Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Obliczenia naukowe

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1000-712ONA
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Obliczenia naukowe
Jednostka: Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki
Grupy: Przedmioty obowiązkowe dla I roku bioinformatyki
Punkty ECTS i inne: 5.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.

zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Rodzaj przedmiotu:

obowiązkowe

Założenia (opisowo):

podstawy programowania

podstawy algebry liniowej

podstawy rachunku różniczkowego

Skrócony opis:

Podstawy obliczeń naukowych z przykładami w języku python.

Pełny opis:

1. Reprezentacja liczb, arytmetyka komputerów, stabilność numeryczna algorytmów

2. Wektory i macierze – proste operacje na nich (transponowanie, mnożenie, odwracanie),

3. Funkcje wektorowe, składanie funkcji, wykresy funkcji jedno- i wielo-wymiarowych

4. Układy równań liniowych, uwarunkowanie zadania układu równań liniowych, El. Gaussa

5. Wektory i wartości własne macierzy,

6. Liniowe zagadnienie najmniejszych kwadratów

7. Przestrzeń wielomianów, (bazy), interpolacje funkcji

8. c.d. Przestrzeni wielomianów, aproksymacje funkcji

9. Podstawy przetwarzania sygnałów – filtry jedno- i wielo-wymiarowe, wygładzanie

10. Zastosowania filtrów na przykładzie przetwarzania obrazów mikroskopowych

11. Podstawy kompresji danych - stratnej i bezstratnej.

12. Różniczkowanie numeryczne (wielomiany, dowolne funkcje, metody iteracyjne)

13. Całkowanie numeryczne (kwadratury)

14. Obliczenia symboliczne ( różniczkowanie, upraszczanie wyrażeń,całkowanie).

Literatura:

A primer on scientific programming with python, Lagtangen

Scientific Programming, Barone, Marinari, Organtini, Ricci-Tersenghi

Numerical Recipes, Press Teukolsky, Veterling, Flannery

Obliczenia inżynierskie i naukowe, Piotr Krzyżanowski

Efekty uczenia się:

Efekty kształcenia:

Wiedza i umiejętności: Student/ka:

- Zna podstawowe własności arytmetyki zmiennopozycyjnej w komputerze i błędów obliczeń, które mogą z niej wynikać

- Zna metody rozwiązywania równania nieliniowego;

- Zna metodę bezpośredniego rozwiązywania układów równań liniowych poprzez rozkład LU

- Zna definicję liniowego zadania najmniejszych kwadratów i jego rozwiązanie poprzez rozkład QR, a także zastosowania w dopasowaniu krzywych

- Zna metodę potęgową i odwrotną potęgową do znajdowania wektorów własnych i wie przy jakich założeniach metody te są zbieżne.

- Wie co to zadania interpolacji Lagrange'a i Hermite'a;

- zna bazy przestrzeni wielomianów: Lagrange'a, potęgową i Newtona, a także algorytm różnic dzielonych.

- Zna definicję przestrzeni splajnów dla ustalonych węzłów; w szczególności wie co to przestrzeń splajnów liniowych i przestrzeń splajnów kubicznych.

- Zna metody operowania na macierzach, także rzadkich, w języku python

- Zna podstawowe metody przetwarzania i prezentacji danych liczbowych na wykresach: liniowych, słupkowych, pudełkowych (ang. boxplot), mapach ciepła, histogramach, oraz biblioteki w języku python na to pozwalające.

- zna podstawowe metody reprezentacji i przetwarzania obrazów w komputerze

Kompetencje społeczne:

1. Rozumie znaczenie obliczeń naukowych jako narzędzia pozwalającego rozwiązywać zadania powstające przy modelowaniu zjawisk przyrody i techniki.

2. Rozumie problemy etyczne związane z możliwymi manipulacjami przy graficznej prezentacji danych.

Metody i kryteria oceniania:

Kolokwium,

projekt zaliczeniowy,

prace domowe,

egzamin pisemny

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2023/24" (w trakcie)

Okres: 2024-02-19 - 2024-06-16
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Konrad Sakowski
Prowadzący grup: Konrad Sakowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki.
ul. Pasteura 5, 02-093 Warszawa tel: +48 22 5532 000 https://www.fuw.edu.pl/ kontakt deklaracja dostępności USOSweb 7.0.1.0-2 (2024-02-19)