UIINP41 Software pro vědecké výpočty

Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
léto 2025
Rozsah
0/2/0. 2 kr. Ukončení: z.
Vyučující
Ing. Jiří Blahuta, Ph.D. (cvičící)
Garance
Ing. Jiří Blahuta, Ph.D.
Ústav informatiky – Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cílem předmětu je poskytnout znalosti a praktické dovednosti v programovém prostředí MATLAB jako nástroji pro numerické zpracování a vizualizaci dat. Studenti si osvojí základy syntaxe, příkazy, modelování a práci v GUI prostředí. Naučí se vytvářet skripty, funkce a vytvářet samostatně spustitelné .exe aplikace použitelné v prostředí MS Windows. MATLAB poskytuje uživatelům nejen grafické a výpočetní nástroje, ale i rozsáhlé knihovny funkcí společně s výkonným programovacím jazykem čtvrté generace. Na cvičeních se studenti učí zacházet s tímto nástrojem a využívat jeho rozsáhlých možností při výpočtech, vykreslování funkcí, 2D a 3D modelování a dalších činnostech.
Výstupy z učení
Student bude po absolvování předmětu schopen:
- orientovat se v prostředí MATLAB;
- vytvářet jednoduché skripty i aplikace pro výpočty;
- vykreslovat funkce ve 2D i 3D.
Osnova
  • 1. Úvod do MATLABu, historie, Toolboxy, syntaxe.
  • 2. Uživatelské prostředí, popis prostředí, režimy práce, editace M-souboru.
  • 3. Proměnné, výrazy a operátory (konstanty, řetězce, operátory, speciální znaky).
  • 4. Vytváření vlastních aplikací (M-soubory, skripty, uživatelské funkce, krokování fcí a skriptů, řídící příkazy IFthen, for).
  • 5. Matice, vektory (operace s maticemi, rozklad matice na vlastní hodnoty a vlastní vektory), polynomy, matematické funkce.
  • 6. Funkce pro práci s údaji (zobrazení průběhu funkce), práce s funkcemi.
  • 7. Grafické prostredí, objekt (vytvárení 2D grafů, základní řídící funkce, označení a popis grafu, 3D kreslení).
  • 8. Kontejnerové datové typy (cell, structure), logické funkce is, subsystémy.
  • 9. Možnosti importu a exportu dat, konverze, dialogová okna.
  • 10. Základní pohled na Image Processing Toolbox. ROI based operace.
  • 11. Návrh GUI v GUIDE a kompilace do EXE spustitelné aplikace.
  • 12. Další možnosti MATLABU, Simulink, Callback funkce. S-funkce, MEX-soubory.
Literatura
    povinná literatura
  • ŽENČÁK, Pavel. Matlab pro začátečníky i mírně pokročilé. Olomouc: Univerzita Palackého v Olomouci, 2013. ISBN 978-80-244-3412-4. info
    doporučená literatura
  • DUFFY, Dean G. Advanced engineering mathematics with MATLAB. Fourth edition. Boca Raton: CRC Press,Tyalor, 2017. ISBN 978-1-4987-3964-1. info
  • ATTAWAY, Stormy. Matlab: a practical introduction to programming and problem solving. 4th edition. Cambridge, MA: Elsevier, 2016. ISBN 978-0-12-804525-1. info
  • ZAPLATÍLEK K., DOLŇAR B. Matlab pro začátečníky. Praha, 2009. ISBN 978-80-7300-175-6. info
Výukové metody
cvičení v počítačové učebně
Metody hodnocení
Zápočet:
1. 75% účast na cvičení
2. Projekt v MATLABu
3. Písemný test, splnění min 75 %
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je zařazen také v obdobích léto 2020, léto 2021, léto 2022, léto 2023, léto 2024.