Předmět seznamuje s prostředky výpočetního a vizualičního prostředí systému MATLAB / SIMULINK a jeho využitím pro numerické a symbolické řešení vybraných výpočetních úloh. Zvláštní pozornost je věnována problematice analýzy dat, řešení soustav lineárních algebraických rovnic, lineární a nelineární aproximace funkcí, řešení nelineárních rovnic, numerické interpolaci, derivaci a integraci a řešení rovnic diferenciálních. Posluchači se dále seznámí s principy modelování a s prostředky pro vizualizaci výsledků. Součástí předmětu jsou i vybrané případové studie s aplikacemi výpočetních metod pro zpracování dat z inženýrských a biomedicínských oblastí.

The subject presents computational and visualization tools of the MATLAB / SIMULINK environment and its use for numeric and symbolic solution of selected computational problems. A special attention is paid to problems of data analysis, solution of linear algebraic equations, linear and nonlinear approximation, solution of nonlinear equations, to methods of numeric interpolation, derivation and integration and to the solution of difference equations. Further topis will include fundamentals of modelling and data visualization. Selected case studies will be devoted to applications of computational methods for processing of engineering and biomedical signals and images.

Z: F. Dušek: Matlab a Simulink, úvod do používání, FChT UPCE, Pardubice 2001

Z: J. Novák, I. Pultarová, P. Novák: Základy informatiky - Počítačové modelování v Matlabu, ČVUT Praha 2005, Fakulta stavební

D: R.L. Burden: Numerical Analysis, Brooks / Cole, 2001

D: S.C. Chapra: Applied Numerical Metods with Matlab for Engineers and Scientists, McGraw Hill, 2008

D: WIKIBOOK: MATLAB Programming, https://en.wikibooks.org/wiki/MATLAB_Programming, 2018

Z: F. Dušek: Matlab a Simulink, úvod do používání, FChT UPCE, Pardubice 2001

Z: J. Novák, I. Pultarová, P. Novák: Základy informatiky - Počítačové modelování v Matlabu, ČVUT Praha 2005, Fakulta stavební

D: R.L. Burden: Numerical Analysis, Brooks / Cole, 2001

D: S.C. Chapra: Applied Numerical Metods with Matlab for Engineers and Scientists, McGraw Hill, 2008

D: WIKIBOOK: MATLAB Programming, https://en.wikibooks.org/wiki/MATLAB_Programming, 2018

1. Výpočetní a vizualizační prostředí systému MATLAB, základy algoritmizace a programování

2. Podprogramy, objektová grafika, struktury dat, symbolická matematika v systému MATLAB

3. Základy blokově orientovaných výpočtů, modelování v systému SIMULINK

4. Numerické a symbolické metody lineární metody

5. Lineární a nelineární aproximace funkcí, metoda nejmenších čtverců, gradientní metody

6. Řešení nelineárních rovnic a jejich soustav

7. Numerické a symbolické metody interpolace, derivace a integrace

8. Řešení diferenciálních rovnic

9. Okrajová úloha a metoda střelby při řešení ODR

10. Metody výpočetní inteligence v analýze dat

11. Užití výpočetních metod pro zpracování inženýrských a biomedicínských signálů a obrazů

12: CASE STUDY 1: Aproximace a statistické zpracování měřených dat

13: CASE STUDY 2: Řešení nelineárních rovnic

14: CASE STUDY 3: Modelování v blokově orientovaném systému SIMULINK

1. Computational and visualization system MATLAB, algorithmic and programming tools

2. Functions, object graphics, data structures, symbolic mathematics in MATLAB

3. Block oriented computational tools, modelling in the SIMULINK environment

4. Numeric a symbolic methods of linear algebra

5. Linear and nonlinear approximation of functions, the least square method, gradient methods

6. Solution of nonlinear equations and their systems

7. Numeric and symbolic methods of interpolation, derivation and integration

8. Solution of differencial equations

9. The boundary method and the shooting method for solution of differential equations

10. Computational intelligence in data analysis

11. The use of computational methods for processing of engineering and biomedical signals

12: CASE STUDY 1: Aproximation and statistical analysis in data processing

13: CASE STUDY 2: Solution of nonlinear equations

14: CASE STUDY 3: Modeling in the block oriented SIMULINK environment