Научно програмирање и нумерички симулации

1.

Наслов на наставниот предмет

Научно програмирање и нумерички симулации

Scientific programming and numeric simulations

2.

Код

m23_w_043

3.

Студиска програма

Пресметување во облак, Data science in computer science and engineering, Управување во информатички технологии, Биоинформатика, Безбедност, криптографија и кодирање, Едукација со ИКТ, Еко-информатика, Интелигентни системи, Интернет технологии и сајбер безбедност, Компјутерски науки, Статистика и аналитика на податоци, Софтвер за вградливи системи, Софтверско инженерство, Пресметување во облак, Управување во информатички технологии, Биоинформатика, Безбедност, криптографија и кодирање, Статистика и аналитика на податоци, Софтверско инженерство,

4.

Организатор на студиската програма (единица, односно институт, катедра, оддел)

Факултет за информатички науки и компјутерско инженерство

5.

Степен (прв, втор, трет циклус)

Втор циклус

6.

Академска година / семестар

5 / Летен

7. Број на ЕКТС кредити

6.0

8.

Наставник

проф. д-р Боро Јакимовски проф. д-р Горан Велинов виз. проф. д-р Владо Спиридонов

9.

Предуслови за запишување на предметот

10.

Цели на предметната програма (компетенции):

Цели на предметната програма (компетенции): Воведување во практична примена на разни техники во научното програмирање. Изучување на најчестите проблеми кај научното програмиње и на соодветните библиотеки за решавање на истите. Паралелизација на постојните решенија со користење на модели на дистрибуирана и споделена меморија како и GPGPU. Изучување на тековните трендови во дистрибуираното (Грид) пресметување и начини на нивно искористување кај научното програмирање. По завршувањето на курсот, се очекува студентот да е во можност да имплементира паралелно или дистрибуирано решение на поставени научни проблеми со користење на јавни научни библиотеки. На овој лабораториски курс, студентите ја симулираат атмосферата користејќи современи нумерички модели и гридови за предвидување на времето (WRF) и ја истражуваат физичката и нумеричката основа на системот на равенки и нумеричките методи што ги поддржуваат нумеричките модели за предвидување на времето. Во прилог на развој на технички вештини со WRF и визуелизирање на излезните податоци од моделот со Python, студентите истражуваат апликации на нумеричко моделирање на атмосферата во ограничена област со самостојна подготовка на нумерички експерименти и симулации на атмосферските појави и системи, циклони, урагани, тајфуни, бури како и процеси поврзани со аерозагадување, транспорт на песок, вулкански ерупции и сл.

11.

Содржина на предметната програма:

Содржина на предметната програма: - Паралелно процесирање со споделена и дистрибуирана меморија - Дистрибуирано процесирање - GPGPU процесирање - Извори на грешки - Основна нумеричка анализа - Научни библиотеки за линеарна алгебра - Нелинеарни оптимизации - Решавање на динамички системи - Монте Карло метод -Вовед во напреден атмосферски модел -Компајлирање и конфигурирање на најнова верзија на моделот -Иницијализација, почетни и гранични услови, асимилација на податоци (pre-processing); -Нумеричка интеграција (processing) -Визуелизација на излезни продукти (post-processing); -Верификација на резултатите.

12.

Методи на учење:

Предавања поддржани со презентации преку слајдови, интерактивни предавања, вежби (користење на опрема и софтверски пакети), тимска работа, пример случаи, поканети гости предавачи, самостојна изработка и одбрана на проектна задача и семинарска работа, учење во електронско опкружување (форуми, консултации).

13.

Вкупен расположив фонд на време

6.0 ЕКТС x 30 часа = 180 часа

14.

Распределба на расположивото време

45 + 15 + 30 + 50 + 40 = 180 часа

15.

Форми на наставните активности

15.1.

Предавања- теоретска настава

45 часови

15.2.

Вежби (лабораториски, аудиториски), семинари, тимска работа

15 часови

16.

Други форми на активности

16.1.

Проектни задачи

50 часови

16.2.

Самостојни задачи

30 часови

16.3.

Домашно учење

40 часови

17.

Начин на оценување

17.1.

Тестови

45 бодови

17.2.

Семинарска работа/ проект ( презентација: писмена и усна)

50 бодови

17.3.

Активности и учење

10 бодови

17.4.

Завршен испит

0 бодови

18.

Критериуми за оценување (бодови/ оценка)

до 50 бода

5 (пет) (F)

од 51 до 60 бода

6 (шест) (E)

од 61 до 70 бода

7 (седум) (D)

од 71 до 80 бода

8 (осум) (C)

од 81 до 90 бода

9 (девет) (B)

од 91 до 100 бода

10 (десет) (A)

19.

Услов за потпис и полагање на завршен испит

реализирани активности

20.

Јазик на кој се изведува наставата

македонски и англиски

21.

Метод на следење на квалитетот на наставата

механизам на интерна евалуација и анкети

22.

Литература

22.1.

Задолжителна литература

22.2.

Дополнителна литература