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 kształcenia:
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 przedmiotowe

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt 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

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt PAPA_2st_U01
Potrafi zaimplementować i przeanalizować poprawność algorytmów realizujących wybrane zagadnienie numeryczne.
Weryfikacja: Zaliczenie indywidualnego projektu

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt PAPA_2st_K01
Rozumie potrzebę ciągłego samorozwoju w obszarze analizy algorytmów i metod przetwarzania danych
Weryfikacja: Zaliczenie indywidualnego projektu