Akademický rok 2023/2024 |
Garant: | doc. RNDr. Miroslav Doložílek, CSc. | |||
Garantující pracoviště: | ÚFI | |||
Jazyk výuky: | čeština | |||
Typ předmětu: | oborový předmět | |||
Cíle předmětu: | ||||
Cílem kurzu je prohloubit dovednosti ve využití počítačů v každodenní práci inženýra. Po absolvování kurzu je student schopen efektivně využít osobní počítač pro řešení výpočetních úloh do technických předmětů a vyhodnocení a prezentaci výsledků měření. Důraz je kladen na samostatnou práci studentů a poznání specifik jednotlivých programovacích prostředí. | ||||
Výstupy studia a kompetence: | ||||
Prostřednictvím řešení fyzikálních úloh, počítačového modelování fyzikálních jevů a vyhodnocení výsledků experimentu v programovacích prostředích MahtCad, MatLab případně dalších dle obsahu závěrečného projektu, získá student představu a zkušenosti s využitím jednotlivých programovacích prostředí pro řešení výpočetních inženýrských úloh. | ||||
Prerekvizity: | ||||
Programování maker pro MS Excel v prostředí Visual Basic. Základy práce v prostředí MATLAB a Mathcad. Fourierovy řady, rozvoj funkce. Řešení soustavy diferenciálních rovnic. | ||||
Obsah předmětu (anotace): | ||||
Obsahem kursu je samostatné řešení úloh z různých oblastí fyziky s využitím osobního počítače. Výběr úloh je proveden tak, aby rozšířil znalosti použití numerických metod pro technické výpočty a modelování fyzikálních dějů, získané v kurzu Počítačová fyzika I (t1f). Jako programovací prostředí je standardně používán MathCad a MatLab, pro řešení samostatných projektů pak Maple, C, Visual Basic a případně další programovací prostředí. |
||||
Metody vyučování: | ||||
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách. | ||||
Způsob a kritéria hodnocení: | ||||
Podmínkou udělení klasifikovaného zápočtu je vyřešení všech zadaných příkladů a vypracování samostatného závěrečnoho projektu. Téma projektu je zadáno v průběhu semestru po vzájemné dohodě. Výsledky řešení zadaných příkladů budou předány v elektronické formě. Předání výsledků řešení projektu je specifikováno v zadání projektu. Při udělení zápočtu musí student prokázat porozumění a zdůvodnit použitý způsob řešení. O výsledcích projektu přednese referát. Klasifikace je dána především úrovní zpracování samostatného projektu: řešení příkladů 30% , samostatný projekt 70% . |
||||
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky: | ||||
Přítomnost na cvičení je povinná a je sledována vyučujícím. Způsob nahrazení zmeškané výuky ve cvičení bude stanovena vyučujícím na základě rozsahu a obsahu zmeškané výuky. | ||||
Typ (způsob) výuky: | ||||
Přednáška | 13 × 1 hod. | nepovinná | ||
Cvičení s počítačovou podporou | 13 × 1 hod. | povinná | ||
Osnova: | ||||
Přednáška | Obsahem přednášky je uvedení do problematiky, řešené ve cvičení. Důraz je kladen na - fyzikální podstatu řešených příkladů - obecnější souvislosti použitých numerických metod a algoritmů - způsob práce, specifiky a omezení jednotlivých programovacích prostředí. |
|||
Cvičení s počítačovou podporou | Spřažené harmonické oscilátory. Numerické řešení systému diferenciálních rovnic. Chaotický pohyb dynamických systémů. Jednoduchá jednorozměrná mapa a její obecné vlastnosti. Chaotické chování v klasické mechanice. Náhodná čísla. Generátory pseudonáhodných čísel a jejich testování(rovnoměrnost, periodičnost). Transformace rozdělení. Náhodná procházka. Fourierův rozvoj periodické funkce. Rychlá Fourierova transformace. Frekvenční analýza reálného zvukového signálu, časová okna. Filtrace šumového signálu. Chyby numerických výpočtů. Korektnost a podmíněnost úlohy. Stabilita řešení. Závěrečný projekt. Ke každému tématu obdrží student písemné zadání úloh se stručným návodem k řešení doplněné zpravidla počítačovým programem. |
|||
Literatura - základní: | ||||
1. Wieder, S.: Introduction to MathCad for Scientists and Engineer. McGraw-Hill, Inc. New York, 1992. | ||||
2. Gould, H. - Tobochnik, J.: An Introduction to Computer Simulation Methods. Part 1 and 2. Adison-Wesley Publishing Company, 1995. | ||||
3. Zimmerman, R.L. - Olness F.I.: Mathematica for Physics. Addison-Wesley Publishing Company, 1989. | ||||
Literatura - doporučená: | ||||
1. Dudek, P.: MathCad - příručka pro uživatele. Grada,a.s., Praha 1992. | ||||
2. Nezbeda,I.- Kolafa,J.- Kotrla,M.: Úvod do počítačových simulací. Skriptum. Karolinum, Praha, 1998. | ||||
3. Zaplatílek,K. - Doňar,B.: MATLAB pro začátečníky. BEN - Technická literatura, 2003. |
Zařazení předmětu ve studijních programech: | |||||||||
Program | Forma | Obor | Spec. | Typ ukončení | Kredity | Povinnost | St. | Roč. | Semestr |
BIT | prezenční studium | BITP Informační technologie | -- | kl | 3 | Volitelný | 1 | 2 | Z |
BIT | prezenční studium | BITP Informační technologie | -- | kl | 3 | Volitelný | 1 | 2 | Z |
IT-BC-3 | prezenční studium | BIT Informační technologie | -- | kl | 3 | Volitelný | 1 | 2 | Z |
B-FIN-P | prezenční studium | --- bez specializace | -- | kl | 3 | Volitelný | 1 | 2 | Z |
Vysoké učení technické v Brně
Fakulta strojního inženýrství
Technická 2896/2,
616 69 Brno
IČ 00216305
DIČ CZ00216305
+420 541 141 111
+420 726 811 111 – GSM O2
+420 604 071 111 – GSM T-mobile