Metodyka i techniki programowania 1

stacjonarne

I stopnia

obowiązkowy

W 12/x; C 14/+; L 34/+ ; Razem: 60

Analiza matematyczna i algebra liniowa /wymagania wstępne: znajomość podstawowych relacji matematycznych, operacji macierzowych, pożądana jest znajomość obliczania całek oraz pochodnych.

Technologia informacyjna /wymagania wstępne: znajomość podstaw posługiwania się komputerem i Internetem.

Metrologia /wymagania wstępne: podstawowa wiedza w zakresie pomiarów i przyrządów (woltomierz, oscyloskop) do pomiarów parametrów elektrycznych.

semestr I/ Wydział Elektroniki/ elektronika i telekomunikacja/ wszystkie specjalności

dr inż. Kazimierz Banasiak

1. Udział w wykładach / 12

2. Samodzielne studiowanie z zakresu tematyki wykładów / 40

3. Udział w ćwiczeniach rachunkowych / 14

4. Samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń rachunkowych / 14

5. Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych /34

6. Samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń laboratoryjnych

i opracowanie sprawozdań / 34

7. Udział w konsultacjach / 2

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 150 godz. / 5 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli: 1. +3. + 5. +7. =62 / 2 ECTS

Zajęcia o charakterze praktycznym: 5. + 6. = 68 / 2 ECTS

Przedmiot ma na celu nauczyć praktycznego programowania prostych obliczeń drogą zapoznania studenta z:

-reprezentacją binarną informacji w komputerze;

-podstawami działań logicznych i arytmetycznych na ciągach bitów,

-podstawami algorytmizacji,

- wykonywaniem obliczeń w środowisku Matlab

z wykorzystaniem wektorów i macierzy,

-podstawowymi instrukcjami języka Matlab i ich wykorzystaniem,

-pisaniem i uruchamianiem programów w języku Matlab,

-rodzajami wykresów i ich wykonywaniem w Matlabie,

-wykonywaniem programów GUI (z zastosowaniem elementów

graficznych Windows takich jak okienka, suwaki itp).

Wykład/ werbalna i audiowizualna prezentacja treści programowych,

pokaz pisania, testowania i uruchamiania programów edukacyjnych

TEMATY WYKŁADÓW

1.WPROWADZENIE W PROBLEMATYKĘ PRZEDMIOTU. REPREZENTACJA INFORMACJI W KOMPUTERZE- 2 godz.

- zakres merytoryczny, sposób realizacji przedmiotu, zasady

oceniania zaliczania i zdawania egzaminu, literatura,

- kod binarny, reprezentacja liczb całkowitych

i ułamkowych, kod ASCII,

- systemy pozycyjne zapisu liczb – konwersje,

- reprezentacja dźwięku i obrazu

2. OPERACJE LOGICZNE ARYTMETYCZNE - 2 godz.

- kodowanie liczb ze znakiem (Kod ZM, U1, U2),

- operacje arytmetyczne na liczbach całkowitych,

- kodowanie liczb rzeczywistych,

- istota operacji arytmetyki zmiennoprzecinkowej.

3. ALGORYTMY- RODZAJE, SPOSOBY PRZEDSTAWIANIA I ICH

ZŁOŻONOŚĆ OBLICZENIOWA - 2 godz.

- pojęcie algorytmu,

- reprezentacja algorytmów: lista kroków,

schemat blokowy, zapis w pseudokodzie,

- złożoności obliczeniowa algorytmu,

4. ŚRODOWISKO MATLAB, WEKTORY, MACIERZE

I OPERACJE OBLICZENIOWE - 2 godz.

- charakterystyka Matlaba, funkcje wbudowane,

- przestrzeń danych (Workspace), okno poleceń

(Command Window), typy danych,

- macierze, wektory i liczby zespolone w Matlabie,

- obliczenia macierzowe,

- obliczania symboliczne.

5. KONSTRUKCJE JĘZYKOWE MATLABA- 2 godz.

- podstawowe operacje we/wy,

- zmienne, instrukcje podstawienia, wyrażenia,

- instrukcje sterujące,

- instrukcje obliczeń cyklicznych,

- edytor, debuger, zapis i uruchamianie skryptu

6. PROGRAMY STRUKTURALNE- 2 godz.

- funkcje i podfunkcje, funkcje inline

- sposoby przekazywania parametrów,

- obliczenia iteracyjne i rekurencyjne,

7. GRAFIKA- WYKONYWANIE I OPIS WYKRESÓW- 1 godz.

- okna graficzne, ich podział, wykreślanie wektorów,

- funkcja plot, fplot, bar, hist, compass,

- opisywanie wykresów,

- handles obiektów rysunku, funkcje get i set ,

8. GRAFICZNY INTERFEJS UŻYTKOWNIKA (GUI) - 1 godz.

- edytor GUI, elementy VCL,budowa GUI kompilacja,

- wykorzystanie komponentów okienkowych,

- wykorzystanie suwaków,

- obsługa zdarzeń kliknięcia myszą ,

- wykonywanie wykresów w oknach graficznych,

- pokaz budowy GUI, kompilacji projektu i działania

9. SIMULINK- CHARAKTERYSTYKA I WYKORZYSTANIE - 1 godz.

- przeznaczenie i charakterystyka Simulinka,

- podstawowe przyborniki, ( źródła sygnałów,

oscyloskop, ekran wykresów, wzmacniacz, układ

całkujący i różniczkujący),

- pokaz budowy modelu i uruchomienia symulacji

10. WBUDOWANE METODY NUMERYCZNE W MATLABIE- 1 godz.

- aproksymacja danych wielomianem, Basic Fitting;

- wyznaczanie miejsc zerowych funkcji,

- obliczenia z wykorzystaniem wielomianów,

Ćwiczenia laboratoryjne/ poznanie środowiska Matlab pod nadzorem nauczyciela i jego wykorzystania w obliczeniach, samodzielna realizacja zadań, praktyczne pisanie, uruchamianie oraz testowanie programów, wykonywanie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych dokumentowanie programów indywidualnych i wyników obliczeń.

Tematy ćwiczeń laboratoryjnych:

1. Środowisko Matlab - praca interaktywna - 4 godz.

2. Konstrukcje językowe- analiza programów - 4 godz.

3. Zastosowanie instrukcji- pisanie i uruchamianie

własnych programów - 4 godz.

4. Kolokwium z tematów 1-3 - 2godz.

5. Programy strukturalne. Funkcje.

Przekazywanie parametrów -4 godz.

6. Grafika- wykonywanie i opis wykresów - 4 godz.

7. Graficzny interfejs użytkownika - 4 godz.

8. Kolokwium z tematów 5-7 - 2 godz.

9. Funkcje obliczeń numerycznych -2 godz.

10. Wykorzystanie pakietu Simulink - 2 godz.

11. Zaliczenie - 2 godz.

Ćwiczenia rachunkowe/Praca audytoryjna z nauczycielem, samodzielna praca studenta/rozwiązanie testu.

Tematy ćwiczeń rachunkowych:

1. Reprezentacja informacji w komputerze - 2 godz.

2. Operacje arytmetyczne i logiczne - 2 godz.

3. Algorytmy, sposoby ich przedstawiania, analiza - 4 godz.

4. Algorytmy, projektowanie - 4 godz.

5. Zaliczenie - 2 godz.

(test z tematów 1 i 2 oraz opracowanie

algorytmu dla podanego zadania tekstowego).

.

LITERATURA podstawowa:

[1] Reichel W, Stachurski M., Matlab dla studentów, Wyd.

WITKOM, Warszawa 2009,

[2] Mrozek B., Mrozek Z., Matlab i Simulink. Poradnik użytkownika, Wyd. Helion 2010,

[3] Kamińska A. Pańczyk B., Matlab. Przykłady i zadania,

Wyd. Mikon 2002,

LITERATURA uzupełniająca:

[1] M. Niedziela, Zbiór zadań z informatyki, Helion 2006

[2] Mrozek B., Mrozek Z., Matlab Leksykon kieszonkowy,

Wyd. Helion 2005,

[3] Klempka R. , Stankiewicz A. Programowanie z przykładami

w języku Pascal i Matlab, 2002

Efekty kształcenia:

W1/ Ma podstawową wiedzę w zakresie matematyki i technologii informacyjnych niezbędną do opisu i analizy algorytmów wykonywania obliczeń i przetwarzania danych / K_W01,K_W06

W2/ Ma podstawową wiedzę w zakresie binarnej reprezentacji danych w komputerze oraz w zakresie algorytmów, zna podstawowe konstrukcje języka Matlab. Zna strukturę programu, funkcje i sposoby przekazywania danych/K_W06, K_W07

U1/ Potrafi opracować dokumentację dotyczącą realizacji inżynierskiego zadania obliczeniowego /K_U03, K_U04, K_U01

U2/ umie opracować algorytm, napisać i uruchomić program obliczeniowy do rozwiązywania prostego zadania./K_U10, K_U17

K1/ Ma świadomość korzyści z zespołowej pracy przy realizacji złożonych zadań obliczeniowych i odpowiedzialności za powierzony odcinek zadania (funkcję)/K_K04,

K2/ Rozumie potrzebę korzystania z informacji i dokształcania się/K_K01

Przedmiot jest zaliczany na podstawie egzaminu przeprowadzanego w formie pisemnej.

Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń rachunkowych i laboratoriów.

Ćwiczenia rachunkowe są zaliczane na podstawie ocen z testu wykonanego na ostatnich zajęciach.

Ćwiczenia laboratoryjne są zaliczane na podstawie ocen uzyskiwanych:

- w trakcie bieżąco wykonywanych ćwiczeń,

- za wykonane sprawozdania,

- ze sprawdzianów obejmujących zagadnienia realizowane na

ćwiczeniach,

- ze sprawdzianu wykonanego na ostatnich zajęciach

Efekt W1 jest sprawdzony na ćwiczeniach rachunkowych a w części dotyczącej algorytmów na ćwiczeniach laboratoryjnych i egzaminie. Efekty W2 oraz U1 są sprawdzane na ćwiczeniach laboratoriach i egzaminie. Efekty U2 oraz K1 i K2 są sprawdzane na laboratoriach i egzaminie, a w szczególności wynikają z wykonanych sprawozdań.