Detail předmětu

Informatika

FSI-1IN Ak. rok: 2027/2028 Zimní semestr

Předmět poskytuje úvod do algoritmizace a imperativního programování v jazyce Python se zaměřením na řešení jednoduchých inženýrských úloh. Studenti se seznámí s analýzou úloh, návrhem algoritmů a jejich implementací s využitím základních a složených datových typů, řídicích struktur a funkcí. Součástí předmětu je práce se soubory, zpracování numerických dat a základní maticové a numerické výpočty s využitím knihoven NumPy a SciPy a vizualizace výsledků pomocí knihovny Matplotlib.

Výuka kombinuje přednášky s praktickými počítačovými cvičeními, při nichž studenti samostatně implementují a testují programy řešící jednoduché technické problémy. Důraz je kladen na algoritmické myšlení, správnost a čitelnost programů a interpretaci získaných výsledků.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Jakub Kůdela, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a informatiky

Vstupní znalosti

Předpokládá se základní uživatelská znalost práce s počítačem, soubory a adresářovou strukturou a schopnost používat běžné softwarové aplikace. Student by měl ovládat základní středoškolskou matematiku, zejména práci s matematickými výrazy, funkcemi a grafy. Předchozí znalost programování není vyžadována.

Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů

Maximální bodový zisk 100b (ECTS), rozdělený na 2 průběžné testy (dohromady 50b) a jeden závěrečný projekt (50b). K úspěšnému zakončení předmětu je třeba celkem alespoň 50b a alespoň 25b ze závěrečného projektu. Nesplnění kterékoli z těchto podmínek znamená neúspěšné ukončení předmětu.

Účast na přednáškách je žádoucí, na cvičeních povinná. Výuka běží podle týdenních plánů. Způsob nahrazení zameškaných cvičení je plně v kompetenci vyučujícího.

Učební cíle

Po úspěšném absolvování předmětu student:

  1. Analyzuje zadání jednoduché inženýrské úlohy, identifikuje její vstupy a výstupy a navrhne algoritmický postup řešení.

  2. Vytvoří a spustí program v jazyce Python využívající základní datové typy, operátory, podmíněné příkazy a cykly.

  3. Rozčlení program do funkcí, vhodně použije složené datové typy a implementuje jednoduché algoritmy.

  4. Načte, zpracuje a uloží data s využitím souborů a provede základní numerické a maticové výpočty pomocí knihoven NumPy.

  5. Vytvoří a popíše grafickou reprezentaci dat nebo výsledků výpočtu pomocí knihovny Matplotlib a interpretuje získané výsledky v kontextu řešené úlohy.

  6. Otestuje správnost vytvořeného programu na zvolených vstupních datech, identifikuje běžné programové chyby a navrhne jejich odstranění.

Studijní opory

Studijní materiály k přednáškám a počítačovým cvičením jsou poskytovány prostřednictvím e-learningového systému VUT. Zahrnují výukové prezentace, zadání praktických úloh, ukázkové programy a datové soubory. 

Použití předmětu ve studijních plánech

Program B-ENE-P: Energetika, bakalářský, povinný

Program B-FIN-P: Fyzikální inženýrství a nanotechnologie, bakalářský, povinný

Program B-PRP-P: Profesionální pilot, bakalářský, volitelný

Program B-KSI-P: Konstrukční inženýrství, bakalářský, povinný

Program B-STR-P: Strojírenství, bakalářský
specializace AIŘ: Aplikovaná informatika a řízení, povinný

Program B-STR-P: Strojírenství, bakalářský
specializace KSB: Kvalita, spolehlivost a bezpečnost, povinný

Program B-ZSI-P: Základy strojního inženýrství, bakalářský
specializace MTI: Materiálové inženýrství, povinný

Program B-STR-P: Strojírenství, bakalářský
specializace SSZ: Stavba strojů a zařízení, povinný

Program B-STR-P: Strojírenství, bakalářský
specializace STG: Strojírenská technologie, povinný

Program B-ZSI-P: Základy strojního inženýrství, bakalářský
specializace STI: Základy strojního inženýrství, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Osnova

1. Úvod do informatiky a Pythonu.
2. Systémové modelování, analýza úloh.
3. Základní datové typy, operace a funkce.
4. Řídicí struktury.
5. Proměnné a složené datové typy.
6. Algoritmizace a řešení jednoduchých inženýrských úloh.
7. Numpy, Scipy, maticové operace.
8. Spolupráce s umělou inteligencí.
9. Matplotlib, vizualizace.
10. Práce se soubory.
11. Testování, debugging, výjimky.
12. Softwarové inženýrství.
13. Současné trendy, závěrečné shrnutí a diskuse.

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Osnova

1. Jazyk Python, jednoduché výrazy.
2. Operátory a proměnné.
3. Funkce.
4. Řídicí struktury I.
5. Řídicí struktury II.
6. Proměnné a složené datové typy.
7. Algoritmizace.
8. Numpy, Scipy, maticové operace.
9. Matplotlib, vizualizace.
10. Práce se soubory.
11. Práce na závěrečném projektu.
12. Práce na závěrečném projektu.
13. Zápočet.