Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Elektronika i Telekomunikacja (N2)
specjalność: Systemy Telekomunikacyjne

Sylabus przedmiotu Matematyka stosowana:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Elektronika i Telekomunikacja
Forma studiów studia niestacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister inżynier
Obszary studiów nauk technicznych
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Matematyka stosowana
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Przetwarzania Sygnałów i Inżynierii Multimedialnej
Nauczyciel odpowiedzialny Jan Purczyński <Jan.Purczynski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Eugeniusz Kornatowski <Eugeniusz.Kornatowski@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 5,0 ECTS (formy) 5,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW1 20 1,00,44egzamin
laboratoriaL1 20 2,00,26zaliczenie
projektyP1 10 2,00,30zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Znajomość matematyki w zakresie studiów inżynierskich pierwszego stopnia.
W-2Umiejętność wykorzystywania środowisk obliczeń numerycznych (MathCad, Matlab).

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Ukształtowanie umiejętności wykorzystywania zaawansowanych narzędzi matematycznych do opisu, modelowania, projektowania, analizy działania elementów i układów elektronicznych oraz algorytmów przetwarzania sygnałów.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Wyznaczanie parametrów wybranych rozkładów zmiennej losowej.2
T-L-2Estymacja parametrów rozkładu.2
T-L-3Obciążenie i efektywność estymatorów.2
T-L-4Generatory liczb losowych.2
T-L-5Testowanie właściwości statystycznych generatorów.2
T-L-6Symulacje komputerowe wybranych procesów stochastycznych.2
T-L-7Transformata Z. Algorytmy obliczania prostej i odwrotnej transformaty Z. Obliczanie odpowiedzi impulsowej dla zadanej transmitancji dyskretnego systemu NOI.2
T-L-8Charakterystyki amplitudowe i fazowe dla wybranych systemów analogowych i dyskretnych.2
T-L-9Okienkowanie danych w dziedzinie czasu i częstotliwości. Testowanie algorytmów nakładkowania.2
T-L-10Metody uśredniania sygnałów dyskretnych: średnianie koherentne i niekoherentne.2
20
projekty
T-P-1Omówienia zasad prowadzenia zajeć projektowych. Przedstawienie listy indywidualnych tematów projektowych wraz z podstawowymi założeniami technicznymi i wymaganiami.2
T-P-2Prezentacje postępów w rozwiazywaniu problemów zwiazanych z projektem. Dyskusja nad projektami i prezentacjami. Udzielanie wskazówek do dalszej pracy.4
T-P-3Koncowa prezentacja wykonanej dokumentacji technicznej projektu, przeprowadzonych symulacji i innych badań. Szacunkowa analiza kosztów wykonania zaprojektowanego urządzenia.4
10
wykłady
T-W-1Podstawowe pojęcia rachunku prawdopodobieństwa.2
T-W-2Wybrane zagadnienia statystyki matematycznej: właściwości estymatorów , metody uzyskiwania estymatorów (metoda największej wiarygodności, metoda momentów), estymacja przedziałowa, testowanie hipotez statystycznych.3
T-W-3Generatory liczb losowych o wybranych rozkładach. Testowanie właściwości statystycznych generatorów.3
T-W-4Procesy stochastyczne: procesy Markowa, procesy stacjonarne. Symulacje komputerowe wybranych procesów stochastycznych. Numeryczne metody rozwiązywania stochastycznych równań Ito: stochastyczny schemat Eulera, schemat Milshteina.3
T-W-5Szeregi Laurenta i transformata Z w zagadnieniach analizy i syntezy sygnałów i systemów dyskretnych.2
T-W-6Całkowe przekształcenie Fouriera: podstawowe właściwości, widmo splotu dwóch sygnałów, twierdzenie o próbkowaniu i widmo sygnału spróbkowanego.2
T-W-7Dyskretne przekształcenie Fouriera. DFT a szybkie przekształcenie Fouriera.2
T-W-8Dyskretne okna czasowe: okna parametryczne i nieparametryczne. Przykłady analizy częstotliwościowej z wykorzystaniem okien czasowych.3
20

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach.20
A-L-2Przygotowanie się do ćwiczeń.17
A-L-3Opracowanie wyników i sporządzenie sprawozdań z ćwiczeń.10
A-L-4Przygotowanie do zaliczenia zajęć laboratoryjnych.13
60
projekty
A-P-1Uczestnictwo w zajęciach10
A-P-2Praca w domu i bibliotece nad indywidualnym tematem projektu. Studiowanie podobnych rozwiazań, analiza not aplikacyjnych, kart katalogowych.15
A-P-3Przygotowywanie prezentacji na zajęcia.5
A-P-4Wykonanie badań symulacyjnych związanych z zadaniem projektowym.10
A-P-5Wykonanie dokumentacji technicznej projektu.20
60
wykłady
A-W-1Obowiązkowe uczestnictwo w zajęciach.20
A-W-2Uzupełnienie wiedzy z literatury.5
A-W-3Przygotowanie do zaliczenia zajęć.5
30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny.
M-2Ćwiczenia laboratoryjne z wykorzystaniem programistycznych środowisk obliczeń numerycznych.
M-3Indywidualnie wykonywane zadania projektowe.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Ocena wystawiana na początku kolejnych ćwiczeń laboratoryjnych na podstawie krótkiej odpowiedzi pisemnej na temat związany z aktualnym ćwiczeniem.
S-2Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na zakończenie cyklu ćwiczeń laboratoryjnych na podstawie ocen cząstkowych z zaliczenia poszczególnych ćwiczeń cyklu i złożonych sprawozdań oraz pracy poszczególnych członków zespołu podczas realizacji wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych.
S-3Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na podstawie zrealizowanego projektu.
S-4Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na zakończenie wykładów na podstawie egzaminu ustnego.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ET_2A_B01_W01
Zna podstawy teorii sygnałów i metod ich przetwarzania oraz wybranych działów matematyki stosowanej oraz metod optymalizacji, w tym metod matematycznych niezbędnych do: - modelowania i analizy działania elementów oraz układów elektronicznych, a także zjawisk w nich występujących; - opisu i analizy działania oraz syntezy systemów elektronicznych, w tym systemów zawierających układy programowalne; - opisu, analizy i syntezy algorytmów przetwarzania sygnałów i obrazów stosowanych w elektronice i telekomunikacji.
ET_2A_W01, ET_2A_W05T2A_W01, T2A_W03C-1T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8M-1S-4

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ET_2A_B01_U01
Potrafi analizować złożone sygnały i systemy ich przetwarzania stosując odpowiednie narzędzia; potrafi zaproponować nowe rozwiąznia algorytmiczne, których konstrukcja oparta jest na modyfikacji znanych rozwiązań.
ET_2A_U07T2A_U15, T2A_U16C-1T-L-1, T-P-1, T-P-2, T-L-2, T-L-3, T-P-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8, T-L-9, T-L-10M-2, M-3S-1, S-2, S-3

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ET_2A_B01_W01
Zna podstawy teorii sygnałów i metod ich przetwarzania oraz wybranych działów matematyki stosowanej oraz metod optymalizacji, w tym metod matematycznych niezbędnych do: - modelowania i analizy działania elementów oraz układów elektronicznych, a także zjawisk w nich występujących; - opisu i analizy działania oraz syntezy systemów elektronicznych, w tym systemów zawierających układy programowalne; - opisu, analizy i syntezy algorytmów przetwarzania sygnałów i obrazów stosowanych w elektronice i telekomunikacji.
2,0
3,0Zna podstawy teorii sygnałów i metod ich przetwarzania oraz wybranych działów matematyki stosowanej oraz metod optymalizacji, w tym metod matematycznych niezbędnych do: - modelowania i analizy działania elementów oraz układów elektronicznych, a także zjawisk w nich występujących; - opisu i analizy działania oraz syntezy systemów elektronicznych, w tym systemów zawierających układy programowalne; - opisu, analizy i syntezy algorytmów przetwarzania sygnałów i obrazów stosowanych w elektronice i telekomunikacji.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ET_2A_B01_U01
Potrafi analizować złożone sygnały i systemy ich przetwarzania stosując odpowiednie narzędzia; potrafi zaproponować nowe rozwiąznia algorytmiczne, których konstrukcja oparta jest na modyfikacji znanych rozwiązań.
2,0
3,0Potrafi analizować złożone sygnały i systemy ich przetwarzania stosując odpowiednie narzędzia; potrafi zaproponować nowe rozwiąznia algorytmiczne, których konstrukcja oparta jest na modyfikacji znanych rozwiązań.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Fisz M., Rachunek prawdopodobieństwa i statystyka matematyczna, PWN, Warszawa, 1958
  2. Wojnar A., Teoria sygnałów, WNT, Warszawa, 1980
  3. Zieliński P. T., Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Od teorii do zastosowań, WKŁ, Warszawa, 2009
  4. Otnes R. K., Enochson L., Analiza numeryczna szeregów czasowych, WNT, Warszawa, 1978

Literatura dodatkowa

  1. Sobczyk K., Stochastyczne równania różniczkowe, WNT, 1996
  2. Wieczorkowski R. Zieliński R., Komputerowe generatory liczb losowych, WNT, Warszawa, 1997
  3. Lyons R. G., Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania sygnałów, WKŁ, Warszawa, 1999

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Wyznaczanie parametrów wybranych rozkładów zmiennej losowej.2
T-L-2Estymacja parametrów rozkładu.2
T-L-3Obciążenie i efektywność estymatorów.2
T-L-4Generatory liczb losowych.2
T-L-5Testowanie właściwości statystycznych generatorów.2
T-L-6Symulacje komputerowe wybranych procesów stochastycznych.2
T-L-7Transformata Z. Algorytmy obliczania prostej i odwrotnej transformaty Z. Obliczanie odpowiedzi impulsowej dla zadanej transmitancji dyskretnego systemu NOI.2
T-L-8Charakterystyki amplitudowe i fazowe dla wybranych systemów analogowych i dyskretnych.2
T-L-9Okienkowanie danych w dziedzinie czasu i częstotliwości. Testowanie algorytmów nakładkowania.2
T-L-10Metody uśredniania sygnałów dyskretnych: średnianie koherentne i niekoherentne.2
20

Treści programowe - projekty

KODTreść programowaGodziny
T-P-1Omówienia zasad prowadzenia zajeć projektowych. Przedstawienie listy indywidualnych tematów projektowych wraz z podstawowymi założeniami technicznymi i wymaganiami.2
T-P-2Prezentacje postępów w rozwiazywaniu problemów zwiazanych z projektem. Dyskusja nad projektami i prezentacjami. Udzielanie wskazówek do dalszej pracy.4
T-P-3Koncowa prezentacja wykonanej dokumentacji technicznej projektu, przeprowadzonych symulacji i innych badań. Szacunkowa analiza kosztów wykonania zaprojektowanego urządzenia.4
10

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Podstawowe pojęcia rachunku prawdopodobieństwa.2
T-W-2Wybrane zagadnienia statystyki matematycznej: właściwości estymatorów , metody uzyskiwania estymatorów (metoda największej wiarygodności, metoda momentów), estymacja przedziałowa, testowanie hipotez statystycznych.3
T-W-3Generatory liczb losowych o wybranych rozkładach. Testowanie właściwości statystycznych generatorów.3
T-W-4Procesy stochastyczne: procesy Markowa, procesy stacjonarne. Symulacje komputerowe wybranych procesów stochastycznych. Numeryczne metody rozwiązywania stochastycznych równań Ito: stochastyczny schemat Eulera, schemat Milshteina.3
T-W-5Szeregi Laurenta i transformata Z w zagadnieniach analizy i syntezy sygnałów i systemów dyskretnych.2
T-W-6Całkowe przekształcenie Fouriera: podstawowe właściwości, widmo splotu dwóch sygnałów, twierdzenie o próbkowaniu i widmo sygnału spróbkowanego.2
T-W-7Dyskretne przekształcenie Fouriera. DFT a szybkie przekształcenie Fouriera.2
T-W-8Dyskretne okna czasowe: okna parametryczne i nieparametryczne. Przykłady analizy częstotliwościowej z wykorzystaniem okien czasowych.3
20

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach.20
A-L-2Przygotowanie się do ćwiczeń.17
A-L-3Opracowanie wyników i sporządzenie sprawozdań z ćwiczeń.10
A-L-4Przygotowanie do zaliczenia zajęć laboratoryjnych.13
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - projekty

KODForma aktywnościGodziny
A-P-1Uczestnictwo w zajęciach10
A-P-2Praca w domu i bibliotece nad indywidualnym tematem projektu. Studiowanie podobnych rozwiazań, analiza not aplikacyjnych, kart katalogowych.15
A-P-3Przygotowywanie prezentacji na zajęcia.5
A-P-4Wykonanie badań symulacyjnych związanych z zadaniem projektowym.10
A-P-5Wykonanie dokumentacji technicznej projektu.20
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Obowiązkowe uczestnictwo w zajęciach.20
A-W-2Uzupełnienie wiedzy z literatury.5
A-W-3Przygotowanie do zaliczenia zajęć.5
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaET_2A_B01_W01Zna podstawy teorii sygnałów i metod ich przetwarzania oraz wybranych działów matematyki stosowanej oraz metod optymalizacji, w tym metod matematycznych niezbędnych do: - modelowania i analizy działania elementów oraz układów elektronicznych, a także zjawisk w nich występujących; - opisu i analizy działania oraz syntezy systemów elektronicznych, w tym systemów zawierających układy programowalne; - opisu, analizy i syntezy algorytmów przetwarzania sygnałów i obrazów stosowanych w elektronice i telekomunikacji.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówET_2A_W01Ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę w zakresie wybranych działów matematyki stosowanej oraz metod optymalizacji, w tym metod matematycznych niezbędnych do: - modelowania i analizy działania zaawansowanych elementów oraz układów elektronicznych, a także zjawisk w nich występujących; - opisu i analizy działania oraz syntezy złożonych systemów elektronicznych, w tym systemów zawierających układy programowalne; - opisu, analizy i syntezy algorytmów przetwarzania sygnałów i obrazów stosowanych w elektronice i telekomunikacji.
ET_2A_W05Ma pogłębioną , podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie teorii sygnałów i metod ich przetwarzania.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_W01ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z zakresu matematyki, fizyki, chemii i innych obszarów właściwych dla studiowanego kierunku studiów przydatną do formułowania i rozwiązywania złożonych zadań z zakresu studiowanego kierunku studiów
T2A_W03ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-1Ukształtowanie umiejętności wykorzystywania zaawansowanych narzędzi matematycznych do opisu, modelowania, projektowania, analizy działania elementów i układów elektronicznych oraz algorytmów przetwarzania sygnałów.
Treści programoweT-W-1Podstawowe pojęcia rachunku prawdopodobieństwa.
T-W-2Wybrane zagadnienia statystyki matematycznej: właściwości estymatorów , metody uzyskiwania estymatorów (metoda największej wiarygodności, metoda momentów), estymacja przedziałowa, testowanie hipotez statystycznych.
T-W-3Generatory liczb losowych o wybranych rozkładach. Testowanie właściwości statystycznych generatorów.
T-W-4Procesy stochastyczne: procesy Markowa, procesy stacjonarne. Symulacje komputerowe wybranych procesów stochastycznych. Numeryczne metody rozwiązywania stochastycznych równań Ito: stochastyczny schemat Eulera, schemat Milshteina.
T-W-5Szeregi Laurenta i transformata Z w zagadnieniach analizy i syntezy sygnałów i systemów dyskretnych.
T-W-6Całkowe przekształcenie Fouriera: podstawowe właściwości, widmo splotu dwóch sygnałów, twierdzenie o próbkowaniu i widmo sygnału spróbkowanego.
T-W-7Dyskretne przekształcenie Fouriera. DFT a szybkie przekształcenie Fouriera.
T-W-8Dyskretne okna czasowe: okna parametryczne i nieparametryczne. Przykłady analizy częstotliwościowej z wykorzystaniem okien czasowych.
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny.
Sposób ocenyS-4Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na zakończenie wykładów na podstawie egzaminu ustnego.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Zna podstawy teorii sygnałów i metod ich przetwarzania oraz wybranych działów matematyki stosowanej oraz metod optymalizacji, w tym metod matematycznych niezbędnych do: - modelowania i analizy działania elementów oraz układów elektronicznych, a także zjawisk w nich występujących; - opisu i analizy działania oraz syntezy systemów elektronicznych, w tym systemów zawierających układy programowalne; - opisu, analizy i syntezy algorytmów przetwarzania sygnałów i obrazów stosowanych w elektronice i telekomunikacji.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaET_2A_B01_U01Potrafi analizować złożone sygnały i systemy ich przetwarzania stosując odpowiednie narzędzia; potrafi zaproponować nowe rozwiąznia algorytmiczne, których konstrukcja oparta jest na modyfikacji znanych rozwiązań.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówET_2A_U07Potrafi dokonać analizy złożonych sygnałów i systemów ich przetwarzania stosując odpowiednie narzędzia, w razie potrzeby modyfikując istniejące lub opracowując nowe metody analizy.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_U15potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
T2A_U16potrafi zaproponować ulepszenia (usprawnienia) istniejących rozwiązań technicznych
Cel przedmiotuC-1Ukształtowanie umiejętności wykorzystywania zaawansowanych narzędzi matematycznych do opisu, modelowania, projektowania, analizy działania elementów i układów elektronicznych oraz algorytmów przetwarzania sygnałów.
Treści programoweT-L-1Wyznaczanie parametrów wybranych rozkładów zmiennej losowej.
T-P-1Omówienia zasad prowadzenia zajeć projektowych. Przedstawienie listy indywidualnych tematów projektowych wraz z podstawowymi założeniami technicznymi i wymaganiami.
T-P-2Prezentacje postępów w rozwiazywaniu problemów zwiazanych z projektem. Dyskusja nad projektami i prezentacjami. Udzielanie wskazówek do dalszej pracy.
T-L-2Estymacja parametrów rozkładu.
T-L-3Obciążenie i efektywność estymatorów.
T-P-3Koncowa prezentacja wykonanej dokumentacji technicznej projektu, przeprowadzonych symulacji i innych badań. Szacunkowa analiza kosztów wykonania zaprojektowanego urządzenia.
T-L-4Generatory liczb losowych.
T-L-5Testowanie właściwości statystycznych generatorów.
T-L-6Symulacje komputerowe wybranych procesów stochastycznych.
T-L-7Transformata Z. Algorytmy obliczania prostej i odwrotnej transformaty Z. Obliczanie odpowiedzi impulsowej dla zadanej transmitancji dyskretnego systemu NOI.
T-L-8Charakterystyki amplitudowe i fazowe dla wybranych systemów analogowych i dyskretnych.
T-L-9Okienkowanie danych w dziedzinie czasu i częstotliwości. Testowanie algorytmów nakładkowania.
T-L-10Metody uśredniania sygnałów dyskretnych: średnianie koherentne i niekoherentne.
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia laboratoryjne z wykorzystaniem programistycznych środowisk obliczeń numerycznych.
M-3Indywidualnie wykonywane zadania projektowe.
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Ocena wystawiana na początku kolejnych ćwiczeń laboratoryjnych na podstawie krótkiej odpowiedzi pisemnej na temat związany z aktualnym ćwiczeniem.
S-2Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na zakończenie cyklu ćwiczeń laboratoryjnych na podstawie ocen cząstkowych z zaliczenia poszczególnych ćwiczeń cyklu i złożonych sprawozdań oraz pracy poszczególnych członków zespołu podczas realizacji wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych.
S-3Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na podstawie zrealizowanego projektu.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Potrafi analizować złożone sygnały i systemy ich przetwarzania stosując odpowiednie narzędzia; potrafi zaproponować nowe rozwiąznia algorytmiczne, których konstrukcja oparta jest na modyfikacji znanych rozwiązań.
3,5
4,0
4,5
5,0