Detail předmětu

Počítače a programování 1

FEKT-BPC1SAk. rok: 2014/2015

Fakultní počítačová síť, informační systémy na FEKT, operační systém UNIX, základy počítačové typografie, analýza a grafická prezentace dat, základy algoritmizace, programování v prostředí MATLAB, elektronické informační zdroje.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. RNDr. Vladimír Aubrecht, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav výkonové elektrotechniky a elektroniky (UVEE)

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu:
- rozumí základním pojmům výpočetní techniky,
- umí aplikovat základní typografická pravidla při tvorbě technické dokumentace,
- umí analyzovat měřená nebo vypočtená data a prezentovat je grafickou formou,
- používá základní programovací techniky pro návrh algoritmů a programů pro řešení problémů,
- rozumí a umí používat základní stavební prvky programů jako, jsou datové typy, proměnné, rozhodovací podmínky, smyčky, funkce, apod.,
- umí popsat a vysvětlit funkci jednotlivých částí zdrojového kódu programu zapsaného v jazyce MATLAB nebo ANSI C,
- umí vytvořit funkční program v jazyku MATLAB nebo C obsahující rozhodovací podmínky, smyčky a funkce.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia, studenti by měli znát základy maticového počtu.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a počítačová cvičení. Součástí výuky je i kurz informační výchovy využívající prostředků e-learningu (Moodle). Studenti vypracovávají 1 samostatný projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

Student může získat maximálně 30 za průběžné testy během semestru, 30 bodů za zápočtový test na konci semestru, 20 bodů za individuální projekt v Matlabu a 20 bodů za individuální projekt v jazyce C.

Osnovy výuky

1. Informační systém na VUT/FEKT, odpovídající servery a uživatelské účty. Pravidla počítačové sítě VUT.
2. Fakultní UNIX server, elektronická pošta
3. Číselné soustavy, zobrazení číselné a znakové informace, kódování informace, algoritmizace.
4. MATLAB – Uživatelské rozhraní, základní syntaxe
a. Okna, Příkazová řádka, menu nabídek, workspace
b. Nastavení a přizpůsobení prostředí, HELP
c. Proměnné – čísla, vektory, matice, znaky, text, buňky, atd.
d. Syntaxe názvů, příkazová a funkční syntaxe
e. Historie příkazů, nastavení příkazového řádku
f. Proměnné typu datum/čas
5. MATLAB – základní operace s vektory a maticemi
a. Zadání vektoru a matice
b. Základní operace s vektory
c. Základní operace a funkce s maticemi, Indexace matic
6. MATLAB – programování
a. Syntaxe
b. Cykly, řízení programu
c. Tvorba funkcí
d. Tvorba skriptů
e. Ladění a kompilace skriptů
7. MATLAB - operátory a logické operace
a. Aritmetické operátory
b. Logické operátory
c. Relační operátory
d. Bitové operace
e. Speciální znaky a příkazy
8. MATLAB – základní matematické operace
a. Elementární matematika
b. Lineární algebraické operace
c. Trigonometrické funkce
d. Komplexní čísla
9. MATLAB – grafika a vizualizace
a. 2-D grafy,
b. 3- D grafy
c. Příkazy pro editaci grafů
d. Operace s obrázky – načtení, modifikace
10. MATLAB – práce se soubory
a. Import a export dat
b. Operace se soubory
c. Práce s daty ve Workspace.
11. MATLAB – Simulink, praktické příklady I
12. MATLAB – Simulink, praktické příklady II
13. Informační výchova - úvod do e-learningového prostředí Moodle, elektronické informační zdroje.

Učební cíle

Naučit studenty využívat výpočetní techniku pro řešení praktických úloh. Seznámit studenty s počítačovou sítí a jejím využitím na FEKT a VUT. Naučit studenty základy využití výpočetní techniky pro zpracování technických textů, včetně základů počítačové typografie. Seznámit studenty se základy počítačového zpracování dat a jejich grafické prezentace. Seznámit studenty se základními metodami a algoritmizací řešení inženýrských problémů. Naučit studenty navrhovat algoritmy pro řešení numerických problémů technické praxe a implementovat je do programovacího jazyka MATLAB a C. Vysvětlit a naučit používat základní programovací pojmy jako jsou datové typy, operátory, výrazy a standardní struktury jazyka MATLAB a C.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

Doňar, B., Zaplatílek, K. MATLAB - tvorba uživatelských aplikací. BEN, 2004. (CS)
Lasser, J. Rozumíme Unixu. Computer Press, 2002. ISBN: 80-7226-706-X (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-B bakalářský

    obor B-SEE , 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Ivo Pazdera, Ph.D.
prof. RNDr. Vladimír Aubrecht, CSc.

Osnova

1. Tři nezávislé systémy na VUT/FEKT a jim odpovídající uživatelské účty: Informační systém VUT, studentský server, Novell. Pravidla počítačové sítě VUT.
2. Fakultní UNIX server, elektronická pošta
3. Číselné soustavy, architektura počítačů, zobrazení číselné a znakové informace, kódování informace.
4. Algoritmizace - základy vytváření algoritmu a zápis programu v symbolickém jazyku.
5. Úvod do Matlabu, možnosti Matlabu , základní struktura a syntaxe, definice proměnných a funkcí v Matlabu, technická podpora Matlabu – HELP, základní definice vektorů a matic, plnění vektorů a matic, vektory a matice se speciálními hodnotami (magický čtverec, jednotková matice….).
6. MATLAB: Operace s vektorem (hledat, třídit, nahrazovat…) Import, export, vstupy (soubor, klávesnice, formulář…), výstupy (soubor, obrazovka, databáze….), základní operace a funkce – sčítání, maticové násobení, inverze, operace prvek po prvku, goniometrické fce, práce s polynomy a interpolace, vizualizace (2D a 3D).
7. MATLAB: Zpracování dat, práce se soubory (typy souborů, čtení, zápis), grafické výstupy-pokračování. Tvorba skriptů a funkcí – skript, uživatelské funkce, vyhledávání nulové hodnoty fce., numerická integrace, extrémy fce. více proměnných.
8. MATLAB: Grafické uživatelské rozhraní v Matlabu, statistické zpracování dat. Jednoduché a komplexní řešené příklady.
9. Úvod do jazyka C, základní struktura programu v C, datové typy, proměnné, výrazy. Vstupy, výstupy, jednoduchá konzolová aplikace.
10. C: Příkazy, větvení a cykly for, while, do-while, příkazy break, continue, přepínač.
11. Základy počítačové typografie, zpracování technické dokumentace - MS Word, LaTeX.
12. Analýza a grafická prezentace dat v technické dokumentaci - MS Excel.
13. Informační výchova - úvod do e-learningového prostředí Moodle, elektronické informační zdroje.

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jiří Klíma
doc. Ing. Jan Bárta, Ph.D.
Ing. Ivo Pazdera, Ph.D.
Ing. Tomáš Bulín, Ph.D.

Osnova

1. Seznámení s počítačovou učebnou, pravidly provozu počítačové sítě VUT, způsoby přihlašování do sítě. Elektronická pošta - fakultní systém doručování elektronické pošty.
2. UNIX - použití základních příkazů v OS UNIX, práce se soubory.
3. Algoritmizace - základy vytváření algoritmu a zápis programu v symbolickém jazyku, spuštění demonstračního programu v MATLABu.
4-6. Programování v MATLABu - návrh a realizace vlastního jednoduchého programu v MATLABu, návrh a realizace vlastního složitějšího programu v MATLABu.
7-9. Programování v jazyce C - návrh a realizace vlastního jednoduchého programu v jazyce ANSI C, návrh a realizace vlastního složitějšího programu v jazyce ANSI C.
10. Zpracování technické dokumentace (MS Word, LaTeX).
11. Grafické zpracování dat (MS Excel, GNU Plot).
12. e-Learningový kurs Informační výchova (samostudium).
13. Odevzdání projektů a samostatných prací.