Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Metody numeryczne
Koordynator przedmiotu:
dr hab. Andrzej Krawiecki
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Fotonika
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
MN
Semestr nominalny:
6 / rok ak. 2020/2021
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia15h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Przedmioty poprzedzające: Metody matematyczne fizyki, Programowanie obiektowe.
Limit liczby studentów:
Cel przedmiotu:
Zapoznanie z podstawowymi algorytmami i metodami, używanymi w analizie numerycznej zagadnień fizycznych, i nabycie umiejętności ich wykorzystania w praktyce programistycznej.
Treści kształcenia:
Wykład Modelowanie numeryczne jako podstawa obliczeń naukowo-technicznych. Algorytm numeryczny, reprezentacja liczb w maszynach cyfrowych, błędy danych i zaokrągleń, przenoszenie błędów. Interpolacja i aproksymacja funkcji jednej zmiennej, aproksymacja średniokwadratowa i jednostajna. Szybka transformata Fouriera. Całkowanie numeryczne, kwadratury Newtona-Cotesa i Gaussa. Rozwiązywanie układów równań liniowych, metody dokładne i iteracyjne. Rozwiązywanie równań nieliniowych z jedną niewiadomą, wybrane metody rozwiązywania układów równań nieliniowych. Rozwiązywanie równań i układów równań różniczkowych zwyczajnych, ogólne metody różnicowe, metody ekstrapolacyjno-interpolacyjne, metody typu Runge-Kutty. Laboratorium Tworzenie lub wykorzystywanie istniejących algorytmów do rozwiązywania problemów z zakresu analizy numerycznej (projekty w ramach laboratorium komputerowego).
Metody oceny:
Ocena końcowa z przedmiotu wynika z sumy punktów z zaliczenia laboratorium (maksymalnie 30 pkt.) i wykładów (maksymalnie 30 pkt.). W ramach laboratorium student opracowuje projekt, którego ocena uwzględnia efektywność algorytmu numerycznego, użytego do rozwiązania problemu z analizy numerycznej, sprawozdanie z opisem algorytmu oraz terminowość oddania projektu. Zaliczenie wykładów ma formę 2 pisemnych testów w trakcie semestru. Ostateczna ocena z przedmiotu ustalana jest wg. następującej skali: 31-36p = 3.0, 37-42p. = 3.5, 43-48p. = 4.0, 49-54p. = 4.5, 55-60p. = 5.0.
Egzamin:
Literatura:
1. Z. Fortuna, B. Macukow, J. Wąsowski, Metody numeryczne, WNT 1993, 1998 2. A. Ralston, Wstęp do analizy numerycznej, PWN 1983 3. Tao Pang, Metody obliczeniowe w fizyce, PWN 2001 4. D. Potter, Metody obliczeniowe fizyki, PWN 1982
Witryna www przedmiotu:
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt MNU_W01
Ma uporządkowaną wiedzę w zakresie metodyki i technik programowania, w tym języków programowania, oraz metod numerycznych przydatnych do modelowania zjawisk i procesów fizycznych.
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane efekty kierunkowe: FOT_W14
Powiązane efekty obszarowe: X1A_W04, T1A_W04, T1A_W07

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt MNU_U01
Wykorzystując standardowe metody obliczeniowe oraz metody numeryczne potrafi modelować, samodzielnie opracować, przetestować i zastosować odpowiednie oprogramowanie do rozwiązywania zagadnień z zakresu fotoniki.
Weryfikacja: laboratorium
Powiązane efekty kierunkowe: FOT_U13
Powiązane efekty obszarowe: X1A_U04, X1A_U07, T1A_U07, T1A_U09
Efekt MNU_U02
Potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązywania prostych zadań inżynierskich typowych dla fotoniki oraz wybierać i stosować właściwe metody i narzędzia.
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane efekty kierunkowe: FOT_U16
Powiązane efekty obszarowe: X1A_U05, T1A_U15, InzA_U05

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt MNU_K01
Ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżynierskiej w tym jej wpływ na środowisko i związaną z tym odpowiedzialność za podejmowane decyzje
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane efekty kierunkowe: FOT_K02
Powiązane efekty obszarowe: X1A_K06, T1A_K02
Efekt MNU_K02
Potrafi myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy
Weryfikacja: laboratorium
Powiązane efekty kierunkowe: FOT_K05
Powiązane efekty obszarowe: X1A_K07, T1A_K06