Základy algoritmizace a programování

Zobrazit rozvrh

Kód	Zakončení	Kredity	Rozsah	Jazyk výuky
2012036	KZ	3	1P+2C+0L	česky

Garant předmětu:

Petr Sváček

Přednášející:

Jan Halama, Jiří Holman, Olga Majlingová, Vladimír Prokop, Petr Sváček, David Trdlička

Cvičící:

Adam Groma, Lukáš Hájek, Tomáš Halada, Jan Halama, Martin Hanek, Tomáš Hlavatý, Jiří Holman, Jan Karel, Patrik Kovář, Ondřej Krejčí, Anna Lancmanová, Pavel Mačák, Olga Majlingová, Tomáš Marhan, Josef Musil, Vladimír Prokop, Prokop Pučejdl, Vítězslav Putna, Hynek Řezníček, Petr Sváček, Adam Tater, David Trdlička, Vít Uhlíř, Karel Vacek, Matěj Vítovec

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/

Rozvrh na zimní semestr 2025/2026:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po	místnost T4:A1-405a Marhan T. 12:30–14:00 (paralelka 9) Dejvice Poč. učebna 405amístnost T4:A1-405a Hlavatý T. 14:15–15:45 (paralelka 8) Dejvice Poč. učebna 405amístnost T4:A1-404 Tater A. 16:00–17:30 (paralelka 10) Dejvice Poč. učebna 404 místnost T4:A1-505e Majlingová O. 15:00–16:45 (přednášková par. 2) Dejvice Učebna 505emístnost T4:A1-505e Majlingová O. 16:45–18:30 (přednášková par. 3) Dejvice Učebna 505e
Út	místnost T4:D2-256 Holman J. 14:15–15:45 (přednášková par. 1) Dejvice Posluchárna 256
St	místnost T4:A1-405a Uhlíř V. 16:00–17:30 (paralelka 5) Dejvice Poč. učebna 405amístnost T4:A1-405a Krejčí O. 17:45–19:15 (paralelka 4) Dejvice Poč. učebna 405a
Čt	místnost T4:A1-405a Trdlička D. 12:30–14:00 (paralelka 7) Dejvice Poč. učebna 405amístnost T4:A1-405a Vítovec M. 14:15–15:45 (paralelka 6) Dejvice Poč. učebna 405a
Pá	místnost T4:A1-405a 09:00–10:30 (paralelka 1) Dejvice Poč. učebna 405amístnost T4:A1-405a Řezníček H. 10:45–12:15 (paralelka 2) Dejvice Poč. učebna 405amístnost T4:A1-405a Musil J. 12:30–14:00 (paralelka 3) Dejvice Poč. učebna 405a

Rozvrh na letní semestr 2025/2026:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů: