FI:PA081 Programování num. výpočtů - Informace o předmětu

PA081 Programování numerických výpočtů

Předmět se v období jaro 2020 nevypisuje.

Rozsah

2/0. 2 kr. (plus ukončení). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: z.

Vyučující

Mgr. Aleš Křenek, Ph.D. (přednášející)

Garance

Mgr. Aleš Křenek, Ph.D.
Katedra strojového učení a zpracování dat – Fakulta informatiky
Dodavatelské pracoviště: Katedra strojového učení a zpracování dat – Fakulta informatiky

Předpoklady

Předpokládají se znalosti matematické analýzy funkcí jedné proměnné, lineární algebry, programování v jazyku C a základů objektového programovámí.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Analýza a zpracování obrazu (program FI, N-VIZ)
• Aplikovaná informatika (program FI, N-AP)
• Bezpečnost informačních technologií (angl.) (program FI, N-IN)
• Bezpečnost informačních technologií (program FI, N-IN)
• Bioinformatika a systémová biologie (program FI, N-UIZD)
• Bioinformatika (program FI, N-AP)
• Computer Games Development (program FI, N-VIZ_A)
• Computer Graphics and Visualisation (program FI, N-VIZ_A)
• Computer Networks and Communications (program FI, N-PSKB_A)
• Cybersecurity Management (program FI, N-RSSS_A)
• Formální analýza počítačových systémů (program FI, N-TEI)
• Grafický design (program FI, N-VIZ)
• Graphic Design (program FI, N-VIZ_A)
• Hardware Systems (program FI, N-PSKB_A)
• Hardwarové systémy (program FI, N-PSKB)
• Image Processing and Analysis (program FI, N-VIZ_A)
• Informační bezpečnost (program FI, N-PSKB)
• Informační systémy (program FI, N-IN)
• Informatika (program FI, N-IN)
• Information Security (program FI, N-PSKB_A)
• Kvantové a jiné neklasické výpočetní modely (program FI, N-TEI)
• Paralelní a distribuované systémy (program FI, N-IN)
• Počítačová grafika a vizualizace (program FI, N-VIZ)
• Počítačová grafika (program FI, N-IN)
• Počítačové sítě a komunikace (program FI, N-IN)
• Počítačové sítě a komunikace (program FI, N-PSKB)
• Počítačové systémy (program FI, N-IN)
• Principy programovacích jazyků (program FI, N-TEI)
• Programovatelné technické struktury (angl.) (program FI, N-IN)
• Programovatelné technické struktury (program FI, N-IN)
• Řízení kyberbezpečnosti (program FI, N-RSSS)
• Řízení vývoje služeb (program FI, N-RSSS)
• Řízení vývoje softwarových systémů (program FI, N-RSSS)
• Services Development Management (program FI, N-RSSS_A)
• Služby - výzkum, řízení a inovace (angl.) (program FI, N-AP)
• Služby - výzkum, řízení a inovace (program FI, N-AP)
• Sociální informatika (program FI, B-AP)
• Software Systems Development Management (program FI, N-RSSS_A)
• Software Systems (program FI, N-PSKB_A)
• Softwarové systémy (program FI, N-PSKB)
• Strojové učení a umělá inteligence (program FI, N-UIZD)
• Teoretická informatika (program FI, N-IN)
• Učitelství výpočetní techniky pro střední školy (program FI, N-SS) (2)
• Umělá inteligence a zpracování přirozeného jazyka (program FI, N-IN)
• Vývoj počítačových her (program FI, N-VIZ)
• Zpracování a analýza rozsáhlých dat (program FI, N-UIZD)
• Zpracování obrazu (program FI, N-AP)
• Zpracování přirozeného jazyka (program FI, N-UIZD)

Cíle předmětu

Tento předmět je věnován matematickým a implementačním prostředkům potřebným pro přesné řešení numerických úloh.

Výstupy z učení

Student bude rozumět základním metodám řešení numerických výpočtů a bude schopen navrhnout a posoudit jaké metody použít pro řešení konkrétních problémů.

Osnova

• Počítačová reprezentace reálných čísel. Zaokrouhlovací chyby u elementárních operací. Přesnost a stabilita numerických výpočtů.
• Řešení nelineárních rovnic. Optimalizace funkckí jedné a více proměnných. Numerické integrování.
• Vlastní hodnoty a vektory matic.
• Praktické řešení úloh lineární algebry. Stabilita řešení úlohy nejmenších čtverců.
• Metody automatického derivování.
• Numerické simulace dynamických dějů fyzikálních systémů.

Literatura

doporučená literatura
• ACTON, Forman S. REAL Computing made real :preventing errors in scientific and engineering calculations. Princeton: Princeton University Press, 1996, XV, 259 s. ISBN 0-691-03663-2. info
• HIGHAM, Nicholas J. Accuracy and stability of numerical algorithms. Philadelphia: Society for Industrial and Applied Mathematics, 1996, xxviii, 68. ISBN 0-89871-355-2. info
• STROUSTRUP, Bjarne. The C++ programming language. 3rd ed. Reading: Addison-Wesley, 1997, x, 910 s. ISBN 0-201-88954-4. info
• PRESS, William H. Numerical recipes in C/C++ the art of scientific computing. Cambridge: Cambridge University Press, 2002, 1 CD-ROM. ISBN 0521750377. info
• GRIEWANK, Andreas a Andrea WALTHER. Evaluating derivatives : principles and techniques of algorithmic differentiation. 2nd ed. Philadelphia: Society for Industrial and Applied Mathematics, 2008, xxi, 438. ISBN 9780898716597. info
• SCHNEIDER, Johannes J. a Scott KIRKPATRICK. Stochastic optimization. Berlin: Springer, 2006, xvi, 565. ISBN 3540345590. info

Výukové metody

Předmět probíhá formou přednášek, na kterých jsou probírané metody prezentovány jak v obecné rovině, tak na řešení zcela konkrétních problémů, včetně rozboru implementace programu. Přednášky jsou doplněny dobrovolnými domácími úlohami, jejich řešení je pak rozebráno na některé z dalších přednášek.

Metody hodnocení

Závěrečný písemný test, skládající se z cca. 10 otázek pokrývajících teoretický obsah předmětu i praktické příklady (např. návrh pseudokódu řešení konkrétního problému). Test je chápán jako obsáhlejší příprava k ústní části zkoušky, kde jej lze doplnit a zvýšit bodové hodnocení. K úspěšnému složení zkoušky je třeba získat 40% bodů. V případě nerozhodné známky je přihlédnuto k výsledkům dobrovolných domácích úloh.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

• Statistika zápisu (jaro 2020, nejnovější)
  
• Permalink: https://is.muni.cz/predmet/fi/jaro2020/PA081