Nazwa przedmiotu:
Wprowadzenie do programowania w MATLABie
Koordynator przedmiotu:
dr inż. Beata LEŚNIAK-PLEWIŃSKA
Status przedmiotu:
Fakultatywny ograniczonego wyboru
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Inżynieria Biomedyczna
Grupa przedmiotów:
Obieralne
Kod przedmiotu:
MATLA
Semestr nominalny:
5 / rok ak. 2020/2021
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1.) Liczba godzin bezpośrednich: 34 godz. • wykład 15 godz., • zajęcia w laboratorium 15 godz, • konsultacje – 2 godz. • egzamin – 2 godz. 2) Praca własna studenta - 45 godz. • przygotowanie do zajęć laboratoryjnych (przygotowanie programów) 15 godz, • zapoznanie z literaturą 15 godz, • przygotowanie do egzaminu 15 godz. RAZEM 79 godz. = 3 ECTS
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1,5 punktu ECTS - liczba godzin bezpośrednich: 34 godz. • wykład 15 godz., • zajęcia laboratoryjne 15 godz, • konsultacje – 2 godz. • kolokwium – 2 godz.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
1,5 punktu ECTS – 32godz. w tym: • zajęcia laboratoryjne 15 godz., • konsultacje 2 godz. • przygotowanie do zajęć laboratoryjnych (przygotowanie algorytmów) 15 godz.
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Wymagania wstępne: podstawowa znajomość obsługi komputera klasy PC oraz systemu operacyjnego Windows, znajomość matematyki w zakresie studiów inżynierskich na kierunku Inżynieria Biomedyczna (w szczególności rachunku macierzowego). W rozwiązywaniu zadań laboratoryjnych przydatna może być znajomość podstaw różnych dziedzin, np. propedeutyki medycyny, grafiki komputerowej, elektroniki i elektrotechniki, przetwarzania sygnałów. Zalecane przedmioty poprzedzające: Algebra liniowa i analiza 1, Podstawy programowania.
Limit liczby studentów:
24
Cel przedmiotu:
Celem przedmiotu jest przekazanie wiedzy i umiejętności niezbędnych do wykorzystywania środowiska MATLAB w rozwiązywaniu problemów obliczeniowych spotykanych w praktyce inżynierskiej ze szczególnym uwzględnieniem potrzeb studentów kierunku Inżynieria Biomedyczna.
Treści kształcenia:
Zakres wykładu: (1) Praca w oknie poleceń: wprowadzanie danych, typy/klasy danych, zarządzanie przestrzenią roboczą, system pomocy. słowa kluczowe. Zapis i odczyt danych - MAT-pliki, DAT-pliki. (2) Tworzenie i praca z M-plikiem: skrypty i funkcje. Edycja, analiza i optymalizacja kodu (Editor, Debuger, Profiler). (3) Macierze i podstawowe operacje na macierzach: tworzenie i modyfikacja macierzy, indeksowanie elementów macierzy. (4) Struktury danych. Tablice wielowymiarowe: tablice komórkowe i strukturalne, metody ich tworzenia oraz sposób organizacji i dostępu do danych. (5) Łańcuchy znakowe: reprezentacja i podstawowe operacje na łańcuchach znakowych. (6) Operatory arytmetyczne, logiczne, relacji i inne. Priorytet operatorów. (7) Instrukcje sterujące (for, while, continue i break) i warunkowe (if, if else i switch). (8) Funkcje obsługi wejścia/wyjścia. (9) Efektywność obliczeń: zarządzanie pamięcią i wektoryzacja. Funkcje: timeit i tic/toc. (10) Grafika w MATLAB-ie: podstawowe polecenia. Obiektowy system graficzny - modyfikacja właściwości obiektów graficznych. Predefiniowane okienka dialogowe. Zakres laboratorium: (1) Praca w oknie poleceń. Proste i złożone typy danych: tablice, łańcuchy znakowe, struktury danych. (2) M-pliki (skrypty i funkcje) (3) Wyrażenia logiczne. Instrukcje warunkowe. (4) Operacje wejścia/wyjścia. Instrukcje sterujące. (5) Kontrola błędów. (6) Efektywność obliczeń. (7) Graficzny interfejs użytkownika (GUI). Budowa GUI przy użyciu narzędzia App Designer. Analiza przykładowej aplikacji. Programowanie wywołań zwrotnych dla poszczególnych komponentów.
Metody oceny:
Kolokwium oraz ocena bieżąca zadań realizowanych w trakcie zajęć laboratoryjnych (sprawdzanie wiedzy oraz praktycznych umiejętności związanych z pracą w programie)
Egzamin:
nie
Literatura:
Książki dostępne w bibliotekach PW (1) Bogumiła Mrozek, Zbigniew Mrozek MATLAB. Leksykon kieszonkowy. Helion, 2006 (2) Bogumiła Mrozek, Zbigniew Mrozek: MATLAB i Simulink : poradnik użytkownika, Helion, 2018 (3) Rudra Pratap: Matlab dla naukowców i inżynierów, PWN, 2015 (4) Gdeisat Munther, Lilley Francis: Matlab by Example: Programming Basics, Elsevier Science Technology, 2013 (5) Stormy Attaway: Matlab: a practical introduction to programming and problem solving, Butterworth Heinemann, 2019 Strony internetowe (1) www.mathworks.com (strona producenta MATLAB'a i Simulink'a ) (2) www.ont.com.pl (strona autoryzowanego dystrybutora produktów firmy The MathWorks)
Witryna www przedmiotu:
http://www.mchtr.pw.edu.pl/
Uwagi:
brak

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W01
Zna składnię, semantykę i typy danych języka programowania w środowisku MATLAB.
Weryfikacja: sprawdzian
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W04
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o
Charakterystyka W02
Zna różnice między m plikiem skryptowym i funkcyjnym.
Weryfikacja: sprawdzian
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W04
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U01
Umie wykorzystać środowisko MATLAB w celu napisania i uruchomienia kodu realizującego zadanie.
Weryfikacja: sprawdzian oraz bieżąca ocena sposobu rozwiązania zadań laboratoryjnych
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U01, K_U06
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o
Charakterystyka U02
Umie korzystać z systemu pomocy i zastosować wbudowane funkcje środowiska MATLAB
Weryfikacja: sprawdzian oraz bieżąca ocena sposobu rozwiązania zadań laboratoryjnych
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U06, K_U01
Powiązane charakterystyki obszarowe: III.P6S_UW.o, I.P6S_UW.o
Charakterystyka U03
Umie, za pomocą narzędzia GUIDE, utworzyć prostą aplikację z graficznym interfejsem użytkownika.
Weryfikacja: sprawdzian oraz bieżąca ocena sposobu rozwiązania zadań laboratoryjnych
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U06, K_U07
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K01
Umie współpracować w zespole
Weryfikacja: bieżąca ocena aktywności i udziału w pracy nad rozwiązaniem zadania
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K07
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K
Charakterystyka K02
Ma świadomość odpowiedzialności za jakość realizowanych zadań przetwarzania danych medycznych.
Weryfikacja: bieżąca ocena aktywności i udziału w pracy nad rozwiązaniem zadania
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K03, K_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KR