Komputerowe metody obliczeniowe 390-FM1-2KMO
Profil studiów: ogólnoakademicki
Forma studiów: stacjonarne
Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy
Dziedzina i dyscyplina nauki: Dziedzina nauk ścisłych i przyrodniczych, Dyscyplina nauki fizyczne.
Poziom kształcenia: studia pierwszego stopnia
Rok studiów/semestr: 2. rok/3. semestr
Punkty ECTS: 3
Wymagania wstępne: obsługa komputera z systemem Windows/Linux, dobra znajomość matematyki na poziomie co najmniej szkoły średniej
Bilans nakładu pracy studenta:
- udział w laboratoriach (30 godz.),
- udział w konsultacjach (15 godz.),
- praca własna studenta w domu (45 godz.),
Wskaźniki ilościowe:
- nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela - 1.8 ECTS;
- nakład pracy studenta związany z samodzielna pracą - 1.2 ECTS.
Zasady wykorzystania sztucznej inteligencji (SI):
- Zezwala się na wykorzystanie SI podczas zajęć jako narzędzia wspomagającego (nie zastępującego pracy własnej) do wyjaśniania trudnych zagadnień, analizy błędów w kodzie, uzyskiwania sugestii dotyczących optymalizacji kodu oraz poszukiwania inspiracji do rozwiązań.
- Rozwiązywanie problemów powinno w pierwszej kolejności odbywać się samodzielnie; w przypadku trudności dopuszcza się pomoc SI.
- Odpowiedzi generowane przez SI muszą być każdorazowo weryfikowane; student jest zobowiązany do sprawdzenia poprawności wygenerowanego kodu oraz zrozumienia jego działania.
- W przypadku korzystania z SI przy realizacji zadania lub projektu należy to jednoznacznie zaznaczyć w dokumentacji, np. w komentarzu w kodzie: "Wygenerowano przy użyciu SI (nazwa narzędzia) – przekształcono i dostosowano”.
- Zabrania się wykorzystywania SI do oszukiwania, w szczególności do generowania prac w całości, kopiowania gotowych rozwiązań zadań bez zrozumienia, obchodzenia zasad uczciwości akademickiej oraz podczas zaliczenia przedmiotu, które ma charakter pracy samodzielnej.
Program zajęć:
1. Wprowadzenie do Mathematica/Octave
2. Proste obliczenia
3. Środowisko programistyczne
4. Listy, tablice, wektory i macierze
5. Wykresy
6. Pliki skryptowe
7. Instrukcje sterujące
8. Funkcje
9. Równania liniowe
10. Różniczkowanie numeryczne
11. Całkowanie numeryczne
12. Aproksymacja
13. Interpolacja
14. Metoda Monte-Carlo
Rodzaj przedmiotu
Tryb prowadzenia przedmiotu
w sali
zdalnie
Wymagania (lista przedmiotów)
Założenia (lista przedmiotów)
Założenia (opisowo)
Efekty kształcenia
Wiedza, absolwent zna i rozumie:
KP6_WG4 - zna zaawansowane metody obliczeniowe stosowane do rozwiązywania typowych problemów fizycznych oraz przykłady praktycznej implementacji takich metod z wykorzystaniem odpowiednich narzędzi informatycznych; zna elementy programowania oraz inżynierii oprogramowania w zakresie przewidzianym programem kształcenia
Umiejętności, absolwent potrafi:
KP6_UW4 - potrafi stosować metody numeryczne do rozwiązania problemów matematycznych; posiada umiejętność stosowania podstawowych pakietów oprogramowania oraz wybranych języków programowania w zakresie przewidzianym programem kształcenia
KP6_UK5 dokonać krytycznej analizy wyników pomiarów, obserwacji lub obliczeń teoretycznych wraz z ilościową oceną dokładności wyników;
KP6_UU1 uczyć się samodzielnie.
Kompetencje społeczne, absolwent jest gotów do:
KP6_KR2 stosowania i propagowania zasad uczciwości intelektualnej w działaniach własnych i innych osób, do rozstrzygania problemów etycznych w kontekście rzetelności badawczej, do propagowania rozstrzygającej roli eksperymentu w weryfikacji teorii fizycznych, do stosowania metody naukowej w gromadzeniu wiedzy.
Kryteria oceniania
Test zaliczeniowy (75%), prace domowe i praca na zajęciach (25%). Zaliczenie zajęć wymaga zdobycia 50% liczby punktów końcowych.
Literatura
[1] R. L. Zimmerman, F. I. Olness, Mathematica for physics, Addison-Wesley, 1995
[2] W. Kinzel, G. Reents, transl. by M. Clajus and B. Freeland-Clajus, Physics by computer: programming physical problems using Mathematica and C, Berlin, Springer, 1998
[3] 1 podręcznik on-line dla Octave: https://docs.octave.org/octave.pdf
[4] 2 podręcznik on-line dla Octave: http://www-mdp.eng.cam.ac.uk/web/CD/engapps/octave/octavetut.pdf
[5] Z. Fortuna, B. Macukow, J. Wąsowski, Metody numeryczne, Warszawa, Wydawnictwo WNT, 2015
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: