Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Techniki obliczeniowe i symulacyjne
Koordynator przedmiotu:
dr inż. Andrzej MIĘKINA
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Elektronika i Telekomunikacja
Grupa przedmiotów:
Przedmioty podstawowe
Kod przedmiotu:
TOSM
Semestr nominalny:
4 / rok ak. 2014/2015
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
18 h - udział w wykładach i zajęciach projektowych 6 h - przygotowanie do wykładów (przejrzenie slajdów, notatek i podręcznika) 9 h - udział w konsultacjach 20 h - przygotowanie do sprawdzianów audytoryjnych (rozwiązanie przykładowych zadań, udział w konsultacjach) 12 h - przygotowanie do laboratorium 12 h - udział w laboratorium ŁĄCZNIE 77 h
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
1
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład0h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt15h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Algebra liniowa, Analiza
Limit liczby studentów:
30
Cel przedmiotu:
Praktyczne zapoznanie studentów z wybranymi algorytmami numerycznymi oraz elementami metodyki badania ich przydatności do rozwiązywania zadań inżynierskich. Programowanie w środowisku Matlaba.
Treści kształcenia:
Treść wykładu i projektu: 1. Wprowadzenie do programowania w systemie MATLAB (2 h): - organizacja programu w języku systemu MATLAB; - podstawowe operacje na wektorach i macierzach; - podstawowe operacje graficzne. 2. Rozwiązywanie liniowych równań algebraicznych (4 h): - rozwiązywanie układów liniowych równań algebraicznych metodą eliminacji Gaussa; - rozwiązywanie układów liniowych równań algebraicznych metodą Gaussa-Seidela. 3. Rozwiązywanie nieliniowych równań algebraicznych (2 h): - rozwiązywanie równań nieliniowych metodą bisekcji, metodą Newtona i metodą siecznych; - rozwiązywania układów równań nieliniowych metodą Newtona-Raphsona. 4. Aproksymacja i interpolacja funkcji jednej zmiennej (2h): - interpolacja ciągu danych za pomocą wielomianu Lagrange'a oraz wielomianowej funkcji sklejanej trzeciego stopnia; - aproksymacja ciągu danych metodą najmniejszych kwadratów. 5. Numeryczne całkowanie i różniczkowanie funkcji jednej zmiennej (2 h): - całkowanie metodą prostokątów, metodą trapezów - różniczkowanie za pomocą dwuskładnikowych formuł różnicowych. 6. Symulacja statystyczna (2 h): - metoda Monte Carlo w wersji ogólnej i w wersji "orzeł-reszka". Na każdym wykładzie rozwiązywane są przykładowe zadania, co umożliwiający ćwiczenie umiejętności ich rozwiązywania. Zakres laboratorium Studenci realizują indywidualnie w czasie semestru zadania z każdej z następujących grup tematycznych: - Lab1. Podstawowe techniki programowania w systemie MATLAB (zajęcia nieoceniane); - Lab2. Rozwiązywanie liniowych równań algebraicznych; - Lab3. Rozwiązywanie nieliniowych równań algebraicznych; - Lab4. Interpolacja i aproksymacja funkcji; - Lab5. Numeryczne całkowanie i różniczkowanie funkcji; - Lab6. Symulacja statystyczna. Przed każdym ćwiczeniem studentom udostępniane są przykładowe zadania, podobne do realizowanych w laboratorium podczas tego ćwiczenia. Każde zajęcia laboratoryjne trwają 105 min. bez przerwy.
Metody oceny:
Stopień opanowania wiedzy stanowiącej treść wykładu umiejętności rozwiązywania zadań oceniany jest podczas dwóch pisemnych sprawdzianów audytoryjnych (Spr1 i Spr2). Ocena rozwiązań zadań Lab2,...,Lab6 odbywa się w czasie zajęć na podstawie pisemnego sprawozdania i rozmowy z jego autorem.
Egzamin:
tak
Literatura:
J. Krupka, A. Miękina, R. Z. Morawski, L. Opalski "Wstęp do metod numerycznych dla studentów elektroniki i technik informacyjnych", Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 2009. B. Mrozek, Z. Mrozek: "MATLAB 6", Wyd. PLJ, Warszawa 2001. M. Stachursk "Metody numeryczne w programie MATLAB", Wyd. MIKOM, Warszawa 2003.
Witryna www przedmiotu:
https://studia.elka.pw.edu.pl/
Uwagi:
Realizacja w formie częściowo zintegrowanej: wykład i projekt + laboratoria

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt TOSM_W01
Student, który zaliczył przedmiot, posiada podstawową wiedzę na temat metod rozwiązywania liniowych i nieliniowych równań algebraicznych;
Weryfikacja: ocena wyników Spr1
Powiązane efekty kierunkowe: K_W01
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W07
Efekt TOSM_W02
Student, który zaliczył przedmiot, posiada podstawową wiedzę na temat metod: - aproksymacji i interpolacji funkcji jednej zmiennej; - (numerycznego) całkowania i różniczkowanie funkcji jednej zmiennej; - symulacji statystycznej.
Weryfikacja: ocena wyników Spr2
Powiązane efekty kierunkowe: K_W01
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W07

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt TOSM_U01
Student, który zaliczył przedmiot, potrafi przy użyciu oprogramowowania MATLAB zaimplementować i zbadać właściwości numeryczne podstawowych algorytmów przeznaczonych do rozwiązywania liniowych i nieliniowych równań algebraicznych.
Weryfikacja: ocena wyników Lab2 i Lab3
Powiązane efekty kierunkowe: K_U08, K_U15
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U08, T1A_U09, T1A_U14, T1A_U15
Efekt TOSM_U02
Student, który zaliczył przedmiot, potrafi przy użyciu oprogramowowania MATLAB zaimplementować i zbadać właściwości numeryczne podstawowych algorytmów przeznaczonych do: - aproksymacji i interpolacji funkcji jednej zmiennej; - (numerycznego) całkowania i różniczkowanie funkcji jednej zmiennej; - symulacji statystycznej.
Weryfikacja: ocena wyników Lab4, lab5 i Lab6
Powiązane efekty kierunkowe: K_U08, K_U15
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U08, T1A_U09, T1A_U14, T1A_U15