Detail předmětu

Počítače a programování 2

FEKT-BPC-PC2SAk. rok: 2019/2020

Předmět je zaměřen na získání dovedností algoritmizace a strukturování zadané úlohy. Studenti se také učí vybrat vhodné prostředí pro její realizaci. Základy strukturovaného programování jsou prezentovány pomocí jazyka C a Wiring. Praktické zkušenosti získají studenti při realizaci úkolů v prostředí Microsoft Visual Studio a Arduino IDE. Další část předmětu je zaměřená na programování v prostředí MATLAB. Jsou prezentovány dostupné knihovny a simulační nástroje s ohledem na využití v energetice. Třetí část předmětu je věnována vizuálnímu programování v prostředí LabView. Jsou představeny základní principy realizace algoritmů v tomto prostředí a provázání na uživatelské rozhraní aplikace.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Ilona Lázničková, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav elektroenergetiky (UEEN)

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
- vysvětlit funkci příkazů jazyka C,
- popsat vlastnosti základních datových typů,
- navrhnout strukturu pro reprezentaci složitější dat,
- použít funkce obsažené ve standardních knihovnách,
- sestavit algoritmus pracující s jednorozměrnými a vícerozměrnými poli,
- sestavit algoritmus pro seřazení seznamu hodnot,
- vytvořit knihovnu funkcí,
- vytvořit interaktivní aplikaci.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia. Dále jsou žádoucí znalosti práce se soubory v prostředí Microsoft Windows.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a cvičení na počítači. Student během odevzdává jeden samostatný projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

až 22 bodů za cvičení (2 body za splnění úkolu během 11 cvičení)
až 20 bodů za testy během semestru (5 bodů za test)
až 28 bodů za zápočtový test na konci semestru
až 30 bodů za individuální projekt v jazyce C/C++
Podmínkou pro udělení zápočtu je kromě dosažení minimálního bodů 50 vypracování a obhájení individuálního projektu.

Osnovy výuky

1. Základy algoritmizace úloh, vývojové diagramy.
2. Strukturované programování, příkazy, datové typy.
3. Vstup a výstup, soubory, zařízení.
4. Tvorba vlastní funkce, knihovny funkcí, předávání parametrů.
5. Algoritmy pro zpracování datových řad.
6. MATLAB – rekapitulace základů programování.
7. MATLAB – přehled knihoven pro elektrotechniku a energetiku.
8. MATLAB – pokročilé programování.
9. MATLAB – Simscape Power Systems.
10. LabView – uživatelské rozhraní, tvorba aplikace.
11. LabView – základní knihovny.
12. LabView – datové struktury, tvorba podprogramu.
13. LabView – využití v energetice.

Učební cíle

Cílem předmětu je naučit studenty obecným programovacím návykům a algoritmizaci úloh. Pří výuce jsou prezentovány různé programovací jazyky a vývojové prostředí, které lze využít při dalším studiu. Absolvent kurzu by měl být schopen vybrat vhodný nástroj podle typu řešené úlohy a implementovat základní algoritmy.

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)
HAVLÍČEK, J., VLACH, J., VLACH, M., VLACHOVÁ, V. Začínáme s LabVIEW. BEN, 2008. (CS)
HEROUT, P. Učebnice jazyka C. KOPP, 2004. (CS)
KARBAB, P. Výpočty a simulace v programech Matlab a Simulink. COMPUTER PRESS, 2006. (CS)
PROKOP, J. Algoritmy v jazyku C a C++. Praha: Grada Publishing, 2008. (CS)
STROUSTRUP, B. The C++ Programming Language, 4th Edition, Addison-Wesley, 2013. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-SEE bakalářský 1 ročník, letní semestr, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

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

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. David Topolánek, Ph.D.
prof. Ing. Jiří Drápela, Ph.D.
doc. Ing. Ilona Lázničková, Ph.D.
Ing. Vít Krčál

Osnova

1. Algoritmizace (rozšíření základních poznatků z předchozího semestru). Definice úlohy, definice vstupů/výstupů, zápis algoritmu v metajazyku, přepis do programovacího jazyka.
2. Úvod do jazyka C. Základní typy proměnných, odvozené typy, konstanty, pole.
3. Výrazy, aritmetické konverze, aritmetické operátory, operátory posuvů, relační operátory, logické operátory, bitové operátory, přiřazovací operátory, priorita operátorů.
4. Řetězce a jejich operátory, knihovní funkce, standardní knihovna string.h.
5. Příkazy, složený příkaz, příkazy pro větvení, cykly a přenos řízení. Vývojový diagram.
6. Funkce. Deklarace funkce, metody volání funkcí, ošetření událostí, rekurze funkcí.
7. Pokročilé datové typy. Unie, výčtový typ, dynamické proměnné, ukazatel.
8. Objekty. Lexikální elementy, konstanty a řetězce, třídy objektů, typy objektů.
9. Uživatelské rozhraní Microsoft Visual C++ Studio. Grafické komponenty.
10. Algoritmy I. Vyhledání maxima a minima, třídění.
11. Algoritmy II. Práce s poli, maticové výpočty.
12. Algoritmy III. Práce se soubory ve Windows.
13. Algoritmy IV. Databázové systémy. Záznamy, třídění, vyhledávání, statistiky. Propojení databází.

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Vít Krčál
doc. Ing. David Topolánek, Ph.D.
doc. Ing. Ilona Lázničková, Ph.D.
Ing. Jan Morávek, Ph.D.
Ing. Michal Vrána, Ph.D.
prof. Ing. Jiří Drápela, Ph.D.

Osnova

1. Algoritmizace (rozšíření základních poznatků z předchozího semestru). Definice úlohy, definice vstupů/výstupů, zápis algoritmu v metajazyku, přepis do programovacího jazyka.
2. Úvod do jazyka C. Základní typy proměnných, odvozené typy, konstanty, pole.
3. Výrazy, aritmetické konverze, aritmetické operátory, operátory posuvů, relační operátory, logické operátory, bitové operátory, přiřazovací operátory, priorita operátorů.
4. Řetězce a jejich operátory, knihovní funkce, standardní knihovna string.h.
5. Příkazy, složený příkaz, příkazy pro větvení, cykly a přenos řízení. Vývojový diagram.
6. Funkce. Deklarace funkce, metody volání funkcí, ošetření událostí, rekurze funkcí.
7. Pokročilé datové typy. Unie, výčtový typ, dynamické proměnné, ukazatel.
8. Objekty. Lexikální elementy, konstanty a řetězce, třídy objektů, typy objektů.
9. Uživatelské rozhraní Microsoft Visual C++ Studio. Grafické komponenty.
10. Algoritmy I. Vyhledání maxima a minima, třídění.
11. Algoritmy II. Práce s poli, maticové výpočty.
12. Algoritmy III. Práce se soubory ve Windows.
13. Algoritmy IV. Databázové systémy. Záznamy, třídění, vyhledávání, statistiky. Propojení databází.