Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Mechanika i budowa maszyn (S1)

Sylabus przedmiotu Informatyczne techniki obliczeniowe:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Mechanika i budowa maszyn
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Informatyczne techniki obliczeniowe
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Instytut Technologii Mechanicznej
Nauczyciel odpowiedzialny Tadeusz Ziębakowski <Tadeusz.Ziebakowski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Sławomir Marczyński <Slawomir.Marczynski@zut.edu.pl>, Tadeusz Ziębakowski <Tadeusz.Ziebakowski@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 3,0 ECTS (formy) 3,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
laboratoriaL2 30 2,00,38zaliczenie
wykładyW2 15 1,00,62zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Matematyka: równania algebraiczne (w tym równanie stopnia drugiego); ciągi liczbowe; funkcje jednej i dwóch zmiennych; pochodna funkcji; obliczanie pola powierzchni pod krzywą; liczby losowe, wartość średnia, mediana, odchylenie standardowe; współrzędne kartezjańskie. Informatyka: podstawowe umiejętności obsługi komputera (pisanie na klawiaturze, obsługa myszy komputerowej); wskazana znajomość języka programowania (takiego jak C lub podobne, Java lub podobne, Python lub Basic) w którym używa się zmiennych, instrukcji warunkowych, pętli i funkcji/procedur. Fizyka: mechanika – układ współrzędnych, siła, prędkość, przyspieszenie, prawa dynamiki Newtona.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Umiejętność wykonywania rachunków (interaktywnie i za pomocą skryptów) z użyciem uniwersalnych środowisk obliczeniowych dedykowanych dla inżynierów. W szczególności umiejętność posługiwania się takim oprogramowaniem jak Matlab i MathCAD.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Zgodne z tematyką wykładów.30
30
wykłady
T-W-1Struktury danych używane w Matlabie: macierze i macierze komórkowe. Koncepcja macierzy rzadkich. Podstawowe operacje na macierzach w języku Matlab: tworzenie różnych macierzy, wyodrębnianie ich fragmentów, indeksowanie, usuwanie wierszy i kolumn, operacje arytmetyczne takie jak mnożenie, dodawanie, odejmowanie macierzy, transpozycja, obliczanie wyznacznika i macierzy odwrotnej. Obliczenia element-po-elemencie (iloczyn Hadamarda-Schura). Sortowanie, tasowanie i operacje logiczne na macierzach i na ich elementach. Wyszukiwanie wartości największych i najmniejszych, obliczanie średnich, mediany, odchylenia standardowego.2
T-W-2Skrypty i funkcje użytkownika w języku Matlab: podstawowe, anonimowe, lokalne, zagnieżdżone, prywatne i inline. Zastosowanie funkcji jako parametrów w poleceniach Matlaba. Instrukcje sterujące w języku Matlab: instrukcja warunkowa i instrukcja wielokrotnego wyboru, pętle for i while. Zapobieganie przedwczesnemu zakończeniu obliczeń przez przechwytywanie wyjątków. Techniki pozwalające uniknąć niepotrzebnych pętli for i przyspieszyć obliczenia.1
T-W-3Graficzna prezentacja wyników w programie Matlab. Wykresy dwuwymiarowe i wykresy trójwymiarowe (tworzenie siatki punktów) oraz mapy konturowe. Sposoby tworzenia opisów wykresów, eksportowanie wykresów w postaci plików nadających się do publikacji. Modyfikowanie grafiki: zmiana stopnia pisma, grubości i koloru linii oraz symboli, skali (z liniowej na logarytmiczną), umieszczanie tekstu na wykresie, synchronizacja zakresów osi. Zapisywanie rysunków w postaci dostępnej dla innych programów.1
T-W-4Rozwiązywanie równania liniowego, równania kwadratowego i ogólnie równania stopnia n-tego (wielomianowego) wywołaniem polecenia roots. Rozwiązywanie równań nieliniowych wywołaniem polecenia fzero. Problem rozwiązywania układów równań nieliniowych. Rozwiązywanie układów równań liniowych. Układy nieoznaczone i nadoznaczone. Układy z macierzą osobliwą. Zastosowanie dzielenia macierzy, macierzy odwrotnej i macierzy pseudoodwrotnej. Metoda Banachiewicza. Użycie dekompozycji LU w Matlabie do rozwiązywania układu równań. Iteracyjne metody rozwiązywania układu równań liniowych w programie Matla2
T-W-5Interpolacja i aproksymacja w Matlabie: liniowa, wielomianowa, funkcjami sklejanymi i inne.1
T-W-6Numeryczne obliczanie nachylenia krzywych i powierzchni, obliczanie pola pod krzywą i wartości skutecznych za pomocą programu Matlab.1
T-W-7Przygotowywanie danych dla procedur ODE w programie Matlab, rozwiązywanie równań z pochodnymi zwyczajnymi. Problem sztywności równań i rozbieżności wyników otrzymywanych różnymi metodami.1
T-W-8Obiektowe możliwości Matlaba. Simulink w Matlabie – przykład programowania dataflow.1
T-W-9Program MathCAD – wprowadzanie danych i komentarzy, wykonywanie obliczeń numerycznych, przekształcanie jednostek, obliczenia na macierzach, tworzenie wykresów.1
T-W-10Program MathCAD – przekształcanie wzorów za pomocą wbudowanego Mapple (CAS).1
T-W-11Program MathCAD – numeryczne rozwiązywanie problemów za pomocą solve blocks, algorytm KNITRO.1
T-W-12Program MathCAD – programowanie w MathCAD.1
T-W-13Obliczenia macierzowe jako sposób na efektywny sposób numerycznego przetwarzania znacznych ilości danych występujących w praktyce inżynierskiej. Środowiska obliczeniowe przeznaczone do obliczeń macierzowych i prezentacji ich wyników. Porównanie możliwości programów Matlab, Octave, Scilab, Fremat oraz MathCAD i CAS Mathematica (Wolfram Alpha).1
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Konsultacje.2
A-L-2Przygotowanie do kolokwiów.8
A-L-3Rozwiązanie zadań z grupy "do samodzielnego wykonania".10
A-L-4uczestnictwo w zajęciach30
50
wykłady
A-W-1Konsultacje.2
A-W-2Instalacja aplikacji.3
A-W-3Przygotowanie do zaliczenia.5
A-W-4uczestnictwo w zajęciach15
25

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny z użyciem komputera i właściwego oprogramowania narzędziowego
M-2Ćwiczenia laboratoryjne - rozwiązywanie zadań z użyciem programów Mathcad i Matlab

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Ocena umiejętności prowadzenia obliczeń w programie Mathcad.
S-2Ocena podsumowująca: Ocena umiejętności stosowania technik dostępnych w systemie Matlab.

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
MBM_1A_B04_W01
Student ma wiedzę o narzędziach informatycznych slużących rozwiązywaniu zagadnień inżynierskich
MBM_1A_W01, MBM_1A_W03C-1T-W-7, T-W-1, T-W-8, T-W-12, T-W-6, T-W-5, T-W-2, T-W-4, T-W-11, T-W-9, T-W-10, T-W-3M-1S-2

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
MBM_1A_B04_U01
Student umie wykorzystać właściwe metody i narzędzia informatyczne w rozwiązywaniu zagadnień inżynierskich
MBM_1A_U09, MBM_1A_U07C-1M-2S-1, S-2

Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
MBM_1A_B04_K01
Student potrafi organizować proces tworzenia oprogramowania i jest kompetentny do oceny stopnia jego zaawansowania.
MBM_1A_K03, MBM_1A_K06C-1T-W-7, T-W-1, T-W-8, T-W-12, T-W-6, T-W-5, T-W-2, T-W-4, T-W-11, T-W-9, T-W-10, T-W-3M-1, M-2S-1, S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
MBM_1A_B04_W01
Student ma wiedzę o narzędziach informatycznych slużących rozwiązywaniu zagadnień inżynierskich
2,0Student nie orientuje się w narzędziach informatycznych służących rozwiązywaniu zagadnień inżynierskich.
3,0Student ma wiedzę o narzędziach informatycznych służących rozwiązywaniu zagadnień inżynierskich.
3,5Student ma wiedzę o narzędziach informatycznych służących rozwiązywaniu zagadnień inżynierskich i rozumie obszary zasady ich stosowania.
4,0Student ma wiedzę o narzędziach informatycznych służących rozwiązywaniu zagadnień inżynierskich. Rozróżnia metody obliczeń i jest w stanie zaproponować właściwe narzędzie do ich przeprowadzenia.
4,5Student ma wiedzę o narzędziach informatycznych służących rozwiązywaniu zagadnień inżynierskich. Rozróżnia metody obliczeń i jest w stanie zaproponować właściwe narzędzie do ich przeprowadzenia. Wybiera właściwą formę przedstawienia wyników.
5,0Student ma wiedzę o narzędziach informatycznych służących rozwiązywaniu zagadnień inżynierskich. Rozróżnia metody obliczeń i jest w stanie zaproponować właściwe narzędzie do ich przeprowadzenia. Wybiera właściwą formę przedstawienia wyników. Potrafi wskazać metodę alternatywną.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
MBM_1A_B04_U01
Student umie wykorzystać właściwe metody i narzędzia informatyczne w rozwiązywaniu zagadnień inżynierskich
2,0Student nie umie wykorzystać właściwych metod i narzędzi informatycznych do rozwiązywania zagadnień inżynierskich.
3,0Student umie wykorzystać właściwe metody i narzędzia informatyczne w rozwiązywaniu prostych zagadnień inżynierskich.
3,5Student umie wykorzystać właściwe metody i narzędzia informatyczne w rozwiązywaniu standardowych zagadnień inżynierskich.
4,0Student umie wykorzystać właściwe metody i narzędzia informatyczne w rozwiązywaniu złożonych zagadnień inżynierskich. Potrafi odpowiednio zaprezentować wyniki obliczeń.
4,5Student umie wykorzystać właściwe metody i narzędzia informatyczne w rozwiązywaniu złożonych zagadnień inżynierskich. Potrafi odpowiednio zaprezentować wyniki obliczeń. Algorytm obliczeń potrafi sformułować w formie programu.
5,0Student umie wykorzystać właściwe metody i narzędzia informatyczne w rozwiązywaniu złożonych zagadnień inżynierskich. Potrafi odpowiednio zaprezentować wyniki obliczeń. Algorytm obliczeń potrafi sformułować w formie programu do wykorzystania w zadaniach tego samego typu.

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
MBM_1A_B04_K01
Student potrafi organizować proces tworzenia oprogramowania i jest kompetentny do oceny stopnia jego zaawansowania.
2,0
3,0Student ma kompetencje służące analizie prostych problemów i doboru algorytmów ich rozwiązywania posługując się standardowymi elementami języka programowania.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Pratap Rudra, Matlab dla naukowców i inżynierów, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2018, 2, ISBN: 9788301183219
  2. Brzózka J., Dorobczyński L., Programowanie w Matlab, MIKOM, Warszawa, 1998
  3. Ryszard Kotyka, Dawid Rasala, Mathcad. Od obliczeń do programowania., Helion, 2012

Literatura dodatkowa

  1. Regel W., Wykresy i obiekty graficzne w programie Matlab, MIKOM, Warszawa, 2003

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Zgodne z tematyką wykładów.30
30

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Struktury danych używane w Matlabie: macierze i macierze komórkowe. Koncepcja macierzy rzadkich. Podstawowe operacje na macierzach w języku Matlab: tworzenie różnych macierzy, wyodrębnianie ich fragmentów, indeksowanie, usuwanie wierszy i kolumn, operacje arytmetyczne takie jak mnożenie, dodawanie, odejmowanie macierzy, transpozycja, obliczanie wyznacznika i macierzy odwrotnej. Obliczenia element-po-elemencie (iloczyn Hadamarda-Schura). Sortowanie, tasowanie i operacje logiczne na macierzach i na ich elementach. Wyszukiwanie wartości największych i najmniejszych, obliczanie średnich, mediany, odchylenia standardowego.2
T-W-2Skrypty i funkcje użytkownika w języku Matlab: podstawowe, anonimowe, lokalne, zagnieżdżone, prywatne i inline. Zastosowanie funkcji jako parametrów w poleceniach Matlaba. Instrukcje sterujące w języku Matlab: instrukcja warunkowa i instrukcja wielokrotnego wyboru, pętle for i while. Zapobieganie przedwczesnemu zakończeniu obliczeń przez przechwytywanie wyjątków. Techniki pozwalające uniknąć niepotrzebnych pętli for i przyspieszyć obliczenia.1
T-W-3Graficzna prezentacja wyników w programie Matlab. Wykresy dwuwymiarowe i wykresy trójwymiarowe (tworzenie siatki punktów) oraz mapy konturowe. Sposoby tworzenia opisów wykresów, eksportowanie wykresów w postaci plików nadających się do publikacji. Modyfikowanie grafiki: zmiana stopnia pisma, grubości i koloru linii oraz symboli, skali (z liniowej na logarytmiczną), umieszczanie tekstu na wykresie, synchronizacja zakresów osi. Zapisywanie rysunków w postaci dostępnej dla innych programów.1
T-W-4Rozwiązywanie równania liniowego, równania kwadratowego i ogólnie równania stopnia n-tego (wielomianowego) wywołaniem polecenia roots. Rozwiązywanie równań nieliniowych wywołaniem polecenia fzero. Problem rozwiązywania układów równań nieliniowych. Rozwiązywanie układów równań liniowych. Układy nieoznaczone i nadoznaczone. Układy z macierzą osobliwą. Zastosowanie dzielenia macierzy, macierzy odwrotnej i macierzy pseudoodwrotnej. Metoda Banachiewicza. Użycie dekompozycji LU w Matlabie do rozwiązywania układu równań. Iteracyjne metody rozwiązywania układu równań liniowych w programie Matla2
T-W-5Interpolacja i aproksymacja w Matlabie: liniowa, wielomianowa, funkcjami sklejanymi i inne.1
T-W-6Numeryczne obliczanie nachylenia krzywych i powierzchni, obliczanie pola pod krzywą i wartości skutecznych za pomocą programu Matlab.1
T-W-7Przygotowywanie danych dla procedur ODE w programie Matlab, rozwiązywanie równań z pochodnymi zwyczajnymi. Problem sztywności równań i rozbieżności wyników otrzymywanych różnymi metodami.1
T-W-8Obiektowe możliwości Matlaba. Simulink w Matlabie – przykład programowania dataflow.1
T-W-9Program MathCAD – wprowadzanie danych i komentarzy, wykonywanie obliczeń numerycznych, przekształcanie jednostek, obliczenia na macierzach, tworzenie wykresów.1
T-W-10Program MathCAD – przekształcanie wzorów za pomocą wbudowanego Mapple (CAS).1
T-W-11Program MathCAD – numeryczne rozwiązywanie problemów za pomocą solve blocks, algorytm KNITRO.1
T-W-12Program MathCAD – programowanie w MathCAD.1
T-W-13Obliczenia macierzowe jako sposób na efektywny sposób numerycznego przetwarzania znacznych ilości danych występujących w praktyce inżynierskiej. Środowiska obliczeniowe przeznaczone do obliczeń macierzowych i prezentacji ich wyników. Porównanie możliwości programów Matlab, Octave, Scilab, Fremat oraz MathCAD i CAS Mathematica (Wolfram Alpha).1
15

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Konsultacje.2
A-L-2Przygotowanie do kolokwiów.8
A-L-3Rozwiązanie zadań z grupy "do samodzielnego wykonania".10
A-L-4uczestnictwo w zajęciach30
50
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Konsultacje.2
A-W-2Instalacja aplikacji.3
A-W-3Przygotowanie do zaliczenia.5
A-W-4uczestnictwo w zajęciach15
25
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięMBM_1A_B04_W01Student ma wiedzę o narzędziach informatycznych slużących rozwiązywaniu zagadnień inżynierskich
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówMBM_1A_W01ma wiedzę z matematyki na poziomie wyższym niezbędnym do ilościowego opisu i analizy problemów oraz rozwiązywania prostych zadań z zakresu studiowanego kierunku studiów
MBM_1A_W03ma podstawową wiedzę z pokrewnych kierunków studiów takich jak: inżynieria materiałowa, automatyka i robotyka, elektrotechnika i elektronika, informatyka, zarządzanie i inżynieria produkcji
Cel przedmiotuC-1Umiejętność wykonywania rachunków (interaktywnie i za pomocą skryptów) z użyciem uniwersalnych środowisk obliczeniowych dedykowanych dla inżynierów. W szczególności umiejętność posługiwania się takim oprogramowaniem jak Matlab i MathCAD.
Treści programoweT-W-7Przygotowywanie danych dla procedur ODE w programie Matlab, rozwiązywanie równań z pochodnymi zwyczajnymi. Problem sztywności równań i rozbieżności wyników otrzymywanych różnymi metodami.
T-W-1Struktury danych używane w Matlabie: macierze i macierze komórkowe. Koncepcja macierzy rzadkich. Podstawowe operacje na macierzach w języku Matlab: tworzenie różnych macierzy, wyodrębnianie ich fragmentów, indeksowanie, usuwanie wierszy i kolumn, operacje arytmetyczne takie jak mnożenie, dodawanie, odejmowanie macierzy, transpozycja, obliczanie wyznacznika i macierzy odwrotnej. Obliczenia element-po-elemencie (iloczyn Hadamarda-Schura). Sortowanie, tasowanie i operacje logiczne na macierzach i na ich elementach. Wyszukiwanie wartości największych i najmniejszych, obliczanie średnich, mediany, odchylenia standardowego.
T-W-8Obiektowe możliwości Matlaba. Simulink w Matlabie – przykład programowania dataflow.
T-W-12Program MathCAD – programowanie w MathCAD.
T-W-6Numeryczne obliczanie nachylenia krzywych i powierzchni, obliczanie pola pod krzywą i wartości skutecznych za pomocą programu Matlab.
T-W-5Interpolacja i aproksymacja w Matlabie: liniowa, wielomianowa, funkcjami sklejanymi i inne.
T-W-2Skrypty i funkcje użytkownika w języku Matlab: podstawowe, anonimowe, lokalne, zagnieżdżone, prywatne i inline. Zastosowanie funkcji jako parametrów w poleceniach Matlaba. Instrukcje sterujące w języku Matlab: instrukcja warunkowa i instrukcja wielokrotnego wyboru, pętle for i while. Zapobieganie przedwczesnemu zakończeniu obliczeń przez przechwytywanie wyjątków. Techniki pozwalające uniknąć niepotrzebnych pętli for i przyspieszyć obliczenia.
T-W-4Rozwiązywanie równania liniowego, równania kwadratowego i ogólnie równania stopnia n-tego (wielomianowego) wywołaniem polecenia roots. Rozwiązywanie równań nieliniowych wywołaniem polecenia fzero. Problem rozwiązywania układów równań nieliniowych. Rozwiązywanie układów równań liniowych. Układy nieoznaczone i nadoznaczone. Układy z macierzą osobliwą. Zastosowanie dzielenia macierzy, macierzy odwrotnej i macierzy pseudoodwrotnej. Metoda Banachiewicza. Użycie dekompozycji LU w Matlabie do rozwiązywania układu równań. Iteracyjne metody rozwiązywania układu równań liniowych w programie Matla
T-W-11Program MathCAD – numeryczne rozwiązywanie problemów za pomocą solve blocks, algorytm KNITRO.
T-W-9Program MathCAD – wprowadzanie danych i komentarzy, wykonywanie obliczeń numerycznych, przekształcanie jednostek, obliczenia na macierzach, tworzenie wykresów.
T-W-10Program MathCAD – przekształcanie wzorów za pomocą wbudowanego Mapple (CAS).
T-W-3Graficzna prezentacja wyników w programie Matlab. Wykresy dwuwymiarowe i wykresy trójwymiarowe (tworzenie siatki punktów) oraz mapy konturowe. Sposoby tworzenia opisów wykresów, eksportowanie wykresów w postaci plików nadających się do publikacji. Modyfikowanie grafiki: zmiana stopnia pisma, grubości i koloru linii oraz symboli, skali (z liniowej na logarytmiczną), umieszczanie tekstu na wykresie, synchronizacja zakresów osi. Zapisywanie rysunków w postaci dostępnej dla innych programów.
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny z użyciem komputera i właściwego oprogramowania narzędziowego
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Ocena umiejętności stosowania technik dostępnych w systemie Matlab.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie orientuje się w narzędziach informatycznych służących rozwiązywaniu zagadnień inżynierskich.
3,0Student ma wiedzę o narzędziach informatycznych służących rozwiązywaniu zagadnień inżynierskich.
3,5Student ma wiedzę o narzędziach informatycznych służących rozwiązywaniu zagadnień inżynierskich i rozumie obszary zasady ich stosowania.
4,0Student ma wiedzę o narzędziach informatycznych służących rozwiązywaniu zagadnień inżynierskich. Rozróżnia metody obliczeń i jest w stanie zaproponować właściwe narzędzie do ich przeprowadzenia.
4,5Student ma wiedzę o narzędziach informatycznych służących rozwiązywaniu zagadnień inżynierskich. Rozróżnia metody obliczeń i jest w stanie zaproponować właściwe narzędzie do ich przeprowadzenia. Wybiera właściwą formę przedstawienia wyników.
5,0Student ma wiedzę o narzędziach informatycznych służących rozwiązywaniu zagadnień inżynierskich. Rozróżnia metody obliczeń i jest w stanie zaproponować właściwe narzędzie do ich przeprowadzenia. Wybiera właściwą formę przedstawienia wyników. Potrafi wskazać metodę alternatywną.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięMBM_1A_B04_U01Student umie wykorzystać właściwe metody i narzędzia informatyczne w rozwiązywaniu zagadnień inżynierskich
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówMBM_1A_U09potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
MBM_1A_U07potrafi posługiwać się technikami informacyjno-komunikacyjnymi właściwymi do realizacji zadań typowych dla działalności inżynierskiej
Cel przedmiotuC-1Umiejętność wykonywania rachunków (interaktywnie i za pomocą skryptów) z użyciem uniwersalnych środowisk obliczeniowych dedykowanych dla inżynierów. W szczególności umiejętność posługiwania się takim oprogramowaniem jak Matlab i MathCAD.
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia laboratoryjne - rozwiązywanie zadań z użyciem programów Mathcad i Matlab
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Ocena umiejętności prowadzenia obliczeń w programie Mathcad.
S-2Ocena podsumowująca: Ocena umiejętności stosowania technik dostępnych w systemie Matlab.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie umie wykorzystać właściwych metod i narzędzi informatycznych do rozwiązywania zagadnień inżynierskich.
3,0Student umie wykorzystać właściwe metody i narzędzia informatyczne w rozwiązywaniu prostych zagadnień inżynierskich.
3,5Student umie wykorzystać właściwe metody i narzędzia informatyczne w rozwiązywaniu standardowych zagadnień inżynierskich.
4,0Student umie wykorzystać właściwe metody i narzędzia informatyczne w rozwiązywaniu złożonych zagadnień inżynierskich. Potrafi odpowiednio zaprezentować wyniki obliczeń.
4,5Student umie wykorzystać właściwe metody i narzędzia informatyczne w rozwiązywaniu złożonych zagadnień inżynierskich. Potrafi odpowiednio zaprezentować wyniki obliczeń. Algorytm obliczeń potrafi sformułować w formie programu.
5,0Student umie wykorzystać właściwe metody i narzędzia informatyczne w rozwiązywaniu złożonych zagadnień inżynierskich. Potrafi odpowiednio zaprezentować wyniki obliczeń. Algorytm obliczeń potrafi sformułować w formie programu do wykorzystania w zadaniach tego samego typu.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięMBM_1A_B04_K01Student potrafi organizować proces tworzenia oprogramowania i jest kompetentny do oceny stopnia jego zaawansowania.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówMBM_1A_K03potrafi współdziałać i pracować w grupie, przyjmując w niej różne role
MBM_1A_K06potrafi myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy
Cel przedmiotuC-1Umiejętność wykonywania rachunków (interaktywnie i za pomocą skryptów) z użyciem uniwersalnych środowisk obliczeniowych dedykowanych dla inżynierów. W szczególności umiejętność posługiwania się takim oprogramowaniem jak Matlab i MathCAD.
Treści programoweT-W-7Przygotowywanie danych dla procedur ODE w programie Matlab, rozwiązywanie równań z pochodnymi zwyczajnymi. Problem sztywności równań i rozbieżności wyników otrzymywanych różnymi metodami.
T-W-1Struktury danych używane w Matlabie: macierze i macierze komórkowe. Koncepcja macierzy rzadkich. Podstawowe operacje na macierzach w języku Matlab: tworzenie różnych macierzy, wyodrębnianie ich fragmentów, indeksowanie, usuwanie wierszy i kolumn, operacje arytmetyczne takie jak mnożenie, dodawanie, odejmowanie macierzy, transpozycja, obliczanie wyznacznika i macierzy odwrotnej. Obliczenia element-po-elemencie (iloczyn Hadamarda-Schura). Sortowanie, tasowanie i operacje logiczne na macierzach i na ich elementach. Wyszukiwanie wartości największych i najmniejszych, obliczanie średnich, mediany, odchylenia standardowego.
T-W-8Obiektowe możliwości Matlaba. Simulink w Matlabie – przykład programowania dataflow.
T-W-12Program MathCAD – programowanie w MathCAD.
T-W-6Numeryczne obliczanie nachylenia krzywych i powierzchni, obliczanie pola pod krzywą i wartości skutecznych za pomocą programu Matlab.
T-W-5Interpolacja i aproksymacja w Matlabie: liniowa, wielomianowa, funkcjami sklejanymi i inne.
T-W-2Skrypty i funkcje użytkownika w języku Matlab: podstawowe, anonimowe, lokalne, zagnieżdżone, prywatne i inline. Zastosowanie funkcji jako parametrów w poleceniach Matlaba. Instrukcje sterujące w języku Matlab: instrukcja warunkowa i instrukcja wielokrotnego wyboru, pętle for i while. Zapobieganie przedwczesnemu zakończeniu obliczeń przez przechwytywanie wyjątków. Techniki pozwalające uniknąć niepotrzebnych pętli for i przyspieszyć obliczenia.
T-W-4Rozwiązywanie równania liniowego, równania kwadratowego i ogólnie równania stopnia n-tego (wielomianowego) wywołaniem polecenia roots. Rozwiązywanie równań nieliniowych wywołaniem polecenia fzero. Problem rozwiązywania układów równań nieliniowych. Rozwiązywanie układów równań liniowych. Układy nieoznaczone i nadoznaczone. Układy z macierzą osobliwą. Zastosowanie dzielenia macierzy, macierzy odwrotnej i macierzy pseudoodwrotnej. Metoda Banachiewicza. Użycie dekompozycji LU w Matlabie do rozwiązywania układu równań. Iteracyjne metody rozwiązywania układu równań liniowych w programie Matla
T-W-11Program MathCAD – numeryczne rozwiązywanie problemów za pomocą solve blocks, algorytm KNITRO.
T-W-9Program MathCAD – wprowadzanie danych i komentarzy, wykonywanie obliczeń numerycznych, przekształcanie jednostek, obliczenia na macierzach, tworzenie wykresów.
T-W-10Program MathCAD – przekształcanie wzorów za pomocą wbudowanego Mapple (CAS).
T-W-3Graficzna prezentacja wyników w programie Matlab. Wykresy dwuwymiarowe i wykresy trójwymiarowe (tworzenie siatki punktów) oraz mapy konturowe. Sposoby tworzenia opisów wykresów, eksportowanie wykresów w postaci plików nadających się do publikacji. Modyfikowanie grafiki: zmiana stopnia pisma, grubości i koloru linii oraz symboli, skali (z liniowej na logarytmiczną), umieszczanie tekstu na wykresie, synchronizacja zakresów osi. Zapisywanie rysunków w postaci dostępnej dla innych programów.
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny z użyciem komputera i właściwego oprogramowania narzędziowego
M-2Ćwiczenia laboratoryjne - rozwiązywanie zadań z użyciem programów Mathcad i Matlab
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Ocena umiejętności prowadzenia obliczeń w programie Mathcad.
S-2Ocena podsumowująca: Ocena umiejętności stosowania technik dostępnych w systemie Matlab.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student ma kompetencje służące analizie prostych problemów i doboru algorytmów ich rozwiązywania posługując się standardowymi elementami języka programowania.
3,5
4,0
4,5
5,0