Informatika (FSI-1IN-A)

Akademický rok 2023/2024
Garant: prof. Ing. Radomil Matoušek, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚAI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: angličtina
Cíle předmětu:
Cílem je zvládnout použití výpočetní techniky při řešení úloh orientovaných na modelování technických soustav a procesů.
Výstupy studia a kompetence:
Studenti získají základní znalost modelování technických soustav a technologických procesů. Získají zkušenost s řešením problémů pomocí nástrojů Matlab/Octave. Studenti se naučí základům imperativního programování.
Prerekvizity:
Předpokládá se obvyklá středoškolská počítačová gramotnost.
Obsah předmětu (anotace):
Předmět se zabývá vybranými nástroji softwarové podpory modelování, které jsou často používány v technické praxi. Prostřednictvím jazyka Matlab jsou prezentovány proměnné, příkazy, import/export dat, vykreslování, procedury, funkce a demonstrovány zásady tvorby programů. Schopnosti Matlabu jsou ilustrovány na příkladech modelů jednoduchých technických soustav a technologických procesů.
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:

Maximální bodový zisk 100b (ECTS). Průběžné e-testy (6 testů po max. 10 bodech), závěrečný test (max. 40 bodů). K úspěšnému zakončení předmětu je třeba celkem alespoň 50 bodů, z toho alespoň 20 bodů z e-testů a 10 bodů ze závěrečného testu, kde navíc žádný z dílčích příkladů nebude mít hodnocení pod 2 body. Further, successful completion of the specified MATLAB Onramp.


Účast na přednáškách je žádoucí, na cvičeních povinná. Výuka běží podle týdenních plánů. Způsob nahrazení zameškaných cvičení je plně v kompetenci vyučujícího.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na přednáškách je žádoucí, na cvičeních povinná. Výuka běží podle týdenních plánů. Způsob nahrazení zameškaných cvičení je plně v kompetenci vyučujícího.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Úvod do informatiky a podpory modelování, úvod do Matlabu.
2. Vektory a matice, maticové operace, maticové a indexové výrazy.
3. Řídicí struktury.
4. Kreslení grafů: graf bodů v rovině, prostorová křivka, plochy, grafy diskrétních dat.
5. Polynomy: reprezentace, vyhodnocení, vykreslení, operace s polynomy.
6. Vstupní a výstupní operace.
7. Funkce I: vestavěné, uživatelem definované, typy parametrů.
8. Funkce II: funkce s více parametry a návratovými hodnotami, rekurzivní volání funkcí.
9. Práce s texty.
10. Symbolické výpočty. Numerická derivace a integrace.
11. Modelová inženýrská úloha.
12. Úvod do objektově orientovaného programování.
13. Nadstavby Matlabu, kompatibilita, závěrečné shrnutí a diskuse.
    Cvičení s počítačovou podporou 1. Prostředí Matlab, jednoduché výrazy, operátory a proměnné.
2. Matice a maticové operace. M-skripty.
3. Řídicí struktury I.
4. Řídicí struktury II.
5. Grafy. Polynomy.
6. Získávání a zpracování dat.
7. Vstupní a výstupní operace.
8. Funkce I.
9. Funkce II. Rekurze.
10. Práce s texty.
11. Symbolické výpočty. Příklad řešení inženýrské úlohy.
12. Závěrečný test.
13. Odevzdání semestrálního projektu. Zápočet.
Literatura - základní:
1. The MathWorks Inc.: MATLAB version: R2024a (dokumentace), Natick,Massachusetts, 2024. https://www.mathworks.com
2. Etter, D.M.: Introduction to MATLAB, Pearson, 2015.
3. Siauw, T., Bayen, A.: An Introduction to MATLAB Programming and Numerical Methods for Engineers, Academic Press, 2014.
4. Palm, W.J.: Introduction to MATLAB for Engineers, McGraw-Hill Education, 3.vydání, 2010.
Literatura - doporučená:
5. Wirth, N.: Algorithms and Data Structures, Prentice Hall, 1985.
6. Wengrow, J.: A Common-sense Guide to Data Structures and Algorithms, Pragmatic Bookshelf, 2. vydání, 2020.
7. Sedgewick, R., Wayne, K.: Algorithms, Addison-Wesley, 4. vydání, 2016.
8. Karban, P.: Výpočty a simulace v programech Matlab a Simulink, Computer Press, 2006.
9. Hanselman, D. C.: Mastering Matlab 6: A Comprehensive Tutorial and Reference, 2001.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B-STI-A prezenční studium --- bez specializace -- kl 5 Povinný 1 1 Z
B-STI-Z příjezd na krátkodobý studijní pobyt --- bez specializace -- kl 5 Doporučený kurs 1 1 Z