Základy algoritmizace a programování

Předmět není vypsán Nerozvrhuje se

Kód	Zakončení	Kredity	Rozsah	Jazyk výuky
2012035	KZ	4	1P+2C	česky

Garant předmětu:

Petr Sváček

Přednášející:

Marta Čertíková, Jan Halama, Martin Hanek, Jiří Holman, Vladimír Hric, Jan Karel, Olga Majlingová, Vladimír Prokop, Petr Sváček

Cvičící:

Marta Čertíková, Lukáš Hájek, Tomáš Halada, Jan Halama, Martin Hanek, Tomáš Hlavatý, Jiří Holman, Vladimír Hric, Jan Karel, Matěj Klíma, Patrik Kovář, Anna Lancmanová, Pavel Mačák, Olga Majlingová, Josef Musil, Vladimír Prokop, Prokop Pučejdl, Vítězslav Putna, Petr Sváček, Adam Tater, David Trdlička, Karel Vacek

Předmět zajišťuje:

ústav technické matematiky

Anotace:

Úvod do programování v prostředí MATLAB a v jeho skriptovacím jazyce. Práce s prostředím MATLAB. Základní příkazy, proměnné, přiřazení, výraz. Matice a vektory, operace s nimi. M-skript, jeho vytvoření.Příkazy vstupu a výstup. Podmíněný příkaz. Cyklus. Algoritmizace jednoduchých úloh v MATLABu. Grafické příkazy. Maticové operace. Soustavy lineárních rovnic. Skripty a funkce. Struktura a zápis jednoduchého programu: proměnná, výraz, přiřazení, vstup/výstup. Pdmíněný příkaz, přepínač. Cyklus. Pole. Soubory. Ukazatel. Strukturované proměnné, výčtový typ. Algoritmizace jednoduchých úloh: minimum, průměr, norma, numerická integrace, metoda půlení intervalů, Newtonova metoda, maticové operace. Přímé metody řešení soustav lineárních rovnic

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Úvod do předmětu, práce s prostředím MATLAB. Základní příkazy, proměnné, přiřazení, výraz. Matice a vektory, operace s nimi. M-skript, jeho vytvoření.

2-.3. MATLAB: Příkaz vstupu a výstupu. Podmíněný příkaz. Cyklus. Algoritmizace jednoduchých úloh v MATLABu. Příkaz plot. Maticové operace. Soustavy lineárních rovnic. Funkce.

4.-5. Algoritmizace jednoduchých úloh: minimum, součet, průměr, norma, numerická integrace, metoda půlení intervalů, Newtonova metoda, maticové operace. Přímé metody řešení soustav lineárních rovnic.

6.-7. Vybrané algoritmy numerické matematiky - řešení rovnice f(x) = 0, interpolace polynomem a spline funkcí, aproximace metodou nejmenších čtverců. Rychlé algoritmy - Fourierova transformace, algoritmy rychlého třídění. Práce se strukturou.

Osnova cvičení:

1. Práce v prostředí MATLAB, proměnná, přiřazení, výraz. Proměnná, přiřazení, výraz, význam středník. Matematické funkce. Přikaz help, disp a input. Vektory a matice, operace s nimi. Determinant matice, inverzní matice, násobení matic. Soustava lineárních rovnic, zpětné lomítko.

2. Soustavy lineárních rovnic operátor zpětné lomítko. Determinant, inverzní matice. Vlastní čísla a vlastní vektory matice. Editor a skript. Práce s daty (load, save) a jejich zobrazení, plot.

3. Editor, zápis vlastního programu (skriptu). Příkaz vstupu a výstupu. Realizace jednoduchého programu (výpočet). Podmíněnný příkaz. Algoritmizace jednoduchého skriptu s podmíněným příkazem.

4. Cyklus. Operace s prvky vektorů/matic a operátory pro práci po složkách. Realizace jednoduchého programu (součet, minimum).

6. Realizace vlastní funkce v MATLABu. Numerická integrace a numerické derivování. Odhad chyby numerické integraci metodou polovičního kroku.

7. Realizace vlastní funkce v MATLABu. Hledání kořene nelineární rovnice f(x) = 0. Půlení intervalů, metoda sečen. Newtonova metoda.

8. Gaussova eliminace. Realizace pomocí funkce. Struktura složitějšího programu.

9. Interpolace polynomem a splinem. Příkaz plot. Příkazy pro interpolaci a spline funkce. Aproximace dat, metoda nejmenších čtverců. Lineární regrese.

10. Struktura v MATLAB a jejich použití. Realizace funkce s argumentem struktura. Podrobnější práce s grafy v MATLABu. Příkaz plot, popis grafu a znázorněných veličin. Tečna ke grafu funkce. Příkaz get, set, gca, gcf apod.

11. Grafické znázornění Taylorova polynomu, částečného součtu Fourierovy řady. Export obrázku do souboru, příkaz print. Grafy ve 3D.

12. Rychlá Fourierova transformace. Použití pro zpracování signálu. Třídění. Funkce find a její použití.

13. Rezerva.

Cíle studia:

Studijní materiály:

[1] MATLAB User's Guide, Reference Guide. The MathWorks, Inc.

[2] Martin Mareš, Tomáš Valla, Průvodce labyrintem algoritmů, Edice CZ.NIC

[3] Online kurz v MOODLE

Poznámka:

Další informace:

http://marian.fsik.cvut.cz/zapg/

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

10 62 67 00 BTZI 2012 P základ (povinný předmět programu)
11 68 73 00 BTZI 2012 K základ (povinný předmět programu)
02 26 31 34 BSTR EPT 2012 P základ (povinný předmět programu)
03 26 31 36 BSTR IAT 2012 P základ (povinný předmět programu)
04 26 31 38 BSTR KPP 2012 P základ (povinný předmět programu)
06 40 45 48 BSTR EPT 2012 K základ (povinný předmět programu)
07 40 45 50 BSTR IAT 2012 K základ (povinný předmět programu)
08 40 45 52 BSTR KPP 2012 K základ (povinný předmět programu)
05 40 45 46 BSTR TZP 2012 K základ (povinný předmět programu)
05 40 45 46 DSTR TZP 2012 K základ (povinný předmět programu)
06 40 45 48 DSTR EPT 2012 K základ (povinný předmět programu)
07 40 45 50 DSTR IAT 2012 K základ (povinný předmět programu)
08 40 45 52 DSTR KPP 2012 K základ (povinný předmět programu)
10 62 67 00 DTZI 2012 P základ (povinný předmět programu)
11 68 73 00 DTZI 2012 K základ (povinný předmět programu)
B TZSI 2021 - prezenční (povinný předmět programu)