5.1. Учебные планы.
5.2. Календарный учебный график.
5.3. Рабочие программы дисциплин.
5.4. Рабочая программа педагогической практики.
5.5. Рабочая программа производственной практики.
5.6. Рабочая программа НИР.
5.7. Фонды оценочных средств.
Программа подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре по направлению 09.06.01 Информатика и вычислительная техника «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей»
Направленность (научная специальность):
05.13.11 «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей»
Присваиваемая квалификация:
«Исследователь. Преподаватель-исследователь»
I. Общие положения
1.1. ОПОП сформирована в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом (ФГОС ВО) по направлению подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре (Приказ Минобрнауки России от 30.07.2014 № 875), Порядком организации и осуществления образовательной деятельности по программам подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре (Приказ № 1259 от 19.11.2013) и другими нормативно-правовыми документами в области образования Российской Федерации и локальными нормативными актами ИДСТУ СО РАН.
1.2. Объем ОПОП составляет 240 зачетных единиц.
Сроки обучения:
по очной форме — 4 года,
по заочной форме — до 5 лет.
II. Характеристики профессиональной деятельности выпускников
2.1. Область профессиональной деятельности в соответствии с ФГОС ВО:
- сферы науки, техники, технологии и педагогики, охватывающие совокупность задач направления «Информатика и вычислительная техника», включая развитие теории, создание, внедрение и эксплуатация перспективных компьютерных систем, сетей и комплексов, математического и программного обеспечения.
2.2. Объекты профессиональной деятельности в соответствии с ФГОС ВО:
избранная область научного знания, а также научные задачи междисциплинарного характера, содержащие:
- вычислительные машины, комплексы, системы и сети;
- программное обеспечение средств вычислительной техники и автоматизированных систем (программы, программные комплексы и системы);
- математическое, информационное, техническое, лингвистическое, программное, эргономическое, организационное и правовое обеспечение автоматизированных информационных, вычислительных, проектирующих и управляющих систем;
- высокопроизводительные вычисления и суперкомпьютерная техника;
- технологии разработки технических средств вычислительной техники и программных продуктов.
2.3. Виды профессиональной деятельности выпускников в соответствии с ФГОС ВО:
- научно-исследовательская деятельность в области функционирования вычислительных машин, комплексов, компьютерных сетей, создания элементов и устройств вычислительной техники на новых физических и технических принципах, методов обработки и накопления информации, алгоритмов, программ, языков программирования и человеко-машинных интерфейсов, разработки новых математических методов и средств поддержки интеллектуальной обработки данных, разработки информационных и автоматизированных систем проектирования и управления в приложении к различным предметным областям;
- преподавательская деятельность по образовательным программам высшего образования.
2.4. Обобщенные трудовые функции и (или) трудовые функции выпускников в соответствии с профессиональными стандартами:
- Профессиональный стандарт научного работника (научно-исследовательская деятельность)
Трудовая функция: вести сложные научные исследования в рамках реализуемых проектов.
- Профессиональный стандарт преподавателя (педагогическая деятельность в профессиональном образовании, дополнительном профессиональном образовании, дополнительном образовании)
Трудовая функция: разработка научно-методического обеспечения реализации курируемых учебных предметов, курсов, дисциплин (модулей).
III. Результаты освоения образовательной программы
В результате освоения образовательной программы выпускник должен обладать:
– универсальными компетенциями:
| (УК-1) | способностью к критическому анализу и оценке современных научных достижений, генерированию новых идей при решении исследовательских и практических задач, в том числе в междисциплинарных областях; |
| (УК-2) | способностью проектировать и осуществлять комплексные исследования, в том числе междисциплинарные, на основе целостного системного научного мировоззрения с использованием знаний в области истории и философии науки; |
| (УК-3) | готовностью участвовать в работе российских и международных исследовательских коллективов по решению научных и научно-образовательных задач; |
| (УК-4) | готовностью использовать современные методы и технологии научной коммуникации на государственном и иностранном языке; |
| (УК-5) | способностью следовать этическим нормам в профессиональной деятельности; |
| (УК-6) | способностью планировать и решать задачи собственного профессионального и личностного развития; |
– общепрофессиональными компетенциями:
| (ОПК-1) | владением методологией теоретических и экспериментальных исследований в области профессиональной деятельности; |
| (ОПК-2) | владением культурой научного исследования, в том числе с использованием современных информационно-коммуникационных технологий; |
| (ОПК-3) | способностью к разработке новых методов исследования и их применению в самостоятельной научно-исследовательской деятельности в области профессиональной деятельности; |
| (ОПК-4) | готовностью организовать работу исследовательского коллектива в области профессиональной деятельности; |
| (ОПК-5) | способностью объективно оценивать результаты исследований и разработок, выполненных другими специалистами и в других научных учреждениях; |
| (ОПК-6) | способностью представлять полученные результаты научно-исследовательской деятельности на высоком уровне и с учетом соблюдения авторских прав; |
| (ОПК-7) | владением методами проведения патентных исследований, лицензирования и защиты авторских прав при создании инновационных продуктов в области профессиональной деятельности; |
| (ОПК-8) | готовностью к преподавательской деятельности по основным образовательным программам высшего образования; |
– профессиональными компетенциями:
| (ПК-1) | способностью корректно ставить математические задачи в выбранной области исследования; |
| (ПК-2) | способностью математически грамотно формулировать результаты исследований; |
| (ПК-3) | способностью на высоком научно-методическом уровне осуществлять преподавание дисциплин, смежных с тематикой диссертации; |
| (ПК-4) | способностью работать с текстами профессиональной направленности и делать сообщения о результатах своей учебной и научной работы на русском и иностранном языках; |
| (ПК-5) | способностью разрабатывать и готовить к изданию научные труды, статьи. |
IV. Аннотации рабочих программ дисциплин и практик
| Индекс | Название дисциплины | Аннотация |
| Б1.Б.1 | История и философия науки | Цель дисциплины – подготовка аспирантов к сдаче кандидатского экзамена по истории и философии науки. Рабочая программа предусматривает изучение следующих разделов: предмет философии науки; возникновение науки и основные стадии ее исторической эволюции; закономерности развития науки; динамика возникновения нового знания; научная теория, ее структура и функции; принципы построения и обоснования научных теорий; методы научного познания, диалектика, синергетика, системный подход; особенности современного этапа развития науки; перспективы научно-технического прогресса; методическое обеспечение точных наук, их специфика и роль в развитии общества. |
| Б1.Б.2 | Иностранный язык | Цель дисциплины – подготовка аспирантов к сдаче кандидатского экзамена по иностранному языку. Дисциплина предусматривает овладение языковой нормой в рамках курса, избирательностью и вариативностью в выборе языковых средств, восприятием иностранной речи на слух, навыками делового общения в рамках выбранного направления подготовки. |
| Б1.В.ОД.1 | Компьютерные технологии в науке и образовании | Дисциплина посвящена углубленному изучению принципов компьютерной обработки информации с использованием математического моделирования систем. Рассматриваются основные типы информационных технологий, подходы к их созданию и исследованию; изучаются модели сетевых телекоммуникационных систем, методы их исследования и оптимизации, принципы создания информационных систем и систем искусственного интеллекта. Тематически дисциплина состоит из 11 разделов и включает в себя практические занятия и семинары, в ходе которых вырабатываются навыки применения теоретического аппарата на практике, формируются и закрепляются общекультурные и профессиональные компетенции. |
| Б1.В.ОД.2 | Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей | Дисциплина посвящена изучению основных принципов и методов математического и программного обеспечения вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей, в том числе рассматриваются вопросы применения системного подхода к решению алгоритмических задач, используя фундаментальные идеи и методы математики; раскрываются основные понятия и методы математической логики и теории алгоритмов с ориентацией на их использование в программировании; принципы построения, функционирования и эксплуатации основных аппаратных и программных компонентов сетей ЭВМ и телекоммуникационного оборудования различного класса и назначения; организации баз данных и знаний. Тематически дисциплина состоит из 5 разделов и включает 4 творческих задания, направленных на практическое закрепление компетенций. |
| Б1.В.ОД.3 | Параллельные вычислительные системы | Дисциплина посвящена изучению ключевых понятий из области параллельных вычислений, и нацелена на формирование представления о современных параллельных вычислительных архитектурах, моделях, методах и технологиях их программирования. Особое внимание уделяется вопросам, связанным с организацией параллельной обработки данных, архитектурой вычислительных кластеров и их программным обеспечением, моделированием параллельных программ, также в рамках дисциплины рассматриваются основы современных средств разработки программ для параллельных вычислительных систем. |
| Б1.В.ОД.4 | Математические основы информатики | Дисциплина посвящена изучению взаимосвязей математики и информатики, показывает, как развитие одной из этих научных областей стимулировало развитие другой. Дается углубленное представление о математическом аппарате, используемом в информатике, показывается, как теоретические результаты, полученные в математике, послужили источником новых идей и результатов в теории алгоритмов, программировании и в других разделах информатики. |
| Б1.В.ОД.5 | Основы преподавания в вузе | Целью изучения дисциплины является теоретическое освоение обучающимися основ педагогической науки высшей школы и приобретение ими практических навыков преподавания. Освоение дисциплины даст аспирантам представление о роли педагогики в вузе, об основных технологиях целостного учебно-воспитательного процесса, подготовит аспирантов к решению коммуникативных проблем, возникающих в процессе обучения, а также к процессу организации и управления самообразованием и научно-исследовательской деятельностью студентов. |
| Б1.В.ДВ.1 1 | Распределенные вычисления | Дисциплина посвящена изучению основных понятий и концепций из области распределенных вычислений. Особое внимание уделяется механизму логических часов, способам планирования вычислений и достижения отказоустойчивости распределенных вычислений, которые позволяют значительно упростить разработку алгоритмов для распределенных систем. Рассматриваются существующие стандарты организации распределенных вычислений. Учебный материал сопровождается многочисленными примерами, демонстрирующими применение изучаемых методов и алгоритмов для решения реальных задач. |
| Б1.В.ДВ.1 2 | Теория сложности алгоритмов | Дисциплина посвящена изучению аспирантами основ структурной теории сложности, сложностных классов и взаимоотношений между ними, механизмов взаимного сведения комбинаторных проблем и языков, а также некоторых приложений теории сложности (несимметричная криптография). |
| Б1.В.ДВ.2 1 | Коммуникационная библиотека MPI | Дисциплина посвящена основам разработки параллельных программ с использованием интерфейса обмена сообщениями (MPI – Message Passing Interface). Особое внимание уделяется архитектуре MPI, привязке к языкам программирования C/C++ и Fortran, структуре MPI-программы, настройке среды, компиляции и выполнению MPI-программ, видам и особенностям двухточечных обменов, коллективным обменам, параллельному вводу/выводу, отладке и оптимизации параллельных MPI программ. |
| Б1.В.ДВ.2 2 | Многопоточные вычисления на основе технологии CUDA | Дисциплина посвящена изучению базового набора знаний о математических моделях, методах и технологиях параллельного программирования массивно-параллельных вычислительных систем на базе графических процессоров (GPU). В рамках дисциплины подробно рассматриваются следующие темы: модель программирования в CUDA, иерархия памяти, библиотечные функции CUDA для поддержки выполнения программ, реализация основных алгоритмов на массивах с использованием CUDA, профилировка и анализ занятости мультипроцессоров. |
| Б2.1 | Педагогическая практика | Целью педагогической практики является практическое освоение аспирантами основ педагогической и учебно-методической работы в вузе, приобретение практических навыков преподавания. Практика проводится на базе ИДСТУ СО РАН и направлена на освоение основ преподавательской и воспитательной работы со студентами высших учебных заведений; получение представления об основных технологиях целостного учебно-воспитательного процесса, обучение педагогическим навыкам проведения отдельных видов учебных занятий; подготовку учебно-методических материалов по дисциплинам, которые преподаются студентам вузов и аспирантам на базе ИДСТУ СО РАН; подготовку аспирантов к решению коммуникативных проблем, возникающих в процессе обучения, а также к процессу организации и управления самообразованием и научно-исследовательской деятельностью студентов вузов. |
| Б2.2 | Производственная практика | Целью производственной практики является практическое освоение полученных профессиональных знаний, а также приобретение навыков и умений, необходимых научному работнику в повседневной деятельности, в частности, получение навыков подготовки печатных трудов и публичных выступлений, планирования научных работ и написания отчетов по результатам научной деятельности, организации научных мероприятий и др. Все это позволит сформировать у обучающихся общекультурные и профессиональные компетенции, обеспечивающие эффективное решение научных, профессиональных и личностных проблем, возникающих в процессе научно-исследовательской деятельности. |
V. Структура образовательной программы
| Наименование элемента программы | Объем (в з.е.) | ||
| Блок 1 | Дисциплины (модули) всего | 30 | |
| Базовая часть | 9 | ||
| Дисциплины (модули), в том числе направленные на подготовку к сдаче кандидатских экзаменов | |||
| Вариативная часть | 21 | ||
| Дисциплина/дисциплины (модуль/модули), в том числе направленные на подготовку к сдаче кандидатского экзамена | |||
| Дисциплина/дисциплины (модуль/модули), направленные на подготовку к преподавательской деятельности | |||
| Блок 2 | «Практики» | 201 | |
| Вариативная часть | |||
| Блок 3 | «Научные исследования» | ||
| Вариативная часть | |||
| Блок 4 | «Государственная итоговая аттестация» | 9 | |
| Базовая часть | |||
| Объем программы аспирантуры | 240 | ||