• Nie Znaleziono Wyników

KATALOG PRZEDMIOTÓW OBIERALNYCH STUDIA STACJONARNE PIERWSZEGO I DRUGIEGO STOPNIA NA KIERUNKU

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "KATALOG PRZEDMIOTÓW OBIERALNYCH STUDIA STACJONARNE PIERWSZEGO I DRUGIEGO STOPNIA NA KIERUNKU"

Copied!
140
0
0

Pełen tekst

(1)

WYDZIAŁ MATEMATYKI I NAUK INFORMACYJNYCH POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ

KATALOG PRZEDMIOTÓW OBIERALNYCH

STUDIA STACJONARNE PIERWSZEGO I DRUGIEGO STOPNIA

NA KIERUNKU

MATEMATYKA

Rok akademicki 2019/2020

(2)

2

(3)

3 Spis treści

I. Tabela przedmiotów obieralnych ... 5

II. Karty przedmiotów obieralnych ... 7

1. Analiza wariacyjna i jej zastosowania... 8

2. Wyjaśnialne uczenie maszynowe ... 11

3. Dowody z księgi ... 14

4. Metody komputerowe w równaniach różniczkowych ... 16

5. Transformaty całkowe i wstęp do teorii dystrybucji ... 20

6. Analiza sygnałów i systemów w praktyce ... 24

7. Wybrane zagadnienia teorii grafów ... 28

8. Zarządzanie ryzykiem w ubezpieczeniach ... 32

9. Programowanie i analiza danych w R ... 35

10. Przetwarzanie i analiza danych w języku Python ... 39

11. Teoria gier ... 42

12. Seminarium: Miara i ergodyczność ... 45

13. Seminarium:Metody analizy w teorii grafów ... 48

14. Statystyczne silva rerum ... 50

15. Gry kombinatoryczne ... 53

16. Kombinatoryka na słowach ... 56

17. Bazy danych ... 59

18. Narzędzia SAS ... 61

19. Wybrane zaawansowane zagadnienia uczenia maszynowego ... 64

20. Seminarium:Fraktale ... 67

21. Ekonomia ... 70

22. Analiza funkcjonalna 2 ... 73

23. Przetwarzanie danych w systemie SAS... 76

24. Matematyka dyskretna 3 ... 79

25. Nowoczesne metody modelowania aktuarialnego przy wykorzystaniu systemu prophet ... 83

26. Wnioskowanie rozmyte ... 86

27. Zbiory rozmyte ... 89

28. Matematyka popularna ... 93

30. Teoria liczb ... 96

31. Wybrane zagadnienia statystyki matematycznej ... 99

32. Logika ... 102

33. Zaawansowane algorytmy matematyki obliczeniowej ... 105

34. Elementy teorii obliczalności i metamatematyki ... 108

35. Teoria Galois ... 112

III. Przedmioty obieralne stałego wyboru na rok akademicki 2019/2020 ... 115

1. Między Bachem a Banachem: Matematyczne struktury w muzyce i sztuce ... 115

IV Przedmioty obieralne z innych kierunków na rok akademicki 2019/2020 ... 118

1. Metody losowe optymalizacji globalnej... 118

2. Grafy i sieci: projekt... 121

(4)

4

3. Eksploracja danych tekstowych z uczeniem głębokim ... 123

V Stałe przedmioty obieralne ... 126

1. Algebra i jej zastosowania 2 ... 126

2. Równania różniczkowe cząstkowe 2 ... 129

3. Procesy stochastyczne ... 132

4. Geometria różniczkowa ... 135

5. Algorytmiczna teoria liczb ... 138

(5)

5

I.

TABELA PRZEDMIOTÓW OBIERALNYCH Nazwisko i imię

prowadzącego przedmiot

Nazwa przedmiotu liczba grup ECTS

wymiar godzin forma zaliczenia

studia oraz semestr

wykład ćwiczenia laboratoria projekt

Bednarczuk Ewa, dr hab.

prof. ucz.

Syga Monika, dr

Analiza wariacyjna i jej zastosowania / Variational Analysis and

Applications

2 lab 4 30 20 10 0 egzamin I st - sem 4, 6, II st - sem 2, 4 Biecek Przemysław, dr

hab. inż. prof. ucz. Wyjaśnialne uczenie maszynowe /

Explainable Machine Learning 1 lab 4 15 0 15 30 egzamin II st - sem 2, 4 Bies Piotr, dr Dowody z księgi / Proofs of the Book 1 ćw 2 30 0 0 0 zaliczenie

na ocenę

I st - sem 4, 6, II st - sem 2, 4 Błaszczyk Łukasz, dr inż.

Metody komputerowe w równaniach różniczkowych / Computer Methods in Differential Equations

2 lab 5 15 0 45 0 zaliczenie na ocenę

I st - sem 5, II st - sem 1, 3

Błaszczyk Łukasz, dr inż.

Transformaty całkowe i wstęp do teorii dystrybucji / Integral Trans- forms and Introduction to Distribution Theory

1 ćw 5 30 30 0 0 egzamin I st - sem 5, II st - sem 1, 3 Błaszczyk Łukasz, dr inż.

Snopek Kajetana, dr hab.

prof. ucz.

Analiza sygnałów i systemów w praktyce / Signal and System Analysis in Practice

2 lab 5 30 15 15 0 zaliczenie na ocenę

I st - sem 6, II st - sem 2, 4 Bryś Krzysztof, dr inż. Wybrane zagadnienia teorii grafów /

Selected Topics in Graph Theory 1 ćw 3 30 15 0 0 zaliczenie na ocenę

I st - sem 4,6 II st - sem 2,4 Dygas Paweł, mgr

(koordynator dr Jerzy Wyborski)

Zarządzanie ryzykiem w

ubezpieczeniach / Risk Management in Insurance

1 lab 5 30 25 0 5 egzamin II st - sem 3 Gągolewski Marek, dr

hab. prof. ucz.

Programowanie i analiza danych w R / Programming and Data Analysis in R

2 lab 5 30 0 30 0 zaliczenie

na ocenę II st - sem 1, 3 Gągolewski Marek, dr

hab. prof. ucz.

Przetwarzanie i analiza danych w języku Python / Python for Data Processing and Analysis

2 lab 5 30 0 30 0 zaliczenie

na ocenę II st - sem 1, 3 Górak Rafał, dr Teoria gier/ Game Theory 1 ćw 4 30 30 0 0 egzamin I st - sem 5,

II st - sem 1, 3 Górka Przemysław, dr

hab.

Seminarium: Miara i ergodyczność /

Seminar: Measure and Ergodicity 1 ćw 2 0 30 0 0 zaliczenie na ocenę

I st - sem 5, II st - sem 1,3 Górka Przemysław, dr

hab.

Naroski Paweł, dr

Seminarium Metody analizy w teorii grafów / Seminar in Analytical Methods in Graph Theory

1 ćw 2 0 30 0 0 zaliczenie

na ocenę

I st - sem 4, 6, II st - sem 2, 4 Grzegorzewski

Przemysław, prof. dr hab. Statystyczne silva rerum 1 ćw 4 30 30 0 0 egzamin II st – sem 2,4 Grytczuk Jarosław, prof.

dr hab.

Gry kombinatoryczne / Combinatorial Gamesy

bez

ogr 4 30 0 0 15 egzamin I st -sem 6 II st - sem 2,4 Grytczuk Jarosław, prof.

dr hab.

Kombinatoryka na słowach /

Combinatorics on Word 3 lab 4 30 0 0 15 egzamin I st - sem 6 II st - sem 2,4 Grzenda Maciej, dr hab.

prof. ucz. Bazy danych / Databases 3 lab 4 15 0 30 0 zaliczenie

na ocenę II st - sem 1, 3 Jabłoński Bartosz, dr Narzędzia SAS / SAS Tools 2 lab 5 30 0 30 0 zaliczenie

na ocenę II st - sem 2, 4 Jaroszewicz Szymon, dr

hab. inż.

Wybrane zaawanowane zagadnienia uczenia maszynowego / Selected Advanced Topics in Machine Learning

1 lab 4 30 0 30 0 zaliczenie

na ocenę II st – sem 4 Karpińska Bogusława,

prof. ucz., dr hab.

Przemysław Górka

Seminarium: Fraktale / Seminar:

Fractals 1 ćw 2 0 30 0 0 zaliczenie

na ocenę

I st - sem 6, II st - sem 2, 4 Krasnosielska-Kobos

Anna, dr Ekonomia / Ekonomics 2 ćw 5 30 30 0 0 egzamin II st - sem 2, 4

(6)

6 Nazwisko i imię

prowadzącego przedmiot Nazwa przedmiotu liczba

grup ECTS wymiar godzin forma zaliczenia

studia oraz semestr

wykład ćwiczenia laboratoria projekt

Kubica Adam, dr Analiza funkcjonalna 2 / Functional

Analysis 2 2 ćw 5 30 30 0 0 egzamin I st - sem 6, II

st - sem 2, 4 Matysiak Wojciech, dr hab.

prof. uczelni

Przetwarzanie danych w Systemie SAS / Data Management in the SAS System

1 lab 4 30 0 30 0 zaliczenie

na ocenę I st - sem 6 Naroski Paweł, dr Matematyka dyskretna 3 / Discrete

Mathematics 3 4 ćw 4 30 30 0 0 zaliczenie

na ocenę

I st - sem 4, 6, II st - sem 2, 4 Pasternak-Winiarski Adam,

dr (Deloitte) Dąbkowski Tomasz (FIS)

Nowoczesne metody modelowania aktuarialnego przy wykorzystaniu systemu Prophet / Modern Actuarial Modeling Techniques with the Use of the Prophet System

1 lab 4 30 0 30 0 zaliczenie

na ocenę II st - sem 3

Radzikowska Anna, dr inż. Wnioskowanie rozmyte / Fuzzy

reasoning 2 ćw 4 15 15 0 30 zaliczenie

na ocenę

I st - sem 4, 6, II st - sem 2, 4 Radzikowska Anna, dr inż. Zbiory rozmyte / Fuzzy Sets 2 ćw 4 15 15 0 30 zaliczenie

na ocenę

I st - sem 6, II st - sem 2, 4

Roszkowska-Lech Barbara, dr

Matematyka popularna / The popularization of mathematics

bez

ogr 2 0 30 0 0 zaliczenie

na ocenę

Roszkowska-Lech Barbara,

dr Teoria liczb / Number Theory bez

ogr 4 30 30 0 0 zaliczenie

na ocenę

I st - sem 5 II st - sem 1,3 Sierociński Andrzej, dr

Wybrane zagadnienia statystyki matematycznej / Selected Problems in Mathematical Statistics

2 lab 3 30 0 15 0 zaliczenie

na ocenę II st - sem 2, 4

Stronkowski Michał, dr Logika/ Logic 1 ćw 4 30 30 0 0 zaliczenie

na ocenę

I st - sem 6, II st – sem 2, 4 Wróbel Iwona, dr inż.

Keller Paweł, dr

Zaawansowane algorytmy matematyki obliczeniowej / Advanced Algorithms of Computational Mathematics

1 proj 2 0 0 0 30 zaliczenie na ocenę

I st - sem 4, 6, II st - sem 2, 4

Zamojska-Dzienio Anna, dr hab.

Elementy teorii obliczalności i metamatematyki / Elements of Computability Theory and Metamathematics

2 ćw 4 30 30 0 0 zaliczenie na ocenę

I st - sem 5, II st - sem 1, 3 Ziembowski Michał, dr hab.

prof. ucz. Teoria Galois / Galois Theory 1 ćw 4 30 30 0 0 zaliczenie na ocenę

I st - sem 6, II st - sem 2, 4

Przedmoty obieralne stałego wyboru na rok akademicki 2019/2020

(7)

7 Nazwisko i imię

prowadzącego przedmiot

Nazwa przedmiotu liczba grup ECTS

wymiar godzin w

tygodniu forma

zaliczenia

studia oraz semestr

wykład ćwiczenia laboratoria projekt

Grytczuk Jarosław, prof.

dr hab.

Między Bachem a Banachem:

Matematyczne Struktury w Muzyce i Sztuce/ Between Bach and Banach: mathematical structures in art and music

bez

ogr 2 0 30 0 0 egzamin I st - sem 2,4,6 II st - sem 2,4

Przedmoty obieralne z innych kierunków na rok akademicki 2019/2020 Nazwisko i imię

prowadzącego przedmiot

Nazwa przedmiotu liczba grup

ECT S

wymiar godzin forma zaliczenia

studia oraz semestr

wykład ćwiczeni

a

laborato

ria projekt

Okulewicz Michał, dr inż.

Metody losowe optymalizacji globalnej / Sampling Global Optimization Methods

1 lab 4 15 0 45 0 zaliczenie

na ocenę II st - sem 2, 4 Rzążewski Paweł, dr inż. Grafy i sieci: projekt / Graphs and

Networks: Project 2 lab 4 0 0 0 30 zaliczenie

na ocenę II st - sem 2, 4 Wróblewska Anna, dr inż.

Eksploracja danych tekstowych z uczeniem głębokim / Text Mining and Deep Learning

bez

ogr 4 30 0 0 30 zaliczenie

na ocenę II st - sem 2,4

Stałe przedmioty obieralne

Nazwisko i imię prowadzącego

przedmiot Nazwa przedmiotu Pkt. W C L P E/Z

Romanowska Anna, prod dr hab.

/ Zamojska-Dzienio Anna, dr hab.

Algebra i jej zastosowania 2 5 2 2 E Chełmiński Krzysztof, prof. dr

hab.

Równania różniczkowe cząstkowe

2 5 2 2 E

Matysiak Wojciech, dr hab. prof.

ucz. Procesy stochastyczne 4 2 2 E

Domitrz Wojciech, dr hab. prof.

ucz. Geometria różniczkowa 5 2 2 1 E

Roszkowska-Lech Barbara, dr Algorytmiczna teoria liczb 4 2 1

II. KARTY PRZEDMIOTÓW OBIERALNYCH Opis przedmiotu / Course description

(8)

8

1. ANALIZA WARIANCYJNA I JEJ ZASTOSOWANIA Kod przedmiotu (USOS)

Course code Nazwa przedmiotu w języku polskim Course title (Polish)

Analiza wariacyjna i jej zastosowania

Nazwa przedmiotu w języku angielskim Course title (English)

Variational Analysis and Applications

A. Usytuowanie przedmiotu w systemie studiów / The location of the course in the system of studies Poziom kształcenia

Study programme

Studia pierwszego /drugiego stopnia BSc studies / MSc studies

Forma i tryb prowadzenia studiów

Mode of study

Stacjonarne Full-time studies Kierunek studiów

(dedykowany) Field of study

Matematyka Mathematics Kierunek studiów

Field of study

IAD / Informatyka i Systemy Informacyjne / Informatyka

Data Science / Computer Science and Information Systems / Computer Science

Profil studiów

Study programme profile

Profil ogólnoakademicki General academic profile Specjalność

Specialisation

- Jednostka prowadząca

Unit administering the course

Wydział Matematyki i Nauk Informacyjnych Faculty of Mathematics and Information Science Jednostka realizująca

Unit delivering the course

Wydział Matematyki i Nauk Informacyjnych Faculty of Mathematics and Information Science Koordynator przedmiotu

Course coordinat

Dr. hab. Ewa Bednarczuk, Dr Monika Syga Osoby prowadzące zajęcia

Course teachers

Dr. hab. Ewa Bednarczuk, Dr Monika Syga, Mgr. Krzysztof Rutkowski B. Ogólna charakterystyka przedmiotu / General characteristics of the course

Blok przedmiotów Block of the courses

Kierunkowe Poziom przedmiotu

Level of the courses

Średniozaawansowany

Advanced / intermediate / basic Grupa przedmiotów

Group of the courses

Obieralne Electives Status przedmiotu

Type of the course

Obieralny Elective Język prowadzenia zajęć

Language of instruction

polski /angielski w zależności od życzenia uczestników Polish / English

Semester nominalny Proper semester of study

4, 6 (I stopień), 2, 4 (II stopień) Minimalny numer semestru

Earliest semester of study 4 Usytuowanie realizacji w roku akademickim

Semester in academic year

Semestr letni

Summer semester / winter semester Wymagania wstępne /

przedmioty poprzedzające Prerequisites

Analiza matematyczna, Analiza w przestrzeniach Hilberta, podstawy Analizy funkcjonalnej, Algebra liniowa

Limit liczby studentów Limit of the number of

Liczba grup: 2 lab Number of groups: 2

(9)

9 students

C. Efekty uczenia się i sposób prowadzenia zajęć / Learning outcomes and methods of teaching Cel przedmiotu

Course objective

Celem przedmiotu jest przedstawienie podstawowych narzędzi analizy wariacyjnej związanych z minimalizacją funkcjonałów w przestrzeniach Banacha. W szczególności, omówiony zostanie problem minimalizacji funkcjonałów wypukłych w przestrzeniach Hilberta oraz minimalizacja funkcjonałów związanych z przetwarzaniem obrazu.

Efekty uczenia się Learning outcomes

Patrz TABELA 1.

Table 1.

Formy zajęć i ich wymiar (semestralny)

Type of classes and hours of instruction per week

Wykład / Lecture 30 godzin

Ćwiczenia / Tutorial 20 godzin

Laboratorium / Laboratory 10 godzin

Projekt / Project classes 0 godzin

Treści kształcenia Course content

Wykład:

I. Zasady wariacyjne, warunki optymalności II. Techniki wariacyjne w analizie wypukłej 1. Funkcje wypukłe – półciągłość, ciągłość

2. Subróżniczkowalność, różniczkowalność – Twierdzenie Mazura, twierdzenie Bronsted’a-Rockafellar’a

3. Funkcje sprzężone III. Optymalizacja wypukła

1. Warunki optymalności

2. Dualność

IV. Schematy iteracyjne optymalizacji wypukłej 1. Douglas-Rachford algorithms

2. Projection algorithms Ćwiczenia:

1. Zastosowanie zasad wariacyjnych i formułowanie warunków optymalnoścu 2. Wyznaczanie subgradientów i funkcji sprzężonych do funkcji wypukłych oraz badanie warunków ich istnienia

3. Formułowanie warunków optymalności dla wypukłych problemów optymalizacji, rozwiązywanie wypukłych problemów optymalizacji, formułowanie i rozwiązywanie problemów dualnych

Laboratorium:

Zastosowanie schematów iteracyjnych do przetwarzania konkretnych obrazów w Matlab

Metody dydaktyczne Teaching methods

Wykład: wykład informacyjny Ćwiczenia: metoda problemowa

Laboratorium: warsztaty z użyciem komputera Metody i kryteria oceniania /

regulamin zaliczenia Assessment methods and regulations

Student może zdobyć maksymalnie 100 pkt, w tym

40 pkt – kolokwium zaliczeniowe na ćwiczeniach i projekt zaliczeniowy na laboratorium,

60 pkt – egzamin pisemny,

Do zaliczenia przedmiotu wymagane jest uzyskanie co najmniej 50 pkt na 100 pkt.

Metody sprawdzania efektów uczenia się

Learning outcomes verification methods

Patrz TABELA 1.

Table 1.

Egzamin Examination

Tak

(10)

10 Literatura i oprogramowanie

Bibliography and software

1. J.F. Bonnans, A. Shapiro, Perturbation Analysis of Optimization Problems 2. C.Zalinescu, Convex Analysis in General Vector Spaces

3. J.Borwein , A. Lewis, Convex Analysis and Nonlinear Optimization. Theory and Examples

4. H.Bauschke, P.Combettes, Convex Analysis and Monotone Operator Theory in Hilbert Spaces

5. Matlab Witryna www przedmiotu

Course homepage

D. Nakład pracy studenta / Student workload Liczba punktów ECTS 4

Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:

1. godziny kontaktowe – 68 h; w tym a) obecność na wykładach – 30 h b) obecność na ćwiczeniach – 20 h c) obecność na laboratoriach – 10 h d) konsultacje – 5 h

e) obecność na egzaminie – 3 h 2. praca własna studenta – 60 h; w tym a) zapoznanie się z literaturą – 15 h

b) przygotowanie do ćwiczeń i do kolokwiów – 15 h c) rozwiązanie zadań domowych – 10 h

d) przygotowanie do zajęć laboratoryjnych – 5 h e) przygotowanie do egzaminu – 15 h

Razem 128 h, co odpowiada 5 pkt. ECTS Liczba punktów ECTS na

zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

1. obecność na wykładach – 30 h 2. obecność na ćwiczeniach – 20 h 3. obecność na laboratoriach – 10 h a. konsultacje – 5 h

5. obecność na egzaminie – 3 h Razem 68 h, co odpowiada 3pkt. ECTS Liczba punktów ECTS, którą

student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:

1. obecność na laboratoriach – 10 h 2. rozwiązanie zadań domowych – 10 h

3. przygotowanie do zajęć laboratoryjnych – 5 h Razem 25 h, co odpowiada 1 pkt. ECTS E. Informacje dodatkowe / Additional information

Uwagi Remarks

Najpierw 20 godzin ćwiczeń przy tablicy (po 2 godziny przez pierwsze 10 tygodni), po nich 10 godzin laboratorium (po 2 godziny ostatnie 5 tygodni semestru)

TABELA 1. EFEKTY PRZEDMIOTOWE / TABLE 1. LEARNING OUTCOMES

1. Efekty uczenia się i ich odniesienie do charakterystyk drugiego stopnia Polskiej Ramy Kwalifikacji oraz efektów uczenia się dla kierunków Informatyka i Systemy Informacyjne, Matematyka oraz Inżynieria i Analiza Danych

Efekty uczenia się dla modułu

OPIS EFEKTÓW UCZENIA SIĘ Absolwent studiów I/II stopnia na kierunku

Informatyka i Systemy Informacyjne / Matematyka / Inżynieria i Analiza Danych

LEARNING OUTCOMES

The graduate of Computer Science and Information Systems / Mathematics / Data Science

Odniesienie do charakterystyk

drugiego stopnia PRK

Odniesienie do efektów uczenia się

dla kierunków

WIEDZA / KNOWLEDGE W01 Ma wiedze w zakresie podstawowych technik analizy

wariacyjnej minimalizacji funkcjonałów w przestrzeniach Banacha oraz minimalizacji funkcjonałów wypukłych w przestrzeniach Hilberta

P7S_WG M2_W01

(11)

11

W02 Ma wiedzę w zakresie problemów dualnych optymalizacji wypukłej oraz schematów iteracyjnych prymalnych i prymalno-dualnych rozwiązywania zadań optymalizacji wypukłej

P7S_WG M2_W02

UMIEJĘTNOŚCI / SKILLS U01 Potrafi stosować zasady wariacyjne i warunki optymalności

dla minimalizacji funkcjonałów w przestrzeniach Banacha

P7S_UW M2MINI_U02

U02 Potrafi formułować i analizować warunki optymalności i problemy dualne optymalizacji wypukłej z ograniczeniami

P7S_UU U03 Potrafi wykorzystywać pakiety numeryczne i funkcje

biblioteczne do formułowania pseudokodów związanych ze schematami obliczeniowymi optymalizacji w przetwarzaniu obrazów

P7S_UK PD_U01

U04 Potrafi wyznaczać subgradienty i funkcje sprzężone oraz badać warunki ich istnienia

P7S_UU P7S_UW

KOMPETENCJE SPOŁECZNE / SOCIAL COMPETENCE K01 Rozumie praktyczne aspekty i znaczenie optymalizacji

wypukłej w przetwarzaniu obrazów

P7S_KK M2_K01

2. Formy prowadzenia zajęć i sposób weryfikacji efektów uczenia się Types of classes and learning outcomes verification methods

Zamierzone efekty Expected learning outcomes

Forma zajęć Type of classes

Sposób weryfikacji Verification method

W01, W02 Wykład Egzamin

U01, U02, U04 Ćwiczenia Kolokwium

U03, K01 Laboratorium Projekt

Opis przedmiotu

2. WYJAŚNIALNE UCZENIE MASZYNOWE Kod przedmiotu (USOS) 1120-IN000-MSP-0501 Nazwa przedmiotu

w języku polskim

Wyjaśnialne uczenie maszynowe Nazwa przedmiotu

w języku angielskim

Explainable machine learning A. Usytuowanie przedmiotu w systemie studiów

Poziom kształcenia Studia drugiego stopnia Forma i tryb prowadzenia

studiów

Stacjonarne Kierunek studiów

(dedykowany)

Inżynieria i Analiza Danych

Inne kierunki studiów Informatyka i Systemy Informacyjne, Matematyka Profil studiów Profil ogólnoakademicki

Specjalność -

Jednostka prowadząca Wydział Matematyki i Nauk Informacyjnych Jednostka realizująca Wydział Matematyki i Nauk Informacyjnych Koordynator przedmiotu Dr hab. inż. Przemysław Biecek, prof. uczelni

Zakład CADMED, P.Biecek@mini.pw.edu.pl

Osoby prowadzące zajęcia Dr hab. Przemysław Biecek, prof. uczelni, Alicja Gosiewska B. Ogólna charakterystyka przedmiotu

Blok przedmiotów Kierunkowe

(12)

12 Poziom przedmiotu Średniozaawansowany Grupa przedmiotów Obieralne

Status przedmiotu Obieralny Język prowadzenia zajęć Polski

Semestr nominalny II stopień – sem 2, 4 Minimalny numer semestru 1 (II stopień) Usytuowanie realizacji w roku

akademickim

Semestr letni Wymagania wstępne /

przedmioty poprzedzające

Uczenie maszynowe / Machine learning Limit liczby studentów Liczba grup: 1

Laboratoria – 15 osób / grupa C. Efekty uczenia się i sposób prowadzenia zajęć

Cel przedmiotu Poznanie celów, metod oraz technik wyjaśniania złożonych modeli uczenia maszynowego, modelu czarnej skrzynki. Modele predykcyjne są coraz bardziej złożone, komitety drzew, głębokie sieci neuronowe to modele o tysiącach parametrów. Dla modeli o takiej wymiarowości łatwo stracić kontrolę nad tym czego model się wyuczył. Podczas tego przedmiotu omówimy narzędzia do analizy struktury modelu traktowanego jako czarna skrzynka, oraz do analizy predykcji z tego modelu. Pozwoli to na zwiększenie zaufania do modelu, poprawę skuteczności modelu, oraz możliwość wyciągnięcia użytecznej wiedzy z modelu.

Efekty uczenia się Patrz TABELA 1.

Formy zajęć i ich wymiar (semestralny)

Wykład 15

Ćwiczenia 0

Laboratorium 15

Projekt 30

Treści kształcenia Wykład:

Zrozumienie modelu:

- miary identyfikacji ważnych zmiennych (oparte o permutacje, oparte o funkcje straty),

- miary badania jakości modelu (dla modelu regresji i klasyfikacji), - miary badania brzegowej odpowiedzi modelu (częściowa odpowiedź

modelu, warunkowa odpowiedź modelu, indywidualne odpowiedzi modelu).

Zrozumienie predykcji:

- lokalne przybliżenia modelem białej skrzynki LIME,

- atrybucja ważności cech oparta o breakDown i metodę shapleya.

Laboratorium:

Przeprowadzenie analizy predykcyjnej dla określonego zjawiska. Zastosowanie metod wyjaśniania dla danego zjawiska.

Projekt:

Implementacja nowej biblioteki lub walidacja działania wybranego algorytmu zrozumienia modeli czarnej skrzynki.

Metody dydaktyczne Wykład:

Wykład problemowy, dyskusja, studium przypadku Laboratorium, projekt:

Samodzielne rozwiązywanie zadań w laboratorium, warsztaty z użyciem komputera, burza mózgów

Metody i kryteria oceniania / regulamin zaliczenia

Ocena końcowa będzie składała się z trzech części:

- 50% realizacja projektu

- 25% prace domowe z laboratoriów

- 25% weryfikacja wiedzy z wykładu (egzamin).

Łącznie do uzyskania będzie 100 punktów. Ocena końcowa będzie wyznaczana na podstawie sumy punktów.

(13)

13 Metody sprawdzania efektów

uczenia się

Patrz TABELA 1.

Egzamin Tak

Literatura i oprogramowanie 1. P. Biecek, Examples and documentation for Descriptive mAchine Learning Explanations, 2018. https://pbiecek.github.io/DALEX_docs

2. M.T. Ribeiro, S. Sameer, C. Guestrin. “Why Should I Trust You?”:

Explaining the Predictions of Any Classifier, Proceedings of the 22nd ACM SIGKDD International Conference on Knowledge Discovery and Data Mining, 1135–1144, ACM Press, 2016, https://doi.org/10.1145/2939672.2939778.

3. A. Fisher, C. Rudin, F. Dominici, Model Class Reliance: Variable Importance Measures for Any Machine Learning Model Class, from the ’Rashomon’

Perspective, Journal of Computational and Graphical Statistics, 2018, http://arxiv.org/abs/1801.01489.

Witryna www przedmiotu D. Nakład pracy studenta Liczba punktów ECTS 4 Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się

1. godziny kontaktowe – 62 h; w tym a) obecność na wykładach – 15 h b) obecność na laboratoriach – 15 h

c) obecność na zajęciach projektowych – 30 h d) obecność na egzaminie – 2 h

2. praca własna studenta – 58 h; w tym a) zapoznanie się z literaturą – 8 h b) rozwiązanie zadań domowych – 10 h

c) przygotowanie do zajęć laboratoryjnych – 10 h d) przygotowanie do zajęć projektowych – 10 h e) przygotowanie do egzaminu – 10 h

Razem 120 h, co odpowiada 4 pkt. ECTS Liczba punktów ECTS na

zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich

1. obecność na wykładach – 15 h 2. obecność na laboratoriach – 15 h

3. obecność na zajęciach projektowych – 30 h 4. obecność na egzaminie – 2 h

Razem 62 h, co odpowiada 2 pkt. ECTS Liczba punktów ECTS, którą

student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym

1. obecność na laboratoriach – 15 h

2. obecność na zajęciach projektowych – 30 h 3. rozwiązanie zadań domowych – 10 h

4. przygotowanie do zajęć laboratoryjnych – 10 h 5. przygotowanie do zajęć projektowych – 10 h Razem 75 h, co odpowiada 3 pkt. ECTS E. Informacje dodatkowe

Uwagi -

TABELA 1. EFEKTY PRZEDMIOTOWE

1. Efekty uczenia się i ich odniesienie do charakterystyk drugiego stopnia Polskiej Ramy Kwalifikacji oraz efektów uczenia się dla kierunków Informatyka i Systemy Informacyjne, Matematyka oraz Inżynieria i Analiza Danych

Efekty uczenia się dla modułu

OPIS EFEKTÓW UCZENIA SIĘ Absolwent studiów I/II stopnia na kierunku Informatyka i Systemy Informacyjne / Matematyka /

Inżynieria i Analiza Danych

Odniesienie do charakterystyk

drugiego stopnia PRK

Odniesienie do efektów uczenia się

dla kierunków WIEDZA

W01 Zna podstawowe metody wstępnej obróbki danych, w tym metod redukcji wymiaru danych i ekstrakcji cech

I.P7S_WG SI_W11, SI_W09 W02 Zna podstawowe metody inteligencji obliczeniowej oraz ich

wykorzystanie w analizie danych biznesowych

I.P7S_WG SI_W10

(14)

14 UMIEJĘTNOŚCI U01 Zna podstawowe metody badania struktury metod

inteligencji obliczeniowej oraz ich wykorzystanie w analizie danych biznesowych

I.P7S_UW SI_U17

U02 Umie zbudować klasyfikator oraz ocenić istotność poszczególnych zmiennych na końcowy wynik

I.P7S_UW SI_U15 KOMPETENCJE SPOŁECZNE

K01 Umie współpracować w grupie projektowej przyjmując w niej różne role

I.P7S_UO, I.P7S_KR

SI_U02, SI_K04 2. Formy prowadzenia zajęć i sposób weryfikacji efektów uczenia się

Zamierzone

efekty Forma zajęć Sposób weryfikacji

W01, W02, U01, U02

wykład, laboratoria, zajęcia projekt egzamin, ocena prac domowych i projektu

K01 projekt ocena projektu

Opis przedmiotu / Course description 3. DOWODY Z KSIĘGI Kod przedmiotu (USOS)

Course code

1120-MA000-LSP-0509 Nazwa przedmiotu

w języku polskim Course title (Polish)

Dowody z księgi

Nazwa przedmiotu w języku angielskim Course title (English)

Proofs of the book

A. Usytuowanie przedmiotu w systemie studiów / The location of the course in the system of studies Poziom kształcenia

Study programme

Studia pierwszego i drugiego stopnia BSc studies / MSc studies

Forma i tryb prowadzenia studiów

Mode of study

Stacjonarne Full-time studies Kierunek studiów

(dedykowany) Field of study

Matematyka Mathematics Kierunek studiów

Field of study

- Profil studiów

Study programme profile

Profil ogólnoakademicki General academic profile Specjalność

Specialisation

- Jednostka prowadząca

Unit administering the course

Wydział Matematyki i Nauk Informacyjnych Faculty of Mathematics and Information Science Jednostka realizująca

Unit delivering the course

Wydział Matematyki i Nauk Informacyjnych Faculty of Mathematics and Information Science Koordynator przedmiotu

Course coordinat

Dr Piotr Bies, biesp@mini.pw.edu.pl Osoby prowadzące zajęcia

Course teachers

Dr Piotr Bies

B. Ogólna charakterystyka przedmiotu / General characteristics of the course Blok przedmiotów

Block of the courses

Kierunkowe Poziom przedmiotu

Level of the courses

Średniozaawansowany intermediate

Grupa przedmiotów Obieralne

(15)

15 Group of the courses Electives

Status przedmiotu Type of the course

Obieralny Elective Język prowadzenia zajęć

Language of instruction

Polski Polish Semester nominalny

Proper semester of study

4, 6 (I stopień), 2, 4 (II stopień) Minimalny numer semestru

Earliest semester of study 4 Usytuowanie realizacji w roku akademickim

Semester in academic year

Semestr letni

Summer semester / winter semester Wymagania wstępne /

przedmioty poprzedzające Prerequisites

Analiza matematyczna 1

Limit liczby studentów Limit of the number of students

Liczba grup: 1 ćw Ćwiczenia – 1

Number of groups: no limits Tutorial – 30 persons per group

C. Efekty uczenia się i sposób prowadzenia zajęć / Learning outcomes and methods of teaching Cel przedmiotu

Course objective

Cel przedmiotu: Nabycie wiedzy o podstawowych twierdzeniach różnych działów matematyki wraz z różnymi wariantami dowodzenia ich.

Efekty uczenia się Learning outcomes

Patrz TABELA 1.

Table 1.

Formy zajęć i ich wymiar (semestralny)

Type of classes and hours of instruction per week

Wykład / Lecture 30

Ćwiczenia / Tutorial 0

Laboratorium / Laboratory 0

Projekt / Project classes 0

Treści kształcenia Course content

Wykład: Przedstawienie najpiękniejszych twierdzeń różnych działów matematyki wraz z dowodami.

1. 6 dowodów na nieskończoność liczb pierwszych.

2. Postulat Bertranda i wnioski.

3. Reprezentacja liczby jako sumy dwóch kwadratów.

4. Każdy podzielny pierścień z dzieleniem jest ciałem.

5. Prosty dowód Twierdzenia o diagonalizacji macierzy symetrycznych.

6. Różne fakty z geometrii.

7. Krótki dowód Twierdzenia Banacha-Steinhausa.

8. Krótki dowód Podstawowego Twierdzenia Algebry.

9. Nieoczekiwane konsekwencje Hipotezy continuum.

I inne Metody dydaktyczne

Teaching methods

Wykład: dyskusja, burza mózgów, warsztaty.

Metody i kryteria oceniania / regulamin zaliczenia

Assessment methods and regulations

Zaliczenie otrzymywałoby się na postawie obecności oraz przedstawienia referatu raz w semestrze

Metody sprawdzania efektów uczenia się

Learning outcomes verification methods

Patrz TABELA 1.

Table 1.

Egzamin Examination

Nie No Literatura i oprogramowanie

Bibliography and software

1. M. Aigner, G. M. Ziegler, Proofs from the book, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2014

Witryna www przedmiotu Course homepage

D. Nakład pracy studenta / Student workload

(16)

16 Liczba punktów ECTS

Number of ECTS credit points

2

Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:

Number of hours of student work pertinent to the achievement of learning outcomes:

1. godziny kontaktowe – 30 h; w tym a) obecność na wykładach – 30 h 2. praca własna studenta – 30 h; w tym a) zapoznanie się z literaturą – 15 h b) przygotowanie raportu/prezentacji – 15 h c) przygotowanie do egzaminu – 10 h Razem 60 h, co odpowiada 2 pkt. ECTS Liczba punktów ECTS na

zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

Number of ECTS credits for classes that require direct participation of teachers:

1. obecność na wykładach – 30 h Razem 30 h, co odpowiada 1 pkt. ECTS

Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:

Number of ECTS credits, which are obtained during classes of a practical nature:

-

E. Informacje dodatkowe / Additional information Uwagi

Remarks

-

TABELA 1. EFEKTY PRZEDMIOTOWE / TABLE 1. LEARNING OUTCOMES

1. Efekty uczenia się i ich odniesienie do charakterystyk drugiego stopnia Polskiej Ramy Kwalifikacji oraz efektów uczenia się dla kierunku Matematyka

Efekty uczenia się dla modułu

OPIS EFEKTÓW UCZENIA SIĘ

Absolwent studiów I/II stopnia na kierunku Matematyka LEARNING OUTCOMES

The graduate of Mathematics

Odniesienie do charakterystyk

drugiego stopnia PRK

Odniesienie do efektów uczenia się

dla kierunków WIEDZA / KNOWLEDGE

W01 Ma podstawową wiedzę z różnych działów matematyki P6S_WG M1_W01, M2_W01 UMIEJĘTNOŚCI / SKILLS

U01 Umie referować z zainteresowaniem o matematyce P6S_UW KOMPETENCJE SPOŁECZNE / SOCIAL COMPETENCE K01 Rozumie potrzebę i istotę zdobywania wiedzy i umie

organizować jej zdobywanie

2. Formy prowadzenia zajęć i sposób weryfikacji efektów uczenia się Types of classes and learning outcomes verification methods

Zamierzone efekty Expected learning outcomes

Forma zajęć Type of classes

Sposób weryfikacji Verification method

W01, U01, K01 Wykład referat

Opis przedmiotu / Course description

4. METODY KOMPUTEROWE W RÓWNANIACH RÓŻNICZKOWYCH Kod przedmiotu (USOS)

Course code

1120-MA000-LSP-0643

Nazwa przedmiotu Metody komputerowe w równaniach różniczkowych

(17)

17 w języku polskim

Course title (Polish) Nazwa przedmiotu w języku angielskim Course title (English)

Computer methods in differential equations

A. Usytuowanie przedmiotu w systemie studiów / The location of the course in the system of studies Poziom kształcenia

Study programme

Studia pierwszego i drugiego stopnia BSc studies / MSc studies

Forma i tryb prowadzenia studiów

Mode of study

Stacjonarne Full-time studies Kierunek studiów

(dedykowany) Field of study

Matematyka (st. I i II stopnia) Mathematics (BSc and MSc studies) Kierunek studiów

Field of study

- Profil studiów

Study programme profile

Profil ogólnoakademicki General academic profile Specjalność

Specialisation

- Jednostka prowadząca

Unit administering the course

Wydział Matematyki i Nauk Informacyjnych Faculty of Mathematics and Information Science Jednostka realizująca

Unit delivering the course

Wydział Matematyki i Nauk Informacyjnych Faculty of Mathematics and Information Science Koordynator przedmiotu

Course coordinat

1) dr inż. Łukasz Błaszczyk (Zakład Projektowania Systemów CAD/CAM i Komputerowego Wspomagania Medycyny)

tel.: +48 880 443 398, e-mail: L.Blaszczyk@mini.pw.edu.pl Osoby prowadzące zajęcia

Course teachers

1) dr inż. Łukasz Błaszczyk (wykład i laboratorium), 2) Kamil Wołos (laboratorium)

B. Ogólna charakterystyka przedmiotu / General characteristics of the course Blok przedmiotów

Block of the courses

Kierunkowe Field-related Poziom przedmiotu

Level of the courses

Zaawansowany Advanced Grupa przedmiotów

Group of the courses

Obieralne Electives Status przedmiotu

Type of the course

Obieralny Elective Język prowadzenia zajęć

Language of instruction

Polski Polish Semester nominalny

Proper semester of study

5 (st. I stopnia) / 1 i 3 (st. II stopnia) Minimalny numer semestru

Earliest semester of study

5 (st. I stopnia) / 1 (st. II stopnia) Usytuowanie realizacji w roku

akademickim

Semester in academic year

Semestr zimowy Winter semester Wymagania wstępne /

przedmioty poprzedzające Prerequisites

Analiza matematyczna I-III (wymagane), Równania różniczkowe zwyczajne oraz Równania różniczkowe cząstkowe (zalecane)

Limit liczby studentów Limit of the number of students

Liczba grup: 2 grupy laboratoryjne Laboratoria – 20 osób / grupa

Number of groups: 2 laboratory groups Laboratory – 20 person per group

C. Efekty uczenia się i sposób prowadzenia zajęć / Learning outcomes and methods of teaching

Cel przedmiotu Zapoznanie z narzędziami do obliczeń numerycznych i symbolicznych

(18)

18

Course objective wykorzystywanych w rozwiązywaniu równań różniczkowych oraz pokazanie zastosowań w modelowaniu zjawisk fizycznych.

Acquainting with tools for numerical and symbolic calculations used in solving differential equations and showing applications in modeling physical phenomena.

Efekty uczenia się Learning outcomes

Patrz TABELA 1.

Table 1.

Formy zajęć i ich wymiar (semestralny)

Type of classes and hours of instruction per week

Wykład / Lecture 15 h

Ćwiczenia / Tutorial 0 h

Laboratorium / Laboratory 45 h

Projekt / Project classes 0 h

Treści kształcenia Course content

Wykład (5x3h):

1-2. Równania różniczkowe zwyczajne: formuły różnicowe, podstawowe własności metod rozwiązywania równań różniczkowych (rząd i błąd metody), liniowe metody wielokrokowe, metody typu Runge-Kutty, zgodność, stabilność i zbieżność metod numerycznych, dynamiczne dobieranie długości kroku.

3-5. Równania różniczkowe cząstkowe: metoda różnic skończonych, schematy różnicowe (zgodność, stabilność i zbieżność) dla równań hiperbolicznych i parabolicznych (1D), schematy dla równań eliptycznych (2D).

Laboratorium (15x3h):

1. Wprowadzenie do środowiska Mathematica.

2. Wprowadzenie do równań różniczkowych: użycie wbudowanego solwera do znajdowania rozwiązań analitycznych i numerycznych, analiza jakościowa równań.

3. Układy równań zwyczajnych: implementacja metod analitycznych i porównanie z gotowymi narzędziami.

4-6. Zastosowania równań zwyczajnych w modelowaniu zjawisk fizycznych (przykładowe tematy: równanie zawieszonego łańcucha, model wahadła matematycznego, model tłoka w cylindrze, układy n ciał).

7. Wprowadzenie do MATLABa.

8. Metody numeryczne w RRZ: implementacja w MATABie metod z wykładu.

9. Różniczkowanie numeryczne w MATLABie: schematy jednokrokowe, badanie stabilności rozwiązań.

10-13. Zastosowanie różnych typów równań cząstkowych w modelowaniu zjawisk fizycznych (przykładowe tematy: zjawisko rezonansu w równaniu falowym, równanie wiszącej liny, równanie dyfuzji, układ równań płytkiej wody).

14. Równania cząstkowe w Mathematice: użycie wbudowanych solwerów w Mathematice, wskazanie ograniczeń programu.

15. Prezentacje prac studenckich.

Metody dydaktyczne Teaching methods

Wykład: wykład informacyjny

Laboratorium: warsztaty z użyciem komputera oraz samodzielne rozwiązywanie zadań w laboratorium

Metody i kryteria oceniania / regulamin zaliczenia Assessment methods and regulations

Ocena z wykładu i laboratorium będzie wystawiona na podstawie pracy w laboratorium oraz zespołowego projektu.

Przedmiot oceniany będzie w skali 0-100 punktów. Na ocenę będą składały się punkty za sprawozdania wykonywane po ćwiczeniach laboratoryjnych (60 punktów) oraz zespołowy projekt (zakończony prezentacją) wykorzystujący zagadnienia teoretyczne poruszane na wykładzie i implementowane podczas ćwiczeń laboratoryjnych (40 punktów).

Ocena będzie wystawiona według standardowej skali procentowej.

Metody sprawdzania efektów uczenia się

Learning outcomes verification methods

Patrz TABELA 1.

Table 1.

Egzamin Examination

Nie No

(19)

19 Literatura i oprogramowanie

Bibliography and software

1. D. Griffiths, D. J. Higham, „Numerical Methods for Ordinary Differential Equations – Initial Value Problems,” Springer-Verlag London 2010.

2. J. C. Strikwerda, „Finite Difference Schemes and Partial Differential Equations,” Society for Industrial and Applied Mathematics, 2004.

3. R. J. LeVeque, „Finite Difference Methods for Ordinary and Partial

Differential Equations,” Society for Industrial and Applied Mathematics, 2007.

4. Oprogramowanie Wolfram Mathematica.

5. Oprogramowanie MATLAB.

Witryna www przedmiotu Course homepage

http://pages.mini.pw.edu.pl/~blaszczykl/dydaktyka/RRLAB.html D. Nakład pracy studenta / Student workload

Liczba punktów ECTS Number of ECTS credit points

5

Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:

Number of hours of student work pertinent to the achievement of learning outcomes:

1. godziny kontaktowe – 67 h; w tym a) obecność na wykładach – 15 h b) obecność na laboratoriach – 45 h c) konsultacje i/lub e-konsultacje – 7 h 2. praca własna studenta – 60 h; w tym

a) przygotowanie do laboratorium – 20 h b) zapoznanie się z literaturą – 15 h

c) przygotowanie sprawozdań i prac domowych – 25 h Razem 127 h, co odpowiada 5 pkt. ECTS

Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

Number of ECTS credits for classes that require direct participation of teachers:

1. obecność na wykładach – 15 h 2. obecność na laboratoriach – 45 h 3. konsultacje i/lub e-konsultacje – 7 h Razem 67 h, co odpowiada 3 pkt. ECTS

Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:

Number of ECTS credits, which are obtained during classes of a practical nature:

1. obecność na laboratoriach – 45 h 2. przygotowanie do laboratorium – 20 h

2. przygotowanie sprawozdań i prac domowych – 25 h Razem 90 h, co odpowiada 3 pkt. ECTS

E. Informacje dodatkowe / Additional information Uwagi

Remarks

Wykład będzie odbywał się nieregularnie (5 spotkań po 3h). Pierwszy wykład odbędzie się w drugim tygodniu semestru.

TABELA 1. EFEKTY PRZEDMIOTOWE / TABLE 1. LEARNING OUTCOMES

1. Efekty uczenia się i ich odniesienie do charakterystyk drugiego stopnia Polskiej Ramy Kwalifikacji oraz efektów uczenia się dla kierunku Matematyka

Efekty uczenia się dla modułu

OPIS EFEKTÓW UCZENIA SIĘ Absolwent studiów I/II stopnia na kierunku

Matematyka LEARNING OUTCOMES The graduate of Mathematics

Odniesienie do charakterystyk

drugiego stopnia PRK

Odniesienie do efektów uczenia się

dla kierunków WIEDZA / KNOWLEDGE

W01

Ma wiedzę w zakresie metod numerycznego różniczkowania funkcji, badania i rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych.

II.X.P6S_WG.

1.o II.X.P6S_WG.

2.o II.X.P7S_WG.

1.o

M1_W02 M1_W07-

M1_W08 M1_W18 M2MNT_W

03

(20)

20

W02 Zna podstawy metody różnic skończonych rozwiązywania równań różniczkowych cząstkowych.

II.X.P6S_WG.

1.o II.X.P6S_WG.

2.o II.X.P7S_WG.

1.o

M1_W09 M1_W18 M2MNT_W

03

W03 Ma podstawową wiedzę z zakresu zastosowania równań różniczkowych do modelowania zjawisk fizycznych.

II.X.P6S_WG.

2.o

M1_W25 M2_W02 UMIEJĘTNOŚCI / SKILLS

U01 Potrafi zastosować gotowe narzędzia komputerowe do rozwiązywania równań różniczkowych.

II.X.P6S_UW.

1.o II.X.P7S_UW.

3.o

M1_U07 M1_U16 M2MNT_U

16 U02 Potrafi przedstawiać wyniki samodzielnych eksperymentów

komputerowych w formie sprawozdania i referatu.

II.X.P6S_UW.

1.o

M1_U15 M1_U23 M2_U01

U03

Sprawnie posługuje się poprawnym językiem

matematycznym oraz regułami wnioskowania. W oparciu o materiały źródłowe, potrafi przygotować i przedstawić wystąpienie ustne.

II.X.P6S_UW.

1.o

M1_U15 M1_U23 M2_U01 M2_U03 KOMPETENCJE SPOŁECZNE / SOCIAL COMPETENCE

K01 Potrafi współdziałać w grupie, dążąc do rozwiązania

postawionego problemu. -

M1_K02 M1_K03 M2MNT_K0

1 2. Formy prowadzenia zajęć i sposób weryfikacji efektów uczenia się

Types of classes and learning outcomes verification methods Zamierzone efekty

Expected learning outcomes

Forma zajęć Type of classes

Sposób weryfikacji Verification method

W01, W02 wykład ocena zespołowego projektu

W01 – W03, U01 – U03, K01

laboratorium ocena zespołowego projektu, ocena sprawozdań

Opis przedmiotu / Course description

5. TRANSFORMATY CAŁKOWE I WSTĘP DO TEORII DYSTRYBUCJI Kod przedmiotu (USOS)

Course code

1120-MA000-LSP-0538 Nazwa przedmiotu

w języku polskim Course title (Polish)

Transformaty całkowe i wstęp do teorii dystrybucji

Nazwa przedmiotu w języku angielskim Course title (English)

Integral transforms and introduction to distribution theory

A. Usytuowanie przedmiotu w systemie studiów / The location of the course in the system of studies Poziom kształcenia

Study programme

Studia pierwszego i drugiego stopnia BSc studies and MSc studies Forma i tryb prowadzenia

studiów Mode of study

Stacjonarne Full-time studies Kierunek studiów

(dedykowany) Field of study

Matematyka Mathematics

(21)

21 Kierunek studiów

Field of study

- Profil studiów

Study programme profile

Profil ogólnoakademicki General academic profile Specjalność

Specialisation

- Jednostka prowadząca

Unit administering the course

Wydział Matematyki i Nauk Informacyjnych Faculty of Mathematics and Information Science Jednostka realizująca

Unit delivering the course

Wydział Matematyki i Nauk Informacyjnych Faculty of Mathematics and Information Science Koordynator przedmiotu

Course coordinat

1) dr inż. Łukasz Błaszczyk (Zakład Projektowania Systemów CAD/CAM i Komputerowego Wspomagania Medycyny)

tel.: +48 880 443 398, e-mail: L.Blaszczyk@mini.pw.edu.pl

2) dr Agnieszka Zimnicka (Zakład Równań Różniczkowych Zwyczajnych) tel.: +48 504 287 998, e-mail: badenska@mini.pw.edu.pl

Osoby prowadzące zajęcia Course teachers

1) dr inż. Łukasz Błaszczyk (wykład i ćwiczenia) B. Ogólna charakterystyka przedmiotu / General characteristics of the course Blok przedmiotów

Block of the courses

Kierunkowe Field-related Poziom przedmiotu

Level of the courses

Zaawansowany Advanced Grupa przedmiotów

Group of the courses

Obieralne Electives Status przedmiotu

Type of the course

Obieralny Elective Język prowadzenia zajęć

Language of instruction

Polski Polish Semester nominalny

Proper semester of study

5 (st. I stopnia) / 1 i 3 (st. II stopnia) Minimalny numer semestru

Earliest semester of study

5 (st. I stopnia) / 1 (st. II stopnia) Usytuowanie realizacji w roku

akademickim

Semester in academic year

Semestr zimowy Winter semester Wymagania wstępne /

przedmioty poprzedzające Prerequisites

Analiza matematyczna I-III , Analiza zespolona I, Równania różniczkowe zwyczajne oraz Równania różniczkowe cząstkowe (wymagane)

Limit liczby studentów Limit of the number of students

Liczba grup: 1 grupa ćwiczeniowa Number of groups: 1 tutorial group

C. Efekty uczenia się i sposób prowadzenia zajęć / Learning outcomes and methods of teaching Cel przedmiotu

Course objective

Celem przedmiotu jest przedstawienie najważniejszych przykładów transformat całkowych wraz z pewnymi zastosowaniami oraz wprowadzenie podstawowych pojęć teorii dystrybucji.

The aim of the course is to present the most important examples of integral transforms with some applications and introduce the basic concepts of distribution theory.

Efekty uczenia się Learning outcomes

Patrz TABELA 1.

Table 1.

Formy zajęć i ich wymiar (semestralny)

Type of classes and hours of instruction per week

Wykład / Lecture 30 h

Ćwiczenia / Tutorial 30 h

Laboratorium / Laboratory 0 h

Projekt / Project classes 0 h

(22)

22 Treści kształcenia

Course content

Wykład:

1. Funkcje specjalne Eulera.

2. Trygonometryczny szereg Fouriera - własności, twierdzenia o zbieżności.

3. Transformacja Fouriera - istnienie, własności, transformata odwrotna.

4. Splot funkcji i jego własności.

5. Transformacja Laplace'a - zbieżność, własności, transformata odwrotna, zastosowania do równań różniczkowych i całkowych.

6. Funkcje o nośniku zwartym. Regularyzacja funkcji, własności. Twierdzenie o rozkładzie jedności.

7. Przestrzenie funkcji próbnych D i dystrybucji D'. Dystrybucje regularne i osobliwe.

8. Różniczkowanie dystrybucji. Pochodna dystrybucyjna i słaba pochodna.

Dystrybucje rzędu skończonego.

9. Przestrzenie funkcji szybko malejących S i dystrybucji temperowanych S'.

10. Transformata Fouriera dystrybucji, własności.

11. Funkcje Bessela i ich własności, szeregi Fouriera-Bessela, zastosowania do równań różniczkowych.

12. Z-transformata i jej zastosowania do rozwiązywania równań różnicowych.

Ćwiczenia:

1. Rozwijanie funkcji w szereg Fouriera oraz szereg Fouriera sinusów i cosinusów.

2. Dowodzenie tożsamości związanych z funkcjami Eulera.

3. Transformacja Fouriera – dowodzenie własności, wyznaczanie transformat.

4. Transformacja Laplace’a – dowodzenie własności, wyznaczanie transformat.

5. Obliczanie splotu funkcji, zastosowanie transformacji całkowych.

6. Rozwiązywanie równań różniczkowych za pomocą transformacji Laplace’a.

7. Różniczkowanie w sensie dystrybucyjnym.

8. Transformacja Fouriera dystrybucji – dowodzenie własności.

9. Rozwiązywanie równań różniczkowych w przestrzeni dystrybucji z wykorzystaniem transformacji Fouriera.

10. Zastosowania szeregów Fouriera-Bessela.

11. Z-transformacja – dowodzenie własności, wyznaczanie transformat, proste równania różnicowe.

Metody dydaktyczne) Teaching methods

Wykład: wykład informacyjny

Ćwiczenia: samodzielne rozwiązywanie zadań przy tablicy

Metody i kryteria oceniania / regulamin zaliczenia Assessment methods and regulations

Na ćwiczeniach student może uzyskać maksymalnie 40 p., w tym 30 p. z dwóch kolokwiów oraz do 10 p. za aktywny udział w ćwiczeniach i prace domowe.

Przedmiot kończy egzamin pisemny, na którym można uzyskać do 60 p.

Warunkiem koniecznym zdania egzaminu jest uzyskanie co najmniej 30 p.

Studenci, którzy uzyskali przynajmniej 30 p. na ćwiczeniach są zwolnieni z części pisemnej (za którą dodaje się im 30 p.) i zdają wyłącznie egzamin ustny z teorii. Egzamin ustny uważa się za zdany, jeśli student uzyska co najmniej 15 p. na 30 p. możliwych.

Sumę uzyskanych punktów przelicza się na stopnie według standardowej skali.

Metody sprawdzania efektów uczenia się

Learning outcomes verification methods

Patrz TABELA 1.

Table 1.

Egzamin Examination

Tak Yes Literatura i oprogramowanie Bibliography and software

1. Notatki z wykładu.

2. A. H. Zemanian, Teoria dystrybucji i analiza transformat, PWN, Warszawa 1969.

3. W. Rudin, Analiza funkcjonalna, PWN, Warszawa 2001.

4. J. Duoandikoetxea, Fourier Analysis, Graduate Studies in Mathematics 29, AMS 2001.

Witryna www przedmiotu http://pages.mini.pw.edu.pl/~blaszczykl/dydaktyka/TCiWdTD.html

(23)

23 Course homepage

D. Nakład pracy studenta / Student workload Liczba punktów ECTS

Number of ECTS credit points

5

Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:

Number of hours of student work pertinent to the achievement of learning outcomes:

1. godziny kontaktowe – 68 h; w tym a) obecność na wykładach – 30 h b) obecność na ćwiczeniach – 30 h c) konsultacje – 5 h

d) obecność na egzaminie – 3 h 2. praca własna studenta – 60 h; w tym

a) przygotowanie do ćwiczeń i do kolokwiów – 25 h b) zapoznanie się z literaturą – 15 h

c) przygotowanie do egzaminu – 20 h Razem 128 h, co odpowiada 5 pkt. ECTS Liczba punktów ECTS na

zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

Number of ECTS credits for classes that require direct participation of teachers:

1. obecność na wykładach – 30 h 2. obecność na ćwiczeniach – 30 h 3. konsultacje – 5 h

4. obecność na egzaminie – 3 h

Razem 68 h, co odpowiada 3 pkt. ECTS

Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:

Number of ECTS credits, which are obtained during classes of a practical nature:

-

E. Informacje dodatkowe / Additional information Uwagi

Remarks

-

TABELA 1. EFEKTY PRZEDMIOTOWE / TABLE 1. LEARNING OUTCOMES

1. Efekty uczenia się i ich odniesienie do charakterystyk drugiego stopnia Polskiej Ramy Kwalifikacji oraz efektów uczenia się dla kierunku Matematyka

Efekty uczenia się dla modułu

OPIS EFEKTÓW UCZENIA SIĘ

Absolwent studiów I/II stopnia na kierunku Matematyka LEARNING OUTCOMES

The graduate of Mathematics

Odniesienie do charakterystyk

drugiego stopnia PRK

Odniesienie do efektów uczenia się

dla kierunków WIEDZA / KNOWLEDGE

W01

Zna definicje i najważniejsze własności funkcji specjalnych Eulera i Bessela oraz szeregu trygonometrycznego Fouriera i warunki zapewniające jego zbieżność.

P6S_WG

M1_W01 M1_W03 M1_W10 W02

Zna podstawowe przykłady transformat całkowych funkcji i dystrybucji oraz ich możliwe zastosowania do rozwiązywania równań różniczkowych i różnicowych.

P6S_WG

M1_W08 M1_W09 M1_W10 W03

Ma podstawową wiedzę dotyczącą dystrybucji, w tym również dystrybucji temperowanych, operacji na dystrybucjach i ich własności oraz zastosowań.

P6S_WG

M1_W11 M1_W13 M2_W02 UMIEJĘTNOŚCI / SKILLS

U01

Potrafi rozwinąć funkcję w szereg Fouriera (także sinusów i cosinusów) i przeanalizować jego zbieżność. Poprawnie wykorzystuje szeregi Fouriera i Fouriera-Bessela w metodzie rozdzielania zmiennych dla zagadnień brzegowych.

P6S_UW

M1_U02 M1_U04 M1_U09

(24)

24

U02 Oblicza transformaty funkcji i wykorzystuje je do

rozwiązywania równań różniczkowych i różnicowych. P6S_UW M1_U04

U03

Prawidłowo posługuje się pojęciami dystrybucji, dystrybucji temperowanej, pochodnej dystrybucyjnej, słabej pochodnej, dystrybucji skończonego rzędu. Poprawnie różniczkuje dystrybucje.

P6S_UW M1_U03

M1_U14

U04

Sprawnie posługuje się poprawnym językiem

matematycznym oraz regułami wnioskowania zarówno na piśmie jak i w prezentacji ustnej.

P6S_UW M1_U11

M2_U02 KOMPETENCJE SPOŁECZNE / SOCIAL COMPETENCE

K01 Rozumie potrzebę poszerzania warsztatu matematycznego na każdym etapie studiów.

M1_K01 M1_K03 M1_K05 K02 Potrafi współpracować w grupie, dążąc do realizacji

postawionych celów.

M1_K02 M2MNT_K0

1 2. Formy prowadzenia zajęć i sposób weryfikacji efektów uczenia się

Types of classes and learning outcomes verification methods Zamierzone efekty

Expected learning outcomes

Forma zajęć Type of classes

Sposób weryfikacji Verification method

W01 – W03 wykład egzamin

U01 – U04, K01, K02 ćwiczenia kolokwia, aktywny udział w ćwiczeniach, prezentacja rozwiązań

Opis przedmiotu / Course description

6. ANALIZA SYGNAŁÓW I SYSTEMÓW W PRAKTYCE Kod przedmiotu (USOS)

Course code

1030-MA000-LSP-0688 Nazwa przedmiotu

w języku polskim Course title (Polish)

Analiza sygnałów i systemów w praktyce

Nazwa przedmiotu w języku angielskim Course title (English)

Signal and System Analysis in Practice

A. Usytuowanie przedmiotu w systemie studiów / The location of the course in the system of studies Poziom kształcenia

Study programme

Studia pierwszego i drugiego stopnia BSc studies / MSc studies

Forma i tryb prowadzenia studiów

Mode of study

Stacjonarne Full-time studies Kierunek studiów

(dedykowany) Field of study

Matematyka (st. I i II stopnia) Mathematics (BSc and MSc studies) Kierunek studiów

Field of study

Inżynieria i Analiza Danych (st. I i II stopnia) Data Science (BSc and MSc studies) Profil studiów

Study programme profile

Profil ogólnoakademicki General academic profile Specjalność

Specialisation

- Jednostka prowadząca

Unit administering the course

Wydział Matematyki i Nauk Informacyjnych Faculty of Mathematics and Information Science Jednostka realizująca

Unit delivering the course

Wydział Matematyki i Nauk Informacyjnych Faculty of Mathematics and Information Science Koordynator przedmiotu)

Course coordinat

1) dr hab. inż. Kajetana Marta Snopek (Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych) tel.: +48 22 234 76 47, e-mail: snopek@ire.pw.edu.pl

2) dr inż. Łukasz Błaszczyk (Zakład Projektowania Systemów CAD/CAM

(25)

25

i Komputerowego Wspomagania Medycyny)

tel.: +48 880 443 398, e-mail: L.Blaszczyk@mini.pw.edu.pl Osoby prowadzące zajęcia

Course teachers

1) dr hab. inż. Kajetana Marta Snopek (wykład i ćwiczenia) 2) dr inż. Łukasz Błaszczyk (laboratorium)

B. Ogólna charakterystyka przedmiotu / General characteristics of the course Blok przedmiotów)

Block of the courses

Kierunkowe Field-related Poziom przedmiotu

Level of the courses

Zaawansowany Advanced Grupa przedmiotów

Group of the courses

Matematyka: Obieralne Inż. i An. Danych: Obieralne Mathematics: Electives Data Science: Electives Status przedmiotu

Type of the course

Obieralny Elective Język prowadzenia zajęć

Language of instruction

Polski Polish Semester nominalny

Proper semester of study

Matematyka: 6 (st. I stopnia) / 2, 4 (st. II stopnia)

Inż. i An. Danych: 4, 6 (st. I stopnia) / 1, 2, 3, 4 (st. II stopnia) Minimalny numer semestru

Earliest semester of study

Matematyka: 6 (st. I stopnia) / 2 (st. II stopnia) Inż. i An. Danych: 4 (st. I stopnia) / 1 (st. II stopnia) Usytuowanie realizacji w roku

akademickim

Semester in academic year

Semestr letni summer semester Wymagania wstępne /

przedmioty poprzedzające Prerequisites

Studenci Matematyki: Analiza matematyczna I-III (wymagane), Analiza zespolona I (zalecane). Studenci Inżynierii i Analizy Danych (także absolwenci kierunku Informatyka): Analiza matematyczna I-II, Podstawy elektroniki (wymagane), Równania różniczkowe (zalecane).

Limit liczby studentów Limit of the number of students

Liczba grup: 1 grupa ćwiczeniowa (2 grupy laboratoryjne) Number of groups: 1 tutorial group (2 laboratory groups)

C. Efekty uczenia się i sposób prowadzenia zajęć / Learning outcomes and methods of teaching Cel przedmiotu

Course objective

Zapoznanie z elementarną teorią sygnałów i systemów czasu ciągłego oraz dyskretnego oraz jej aspektami praktycznymi, takimi jak filtracja i próbkowanie.

Acquainting with the elementary theory of continuous and discrete time signals and systems and its practical aspects, such as filtration and sampling.

Efekty uczenia się Learning outcomes

Patrz TABELA 1.

Table 1.

Formy zajęć i ich wymiar (semestralny)

Type of classes and hours of instruction per week

Wykład / Lecture 30 h

Ćwiczenia / Tutorial 15 h

Laboratorium / Laboratory 15 h

Projekt / Project classes 0 h

Treści kształcenia Course content

Wykład (15x2h):

1. Wprowadzenie do teorii sygnałów.

2. Wprowadzenie do teorii systemów.

3. Przypomnienie wiadomości o trygonometrycznym i zespolonym szeregu Fouriera. Widmo amplitudowe, fazowe, mocy. Twierdzenie Parsevala.

4. Przypomnienie wiadomości o całkowym przekształceniu Fouriera i Laplace’a. Twierdzenie Plancherela i Wienera-Chinczyna.

5. Filtracja analogowa idealna i rzeczywista.

6. Próbkowanie sygnałów.

7. Przekształcenie Fouriera sygnałów czasu dyskretnego (DTFT) w analizie systemów czasu dyskretnego.

8. Dyskretne przekształcenie Fouriera (DFT). Algorytm FFT.

9. Jednostronne przekształcenie Z w filtracji cyfrowej.

Cytaty

Powiązane dokumenty

K_W21 ma podstawową wiedzę z zakresu elektrodynamiki klasycznej, zna teoretyczne podejście do wybranych zagadnień z zakresu elektrodynamiki oraz wybrane narzędzia matematyczne do

Zaawansowane programowanie obiektowe w Javie Student wybiera do realizacji 1 z w/w przedmiotów lub inny przedmiot z listy przedmiotów do wyboru o analogicznych

KA7_WG7 Ma pogłębioną i uporządkowaną wiedzę w zakresie bezpieczeństwa danych cyfrowych oraz systemów informatycznych, w tym w kontekście funkcjonowania sieci

Efekty uczenia się i ich odniesienie do charakterystyk drugiego stopnia Polskiej Ramy Kwalifikacji oraz efektów uczenia się dla kierunków Informatyka i Systemy Informacyjne,

Efekty uczenia się i ich odniesienie do charakterystyk drugiego stopnia Polskiej Ramy Kwalifikacji oraz efektów uczenia się dla kierunków Informatyka i Systemy Informacyjne,

Witryna www przedmiotu D. Nakład pracy studenta Liczba punktów ECTS 4 Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów kształcenia. 1. ECTS Liczba punktów

zna i rozumie diagnozę wstępną grupy uczniowskiej i każdego ucznia w kontekście nauczanego przedmiotu lub prowadzonych zajęć oraz sposoby wspomagania rozwoju poznawczego

KA6_WG2 podstawowe zagadnienia z zakresu projektowania, programowania i wdrażania systemów informatycznych oraz administrowania sieciami komputerowymi i