Wydział Elektryczny - Teleinformatyka (S1)
Sylabus przedmiotu Metody numeryczne:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Teleinformatyka | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Metody numeryczne | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Przetwarzania Sygnałów i Inżynierii Multimedialnej | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Krzysztof Okarma <Krzysztof.Okarma@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Jarosław Fastowicz <jaroslaw.fastowicz@zut.edu.pl>, Krzysztof Okarma <Krzysztof.Okarma@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 5,0 | ECTS (formy) | 5,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Znajomość matematyki z zakresu algebry i podstaw analizy matematycznej |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Opanowanie metod matematycznych i numerycznych wykorzystywanych w działalności inżynierskiej w dziedzinie teleinformatyki |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Wprowadzenie do środowiska obliczeniowego | 2 |
| T-L-2 | Numeryczne rozwiązywanie równań nieliniowych. | 2 |
| T-L-3 | Interpolacja wielomianowa | 4 |
| T-L-4 | Interpolacja z wykorzystaniem funkcji sklejanych | 2 |
| T-L-5 | Interpolacja i aproksymacja trygonometryczna | 2 |
| T-L-6 | Aproksymacja średniokwadratowa | 2 |
| T-L-7 | Aproksymacja Padego | 2 |
| T-L-8 | Całkowanie i różniczkowanie numeryczne, zastosowanie metody Monte Carlo oraz ekstrapolacji | 4 |
| T-L-9 | Numeryczne rozwiązywanie układów równań liniowych - metody iteracyjne, eliminacja Gaussa | 3 |
| T-L-10 | Numeryczne rozwiązywanie równań różniczkowych | 2 |
| T-L-11 | Wybrane elementy matematyki dyskretnej | 3 |
| T-L-12 | Zaliczenie zajęć | 2 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Analiza dokładności algorytmów numerycznych, przenoszenie błędów. Dokładność obliczeń inżynierskich. | 4 |
| T-W-2 | Komputerowe opracowywanie wyników pomiarów (interpolacja wielomianowa, trygonometryczna i funkcjami sklejanymi). | 5 |
| T-W-3 | Aproksymacja średniokwadratowa. Aproksymacja jednostajna, przybliżenia Pade. | 4 |
| T-W-4 | Metody numeryczne rozwiązywania liniowych układów równań - metody iteracyjne i skończone. | 4 |
| T-W-5 | Metody numeryczne rozwiązywania równań nieliniowych i nieliniowych układów równań. Metody ekstrapolacji. | 5 |
| T-W-6 | Całkowanie i różniczkowanie numeryczne. Numeryczne rozwiązywanie równań różniczkowych. | 4 |
| T-W-7 | Elementy matematyki dyskretnej: równania rekurencyjne, sumy (liczby harmoniczne, metody obliczania sum), elementy teorii liczb (podzielność, NWD, NWW, liczby pierwsze, kongruencje, chińskie twierdzenie o resztach) | 2 |
| T-W-8 | Kombinatoryka (permutacje, kombinacje, wariacje, trójkąt Pascala) | 1 |
| T-W-9 | Grafy (grafy nieskierowane, grafy skierowane, drzewa, cykle Eulera i Hamiltona, zastosowania teorii grafów | 1 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-L-2 | przygotowanie do zajęć (samodzielna praca z literaturą) | 20 |
| A-L-3 | przygotowanie do zaliczenia | 15 |
| 65 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-W-2 | Uzupełnianie wiedzy, studiowanie literatury | 16 |
| A-W-3 | Przygotowanie do egzaminu | 12 |
| A-W-4 | Egzamin | 2 |
| 60 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny |
| M-2 | Wykład informacyjno-problemowy. |
| M-3 | Dyskusja. |
| M-4 | Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera. |
| M-5 | Metody problemowe z użyciem dostępnego na zajęciach sprzętu i oprogramowania. |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: egzamin pisemny |
| S-2 | Ocena podsumowująca: ocena ciągła wykonania ćwiczeń laboratoryjnych z użyciem komputera |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TI_1A_B06_W01 Student ma wiedzę z metod numerycznych niezbędną do analizy wyników eksperymentów, stosowania algorytmów przetwarzania sygnałów, metod analizy prostych obwodów elektrycznych i elektronicznych i algorytmów kompresji danych | TI_1A_W01, TI_1A_W18 | — | — | C-1 | T-W-1, T-W-6, T-W-2, T-W-4, T-W-3, T-W-5 | M-1, M-3, M-2 | S-1 |
| TI_1A_B06_W02 Student ma wiedzę z zakresu wybranych elementów matematyki dyskretnej niezbędnych do opisu algorytmów przetwarzania sygnałów i kompresji danych | TI_1A_W01 | — | — | C-1 | T-W-7, T-W-8, T-W-9 | M-1, M-3, M-2 | S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TI_1A_B06_U01 Student wykorzystuje metody matematyczne i numeryczne do opisu, analizy i syntezy algorytmów stosowanych w teleinformatyce oraz podstawowych obwodów elektrycznych i elektronicznych, także z wykorzystaniem symulacji komputerowych | TI_1A_U01 | — | — | C-1 | T-L-4, T-L-3, T-L-5, T-L-2, T-L-1, T-L-8, T-L-10, T-L-12, T-L-7, T-L-6, T-L-9, T-L-11 | M-4, M-5 | S-2 |
| TI_1A_B06_U02 Student potrafi zaimplementować w wybranym środowisku wybrane metody numeryczne, w szczególności służące do opracowywania wyników pomiarów oraz przetwarzania i analizy sygnałów | TI_1A_U01 | — | — | C-1 | T-L-4, T-L-3, T-L-5, T-L-2, T-L-1, T-L-8, T-L-10, T-L-12, T-L-7, T-L-6, T-L-9, T-L-11 | M-4, M-5 | S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| TI_1A_B06_W01 Student ma wiedzę z metod numerycznych niezbędną do analizy wyników eksperymentów, stosowania algorytmów przetwarzania sygnałów, metod analizy prostych obwodów elektrycznych i elektronicznych i algorytmów kompresji danych | 2,0 | Nie spełnia wymogów uzyskania oceny dostatecznej uzyskując poniżej 50% punktacji z pytań i zadań egzaminacyjnych z zakresu metod numerycznych niezbędnych do analizy wyników eksperymentów, stosowania algorytmów przetwarzania sygnałów, metod analizy prostych obwodów elektrycznych i elektronicznych i algorytmów kompresji danych |
| 3,0 | Student ma wiedzę z metod numerycznych niezbędną do analizy wyników eksperymentów, stosowania algorytmów przetwarzania sygnałów, metod analizy prostych obwodów elektrycznych i elektronicznych i algorytmów kompresji danych, udokumentowaną uzyskaniem punktacji w zakresie 50-60% z pytań i zadań egzaminacyjnych z tego zakresu | |
| 3,5 | Student ma wiedzę z metod numerycznych niezbędną do analizy wyników eksperymentów, stosowania algorytmów przetwarzania sygnałów, metod analizy prostych obwodów elektrycznych i elektronicznych i algorytmów kompresji danych, udokumentowaną uzyskaniem punktacji w zakresie 61-70% z pytań i zadań egzaminacyjnych z tego zakresu | |
| 4,0 | Student ma wiedzę z metod numerycznych niezbędną do analizy wyników eksperymentów, stosowania algorytmów przetwarzania sygnałów, metod analizy prostych obwodów elektrycznych i elektronicznych i algorytmów kompresji danych, udokumentowaną uzyskaniem punktacji w zakresie 71-80% z pytań i zadań egzaminacyjnych z tego zakresu | |
| 4,5 | Student ma wiedzę z metod numerycznych niezbędną do analizy wyników eksperymentów, stosowania algorytmów przetwarzania sygnałów, metod analizy prostych obwodów elektrycznych i elektronicznych i algorytmów kompresji danych, udokumentowaną uzyskaniem punktacji w zakresie 81-90% z pytań i zadań egzaminacyjnych z tego zakresu | |
| 5,0 | Student ma wiedzę z metod numerycznych niezbędną do analizy wyników eksperymentów, stosowania algorytmów przetwarzania sygnałów, metod analizy prostych obwodów elektrycznych i elektronicznych i algorytmów kompresji danych, udokumentowaną uzyskaniem punktacji w zakresie 91-100% z pytań i zadań egzaminacyjnych z tego zakresu | |
| TI_1A_B06_W02 Student ma wiedzę z zakresu wybranych elementów matematyki dyskretnej niezbędnych do opisu algorytmów przetwarzania sygnałów i kompresji danych | 2,0 | Nie spełnia wymogów uzyskania oceny dostatecznej uzyskując poniżej 50% punktacji z pytań i zadań egzaminacyjnych z zakresu wybranych elementów matematyki dyskretnej niezbędnych do opisu algorytmów przetwarzania sygnałów i kompresji danych |
| 3,0 | Student ma wiedzę z zakresu wybranych elementów matematyki dyskretnej niezbędnych do opisu algorytmów przetwarzania sygnałów i kompresji danych, udokumentowaną uzyskaniem punktacji w zakresie 50-60% z pytań i zadań egzaminacyjnych z tego zakresu | |
| 3,5 | Student ma wiedzę z zakresu wybranych elementów matematyki dyskretnej niezbędnych do opisu algorytmów przetwarzania sygnałów i kompresji danych, udokumentowaną uzyskaniem punktacji w zakresie 61-70% z pytań i zadań egzaminacyjnych z tego zakresu | |
| 4,0 | Student ma wiedzę z zakresu wybranych elementów matematyki dyskretnej niezbędnych do opisu algorytmów przetwarzania sygnałów i kompresji danych, udokumentowaną uzyskaniem punktacji w zakresie 71-80% z pytań i zadań egzaminacyjnych z tego zakresu | |
| 4,5 | Student ma wiedzę z zakresu wybranych elementów matematyki dyskretnej niezbędnych do opisu algorytmów przetwarzania sygnałów i kompresji danych, udokumentowaną uzyskaniem punktacji w zakresie 81-90% z pytań i zadań egzaminacyjnych z tego zakresu | |
| 5,0 | Student ma wiedzę z zakresu wybranych elementów matematyki dyskretnej niezbędnych do opisu algorytmów przetwarzania sygnałów i kompresji danych, udokumentowaną uzyskaniem punktacji w zakresie 91-100% z pytań i zadań egzaminacyjnych z tego zakresu |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| TI_1A_B06_U01 Student wykorzystuje metody matematyczne i numeryczne do opisu, analizy i syntezy algorytmów stosowanych w teleinformatyce oraz podstawowych obwodów elektrycznych i elektronicznych, także z wykorzystaniem symulacji komputerowych | 2,0 | Student nie spełnia warunków otrzymania oceny dostatecznej, uzyskując łączną punktację poniżej 50% w ocenie ciągłej w zakresie umiejętności wykorzystywania metod matematycznych i numerycznych do opisu, analizy i syntezy algorytmów stosowanych w teleinformatyce oraz podstawowych obwodów elektrycznych i elektronicznych, także z wykorzystaniem symulacji komputerowych |
| 3,0 | Student wykorzystuje metody matematyczne i numeryczne do opisu, analizy i syntezy algorytmów stosowanych w teleinformatyce oraz podstawowych obwodów elektrycznych i elektronicznych, także z wykorzystaniem symulacji komputerowych, dokumentując to uzyskaniem łącznej punktacji 50-60% w ocenie ciągłej w zakresie tego efektu. | |
| 3,5 | Student wykorzystuje metody matematyczne i numeryczne do opisu, analizy i syntezy algorytmów stosowanych w teleinformatyce oraz podstawowych obwodów elektrycznych i elektronicznych, także z wykorzystaniem symulacji komputerowych, dokumentując to uzyskaniem łącznej punktacji 61-70% w ocenie ciągłej w zakresie tego efektu. | |
| 4,0 | Student wykorzystuje metody matematyczne i numeryczne do opisu, analizy i syntezy algorytmów stosowanych w teleinformatyce oraz podstawowych obwodów elektrycznych i elektronicznych, także z wykorzystaniem symulacji komputerowych, dokumentując to uzyskaniem łącznej punktacji 71-80% w ocenie ciągłej w zakresie tego efektu. | |
| 4,5 | Student wykorzystuje metody matematyczne i numeryczne do opisu, analizy i syntezy algorytmów stosowanych w teleinformatyce oraz podstawowych obwodów elektrycznych i elektronicznych, także z wykorzystaniem symulacji komputerowych, dokumentując to uzyskaniem łącznej punktacji 81-90% w ocenie ciągłej w zakresie tego efektu. | |
| 5,0 | Student wykorzystuje metody matematyczne i numeryczne do opisu, analizy i syntezy algorytmów stosowanych w teleinformatyce oraz podstawowych obwodów elektrycznych i elektronicznych, także z wykorzystaniem symulacji komputerowych, dokumentując to uzyskaniem łącznej punktacji 91-100% w ocenie ciągłej w zakresie tego efektu. | |
| TI_1A_B06_U02 Student potrafi zaimplementować w wybranym środowisku wybrane metody numeryczne, w szczególności służące do opracowywania wyników pomiarów oraz przetwarzania i analizy sygnałów | 2,0 | Student nie spełnia warunków otrzymania oceny dostatecznej, uzyskując łączną punktację poniżej 50% w ocenie ciągłej w zakresie umiejętności implementacji w wybranym środowisku wybranych metod numerycznych, w szczególności służących do opracowywania wyników pomiarów oraz przetwarzania i analizy sygnałów. |
| 3,0 | Student potrafi zamiplementować w wybranym środowisku wybrane metody numeryczne, w szczególności służące do opracowywania wyników pomiarów oraz przetwarzania i analizy sygnałów, dokumentując to uzyskaniem łącznej punktacji 50-60% w ocenie ciągłej w zakresie tego efektu. | |
| 3,5 | Student potrafi zamiplementować w wybranym środowisku wybrane metody numeryczne, w szczególności służące do opracowywania wyników pomiarów oraz przetwarzania i analizy sygnałów, dokumentując to uzyskaniem łącznej punktacji 61-70% w ocenie ciągłej w zakresie tego efektu. | |
| 4,0 | Student potrafi zamiplementować w wybranym środowisku wybrane metody numeryczne, w szczególności służące do opracowywania wyników pomiarów oraz przetwarzania i analizy sygnałów, dokumentując to uzyskaniem łącznej punktacji 71-80% w ocenie ciągłej w zakresie tego efektu. | |
| 4,5 | Student potrafi zamiplementować w wybranym środowisku wybrane metody numeryczne, w szczególności służące do opracowywania wyników pomiarów oraz przetwarzania i analizy sygnałów, dokumentując to uzyskaniem łącznej punktacji 81-90% w ocenie ciągłej w zakresie tego efektu. | |
| 5,0 | Student potrafi zamiplementować w wybranym środowisku wybrane metody numeryczne, w szczególności służące do opracowywania wyników pomiarów oraz przetwarzania i analizy sygnałów, dokumentując to uzyskaniem łącznej punktacji 91-100% w ocenie ciągłej w zakresie tego efektu. |
Literatura podstawowa
- Dahlquist G., Bjőrck A., Metody numeryczne, PWN, Warszawa, 1983
- Ralston A., Wstęp do analizy numerycznej, PWN, Warszawa, 1975
- Fortuna Z., Macukow B., Wąsowski J., Metody numeryczne, WNT, Warszawa, 1982
Literatura dodatkowa
- Knuth D.E., Sztuka programowania, WNT, Warszawa, 2003, t.1-3
- Jankowscy J., M., Przegląd metod i algorytmów numerycznych, WNT, Warszawa, 1975, cz. 1 i 2
- Kiełbasiński A., Schwetlick H., Numeryczna algebra liniowa, WNT, Warszawa, 1992
- Krupka J., Morawski R.Z., Opalski L.J., Wstęp do metod numerycznych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1999