Detail předmětu

Počítače a programování 1

FEKT-BPC1SAk. rok: 2018/2019

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. Vysvětlit a naučit používat základní programovací pojmy jako jsou datové typy, operátory, výrazy a standardní struktury jazyka MATLAB.

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

prof. RNDr. Vladimír Aubrecht, CSc.

Osnova

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 (Okna, Příkazová řádka, menu nabídek, workspace, Nastavení a přizpůsobení prostředí, HELP, Proměnné – čísla, vektory, matice, znaky, text, buňky, atd., Syntaxe názvů, příkazová a funkční syntaxe, Historie příkazů, nastavení příkazového řádku, Proměnné typu datum/čas)
5. MATLAB – základní operace s vektory a maticemi ( Zadání vektoru a matice, Základní operace s vektory, Základní operace a funkce s maticemi, Indexace matic)
6. MATLAB – programování (Syntaxe, Cykly, řízení programu, Tvorba funkcí, Tvorba skriptů, Ladění a kompilace skriptů)
7. MATLAB - operátory a logické operace (Aritmetické operátory, Logické operátory, Relační operátory, Bitové operace, Speciální znaky a příkazy)
8. MATLAB – základní matematické operace (Elementární matematika, lineární algebraické operace, Trigonometrické funkce, Komplexní čísla)
9. MATLAB – grafika a vizualizace (2-D grafy, 3- D grafy, Příkazy pro editaci grafů, Operace s obrázky – načtení, modifikace)
10. MATLAB – práce se soubory (Import a export dat, Operace se soubory, 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.

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Vladimír Aubrecht, CSc.

Osnova

1. Úvodní cvičení - seznámení s počítačovou učebnou (Pravidla provozu počítačové sítě VUT, Způsoby přihlašování do sítě, Elektronická pošta - fakultní systém doručování elektronické pošty, Moduly informačního systému)
2. UNIX - použití základních příkazů v OS UNIX, práce se soubory.
3. Seznámení s programovým prostředím Matlab (Nastavení uživatelského prostředí – okna, příkazová řádka, workspace, atd., Tvorba skriptů, použití nápovědy, Základní syntaxe – proměnné, příkazová a funkční syntaxe, Elementární matematické funkce)
4. Základní operace s vektory a maticemi, Test č. 1 (Definice vektorů a matic, matematické operace s vektory a maticemi, Princip indexace prvků vektorů, Vkládání, mazání a řazení prvků vektoru a matice, Speciální funkce pro práci s maticemi (jednotková matice, magický čtverec…))
5. Základy programování v Matlab (Zásady definice cyklů a řízení programu, Základní operátory, Tvorba funkcí a skriptů)
6. Bližší pohled na operátory (Aritmetické operátory, Logické operátory a relační operátory, Bitové operace, Speciální znaky a příkazy)
7. Vizualizace dat (2-D grafy (single a multi-axis zobrazení) a 3-D grafy, Příkazy pro editaci grafů, Operace s obrázky – načtení, modifikace)
8. Základní práce se soubory, Test č. 2 (Import a export dat (txt, csv, atd..), Operace se soubory, Práce s daty ve Workspace)
9. MATLAB/Simulink – nástroj pro grafické modelování fyzikálních soustav (Nastavení prostředí, založení nového modelu, Základní knihovny, tvorba jednoduchých matematických operací, Nastavení a spuštění simulace, zobrazení výsledků)
10. MATLAB/Simulink – nástroj pro grafické modelování fyzikálních soustav (Popis knihoven – „toolboxů“, Tvorba fyzikálních modelů)
11. MATLAB/Simulink – nástroj pro grafické modelování fyzikálních soustav, Test č. 3 (Popis knihoven – „toolboxů“, Tvorba fyzikálních modelů)
12. e-Learningový kurs Informační výchova (samostudium
13. Odevzdání projektů a samostatných prací.