачів вищої освіти дисципліна поділяється на два семестрові модулі. Здобувачі протягом семестру виконують 15 лабораторних робіт, курсову роботу (КР), виконують дві модульні контрольні роботи (МКР).
 
Кожний модуль оцінюється у максимально можливі 50 балів:
 
Семестровий модуль № 1
 
Виконання лабораторних робіт №1-2 оцінюється у 3 бали, №3-8 — у 4 бали. Модульна контрольна робота (МК1) оцінюється максимально у 20 балів. Сумарно за перший семестровий модуль — 50 балів.
Виконання першої частини КР оцінюється максимум у 30 балів.
 

Семестровий модуль № 2
 
Виконання лабораторних робіт №9-13 оцінюється у 4 бали, лабораторних робіт №14,15 — у 5 балів. Модульна контрольна робота (МК2) оцінюється максимально у 20 балів. Сумарно за другий семестровий модуль — 50 балів.
Виконання другої частини та захист КР оцінюється максимум у 70 балів.
 
Максимальна оцінка за повний обсяг виконаних навчальних елементів дисципліни – 100 балів.
 
Підсумковим контролем з дисципліни є усний іспит, білет до якого складається з теоретичної частини (3 запитання) та практичної частини (1 задача). Максимальна оцінка за правильні відповіді на всі питання екзаменаційного білету становить 100 балів.
 
Умови допуску до підсумкового контролю
 
До іспиту допускаються здобувачі вищої освіти, які отримали не менше 30 балів за перший модуль та виконали накопичувальну частину другого модуля.

Складання/перескладання іспиту організується за встановленим деканатом ІЕКСУ розкладом.

Політика освітнього процесу

Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання; за необхідністю з метою з’ясування всіх незрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи питань, відвідувати консультації викладача. Дотримуватись принципів академічної доброчесності. 

Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.
 
Відсутність здобувача на іспиті, захисті КР або на контрольній роботі відповідає оцінці «0» (нуль).