Politechnika Warszawska - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Techniki obliczeniowe i symulacyjne

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103B-ETRTM-IWP-TOSM Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Techniki obliczeniowe i symulacyjne
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Matematyka )-Radiokomunikacja i techniki multimedialne-inż. wi.-EITI
Punkty ECTS i inne: 3.00
Język prowadzenia: polski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Kod wydziałowy:

TOSM

Numer wersji:

2

Skrócony opis:

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z wybranymi algorytmami numerycznymi oraz metodyką ich praktycznego wykorzystania do rozwiązywania zadań inżynierskich. Integralną częścią przedmiotu są zajęcia laboratoryjne, w czasie których studenci opracowują, uruchamiają i badają przy użyciu pakietu MATLAB proste programy do rozwiązywania zadań numerycznych z zakresu elektroniki, metrologii, radioelektroniki i telekomunikacji.

Pełny opis:

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z wybranymi algorytmami numerycznymi oraz metodyką ich praktycznego wykorzystania do rozwiązywania zadań inżynierskich.
Integralną częścią przedmiotu są zajęcia laboratoryjne, w czasie których studenci opracowują, uruchamiają i badają przy użyciu pakietu MATLAB proste programy do rozwiązywania zadań numerycznych z zakresu elektroniki, metrologii, radioelektroniki i telekomunikacji.


Treść wykładu


  1. Komputer w rozwiązywaniu zadań
    inżynierskich (1h):


    • komputer w projektowaniu, przetwarzaniu danych pomiarowych i
      wspomaganiu decyzji;

    • modelowanie matematyczne obiektów technicznych a
      algorytmizacja
      zadań inżynierskich;

    • przykłady zastosowania metod numerycznych w rozwiązywaniu
      typowych problemów inżynierskich z zakresu elektroniki, metrologii,
      radioelektroniki i telekomunikacji.



  2. Metodyka sprowadzania zadań
    inżynierskich do standardowych
    problemów
    numerycznych, takich jak (1h):



    • aproksymacja i interpolacja funkcji jednej i wielu zmiennych,

    • rozwiązywanie układów liniowych równań algebraicznych,

    • rozwiązywanie układów nieliniowych równań algebraicznych,

    • całkowanie układów równań różniczkowych zwyczajnych.



  3. Metodyka wykorzystania pakietu
    MATLAB w rozwiązywaniu zadań
    numerycznych (2h):



    • zasady tworzenia programów,

    • struktury danch i podstawowe operacje na macierzach,

    • operacje graficzne,

    • funkcje i procedury, biblioteki oprogramowania ("toolboxy").



  4. Metodyka badania algorytmów
    numerycznych (1h):



    • zadania i algorytmy numeryczne oraz sposoby ich opisu;

    • numeryczna reprezentacja danych i realizacja operacji
      zmiennopozycyjnych w komputerze;

    • elementarne metody i techniki szacowania błędów obliczeń;

    • intuicyjne metody oceny złożoności algorytmów numerycznych w
      różnych
      warunkach ich realizacji (realizacje szeregowa / realizacja równoległa).



  5. Rozwiązywanie układów liniowych
    równań algebraicznych (1h):



    • metody bezpośrednie: metoda eliminacji Gaussa, rozkład LU i
      rozkład
      QR;

    • metoda iteracyjna Gaussa-Seidela.



  6. Rozwiązywanie układów
    nieliniowych równań algebraicznych (2h):



    • metody rozwiązywania równań nieliniowych skalarnych: metoda
      Newtona,
      metoda bisekcji oraz metoda złotego podziału;

    • metody rozwiązywania układów równań nieliniowych: metoda
      Newtona-Raphsona.



  7. Aproksymacja i interpolacja
    funkcji jednej zmiennej (2h):



    • metody interpolacji za pomocą wielomianów Lagrange`a i
      Newtona;

    • metody interpolacji za pomocą wielomianowych funkcji
      sklejanych;

    • metody aproksymacji według kryteriów najmniejszych kwadratów
      i
      równomiernego przybliżenia.



  8. Symulacja statystyczna (2h):


    • metody generacji zmiennych losowych o rozkładzie równomiernym;

    • metoda Monte Carlo.



  9. Numeryczne całkowanie i
    różniczkowanie funkcji jednej i wielu
    zmiennych (1h).


  10. Numeryczne całkowanie układów
    równań różniczkowych zwyczajnych -
    zadanie Cauchy`ego (2h):


    • metody jednokrokowe (metoda Eulera, metoda Rungego-Kutty);

    • metody wielokrokowe (metody Geara).

    • Wykład na temat każdej grupy metod numerycznych 5-10 obejmuje:

    • opis metod numerycznych i ich elementarne uzasadnienie
      matematyczne,

    • charakterystykę właściwości numerycznych tych metod (zakres
      stosowalności, dokładność, złożoność obliczeniowa),

    • przykłady zastosowań w elektronice, pomiarach,
      radioelektronice
      i
      telekomunikacji.





Zakres laboratorium

  1. Zajęcia wprowadzające do pracy w środowisku Matlab.

  2. Rozwiązywanie układów nieliniowych równań algebraicznych o
    macierzach kwadratowych lub prostokątnych.

  3. Rozwiązywanie układów nieliniowych równań algebraicznych (lub
    innego problemu) za pomocą algorytmu iteracyjnego.

  4. Interpolacja i aproksymacja funkcji.

  5. Numeryczne zastosowania symulacji statystycznej (metody Monte
    Carlo).

  6. Rozwiązywanie układów równań różniczkowych zwyczajnych
    (wyznaczanie odpowiedzi czasowej).

Literatura:

    Literatura podstawowa


    1. J. Krupka, R. Z. Morawski, L. Opalski: Metody numeryczne
      dla studentów elektroniki i technik informacyjnych. Oficyna Wydawnicza
      PW, Warszawa 1999 (bibl. IR - 30 egz.)

    2. A. Zalewski, R. Cegieła: Matlab, obliczenia numeryczne i
      ich zastosowania. Wyd. Nakom, Poznań 1999 (bibl. IR - 20 egz.)


    Literatura uzupełniająca:


    1. S. Rosłoniec: Wybrane metody numeryczne z przykładami
      zastosowań w zadaniach inżynierskich, WPW, Warszawa 2002 (bibl. IR - 20
      egz.)

    2. Z. Fortuna, B. Macukow, J. Wąsowski, Metody numeryczne, WNT
      1982 (bibl. IR - 15 egz.)

    3. J. M. Jankowscy, Przegląd metod i algorytmów numerycznych,
      WNT 1981, 1982, 1988.

    4. A. Kiełbasiński, H. Schwetlick, Numeryczna algebra liniowa:
      wprowadzenie do obliczeń zautomatyzowanych, WNT 1992.

    5. S. M. Jermakow, Metoda Monte Carlo i zagadnienia pokrewne,
      PWN 1976.

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2017/2018 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2018-02-19 - 2018-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 12 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 12 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Andrzej Miękina
Prowadzący grup: Andrzej Miękina
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2016/2017 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2017-02-20 - 2017-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Andrzej Miękina
Prowadzący grup: Andrzej Miękina
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2015/2016 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2016-02-23 - 2016-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Andrzej Miękina
Prowadzący grup: Andrzej Miękina
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2014/2015 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2015-02-23 - 2015-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin więcej informacji
Projekt, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: (brak danych)
Prowadzący grup: (brak danych)
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2013/2014 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2014-02-24 - 2014-09-28
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin więcej informacji
Projekt, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: (brak danych)
Prowadzący grup: (brak danych)
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.