Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Techniki obliczeniowe
Tok studiów:
2014/2015
Kod:
IET-1-304-s
Wydział:
Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Elektronika i Telekomunikacja
Semestr:
3
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr inż. Korohoda Przemysław (korohoda@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr inż. Korohoda Przemysław (korohoda@agh.edu.pl)
dr inż. Gałka Jakub (jgalka@agh.edu.pl)
Mąsior Mariusz (masior@agh.edu.pl)
dr inż. Sypka Przemysław (sypka@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student zna podstawowe techniki matematyczne umożliwiające tworzenie oprogramowania do symulowania układów elektronicznych oraz rozwiązywania interdyscyplinarnych problemów inżynierskich ET1A_W02, ET1A_W13, ET1A_W01 Kolokwium
M_W002 Student ma podstawowa wiedzę w zakresie stosowania wybranych technik numerycznych oraz prezentowania i interpretowania pozyskiwanych wyników ET1A_W07, ET1A_W14 Kolokwium
Umiejętności
M_U001 Student umie zaplanować i zrealizować, np. w pakiecie Matlab, eksperyment symulacyjny integrując wiedzę teoretyczną i praktyczną z różnych przedmiotów kierunkowych ET1A_U24, ET1A_U12, ET1A_U02, ET1A_U01 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 Student umie zweryfikować z wykorzystaniem wspomagania komputerowego napotykane informacje teoretyczne, w szczególności w postaci wzorów oraz algorytmów, posługując się kryteriami błędów oraz formą graficzną ET1A_U10, ET1A_U05, ET1A_U01 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się, podnoszenia swoich kompetencji zawodowych oraz pracy w zespole ET1A_K01, ET1A_K04 Zaangażowanie w pracę zespołu
M_K002 Student ma świadomość ważności zachowywania się w sposób profesjonalny, przestrzegania zasad etyki zawodowej i wzajemnego poszanowania ET1A_K03 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaangażowanie w pracę zespołu
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Student zna podstawowe techniki matematyczne umożliwiające tworzenie oprogramowania do symulowania układów elektronicznych oraz rozwiązywania interdyscyplinarnych problemów inżynierskich + - + - - - - - - - -
M_W002 Student ma podstawowa wiedzę w zakresie stosowania wybranych technik numerycznych oraz prezentowania i interpretowania pozyskiwanych wyników + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student umie zaplanować i zrealizować, np. w pakiecie Matlab, eksperyment symulacyjny integrując wiedzę teoretyczną i praktyczną z różnych przedmiotów kierunkowych + - + - - - - - - - -
M_U002 Student umie zweryfikować z wykorzystaniem wspomagania komputerowego napotykane informacje teoretyczne, w szczególności w postaci wzorów oraz algorytmów, posługując się kryteriami błędów oraz formą graficzną + - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się, podnoszenia swoich kompetencji zawodowych oraz pracy w zespole + - + - - - - - - - -
M_K002 Student ma świadomość ważności zachowywania się w sposób profesjonalny, przestrzegania zasad etyki zawodowej i wzajemnego poszanowania + - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

1.Rozwiązywanie układów równań, zastosowania
Rozwiązania rzeczywiste i zespolone dla równań algebraicznych 3. i 4. stopnia, wzory Viete’a dla dowolnego stopnia wielomianu, wyznaczanie miejsca zerowego dla funkcji jednej zmiennej, rozwiązywanie układu równań nieliniowych, wielowymiarowa metoda Newtona-Raphsona, transmitancja jako iloraz wielomianów, stabilność dla systemów z czasem ciągłym i dyskretnym.

2.Interpolacja i ekstrapolacja
Wielomiany Lagrange’a, metoda Neville’a, interpolacja za pomocą szeregu funkcji bazowych przy różnych bazach, rozwiązanie macierzowe, przykłady zastosowania splajnów, szereg Taylora z różnymi sposobami szacowania reszty, pochodne cząstkowe i dwuwymiarowy szereg Taylora.

3.Aproksymacja
Związki między iloczynem skalarnym i metryką oraz normą, zastosowania iloczynu skalarnego, aproksymacja z wykorzystaniem wybranych baz, wielomiany Czebyszewa, wielomiany Legendre’a, procedura ortonormalizacyjna.

4.Analiza regresji i dyskretne transformacje
Generowanie pseudolosowe z zadanym rozkładem, regresja liniowa dla jednej i wielu zmiennych , rozwiązanie macierzowe, regresja nieliniowa oraz z nieliniową funkcją przejścia, dyskretna transformacja ortogonalna jako nieliniowa regresja wielowymiarowa, dyskretna transformacja Karhunen-Loeve, dekompozycja LU, algorytm Crouta.

5.Wybrane zastosowania analizy matematycznej
Numeryczne wyznaczanie całki oznaczonej, rozwiązywanie równań różniczkowych jednorodnych i niejednorodnych 1. stopnia, konfrontacja metod analitycznych i numerycznych oraz z wykorzystaniem transformaty Laplace’a, uogólnienie na układy równań różniczkowych w zapisie macierzowym, zastosowanie dla obwodów elektrycznych oraz problemów fizycznych (jak np. ruch harmoniczny, model układu planetarnego).

Ćwiczenia laboratoryjne:

1.Porównanie wybranych metod wyznaczania rozwiązań dla równań oraz układów równań
– wprowadzenie do ćwiczeń, uporządkowanie i podsumowanie podstaw korzystania z pakietu Matlab, opracowanie metodyki eksperymentów porównawczych, ich realizacja w pakiecie Matlab, prezentacja wyników, wyciąganie wniosków. Wyboru porównywanych metod na podstawie materiały wykładowego dla każdej grupy dokonuje prowadzący.

2.Przykłady interpolacji i zastosowania szeregu Taylora
- opracowanie metodyki eksperymentów przedstawiających wybrane metody, ich realizacja w pakiecie Matlab, prezentacja wyników, wyciąganie wniosków. Wyboru badanych metod dla każdej grupy dokonuje na podstawie materiału wykładowego prowadzący.

3.Projekt i realizacja w pakiecie Matlab oprogramowania do testowania wybranych metod aproksymacji
- opracowanie ogólnej koncepcji testowania, wykonanie wstępnej wersji, przeprowadzenie testów, wprowadzenie poprawek korygujących błędy, prezentacja wyników, wyciąganie wniosków. Wyboru testowanych metod dla każdej grupy dokonuje prowadzący.

4.Projekt i realizacja w pakiecie Matlab oprogramowania do testowania wybranych modeli regresji
- opracowanie ogólnej koncepcji, wykonanie wstępnej wersji, przeprowadzenie testów, wprowadzenie poprawek korygujących błędy, prezentacja wyników, wyciąganie wniosków. Wyboru modeli dla każdej grupy dokonuje prowadzący.

5.Studium i rozbudowa demonstracji z wykorzystaniem modeli zbudowanych z układów równań różniczkowych 1 stopnia
– uruchomienie i przestudiowanie demonstracji przygotowanych w pakiecie Matlab, a następnie wprowadzenie zmian poszerzających możliwości tych demonstracji o wybrane porównania i zestawy parametrów. Podsumowanie poznanych technik pakietu Matlab.

6.Podsumowanie i weryfikacja umiejętności praktycznych oraz test z wiedzy teoretycznej.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 100 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w wykładach 14 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 13 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 28 godz
Przygotowanie do zajęć 45 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

1. Warunkiem uzyskania pozytywnej oceny końcowej (OK) jest uzyskanie pozytywnej oceny z umiejętności praktycznych w laboratorium oraz wiedzy teoretycznej weryfikowanej w trakcie krótkich testów pisemnych w trakcie laboratorium.
2. Obliczamy średnią ważoną (śr) z ocen za poszczególne ćwiczenia.
3. Ocena końcowa wyznaczana jest na podstawie zależności:
jeżeli śr>=90%, to OK=5.0 w przeciwnym przypadku
jeżeli śr>=80%, to OK=4.5 w przeciwnym przypadku
jeżeli śr>=70%, to OK=4.0 w przeciwnym przypadku
jeżeli śr>=60%, to OK=3.5 w przeciwnym przypadku
jeżeli śr>=50%, to OK=3.0 w przeciwnym przypadku OK=2.0
4. Jeżeli pozytywną ocenę z laboratorium i zaliczenia wykładu uzyskano w pierwszym terminie i dodatkowo student był aktywny na wykładach, to ocena końcowa może być podniesiona o 0.5.
5. W przypadku braku zaliczenia w terminie podstawowym każdy prowadzący zajęcia laboratoryjne może ustalić nie więcej niż dwa kolejne terminy, tzw. poprawkowe, w terminie sesji dla odpowiedniego semestru. W tych dodatkowych terminach prowadzący koncentruje się na stwierdzeniu, czy student posiada wiedzę i umiejętności spełniające określone arbitralnie wymagania na ocenę 3,0, jednak w uzasadnionych przypadkach może zaproponować ocenę wyższą.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Podstawy algebry macierzy i analizy (pochodne i równania różniczkowe jednej zmiennej)
Podstawy teorii obwodów
Podstawy programowania w językach wyższego poziomu

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1.S. Osowski, A. Cichocki, K. Siwek: „Matlab w zastosowaniu do obliczeń obwodowych i przetwarzaniu sygnałów”, OWPW, Warszawa 2006.
2.R. Klempka, R. Sikora-Iliew, A. Stankiewicz, B Świątek: „Modelowanie i symulacja układów elektrycznych w Matlabie – przykłady”, AGH – UWN-D, Kraków 2007.
3.R. Klempka, A, Stankiewicz: „ Modelowanie i symulacja układów dynamicznych”, AGH UWN-D, Kraków 2006.
4.W. H. Press, S. A. Teukolsky, W. T. Vetterling, B. P. Flannery: “Numerical Recipes in C”, Cambridge University Press 1992.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak