- Nazwa przedmiotu:
- Praktyczne aspekty projektowania algorytmów numerycznych
- Koordynator przedmiotu:
- prof. dr hab. inż. Robert Sitnik
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Mechatronika
- Grupa przedmiotów:
- Wariantowe
- Kod przedmiotu:
- PAPA
- Semestr nominalny:
- 1 / rok ak. 2020/2021
- Liczba punktów ECTS:
- 1
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1) Liczba godzin bezpośrednich 17, w tym:
a) wykład - 7h;
b) ćwiczenia - 0h;
c) laboratorium - 0h;
d) projekt - 8h;
e) konsultacje - 2h;
2) Praca własna studenta 12, w tym:
a) przygotowanie do kolokwium zaliczeniowego - 2h;
b) realizacja projektu - 10h;
Suma: 29 h (1 ECTS)
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 1 punkt ECTS - liczba godzin bezpośrednich: 17, w tym:
a) wykład - 7h;
b) ćwiczenia - 0h;
c) laboratorium - 0h;
d) projekt - 8h;
e) konsultacje - 2h;
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 1) Liczba godzin bezpośrednich 17, w tym:
a) wykład - 7h;
b) ćwiczenia - 0h;
c) laboratorium - 0h;
d) projekt - 8h;
e) konsultacje - 2h;
2) Praca własna studenta 12, w tym:
a) przygotowanie do kolokwium zaliczeniowego - 2h;
b) realizacja projektu - 10h;
Suma: 29 h (1 ECTS)
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład8h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium0h
- Projekt8h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Kurs inżynierski matematyki. Podstawy programowania C/C++. Podstawy przetwarzania sygnałów.
- Limit liczby studentów:
- 30
- Cel przedmiotu:
- Praktyczna umiejętność implementacji wybranych algorytmów w środowisku C/C++ z uwzględnieniem wpływu skończonej dokładności obliczeń oraz analizy dokładności i szybkości algorytmów.
- Treści kształcenia:
- Wykład:
Rola technik obliczeniowych w realizacji i automatyzacji pomiarów oraz analizy danych. Dokładność obliczeń numerycznych (reprezentacja liczb całkowitych i zmiennoprzecinkowych, uwarunkowania zadania numerycznego). Praktyczne aspekty interpolacji, aproksymacji i ekstrapolacji. Uwarunkowanie zadania numerycznego. Metody iteracyjne. N-punktowe metody iteracyjne, metody stacjonarne. Metoda bisekcji. Metoda Newtona. Metoda siecznych. Porównanie poznanych metod, zagadnienie zbieżności. Przykłady. Optymalizacja czasu obliczeń. Efektywne metody analizy dużych zbiorów danych. Przykłady.
Projekt:
Zadanie do wykonania w postaci samodzielnego opracowania skutecznej metody obliczeń oraz jej implementacji. Wymagane samodzielne opracowanie ścieżki przetwarzania danych. Następnie implementacja tej ścieżki w C++. Optymalizacja czasu obliczeń. Analiza zakresu stosowalności opracowanego rozwiązania i analiza jego stabilności.
- Metody oceny:
- Jedno kolokwium z treści wykładowych (40%). Ocena z projektu (60%)
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- W.H. Press, B.P. Flannery, S.A. Teukolsky, W.T. Vetterling: Numerical Recipes in C: The Art of Scientific Computing, Cambridge University Press, 1992. Wersja online: http://www.nrbook.com/
Z. Fortuna, B. Macukow, J. Wasowski, Metody numeryczne, Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa 2017
- Witryna www przedmiotu:
- brak
- Uwagi:
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka PAPA _2st_W01
- Zna wybrane techniki oceny prawidłowej realizacji zadania numerycznego. Zna podstawowe techniki przyspieszania czasu wykonania kodu w C++.
Weryfikacja: Zaliczenie kolokwium z materiału omawianego na wykładzie
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W13, K_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_WG.o, P7U_W
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka PAPA_2st_U01
- Potrafi zaimplementować i przeanalizować poprawność algorytmów realizujących wybrane zagadnienie numeryczne.
Weryfikacja: Zaliczenie indywidualnego projektu
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_U01, K_U04, K_U05, K_U10
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_U, I.P7S_UW.o, I.P7S_UK, I.P7S_UU, III.P7S_UW.o
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Charakterystyka PAPA_2st_K01
- Rozumie potrzebę ciągłego samorozwoju w obszarze analizy algorytmów i metod przetwarzania danych
Weryfikacja: Zaliczenie indywidualnego projektu
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_K01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_K, I.P7S_KK