Komputerowe Wspomaganie Obliczeń. dr Robert Kowalczyk

Podobne dokumenty
Wspomaganie obliczeń matematycznych. dr inż. Michał Michna

dr inż. Michał Michna WSPOMAGANIE OBLICZEŃ MATEMATYCZNYCH

Wspomaganie obliczeń matematycznych. dr inż. Michał Michna

Obliczenia Naukowe. Wykład 11:Pakiety do obliczeń: naukowych i inżynierskich Przegląd i porównanie. Bartek Wilczyński

PWSZ w Tarnowie Instytut Politechniczny Elektrotechnika

Architektura dużych projektów bioinformatycznych

Obliczenia inżynierskie. oprogramowanie matematyczne

Informatyka. Wykład 0. Witold Dyrka 13/2/2012

Pisząc okienkowy program w Matlabie wykorzystujemy gotowe obiekty graficzne, lub możemy tworzyć własne obiekty dziedzicząc już zdefiniowane.

Architektura dużych projektów bioinformatycznych

Pakiety matematyczne. Matematyka Stosowana. dr inż. Krzysztof Burnecki

Rozwiązywanie równań różniczkowych zwyczajnych za pomocą komputera

Spis treści. I. Skuteczne. Od autora... Obliczenia inżynierskie i naukowe... Ostrzeżenia...XVII

Matlab - zastosowania Matlab - applications. Informatyka II stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Pakiety matematyczne. Matematyka Stosowana. dr inż. Krzysztof Burnecki

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE WI-ET / IIT / ZTT. Instrukcja do zajęc laboratoryjnych nr 1 AUTOMATYZACJA I ROBOTYZACJA PROCESÓW PRODUKCYJNYCH

Kierunek: Matematyka Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Rozwiązywanie równań liniowych. Transmitancja. Charakterystyki częstotliwościowe

Top 38 w roku GeoGebra

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

KARTA KURSU (realizowanego w module specjalności) Metody numeryczne

E-E-A-1008-s5 Komputerowa Symulacja Układów Nazwa modułu. Dynamicznych. Elektrotechnika I stopień Ogólno akademicki. Przedmiot kierunkowy

Dostawa oprogramowania. Nr sprawy: ZP /15

Elektrotechnika I stopień Ogólno akademicki. Przedmiot kierunkowy. Obowiązkowy Polski VI semestr zimowy

SYLABUS/KARTA PRZEDMIOTU

Inżynierskie metody analizy numerycznej i planowanie eksperymentu / Ireneusz Czajka, Andrzej Gołaś. Kraków, Spis treści

Repetytorium z matematyki 3,0 1,0 3,0 3,0. Analiza matematyczna 1 4,0 2,0 4,0 2,0. Analiza matematyczna 2 6,0 2,0 6,0 2,0

I rok. semestr 1 semestr 2 15 tyg. 15 tyg. Razem ECTS. laborat. semin. ECTS. konwer. wykł. I rok. w tym. Razem ECTS. laborat. semin. ECTS. konwer.

Pakiet matlab odpowiednie narzędzie w nowoczesnym laboratorium. Karol Józefowicz. Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Lesznie, Instytut Politechniczny

Macierze Lekcja I: Wprowadzenie

Kierunek: Matematyka Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Kierunek: Matematyka Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Kierunek: Matematyka Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Podstawy Informatyki Computer basics

Kierunek: Matematyka Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

WSKAŹNIKI ILOŚCIOWE - Punkty ECTS w ramach zajęć: Efekty kształcenia. Wiedza Umiejętności Kompetencje społeczne (symbole) MK_1. Analiza matematyczna

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2018/2019

Wykorzystanie programów komputerowych do obliczeń matematycznych, cz. 2/2

Technologie informacyjne lab. 3

KARTA PRZEDMIOTU. 1. NAZWA PRZEDMIOTU: Pakiety matematyczne i informatyczne. 2. KIERUNEK: Matematyka. 3. POZIOM STUDIÓW: I stopnia

Naukowe Koło Nowoczesnych Technologii

Kierunek:Informatyka- - inż., rok I specjalność: Grafika komputerowa

Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium 15 30

Rok akademicki: 2014/2015 Kod: CCB s Punkty ECTS: 3. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Wykorzystanie programów komputerowych do obliczeń matematycznych, cz. 2/2

Wykład 6. Pakiety oprogramowania analizy matematycznej. Interpretacja wyników

HARMONOGRAM EGZAMINÓW

dr inż. Damian Słota Gliwice r. Instytut Matematyki Politechnika Śląska

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2016/2017

Rok akademicki: 2016/2017 Kod: JIS s Punkty ECTS: 6. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Kurs wybieralny: Zastosowanie technik informatycznych i metod numerycznych w elektronice

PRZETWARZANIE I ORGANIZOWANIE DANYCH: ARKUSZ KALKULACYJNY

Nowoczesne metody nauczania przedmiotów ścisłych

Kierunek: Matematyka w technice

1. Tabela odniesień efektów kierunkowych do efektów obszarowych z komentarzami

Infrastruktura PLGrid Nowa jakość usług informatycznych w służbie nauki

KARTA MODUŁU (część I)

WYDZIAŁ PODSTAWOWYCH PROBLEMÓW TECHNIKI KARTA PRZEDMIOTU

Techniki programowania INP001002Wl rok akademicki 2017/18 semestr letni. Wykład 7. Karol Tarnowski A-1 p.

Odniesienie do kierunkowych efektów kształcenia Zna podstawowe możliwości pakietu Matlab

Analiza Algebra Podstawy programowania strukturalnego. Podstawowe wiadomości o funkcjach Podstawowe wiadomości o macierzach Podstawy programowania

Analiza Algebra Podstawy programowania strukturalnego. Podstawowe wiadomości o funkcjach Podstawowe wiadomości o macierzach Podstawy programowania

PROGRAM STUDIÓW. WYDZIAŁ: Podstawowych Problemów Techniki KIERUNEK: Matematyka stosowana

Opis efektów kształcenia dla programu kształcenia (kierunkowe efekty kształcenia) WIEDZA. rozumie cywilizacyjne znaczenie matematyki i jej zastosowań

INFORMATYKA TECHNICZNA Komputerowe Wspomaganie Obliczeń Wykład 3. Komputerowe wspomaganie obliczeń w programie Mathcad. dr inż.

Kierunek: Informatyka Stosowana Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne. audytoryjne. Wykład Ćwiczenia

Obliczenia Naukowe. O arytmetyce komputerów, Czyli jak nie dać się zaskoczyć. Bartek Wilczyński 29.

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Kierownik Katedry: Prof. dr hab. inż. Tadeusz BURCZYŃSKI

KIERUNKOWE I SPECJALNOŚCIOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA

MATLAB - podstawy użytkowania

automatyka i robotyka II stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

PODSTAWY INFORMATYKI 1 MATLAB CZ. 3

KARTA MODUŁU (część I, 2013/2014)

KATALOG PRZEDMIOTÓW (PAKIET INFORMACYJNY ECTS) KIERUNEK INFORMATYKA STUDIA PIERWSZEGO STOPNIA

PODSTAWY AUTOMATYKI. MATLAB - komputerowe środowisko obliczeń naukowoinżynierskich - podstawowe operacje na liczbach i macierzach.

WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI

Zał nr 4 do ZW. Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy. Liczba punktów ECTS charakterze praktycznym (P)

INFORMATYKA. PLAN STUDIÓW NIESTACJONARNYCH 2-go STOPNIA (W UKŁADZIE ROCZNYM) STUDIA ROZPOCZYNAJĄCE SIĘ W ROKU AKADEMICKIM A K L S P

OBLICZENIA SYMBOLICZNE W PROBLEMIE WAHADŁA PODWÓJNEGO

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

EFEKTY UCZENIA SIĘ DLA KIERUNKU INŻYNIERIA DANYCH W ODNIESIENIU DO EFEKTÓW UCZENIA SIĘ PRK POZIOM 6

Informatyczne podstawy projektowania Kod przedmiotu

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: STC s Punkty ECTS: 3. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Kierunek:Informatyka- - inż., rok I specjalność: Grafika komputerowa

I II III IV V VI VII VIII

The Loboc River in Bohol, Philippines. Opracował L. Czechowski. L. Czechowski Blok Informatyczny

PLAN STUDIÓW. efekty kształcenia

Specjalność: Komputerowe systemy sterowania i diagnostyki

KARTA MODUŁU (część I)

MATHCAD OBSŁUGA PROGRAMU

MATLAB jako narzędzie do obliczeń numerycznych

Efekty kształcenia na kierunku AiR drugiego stopnia - Wiedza Wydziału Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki Politechniki Opolskiej

Egzamin / zaliczenie na ocenę* 1,6 1,6

Metody Obliczeniowe w Nauce i Technice

Studia I stopnia, stacjonarne 3,5 letnie kierunek: EDUKACJA TECHNICZNO-INFORMATYCZNA Specjalność: nauczycielska profil kształcenia: praktyczny

Informatyka I stopień (I stopień / II stopień) ogólno akademicki (ogólno akademicki / praktyczny) podstawowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES)

Obliczenia inżynierskie. Liczby, Programy CAS, Arkusz kalkulacyjny

Wykorzystanie programów komputerowych do obliczeń matematycznych

Transkrypt:

Komputerowe Wspomaganie Obliczeń dr Robert Kowalczyk

Komputerowe Wspomaganie Obliczeń Programy Komputerowego Wspomagania Obliczeń to programy komputerowe wspomagające obliczenia numeryczne lub symboliczne w matematyce, statystyce, fizyce, chemii i innych dyscyplinach technicznych i inżynieryjnych. 2

Obliczenia numeryczne i symboliczne Pakiety numeryczne - są wyspecjalizowane w prowadzeniu szybkich obliczeń numerycznych w dużej skali i mają także bogate możliwości graficznej wizualizacji wyników. Pakiety wielozadaniowe - przede wszystkim koncentrują się na obliczeniach symbolicznych, ale również udostępniają funkcje numeryczne i wizualizacyjne, a nawet dają możliwości składu tekstów matematycznych (technicznych). Pakiety wielozadaniowe nazywane są pakietami obliczeń symbolicznych, bądź systemami algebry komputerowej (Computer Algebra System), czy też wręcz po prostu pakietami matematyki komputerowej. 3

Przegląd najpopularniejszych narzędzi Pakiety numeryczne: Matlab SciLab Octave Pakiety wielozadaniowe (obliczeń symbolicznych): Maxima Mathematica Maple Derive 4

MATLAB (komercyjny) MATLAB program komputerowy będący interaktywnym środowiskiem do wykonywania obliczeń naukowych i inżynierskich, oraz do tworzenia symulacji komputerowych. Nazwa programu pochodzi od angielskich słów MATrix LABoratory, gdyż początkowo program ten był przeznaczony do numerycznych obliczeń macierzowych. Prapoczątki programu MATLAB sięgają lat siedemdziesiątych, gdy w USA na zlecenie National Science Foundation powstały biblioteki języka Fortran do obliczeń macierzowych: Linpack i Eispack. 5

MATLAB przykład kodu x=-10:0.1:10; k1=3; k2=2; y1=k1*x; y2=x.^k2; plot(x,y1,x,y2); grid; title('dwa wykresy funkcji'); xlabel('x'); ylabel('y'); legend('y1','y2') 6

MATLAB Pakiety w Matlab: Financial Toolbox pakiet do obliczeń finansowych Fuzzy Logic Toolbox pakiet do projektowania i diagnostyki inteligentnych układów sterowania Image Processing Toolbox pakiet do przetwarzania obrazów Mapping Toolbox pakiet przeznaczony do analizy informacji geograficznych i wyświetlania map Neural Network Toolbox pakiet do projektowania i symulacji sieci neuronowych Symbolic Math Toolbox pakiet do obliczeń symbolicznych Partial Differential Equation Toolbox pakiet do numerycznego rozwiązywania równań różniczkowych cząstkowych Simulink pakiet do modelowania, symulacji i analizy układów dynamicznych Spline Toolbox pakiet do aproksymacji i interpolacji funkcjami sklejanymi Wavelet Toolbox pakiet do analizy falowej sygnałów 7

SCILAB (darmowy) Scilab darmowy pakiet naukowy stworzony w 1990 przez francuskie INRIA (francuski narodowy instytut badań w dziedzinie komputerów) oraz ENPC (najstarszą szkołę inżynierską na świecie). Od roku 1994 rozprowadzany na licencji open source. Scilab został stworzony do badań matematycznych i posiada w sobie setki funkcji matematycznych, którymi możemy operować zarówno na liczbach, jak i na bardziej zaawansowanych strukturach jak wektory czy macierze. Scilab jest w stanie pomóc w wielu dziedzinach od prostych obliczeń, przez macierze, algebrę liniową, przetwarzanie sygnałów, statystykę przez wiele innych dziedzin. 8

SCILAB przykład kodu x=linspace (0, %pi, 50); y=sin(x); plot (x,y); y1=cos(2*x); plot(x,y1); xgrid(); 9

OCTAVE (darmowy) GNU Octave środowisko obliczeń oraz język programowania przeznaczony dla prowadzania obliczeń numerycznych. Octave dostępny jest na większości systemów uniksowych. Rozprowadzany jest na zasadach licencji GNU GPL. Prace nad Octave rozpoczęły się w 1988 roku. Pełną parą ruszyły one wiosną 1992 za sprawą Johna W. Eatona. Pierwsza wersja alpha ukazała się 4 stycznia 1993. 10

Octave przykład kodu x=[-1:0.1:1]; y=[-1:0.1:1]; [X,Y]=meshgrid(x,y); Z=sin(X.*X.+2.*Y.*Y) mesh(x,y,z) 11

MAXIMA (darmowy) Maxima program komputerowy typu CAS (systemów algebry komputerowej), które mają wspomagać wykonywanie obliczeń symbolicznych. Maxima posiada własny, prosty interfejs graficzny - XMaxima. Niezależnie rozwijany jest wieloplatformowy interfejs wxmaxima. Maxima wywodzi się z opracowanego w Massachusetts Institute of Technology pod koniec lat 60. na zlecenie Departamentu Energii USA programu Macsyma. 12

MAXIMA - możliwości Różniczkowanie i całkowanie symboliczne Symboliczne rozwiązywanie równań, w tym różniczkowych Upraszczanie wyrażeń algebraicznych Operacje na macierzach Wykresy 2D i 3D (wykorzystuje Gnuplot) Definiowanie własnych funkcji przez użytkownika Możliwość programowania w Lispie Eksport wyników w formacie TeX 13

MAXIMA - przykład x(t):=cos(t)^3; y(t):=sin(t)^3; load(draw); wxdraw2d(parametric(x(t),y(t),t,0,2*%pi)); 14

MATHEMATICA (komercyjny) Mathematica komercyjny system obliczeń symbolicznych i numerycznych opracowany w 1988 przez Stephena Wolframa. W ciągu swojego istnienia stał się popularny w środowisku naukowców i inżynierów. Mathematicę charakteryzuje wysoka wydajność, szerokie możliwości wizualizacji i prezentacji danych oraz przenośność. Obecnie jest dostępna na większość platform 32- i 64-bitowych Spośród wolnego oprogramowania podobne funkcje oferują programy Maxima oraz Sage. 15

MATHEMATICA - przykład ParametricPlot3D[{Sin[t],Cos[t],t/3},{t,0,15}] 16

MAPLE (komercyjny) Maple program komputerowy typu CAS służący do wykonywania obliczeń symbolicznych, stworzony w 1981 roku przez Symbolic Computation Group na Uniwersytecie Waterloo w Kanadzie. Od 1988 rozwijany i sprzedawany komercyjnie przez Waterloo Maple Inc. (znane również jako Maplesoft). Program często wykorzystywany przez naukowców i inżynierów. Język programowania Maple jest językiem interpretowanym o dynamicznych typach danych. Wyrażenia symboliczne przechowywane są w pamięci jako skierowane grafy acykliczne. 17

MAPLE - przykład implicitplot(x^2+y^2=1,x=-1..1,y=-1..1,scaling=constrained); 18

DERIVE Derive program z rodziny CAS (Computer Algebra System), który pozwala na wykonywanie obliczeń symbolicznych i numerycznych z wielu działów matematyki. Derive powstał jako rozwinięcie programu mumath napisanego na początku lat 80. i rozprowadzanego przez Microsoft. 1988 r. Derive 1.0 dla DOS 1990 r. Derive 2.0 dla DOS 1994 r. Derive 3.0 dla DOS 1996 r. Derive 4.0 dla DOS i Windows Marzec 2000 r. wersja Derive 5.0 Grudzień 2001 r. Derive 5.05 Listopad 2003 r. Derive 6.0, wersja działająca tylko w Windows 2000/XP. Październik 2004 r. Derive 6.10, wersja działająca w Windows 98/Me/2000/XP. Czerwiec 2007 r. - zakończenie sprzedaży programu. 19

DERIVE x SIN(x) 20

Informacje ogólne Wykład 30 h Zaliczenie zajęć (referat+kolokwium) e-mail: kowalcr@math.uni.lodz.pl strona www: math.uni.lodz.pl/~kowalcr 21

Referaty 1. 14.10.2016 Mathematica (Robert Kowalczyk) 2. 21.10.2016 Octave () 3. 28.10.2016 Octave () 4. 04.11.2016 Octave () 5. 11.11.2016 Octave () 6. 18.11.2016 Octave () 7. 25.11.2016 Octave () 8. 02.12.2016 Maxima () 9. 09.12.2016 Maxima () 10. 16.12.2016 Maxima () 11. 13.01.2016 Maxima () 12. 20.02.2016 Maxima () 13. 27.01.2016 Kolokwium 14. 03.02.2016 Poprawa i oceny 22

Dziękuję za uwagę 23