Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Metody obliczeniowe w nauce i technice 2
Tok studiów:
2014/2015
Kod:
IIN-1-401-s
Wydział:
Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Informatyka
Semestr:
4
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr inż. Bubak Marian (bubak@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr hab. inż. Baliś Bartosz (balis@agh.edu.pl)
dr inż. Bubak Marian (bubak@agh.edu.pl)
dr inż. Funika Włodzimierz (funika@agh.edu.pl)
dr hab. inż. Malawski Maciej (malawski@agh.edu.pl)
dr inż. Rycerz Katarzyna (kzajac@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 Zna metody obliczeniowe i ich zastosowanie IN1A_W10 Egzamin
M_W002 Wie jak wykorzystać programowanie w obliczeniach IN1A_W10 Egzamin
M_W003 Posiada wiedzę o algorytmach metod obliczeniowych IN1A_W10 Egzamin
Umiejętności
M_U001 Potrafi użyć właściwych metod tworzenia aplikacji IN1A_U07 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 Potrafi dobrać narzędzia i biblioteki programów IN1A_U11 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Pozyskuje informacje o metodach obliczeniowych IN1A_U13 Prezentacja
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi pracować w małym zespole IN1A_K03 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 Zna metody obliczeniowe i ich zastosowanie + - + - - - - - - - -
M_W002 Wie jak wykorzystać programowanie w obliczeniach + - + - - - - - - - -
M_W003 Posiada wiedzę o algorytmach metod obliczeniowych - - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi użyć właściwych metod tworzenia aplikacji - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi dobrać narzędzia i biblioteki programów - - + - - - - - - - -
M_U003 Pozyskuje informacje o metodach obliczeniowych + - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi pracować w małym zespole - - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:
  1. Wielkie wyzwania obliczeniowe (1 godz.)

    Przykłady wielkich wyzwań obliczeniowych i podejść zastosowanych do ich rozwiązania.

  2. Metody iteracyjne numerycznej algebry liniowej (2 godz.)

    Istota metod iteracyjnego rozwiazywania układów równań liniowych, warunek zbieżności, metoda Jacobiego, Gaussa-Seidla, nadrelaksacji, Czebyszewa. Rozwiązywanie układów równań nieliniowych.

  3. Oprogramowanie numerycznej algebry liniowej (2 godz.)

    BLAS, LAPACK, ScaLAPACK, wzorce programowe dla metod iteracyjnych; dopasowanie algorytmu do architektury komputera, uwzględnienie roli hierarchii pamięci.

  4. Szybka Transformata Fouriera (2godz.)

    Przegląd transformat Fouriera. Analiza złożoności obliczeniowej klasycznej transformaty. Algorytmy szybkiej transformaty, analiza jej złożoności obliczeniowej.

  5. Metoda Monte Carlo (2 godz.)

    Liczby losowe i ich generatory, przegląd metod Monte Carlo, zastosowanie MC do całkowania i symulacji.

  6. Minimalizacja funkcji wielu zmiennych (2 godz.)

    Przegląd klasycznych metod minimalizacja funkcji; minimalizacja z wykorzystaniem natural solvers (m.in. symulowane wyżarzanie).

  7. Numeryczne rozwiązywanie równań różniczkowych (2 godz.)

    Podstawowe metody rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych i cząstkowych; analiza stabilności wybranych metod.

  8. Przykłady redukcji złożoności obliczeniowej algorytmów numerycznych (2 godz.)

    Przegląd poznanych metod numerycznych z punktu widzenia podejść do redukcji złożoności, rola wiedzy z zakresu algebry i analizy matematycznej w tworzeniu efektywnych algorytmów obliczeniowych.

Ćwiczenia laboratoryjne:
Metody obliczeniowe – laboratorium

  1. Arytmetyka komputerowa a algorytmy numeryczne (2 godz.).
  2. Interpolacja, aproksymacja, funkcje sklejane (4 godz.)..
  3. Kwadratury, kubatury i całkowanie Monte Carlo (2 godz.).
  4. Numeryczna algebra liniowa (4 godz.).
  5. Równania nieliniowe i układy równań nieliniowych (2 godz.).
  6. Szybka transformata Fouriera (2 godz.).
  7. Minimalizacja funkcji (2 godz.).
  8. Numeryczne rozwiazywanie równań różniczkowych (4 godz.)
  9. Rozwiązanie 2 złożonych zagadnień obliczeniowych (8 godz.)

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 147 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w wykładach 14 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 28 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 55 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 40 godz
Przygotowanie do zajęć 10 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Aby uzyskać pozytywną ocenę końcową niezbędne jest uzyskanie pozytywnej oceny z laboratorium, przedstawienie opracowania o charakterze mini-artykułu oraz zdanie egzaminu. Ocena końcowa jest średnią ważoną tych trzech ocen.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Zaliczenie modułu MOWNiT 1

Zalecana literatura i pomoce naukowe:
  1. T. Pang. Metody obliczeniowe w fizyce. PWN, 2001
  2. M.T. Heath. Scientific Computing: An Introductory Survey, McGraw-Hill, 2002
  3. D. Potter. Metody obliczeniowe fizyki. Fizyka komputerowa, PWN, wydania późniejsze niż 1978
  4. W.H. Press, B.P. Flannery, S.A. Teukolsky, W.T. Vettering. Numerical Recipes. Cambridge Univ., 2007
  5. Wybrane artykuły z J. Computational Science, materialy konferencji serii ICCS (www.iccs-meeting.org
Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak