6B05302 Киберфизика в КазНУ им. аль-Фараби

Кинематика. Механическое движение – простейшая форма движения материи. Динамика материальной точки и твердого тела. Закон Ньютона. Гравитационная сила. Закон всемирного тяготения. Силы упругости. Закон Гука. Сила трения. Инерциальная система отсчета. Механический принцип относительности. Преобразования Галилея. Элементы специальной теории относительности. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца.

Цель: приобретение знаний и умений по исследованию молекулярного строения, свойств и процессов, происходящих в различных фазовых состояниях вещества. Содержание: Основы молекулярно-кинетической теории. Молекулярно-кинетический смысл температуры. Термодинамические параметры. Уравнение состояния идеального газа. Статистические распределения. Давление в жидкости и газе. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли. Режимы течения жидкости. Изопроцессы. Цикл Карно. Реальные газы.

Цель: формирование практических навыков осуществления предпринимательской деятельности на основе изучения теории и практики предпринимательства. Студент будет способен: использовать возможности рынка, соответствующие их личным интересам и способностям; принять первоначальное решение о начале бизнеса; эффективно работать в рамках действующих правовых норм; определять и оценивать потенциальные рыночные возможности стартапа.

Цель дисциплины – формирование у студентов представлений о научно-философском наследии великого тюркского мыслителя Абу Насра аль-Фараби в контексте развития мировой и национальной культуры. Будут изучены особенности наследия аль-Фараби и его влияние на формирование тюркской философии, характер влияния восточной философии на Европейский Ренессанс; традиционные и современные проблемы истории национальной и мировой философии.

Цель дисциплины - сформировать у будущих специалистов компетенцию применения своих профессиональных знаний, пониманий и способностей в целях укрепления единства и солидарности страны, повышения интеллектуального потенциала общества. Будут изучены: понятие об учении Абая; источники учения; составные части учения Абая; категории учения Абая; измерительные приборы учения Абая; сущность и значение учения Абая.

Цель дисциплины сформировать знания о закономерностях взаимодействия живых организмов со средой обитания, функционирования биосферы, основ обеспечения безопасности жизнедеятельности человека от вредных, поражающих факторов, способов защиты от опасностей, мероприятий по ликвидации последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий, охране окружающей среды и рациональному природопользованию.

Цель дисциплины: формирование высококвалифицированных специалистов в совершенстве знающих нормы антикоррупционного законодательства и умеющих применять их в правоприприменительной практике, правильно квалифицировать коррупционные правонарушения, а также формирование антикоррупционной культуры. Будут изучены: антикоррупционное законодательство, система и деятельность субъектов противодействия коррупции, причины и условия, способствующие коррупции, антикоррупционная политика, международный опыт борьбы с коррупцией

Цель - сформировать навыки использования технологии организации и управления научными исследованиями в профессиональной деятельности. Изучение дисциплины направлено на развитие навыков планирования организации научного исследования, навыков процедур поиска в глобальных сетях информации по научным разработкам, возможностям научных контактов, подачам заявок на научные гранты различных уровней.

Цель: изучение основных физических явлений, понятий и законов электричества и магнетизма, методов наблюдения и экспериментального исследования электрических явлений, обработки и анализа результатов эксперимента. Содержание: Электростатика. Взаимодействие электрических зарядов. Закон сохранения электрических зарядов. Электрическое поле. Электроемкость. Конденсаторы. Постоянный электрический ток. Законы Ома и Джоуля-Ленца. Правила Кирхгофа. Магнитное поле. Принцип суперпозиции.

Цель дисциплины – сформированность способностей к программированию на одном из современных алгоритмических языков.При изучении дисциплины будут рассмотрены следующие аспекты: структурное программирование, происхождение и достоинства языка, язык программирования и алгоритмизации, среда программирования VisualC++, структура программы, директивы препроцессора include, define, операторы и выражения, функции ввода и вывода данных языка, массивы, объектно-ориентированное программирование.

Цель дисциплины: сформировать способность логического мышления и владения математическим аппаратом необходимого для решения теоретических и практических задач и самостоятельного изучения литературы по математическому анализу; решать дифференциальные и интегральные уравнения. Курс посвящен дифференциальному и интегральному исчислению, а также теории рядов, с которыми достаточно часто приходиться встречаться студентам физико-технической специальности.

Цель дисциплины - сформировать способность применять общие законы физики для решения конкретных задач в оптике; строить математические модели простейших оптических явлений При изучении дисциплины студенты будут изучать следующие аспекты: геометрическая оптика; понятия о волновых явлений; взаимодействие излучения с изотропными, анизотропными, диэлектрическими и проводящими материалами; законы дисперсии, рассеяния и теплового излучения.

Цель дисциплины: формирование навыков программирования основных математических алгоритмов, применяемых при моделировании физических явлений. При изучении дисциплины студенты будут изучать следующие аспекты: основные вычислительные методы, применяемых при решении физических задач и при обработке данных эксперимента. Метод молекулярной динамики. Метод наименьших квадратов и регрессионный анализ. Информационные модели и компьютерные эксперименты в физике. Автоматизация физического эксперимента.

Цель – сформировать способности релевантно применять 3D-моделирования и печати в зависимости от типа и технологий в определенной предметной области; разбираться в технологиях и методах 3D-моделирования и печати. Будут изучены: принцип послойного создания («выращивания») твёрдого объекта; наиболее распространенные расширения файлов, применяемых в 3D-печати; категория процессов 3Dпечати; приложения 3D-печати; виды технологий и материалов, применяемых в 3D-печати.

Цель дисциплины: дать учащимся базовое представление об информационной безопасности, алгоритмах шифрования и о том, как они используются для защиты данных; познакомить учащихся с сетевой безопасностью, начиная от брандмауэров и заканчивая вариантами шифрования Wi-Fi.При изучении дисциплины студенты будут изучать следующие аспекты: вредоносное ПО.Сетевые атаки.Криптография. Симметричная криптография. Алгоритмы симметричного шифрования.Асимметричная криптография. Алгоритмы асимметричного шифрования. Хеширование. Алгоритмы хеширования.Рекомендации по аутентификации. Сертификаты. Методы авторизации и контроля доступа.Безопасная сетевая архитектура. Беспроводная безопасность. Мониторинг сети.

Цель дисциплины: Дать студентам глубокое понимание закономерностей микромира. Студент должен получить четкое представление, о физической природе явлений, подчиняющихся квантовым законам, научиться интерпретировать квантовые процессы с материалистической позиции. Главное внимание следует уделить фундаментальным общим и приближенным методам, с тем, чтобы студент знал границы их применимости и умел ими эффективно пользоваться на практике.

Цель: Изучение основных явлений и методов физики атома и формирование физического мышления, позволяющего понимать закономерности микромира. Содержание: Корпускулярные свойства электромагнитных волн. Волновые свойства микрочастиц. Дискретность атомных состояний. Квантово-механическое описание атомных систем. Многоэлектронные атомы. Атом во внешнем поле.

Цель дисциплины – сформировать основ радиофизики и электроники; формирование владения необходимым математическим аппаратом, методами решения задач, ставить проблему, выбирать методы решения, как в аналитической форме, так и с использованием компьютерных технологий (современных ЭВМ и соответствующих программных продуктов). Дисциплина направлена на изучение: изучения современных представление о бескоординатном методе задания векторов и тензоров.

Цель – ознакомление студентов с кругом решенных и нерешенных задач в области искусственного интеллекта, с основными понятиями и методами машинного обучения и их применением к задачам, относящимся к профессиональной области. Будут изучены: примеры проектов с использованием данных, алгоритмов машинного обучения, сильный и слабый искусственный интеллект, алгоритмы, сложности вычислений, проблемы формализации рассуждений от Аристотеля до Карнапа, теорему Гёделя о неполноте, проблему объединения индукции и дедукции, универсальную машину Тьюринга

Цель – изучение и анализ методов расчета параметров различных объектов, необходимых при создании моделей сложных систем Будут изучены: методы анализа сложных систем на примере плазмы (малого параметра, моментов и др.), базовые уравнения электродинамики плазмы. Материальное уравнение. Дисперсионные соотношения и их решение. Спектр и декремент затухания плазменных волн. Потенциалы и эффективные потенциалы. Публикации результатов исследований.

Цель – ориентирована на изучение и практическое использование параллельных компьютерных систем для решения трудоемких вычислительных задач, а также на изучение сложных систем использующие современные методы распределенных и высокопроизводительных вычислительных технологий, применение современных суперкомпьютерных и облачных технологий Будут изучены: уровни параллелизма компьютерных вычислений, обзоры существующих архитектур вычислительных систем, способы обнаружения ресурсов в грид-системах, методы балансировки нагрузки, определение свойств облачных технологий, рассмотрение технологий обработки данных MapReduce и некоторые распределённые файловые системы

Цель: Сформировать способность описывать и оценивать общие принципы ядерной физики, процессы, происходящие в объеме атомных ядер; ознакомление с актуальными понятиями микромира, в том числе структуры атомного ядра и элементарных частиц. Содержание: Статические свойства атомных ядер. Радиоактивность. Полупроводниковые, сцинтилляционные и трековые детекторы. Деление и синтез ядер. Ядерные реакции. Элементарные частицы.

Цель дисциплины: формирование способностей к применению теоретических методов для задач киберфизики; изучение теоретических основ управления физическими системами с использованием модулированного внешнего поля и контроля взаимодействия составляющих системы. При изучении дисциплины студенты будут изучать следующие аспекты: управление физической системой и методы теории управления: методы линейного, нелинейного, оптимального, робастного, адаптивного управления; методы идентификации (реконструкции) параметров, методы фильтрации и оценивания состояний (параметров); методы оптимизации систем.

Цель изучения дисциплины: изучить основные понятия и общие свойства плазмы, закономерности поведения плазмы в электрических и магнитных полях, а также формирование современного представления об основных типах газового разряда, о специфических особенностях и характерных параметрах газоразрядной плазмы и ее теоретического описания.

Цель дисциплины: формирование у студентов основных понятий по теоретическим основам нелинейных неравновесных систем.При изучении дисциплины студенты будут изучать следующие аспекты: понятие неравновестности, критерии динамического хаоса, фазовый портрет колебаний нелинейного маятника, рамки применимости равновесной и неравновесной термодинамики, принципы кинетического описания

Цель – формирование у студентов основных понятий по методам компьютерного эксперимента в физико-техническом моделировании с применением программных решений. Будут изучены: методы компьютерного эксперимента, детерминистические методы, стохастические методы

Цель – изучение студентами общих характеристик технологического феномена Интернета Вещей, принципов дизайна социо-технических систем на основе современных технологий IoT для автоматизации различных процессов и рутинных операций. Будут изучены: методы программирования устройств Intel Edison на языке Python, назначение и принципы построения систем класса IoT, контроллеры, датчики, актуаторы, линейка микропроцессоров Arduino и микрокомпьютеров Raspberry Pi, технологии ZigBee и Bluetooth Low Energy.

Цель изучения дисциплины – формирование у студентов основного понимания теории создания интеллектуальных робототехнических систем. Дисциплина посвящена основам теории и методологии создания интеллектуальных систем и робототехнических комплексов. В курсе рассматриваются: основы теории интеллектуальных систем, представление знаний, методы поиска решений. Аппаратные схемы получения информации об окружающей среде, в том числе работа с датчиками, сенсорами и т.д. Проблемы создания искусственного интеллекта и эффективных систем управления сложными динамическими объектами. Сферы применения интеллектуальных робототехнических систем.

Цель дисциплины: формирование у студентов способности творческого мышления, объединение фундаментальных знаний основных законов и методов получения нано- и композитных материалов с заданными свойствами для решения прикладных задач. Главной задачей курса является ознакомление с существующими решениями нанотехнологии, позволяющие изготавливать устройства нового образца с улучшенными физико-химическими свойствами, а также с технологией изготовления наномеханизмов, нанороботов, наноботов и т.д., являющиеся новым этапом развития промышленности и в целом всей деятельности человечества.

Цель дисциплины: Сформировать у студентов систему знаний о функционирования различных вакуумных и полупроводниковых электронных приборов и устройств, а также технике ускорения и формирования пучков заряженных частиц. Будут изучены: Эмиссионная и газовая (плазменная) электроника. Электронная оптика. Физика электронных ламп. Полупроводниковая электроника. Физики и техника ускорения пучков и частиц. Плазменные и пучковые технологии. Диагностика пучков заряженных частиц.

Цель – сформировать способность применять методы глубокого машинного обучения для контролирования и прогнозирования поведения физических систем. Будут изучены: Использование языка программирования в машинном обучении Искусственные нейронные сети. Эволюционные алгоритмы. Регрессия и кластеризация. Глубокое машинное обучение. «Ab-initio» моделирование свойств киберфизических систем с помощью машинного обучения.

Цель дисциплины: основывается на формирование у студентов знаний о современных плазменных технологиях и концепциях применения в разных сферах. Дисциплина нацелена на изучение основных современных плазменных технологий. В курсе рассматриваются следующие темы: методы создания новых перспективных материалов с требуемыми характеристиками на основе плазменных технологий; методы плазменного упрочнения материалов; методы создания «лаборатории на чипе»; виды разряда и их применения в промышленности; концепция создания энергетических аппаратов будущего.

Проводить всесторонний анализ процессов и явлений на основе глубокого понимания фундаментальных законов физики и области их применимости;

Выбирать и строить компьютерные модели физических процессов и систем, а также использовать средства визуализации полученных результатов;

Выполнять аналитические расчеты в рамках существующих фундаментальных физических принципов и законов, а также квалифицированно применять их для решения нестандартных задач;

Проводить анализ рынка аппаратно-программного комплекса и моделей архитектуры современных вычислительных систем и сетей;

Использовать современный математический аппарат и языки программирования высокого уровня для решения стандартных и исследовательских задач в области киберфизики;

Квалифицированно интегрировать вычислительные ресурсы в системы разной степени сложности на основе понимания происходящих в них физических процессов;

Выполнять лабораторные работы и экспериментальные исследования на основе владения современным инструментарием в области физики, обрабатывать полученные данные, анализировать результаты и делать обоснованные выводы;

Соблюдать профессиональные, этические и экологические нормы на основе критического осмысления законов функционирования гуманитарной и социальной сфер с учетом их значения в жизнедеятельности человека;

Осуществлять разработку и отладку программного кода на уровне программных модулей, модифицировать существующие модули и пакеты для решения прикладных задач;

Организовывать сбор, обработку, анализ и систематизацию научной и научно-технической информации в рамках реализации концепции обучения в течение всей жизни;

Организовывать высокопроизводительные расчеты, применять современные аппаратные средства и методы искусственного интеллекта при решении нестандартных физических задач;

Вырабатывать стратегии развития использования баз данных для автоматизации и контроля физических систем, а также принятия решений в режиме реального времени;