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: |
(brak)
Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS: - roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
- tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
- 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
- tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
- nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
zobacz reguły punktacji
|
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
- 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.
- 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.
- 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").
- 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).
- Rozwiązywanie układów liniowych
równań algebraicznych (1h):
- metody bezpośrednie: metoda eliminacji Gaussa, rozkład LU i
rozkład QR;
- metoda iteracyjna Gaussa-Seidela.
- 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.
- 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.
- Symulacja statystyczna (2h):
- metody generacji zmiennych losowych o rozkładzie równomiernym;
- metoda Monte Carlo.
- Numeryczne całkowanie i
różniczkowanie funkcji jednej i wielu zmiennych (1h).
- 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
- Zajęcia wprowadzające do pracy w środowisku Matlab.
- Rozwiązywanie układów nieliniowych równań algebraicznych o
macierzach kwadratowych lub prostokątnych.
- Rozwiązywanie układów nieliniowych równań algebraicznych (lub
innego problemu) za pomocą algorytmu iteracyjnego.
- Interpolacja i aproksymacja funkcji.
- Numeryczne zastosowania symulacji statystycznej (metody Monte
Carlo).
- Rozwiązywanie układów równań różniczkowych zwyczajnych
(wyznaczanie odpowiedzi czasowej).
|
Literatura: |
Literatura podstawowa
- J. Krupka, R. Z. Morawski, L. Opalski: Metody numeryczne
dla studentów elektroniki i technik informacyjnych. Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 1999 (bibl. IR - 30 egz.)
- A. Zalewski, R. Cegieła: Matlab, obliczenia numeryczne i
ich zastosowania. Wyd. Nakom, Poznań 1999 (bibl. IR - 20 egz.)
Literatura uzupełniająca:
- S. Rosłoniec: Wybrane metody numeryczne z przykładami
zastosowań w zadaniach inżynierskich, WPW, Warszawa 2002 (bibl. IR - 20 egz.)
- Z. Fortuna, B. Macukow, J. Wąsowski, Metody numeryczne, WNT
1982 (bibl. IR - 15 egz.)
- J. M. Jankowscy, Przegląd metod i algorytmów numerycznych,
WNT 1981, 1982, 1988.
- A. Kiełbasiński, H. Schwetlick, Numeryczna algebra liniowa:
wprowadzenie do obliczeń zautomatyzowanych, WNT 1992.
- S. M. Jermakow, Metoda Monte Carlo i zagadnienia pokrewne,
PWN 1976.
|