наверх

Теория клеточных автоматов

1 апреля - 30 июня 2025 г.
Старт через 37 дней
95 дней
До конца записи
  • Русский

    язык курса

  • от 10 до 16 недель

    длительность курса

  • от 4 до 7 часов в неделю

    понадобится для освоения

  • 2 зачётных единицы

    для зачета в своем вузе

О курсе

Курс «Теория клеточных автоматов» предлагает глубокое понимание клеточных автоматов (КлА) — математических моделей, используемых для изучения динамических систем. Под руководством автора курса, Душкина Романа Викторовича, эксперта в области искусственного интеллекта и старшего преподавателя кафедры 22 «Кибернетика» НИЯУ МИФИ, слушатели познакомятся с основными концепциями и применением КлА в различных сферах. Курс охватывает темы, такие как элементарные клеточные автоматы (ЭКлА), их правила и классы конфигураций. Уделяется внимание знаменитой игре «Жизнь» Джона Конвея, изучаются двухмерные клеточные автоматы и различные классы их конфигураций. Слушатели также узнают о полноте игры «Жизнь» по Тьюрингу и принципах программирования в контексте КлА. Курс включает практические задания, что позволяет студентам применять теоретические знания на практике. Изучение более сложных моделей, таких как мозг Брайана и муравей Лэнгтона, расширяет представление о КлА. В итоге курс предоставляет уникальную возможность развить навыки анализа и синтеза динамических систем, что актуально во всех современных науках и технологиях.

Формат

Стоимость доступа к материалам курса за исключением ознакомительной части (включая тестовые материалы и возможность пройти экзамен с прокторингом и получить сертификат) составляет 3600 рублей. Для этого нужно пройти текущее тестирование не меньше чем на 60% и итоговый тест не меньше чем на 60%.

  • Фон Нейман Дж. (1971) Теория самовоспроизводящихся автоматов: Пер. с англ. В. Л. Стефанюка; под ред. В. И. Варшавского. — М.: Мир, 1971. — 382 с.

  • Душкин Р. В. (2019) Искусственный интеллект. — М.: ДМК-Пресс, 2019. — 280 с. — ISBN 978-5-97060-787-9.

  • Дойч Д. (2015) Структура реальности. Наука параллельных вселен-ных: Пер. с англ. — М.: Альпина нон-фикшн, 2015. — 430 с. — ISBN 978-5-91671-346-6.

  • Wolfram S. (2002) A New Kind of Science. — Wolfram Media, 2002. — 1197 P. — ISBN 1-57955-008-8.

  • Zuse K. (1967) Rechnender Raum. Elektronische Datenverarbeitung (in German). Bad Hersfeld, Germany. — 1967 — 8. — P. 336-344.

Требования

Минимальные требования к слушателям: 

  • Базовые знания в области дискретной математики и компьютерной логики.

  • Интерес к программированию и алгоритмическому мышлению.

  • Желание изучать новые концепции в области клеточных автоматов и их применения.

  • Опыт работы с компьютером на уровне пользователя.

  • Рекомендуется предварительное ознакомление с основами теории автоматов и основами программирования.

Программа курса

Модуль 1. Основы клеточных автоматов

  • Урок 1. Введение в клеточные автоматы
  • Урок 2. Обратимость и концепции высшего порядка
  • Урок 3. Элементарные клеточные автоматы
  • Урок 4. ЭКлА: 32, 108, 30 и 110
  • Урок 5. ЭКлА: 90, 54 и 184

Модуль 2. Игра «Жизнь» и другие клеточные автоматы

  • Урок 6. Игра «Жизнь» Джона Конвея
  • Урок 7. Классы конфигураций, часть 1
  • Урок 8. Классы конфигураций, часть 2
  • Урок 9. Классы конфигураций, часть 3
  • Урок 10. Жизнь и Тьюринг
  • Урок 11. Принципы программирования в Жизни
  • Урок 12. Двумерные автоматы, часть 1
  • Урок 13. Двумерные автоматы, часть 2
  • Урок 14. Двумерные автоматы, часть 3
  • Урок 15. Наука нового типа

Результаты обучения

В результате обучения по курсу слушатель будет:

Знать:

  • Основные понятия из рассматриваемых разделов теории клеточных автоматов (таких, как автомат, однородная структура, моделирование в однородной структуре и др.), определения и свойства математических объектов, используемых в этих областях, формулировки утверждений, методы их доказательства, возможные сферы их приложений;

Уметь:

  • Применять  математический аппарат теории клеточных автоматов
  • Применять методы доказательства утверждений в этих областях;

Владеть:

  • Навыками решения задач теоретического и прикладного характера, относящихся к разделам рассматриваемой теории, доказывать утверждения, строить модели объектов и понятий.

Формируемые компетенции

Задача профессиональной деятельности (ЗПД)

Объект или область знания

Код и наименование профессиональной компетенции;
Основание (профессиональный стандарт-ПС, анализ опыта)

Код и наименование индикатора достижения профессиональной компетенции

производственно-технологический

- освоение и применение средств автоматизированного проектирования, разработки, тестирования и сопровождения программного обеспечения;  - освоение и применение методов и инструментальных средств управления инженерной деятельностью и процессами жизненного цикла программного обеспечения; - использование типовых методов для контроля, оценки и обеспечения качества программной продукции; - обеспечение соответствия разрабатываемого программного обеспечения и технической документации российским и международным стандартам, техническим условиям, ведомственным нормативным документам и стандартам  предприятия; - участие в процессах разработки программного обеспечения

- программный продукт (создаваемое программное обеспечение) - процессы жизненного цикла программного продукта - методы и инструменты разработки программного продукта

ПК-1 [1] - способен применять основные методы и инструменты разработки программного обеспечения

Основание:
Профессиональный стандарт: 06.001, 06.017

З-ПК-1[1] - Знать основные понятия из области разработки программных систем, применяемые метрики, методы и инструментальные средства.;
У-ПК-1[1] - Уметь применять основные методы разработки программного обеспечения; применять основные инструменты разработки программного обеспечения;
В-ПК-1[1] - Владеть основными методами разработки программного обеспечения; основными инструментами разработки программного обеспечения

- освоение и применение средств автоматизированного проектирования, разработки, тестирования и сопровождения программного обеспечения;  - освоение и применение методов и инструментальных средств управления инженерной деятельностью и процессами жизненного цикла программного обеспечения; - использование типовых методов для контроля, оценки и обеспечения качества программной продукции; - обеспечение соответствия разрабатываемого программного обеспечения и технической документации российским и международным стандартам, техническим условиям, ведомственным нормативным документам и стандартам  предприятия; - участие в процессах разработки программного обеспечения

- программный продукт (создаваемое программное обеспечение) - процессы жизненного цикла программного продукта - методы и инструменты разработки программного продукта

ПК-4 [1] - способен применять концепции и атрибуты качества программного обеспечения (надежности, безопасности, удобства использования), в том числе роли людей, процессов, методов, инструментов и технологий обеспечения качества

Основание:
Профессиональный стандарт: 06.001, 06.016

З-ПК-4[1] - Знать концепции качества программного обеспечения; атрибуты качества программного обеспечения;
У-ПК-4[1] - Уметь применять концепции и атрибуты качества программного обеспечения;
В-ПК-4[1] - Владеть навыками оценки качества программного обеспечения

- освоение и применение средств автоматизированного проектирования, разработки, тестирования и сопровождения программного обеспечения;  - освоение и применение методов и инструментальных средств управления инженерной деятельностью и процессами жизненного цикла программного обеспечения; - использование типовых методов для контроля, оценки и обеспечения качества программной продукции; - обеспечение соответствия разрабатываемого программного обеспечения и технической документации российским и международным стандартам, техническим условиям, ведомственным нормативным документам и стандартам  предприятия; - участие в процессах разработки программного обеспечения

- программный продукт (создаваемое программное обеспечение) - процессы жизненного цикла программного продукта - методы и инструменты разработки программного продукта

ПК-5 [1] - способен применять стандарты и модели жизненного цикла

Основание:
Профессиональный стандарт: 06.001, 06.016, 06.022

З-ПК-5[1] - Знать модели жизненного цикла;
У-ПК-5[1] - Уметь применять стандарты;
В-ПК-5[1] - Владеть стандартами и моделями жизненного цикла

организационно-управленческий

- участие в составлении технической документации (графиков работ, инструкций, планов, смет, заявок на материалы, оборудование, программное обеспечение) и установленной отчетности по утвержденным формам; - планирование и организация собственной работы; - планирование и координация работ по настройке и сопровождению программного продукта; - организация работы малых коллективов исполнителей программного проекта; - участие в проведении технико-экономического обоснования программных проектов; - взаимодействие с заказчиком в процессе выполнения программного проекта

- программный проект (проект разработки программного продукта) - процессы жизненного цикла программного продукта - методы и инструменты разработки программного продукта - персонал, участвующий в процессах жизненного цикла

ПК-7 [1] - способен применять классические концепции и модели менеджмента в управлении проектами

Основание:
Профессиональный стандарт: 06.016, 06.017

З-ПК-7[1] - Знать классические концепции и модели менеджмента в управлении проектами;
У-ПК-7[1] - Уметь применять классические концепции и модели менеджмента в управлении проектами;
В-ПК-7[1] - Владеть  моделями менеджмента в управлении проектами

Направления подготовки

Знания

Знатие основных понятий из рассматриваемых разделов теории клеточных автоматов (таких, как автомат, однородная структура, моделирование в однородной структуре и др.), определений и свойств математических объектов, используемых в этих областях, формулировки утверждений, методы их доказательства, возможные сферы их приложений;

Умения

Умение применять  математический аппарат теории клеточных автоматов
Умение применять методы доказательства утверждений в этих областях;

Навыки

Владение навыками решения задач теоретического и прикладного характера, относящихся к разделам рассматриваемой теории, доказывать утверждения, строить модели объектов и понятий.

Душкин Роман Викторович


Должность: старший преподаватель НИЯУ МИФИ

Похожие курсы