INFORMATYKA W CHEMII Dr Piotr Szczepański Katedra Chemii Fizycznej i Fizykochemii Polimerów pok. 256 B
INFORMATYKA W CHEMII Wykładowca: dr Piotr Szczepański, e-mail: piotrs@chem.umk.pl Katedra Chemii Fizycznej i Fizykochemii Polimerów, p. 256 B Pracownia: Opieka techniczna i administracyjna: inż. Dariusz Czerwiński Prowadzący zajęcia: dr hab. Stanisław Koter, prof. UMK dr hab. Wojciech Kujawski dr Izabela Koter Dr Ewa Olewnik Dr Magdalena Gierszewska-Drużyńska dr Piotr Adamczak dr Jacek Nowaczyk mgr Andrzej Oberta dr Piotr Szczepański
ZASADY ZALICZENIA PRZEDMIOTU Pracownia Informatyki 45 h (40%) - poprawne wykonanie odpowiedniej ilości zadań na komputerze - zaliczenie dwóch kolokwiów Test egzaminacyjny (60%) - poprawne wykonanie odpowiedniej ilości zadań
PRACOWNIA INFORMATYKI Wymiar: 45 h (15 x 2h 15 min) Zad. 1. Wartość średnia, odchylenie standardowe, miary dyspersji Zad. 2. Zależność wartości średniej oraz miar dyspersji od liczności próbek Zad. 3. Zastosowanie regresji liniowej do obliczania stałej szybkości reakcji I-rzędu Zad. 4. Obliczanie ph mieszaniny dwóch kwasów Zad.10. Liniowa regresja wielokrotna Zad.11. Regresja liniowa transformacje linearyzujące Zad.12. Całkowanie numeryczne: metoda prostokątów, trapezów i Simpsona Zad.14. Optymalizacja sympleksowa
ZAKRES MATERIAŁU [wg materiałów pomocniczych dostępnych na Pracowni Informatyki Chemii] Wykład wymiar: 15 h (1x1h + 7x2h) ROZWÓJ INFORMATYKI I KOMPUTERÓW CHARAKTERYSTYCZNE CECHY KOMPUTERÓW PODSTAWOWE ZASTOSOWANIA KOMPUTERÓW W CHEMII I NAUCE ALGORYTM [zasady projektowania, ocena] BŁĄD I STATYSTYKA [błąd systematyczny, błąd przypadkowy, dokładność, precyzja] LICZBY ZNACZĄCE STATYSTYCZNA OCENA WYNIKÓW DOŚWIADCZEŃ [liczność, średnia, odchylenie standardowe a niepewność standardowa] POWIELANIE BŁĘDU [zasada oceny błędu, rodzaje niepewności] ANALIZA REGRESJI - DOPASOWANIE KRZYWYCH I DANYCH DOŚWIADCZALNYCH [metoda najmniejszych kwadratów] REGRESJA LINIOWA [podstawy, regresja ważona, analiza reszt, współczynnik korelacji, błąd standardowy] REGRESJA NIELINIOWA [podstawy, wielomiany w analizie regresji] TRANSFORMACJA LINEARYZUJĄCA
ZAKRES MATERIAŁU c.d. [wg materiałów pomocniczych dostępnych na Pracowni Informatyki Chemii] LINIOWA REGRESJA WIELOKROTNA [model, współczynniki, wariancja] REDUKCJA MODELU PROCEDURY KROKOWE [wybór zmiennych] CAŁKOWANIE NUMERYCZNE [całka i jej interpretacja geometryczna] METODA TRAPEZÓW [algorytm, ocena błędu] METODA SIMPSONA [algorytm, ocena błędu] METODA GAUSSA-LEGENDRE'A [zasada, przeznaczenie] ROZWIĄZYWANIE RÓWNAŃ RÓŻNICZKOWYCH [podstawy] METODA RUNGEGO - KUTTY [algorytm, ocena błędu] METODA MILNE'A (PREDYKTOR-KOREKTOR) [algorytm, ocena błędu] ROZWIĄZYWANIE UKŁADÓW RÓWNAŃ RÓWNANIA LINIOWE [met. Cramera, met. Gaussa-Seidla, met. Gaussa-Jordana] RÓWNANIA NIELINIOWE [metoda Newtona-Raphsona] INTERPOLACJA [wg Lagrange'a, różnice i ilorazy różnicowe, wielomian interpolacyjny Newtona] RÓŻNICZKOWANIE NUMERYCZNE [wg Lagrange'a, wg Newtona]
ZAKRES MATERIAŁU c.d. [wg materiałów pomocniczych dostępnych na Pracowni Informatyki Chemii] OPTYMALIZACJA I PLANOWANIE DOŚWIADCZEŃ [przegląd metod] PROSTA METODA SYMPLEKSOWA [algorytm, reguły] OPTYMALIZACJA METODĄ NELDERA-MEADA [algorytm, ekspansja, kontrakcja] ZASTOSOWANIE W CHEMII METODY MONTE CARLO - CAŁKOWANIE I SYMULACJA LICZBY PSEUDOLOSOWE [generatory, transformacja rozkładu] CAŁKOWANIE METODĄ MONTE CARLO [zasada, zależność od parametrów] SYMULACJA METODĄ MONTE CARLO [chromatografia] SZTUCZNA INTELIGENCJA I SYSTEMY EKSPERTOWE [podstawy] KOMPUTEROWE WSPOMAGANIE BADAŃ CHEMICZNYCH [bazy danych, systemy ekspertowe]
LITERATURA 1. R. Wódzki, Zastosowanie informatyki w chemii, Toruń 1999 2. Z. Fortuna, B. Macukow, J. Wąsowski, Metody numeryczne, WNT 2006 3. H. Hänsel, Podstawy rachunku błędów, WNT 1968 4. A. Ralston, Wstęp do analizy numerycznej, PWN 1983 5. J.B. Czermiński, A. Iwasiewicz, Z. Paszek, A. Sikorski, Metody statystyczne dla chemików, PWN 1992 6. A. Łomnicki, Wprowadzenie do statystyki dla przyrodników, PWN, Warszawa 2000 7. J. Arendalski, Niepewność pomiarów, Oficyna wydawnicza PW 2006 8. J. Kornacki, J. Mielniczuk, Statystyka dla studentów kierunków technicznych i przyrodniczych, WNT 2001 9. E. Bulska, Metrologia chemiczna, Wydawnictwo MALAMUT, Warszawa 2008 10. P. Konieczka, J. Namieśnik, Ocena i kontrola jakości wyników pomiarów analitycznych, W. N.-T., Warszawa 2007
TEST EGZAMINACYJNY 1. Czas trwania: 2 h 2. Forma: test 3. Niezbędne: kalkulator, wiedza 4. Dozwolone jest korzystanie z notatek, książek i innych materiałów 5. Niedozwolone: korzystanie z rozwiązanych testów, pomoc koleżeńska
TEST EGZAMINACYJNY - PRZYKŁAD
Od lipca 2006 Wydział Chemii UMK przystąpił do programu MSDN Academic Alliance, w ramach którego pracownicy wydziału (związani z dydaktyką) oraz studenci mają możliwość otrzymania legalnego oprogramowania firmy Microsoft. Szczegółowy wykaz oprogramowania znajduje się na stronie msdnaa.chem.uni.torun.pl
Produkty wchodzące w skład MSDN AA: 1) Windows 7, Windows XP i inne systemy operacyjne Microsoft 2) Microsoft Access 3) Microsoft Visio Professional 4) Microsoft One Note 5) Microsoft Info Path 6) Microsoft Project Professional 7) Visual Studio.NET Professional 8) Windows 2003 Serwer 9).NET Enterprise Servers: Windows Server, SQL Server, Exchange Server, Commerce Server, 10) BizTalk Server, Systems Management Server, Sharepoint Portal Server 11) MSDN Library (kwartalnie aktualizowana dokumentacja, artykuły i przykładowy kod) 12) Software Development Kits (SDKs) oraz bety oprogramowania i aktualizacje. 13) Narzędzia programistyczne dla Windows CE 14) Nowe wersje oprogramowania, beta wersje i poprawki
Aby uzyskać konto w systemie ELMS niezbędne jest: posiadanie ważnego konta na Serwerze Wydziału (pracownicy) lub na serwerze 'student.uni.torun.pl' (studenci Wydziału Chemii. Informacje o sposobie założenia konta znajdują się na stronach http://www.uci.umk.pl/studenci/konto/zakladanie/. Konta założone na innych serwerach nie będą honorowane. Wysłanie na adres administratora padam@chem.uni.torun.pl e-mail zawierający: nagłówek: treść linia: Rejestracja w systemie MSDNA 1. adres e-mail 2. imię i nazwisko 3. nr indeksu 4. rok rozpoczęcia studiów
Po dokonaniu rejestracji w ciągu 48 godzin zostanie wysłany list przez system ELMS do użytkownika z hasłem loginem oraz adresem strony Wydziału w systemie ELMS Autoryzowany użytkownik ma prawo do pobierania oprogramowania dostępnego na liście programów systemu ELMS. Pobieranie oprogramowania innej wersji niż polska lub angielska jest możliwe po uzgodnieniu z administratorem.