ZUT - Krajowe Ramy Kwalifikacji / Rok 2015/2016 / Wydział Informatyki / Informatyka (S2) / systemy komputerowe i technologie mobilne / Sylabus przedmiotu - Zaawansowane algorytmy przetwarzania sygnałów

Wydział Informatyki - Informatyka (S2)
specjalność: systemy komputerowe i technologie mobilne

Sylabus przedmiotu Zaawansowane algorytmy przetwarzania sygnałów:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów	Informatyka
Forma studiów	studia stacjonarne	Poziom	drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta	magister
Obszary studiów	nauk technicznych
Profil	ogólnoakademicki
Moduł	—
Przedmiot	Zaawansowane algorytmy przetwarzania sygnałów
Specjalność	systemy komputerowe i technologie mobilne
Jednostka prowadząca	Katedra Architektury Komputerów i Telekomunikacji
Nauczyciel odpowiedzialny	Aleksandr Cariow <Alexandr.Tariov@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane)	4,0	ECTS (formy)	4,0
Forma zaliczenia	egzamin	Język	polski
Blok obieralny	—	Grupa obieralna	—

Formy dydaktyczne

Forma dydaktyczna	KOD	Semestr	Godziny	ECTS	Waga	Zaliczenie
wykłady	W	2	15	1,7	0,62	egzamin
ćwiczenia audytoryjne	A	2	30	2,3	0,38	zaliczenie

Wymagania wstępne

KOD	Wymaganie wstępne
W-1	Zna oraz potrafi zastosować podstawy matematyczne z algebry abstrakcyjnej, rachunku macierzowego, matematyki dyskretnej.

Cele przedmiotu

KOD	Cel modułu/przedmiotu
C-1	potrafi konstruować algorytmy realizujące skomplikowane zadania cyfrowego przetwarzania sygnałów ze zredukowaną złożonością obliczeniową.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KOD	Treść programowa	Godziny
ćwiczenia audytoryjne
T-A-1	Elementy rachunku macierzowego. Typowe konstrukcji macierzowe. Iloczyn Kroneckera, Suma tensorowa, konkatenacja pozioma oraz pionowa, macierze permutacji. Przykłady. Rozwiązywanie zadań.	2
T-A-2	Algorytm Strassena zracjonalizowanego mnożenia macierzy drugiego stopnia oraz jego uogólnienie dla przypadku macierzy dowolnego stopnia. Konstruowanie wektorowo-macierzowej procedury obliczeniowej zracjonalizowanego mnozenia dwóch macierzy. Przykład.	2
T-A-3	Algorytm iloczynu skalarnego Winograda oraz jego zastosowanie do przekształceń wektorowo-macierzowych. Rozwiazywanie zadań indywidualnych przy tablicy.	2
T-A-4	Studyowanie metody konstruowania szybkich algorytmów wyznaczania iloczynów wektorowo-macierzowych na podstawie wytypowanych modeli faktoryzacji macierzy.	2
T-A-5	Konstruowanie algorytmów szybkich splotów dla różnych przykładów.	2
T-A-6	Studyowanie metody "overlap-add" i "overlap-save".	2
T-A-7	Studyowanie zasad syntezy algorytmu Szybkiej transformacji Fouriera (FFT). Konstruowanie algorytmu FFT dla N=8.	2
T-A-8	Studyowanie oraz konstruowanie procedur i grafów sygnałowych opisujących algorytmy FFT z decymacja w częstotliwości i casie dla dowolnego N bedacego potengą dwójki.	2
T-A-9	Synteza algorytmuów FFT dla przypadków, gdy liczba próbek jest potengą dowolnej liczby całkowitej lub iloczynem dwóch (kilku) liczb całkowitych.	2
T-A-10	Konstruowanie zraconalizowanych algorytmów dyskretnych transformacji Kosynusowych.	2
T-A-11	Synteza szybkich algorytmów dyskretnego przekształcenia MDCT.	2
T-A-12	Konstruowanie szybkich algorytmów dyskretnego przekształcenia Hartleya.	1
T-A-13	Algorytmy wyznaczania współczynników dyskretnej transformacji Slant.	1
T-A-14	Procedury wielopoziomowej dekompozycji oraz rekonstrukcji sygnałów. Szybka transformacja Falkowa. Procedury bazowe FDWT i IDWT. Operacji bazowe IFDWT i IDWT. Budowa modeli grafostrukturalnych	2
T-A-15	Racjonalizacja wykonania procedur oraz operacji bazowych FDWT, IDWT za pomocą metody konstruowania szybkich algorytmów wyznaczania iloczynów wektorowo-macierzowych.	2
T-A-16	Transformacje falkowopodobne.	1
T-A-17	Zajęcie zaliczeniowe.	1
		30
wykłady
T-W-1	Przedmiot przetwarzanie sygnałow. Algorytmiczne aspekty cyfrowego przetwarzania sygnałów (CPS). Przekształcenia wektorowo-macierzowe jako podwalina zadań CPS o charakterze obliczeniowym.	2
T-W-2	Racjonalizacja obliczeń macierzowych. Iloczyn macierzowy i wektorowo-macierzowy. Algorytm Strassena. Algorytm Winograda. Bazowe modele fakroryzacji macierzy posiadających wytypowaną strukturę. Metoda minimalizacji złozonosci obliczeniowej przy wyznaczaniu iloczynów wektorowo-macierzowych.	2
T-W-3	Dyskretna transformacja Fouriera. Szybkie przekształcenie Fouriera. Szybkie ałgorytmy wyznaczania dyskretnych transformat ortogonalnych (Walsha, Haara, Slant, Kosynusowej, Hartleya).	2
T-W-4	Tradycyjne oraz zracjolizowane algorytmy wyznaczania splotów sekwencji cyfrowych. Obliczenie splotu za pomocą dyskretnych transformacji Fouriera. Metody "Overlap-add" i "Overlap-save". Szyblie algorytmy wyznaczania splotów w dziedzinie czasu.	2
T-W-5	Welorozdzielcza reprezentacja sygnałów. Falki i technologie falkowe. Algorytmy welopoziomowej dekompozycji oraz rekonstrukcji sygnałów cyfrowych. Szybka transformacja Falkowa - piramida Mallata.	2
T-W-6	Zrównoleglenie ałgorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów jako sposób przyspieszenia obliczeń. Przykłady równoległych algorytmów CPS.	2
T-W-7	Odwzorowanie struktury algorytmów CPS w platformach sprzętowo-programowych. Układy scalone dedykowane cyfrowemu przetwarzaniu sygnałów. Od TMS320.10 do Spartan 6.	2
T-W-8	Racjonalizacja obliczeń: jedność i walka przeczywieństw.	1
		15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KOD	Forma aktywności	Godziny
ćwiczenia audytoryjne
A-A-1	Udział w ćwiczeniach	30
A-A-2	Udzał w konsultacjach i zaliczeniu formy zajęć	3
A-A-3	Przygotowanie się do zajęć i opracowanie zadań	30
		63
wykłady
A-W-1	Udział w wykładzie	15
A-W-2	Udzał w konsultacjach i egzaminie	2
A-W-3	Studia literaturowe i przygotowanie się do egzaminu	30
		47

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KOD	Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1	Wykład poznawczy.
M-2	Prezentacja multimedialna.
M-3	Ćwiczenia laboratoryjne.

Sposoby oceny

KOD	Sposób oceny
S-1	Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny.
S-2	Ocena podsumowująca: Kolokwium pisemne.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
I_2A_D18/06_W01 Rozumie podstawy algorytmiczne rozwiązywania zadań cyfrowego przetwarzania sygnałów.	I_2A_W01	T2A_W01	C-1	T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-7, T-W-6, T-W-8, T-A-1, T-A-2, T-A-3, T-A-4, T-A-6, T-A-5, T-A-10, T-A-16, T-A-9, T-A-8, T-A-7, T-A-11, T-A-13, T-A-12, T-A-14, T-A-15	M-1, M-2, M-3	S-1

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
I_2A_D18/06_U01 Potrafi konstruowac zracjonalizowane algorytmy realizacji bazoswych zadań cyfrowego przetwarzania sygnałów.	I_2A_U02, I_2A_U03, I_2A_U04, I_2A_U05, I_2A_U07, I_2A_U08	T2A_U01, T2A_U02, T2A_U03, T2A_U04, T2A_U07, T2A_U08, T2A_U09, T2A_U10, T2A_U11, T2A_U12, T2A_U16, T2A_U17, T2A_U18	C-1	T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-7, T-W-6, T-W-8, T-A-1, T-A-2, T-A-3, T-A-4, T-A-6, T-A-5, T-A-10, T-A-16, T-A-9, T-A-8, T-A-7, T-A-11, T-A-13, T-A-12, T-A-14, T-A-15	M-1, M-2, M-3	S-1, S-2

Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
I_2A_D18/06_K01 Potrafi doskonalic wlasną wiedzę, używać jej pry rozwiązywaniu zadań praktycznych oraz poszukiwać nowe dotąd nierozwiazane zadania z branzy cyfrowego przetwarzania sygnałów.	I_2A_K06, I_2A_K02	T2A_K01, T2A_K06, T2A_K07	C-1	—	M-1, M-2, M-3	S-1, S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształcenia	Ocena	Kryterium oceny
I_2A_D18/06_W01 Rozumie podstawy algorytmiczne rozwiązywania zadań cyfrowego przetwarzania sygnałów.	2,0	Brak spełnienia wymogów na ocene dostateczna.
	3,0	Potrafi omówić podstawowe zagadnienia, zadania oraz zastosowania cyfrowego przetwarzania sygnałów. Dysponuje wiedzą o zasadach cyfryzacji sygnałów, charakterystykach procesorów sygnałowych, zaletach i wadach i ograniczeniach CPS.
	3,5	Jak na ocenę dostateczną oraz potrafi opisać typowe zadania cyfrowego przetwarzania sygnałów w notacji wektorowo-macierzowej.
	4,0	Jak na ocenę 3,5 oraz potrafi omówić sposoby minimalizacji liczby działań przy realizacji bazowych zadań (makrooporacji) cyfrowego przetwarzania sygnałów.
	4,5	Jak na ocenę 4 oraz potrafi rozwiązac przykład i narysować graf sygnałowy dla losowo wybranego przykładu.
	5,0	Jak na ocene 4,5 oraz potrafi samodzielnie zaprojektować zracjonalizowany algorytm realizacji typowej makrooperacji CPS ze zredukowaną złozonością obliczeniową i potrafi dokonać oszacowanie złozonosci obliczeniowej opracowanego algorytmu.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształcenia	Ocena	Kryterium oceny
I_2A_D18/06_U01 Potrafi konstruowac zracjonalizowane algorytmy realizacji bazoswych zadań cyfrowego przetwarzania sygnałów.	2,0	Brak spełnienia warunków na ocenę dostateszną.
	3,0	Zna właściwości struktur procesorów sygnałowych, potrafi uzasadnis wybór srodowiska implementacyjnego do realizacji konkretnego zadania cyfrowego przetwarzania sygnałów.
	3,5	Zna podstawowe ałgorytmy racjonalizacji obliczeń w zadaniach cyfrowego przetwarzania sygnałów oraz potrafi zademonstrować te umijętnosci na konkretnych przykładach.
	4,0	Potrafi rozwiązać zadanie racjonalizacji obliczeń dla podanego przez egzaminatora przykładu, narysować odpowiednie grafy sygnałowe procesu obliczeniowego oraz oszacowac zyski.
	4,5	Jak na ocenę 4,0 oraz potrafi zaprojektować algorytm realizujacy wybrane zadanie CPS ze zredukowana złozonoscią obliczeniowa.
	5,0	Potrafi wykonac analizę systemową oryginalnego zadania CPS, wykonac strukturalną dekompozycję procesu obliczeniowego, wytypować podstawowe fragmenty przestrzenno-czasowej struktury tego procesu.

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt kształcenia	Ocena	Kryterium oceny
I_2A_D18/06_K01 Potrafi doskonalic wlasną wiedzę, używać jej pry rozwiązywaniu zadań praktycznych oraz poszukiwać nowe dotąd nierozwiazane zadania z branzy cyfrowego przetwarzania sygnałów.	2,0	Student nie umie wykorzystać podstawowych narzędzi.
	3,0	Student poprawnie wykorzystuje zaledwie kilka narzędzi sposród omawianych przez prowadzacego.
	3,5	Student poprawnie wykorystuje prawie wszystkie narzędzia.
	4,0	Student nie tylko poprawnie wykorzystuje narzędzia, ale również potrafi w analityczny sposób je porównać.
	4,5	Student potrafi wykorzystywać wszystkie zaproponowane w trakcie zajęć narzędzia, potrafi porównywać ich efektywność, a także przy ich pomocy identyfikować najleprze rozwiazania.
	5,0	Student potrafi wykorzystywać wszystkie zaproponowane w trakcie zajęć narzędzia, potrafi porównywać ich efektywność, a także samodzielnie identyfikować narzędzia potrzebne do rozwiązania zadanego problemu z jednoczesnym uzasadnieniem wyboru.

Literatura podstawowa

Kwiatkowski, Włodzimierz, Wstęp do cyfrowego przetwarzania sygnałów, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa, 2003, 426 str., ISBN 8391675343
Zieliński, Tomasz Piotr, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów: od teorii do zastosowań, Wydawnictwo Wydawnictwa Komunikacji i Łączności WKŁ, Warszawa 2007, 2007, 832 str., ISBN: 978-83-206-1640-8
Marven, Craig, Gillian Ewers, Zarys cyfrowego przetwarzania sygnałów, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa, 1999, 225 str., ISBN 83-206-1306-X
Smith, Steven W., Cyfrowe przetwarzanie sygnałów: praktyczny poradnik dla inżynierów i naukowców, Wydawnictwo BTC, Warszawa, 2007, 624 s. ISBN: 978-83-60233-18-4
Lyons, Richard G., Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania sygnałów, Wydawnictwo WKiŁ, Warszawa, 2000, 462 str., ISBN: 83-206-1318-3

Literatura dodatkowa

Alexandr Tariov, Algorytmiczne aspekty racjonalizacji obliczeń w cyfrowym przetwarzaniu sygnałów, Wydawictwo uczelniane ZUT, Szczecin, 2011, ISBN 978-83-7663-098-4
Alexandr Tariov, Galina Tariova, Dorota Majorkowska-Mech., Algorytmy wielopoziomowej dekompozycji oraz rekonstrukcji sygnałów cyfrowych., Polska Akademia Nauk Oddił w Gdańsku., Szczecin, 2012, ISBN 978-83-925803-9-3

Treści programowe - ćwiczenia audytoryjne

KOD	Treść programowa	Godziny
T-A-1	Elementy rachunku macierzowego. Typowe konstrukcji macierzowe. Iloczyn Kroneckera, Suma tensorowa, konkatenacja pozioma oraz pionowa, macierze permutacji. Przykłady. Rozwiązywanie zadań.	2
T-A-2	Algorytm Strassena zracjonalizowanego mnożenia macierzy drugiego stopnia oraz jego uogólnienie dla przypadku macierzy dowolnego stopnia. Konstruowanie wektorowo-macierzowej procedury obliczeniowej zracjonalizowanego mnozenia dwóch macierzy. Przykład.	2
T-A-3	Algorytm iloczynu skalarnego Winograda oraz jego zastosowanie do przekształceń wektorowo-macierzowych. Rozwiazywanie zadań indywidualnych przy tablicy.	2
T-A-4	Studyowanie metody konstruowania szybkich algorytmów wyznaczania iloczynów wektorowo-macierzowych na podstawie wytypowanych modeli faktoryzacji macierzy.	2
T-A-5	Konstruowanie algorytmów szybkich splotów dla różnych przykładów.	2
T-A-6	Studyowanie metody "overlap-add" i "overlap-save".	2
T-A-7	Studyowanie zasad syntezy algorytmu Szybkiej transformacji Fouriera (FFT). Konstruowanie algorytmu FFT dla N=8.	2
T-A-8	Studyowanie oraz konstruowanie procedur i grafów sygnałowych opisujących algorytmy FFT z decymacja w częstotliwości i casie dla dowolnego N bedacego potengą dwójki.	2
T-A-9	Synteza algorytmuów FFT dla przypadków, gdy liczba próbek jest potengą dowolnej liczby całkowitej lub iloczynem dwóch (kilku) liczb całkowitych.	2
T-A-10	Konstruowanie zraconalizowanych algorytmów dyskretnych transformacji Kosynusowych.	2
T-A-11	Synteza szybkich algorytmów dyskretnego przekształcenia MDCT.	2
T-A-12	Konstruowanie szybkich algorytmów dyskretnego przekształcenia Hartleya.	1
T-A-13	Algorytmy wyznaczania współczynników dyskretnej transformacji Slant.	1
T-A-14	Procedury wielopoziomowej dekompozycji oraz rekonstrukcji sygnałów. Szybka transformacja Falkowa. Procedury bazowe FDWT i IDWT. Operacji bazowe IFDWT i IDWT. Budowa modeli grafostrukturalnych	2
T-A-15	Racjonalizacja wykonania procedur oraz operacji bazowych FDWT, IDWT za pomocą metody konstruowania szybkich algorytmów wyznaczania iloczynów wektorowo-macierzowych.	2
T-A-16	Transformacje falkowopodobne.	1
T-A-17	Zajęcie zaliczeniowe.	1
		30

Treści programowe - wykłady

KOD	Treść programowa	Godziny
T-W-1	Przedmiot przetwarzanie sygnałow. Algorytmiczne aspekty cyfrowego przetwarzania sygnałów (CPS). Przekształcenia wektorowo-macierzowe jako podwalina zadań CPS o charakterze obliczeniowym.	2
T-W-2	Racjonalizacja obliczeń macierzowych. Iloczyn macierzowy i wektorowo-macierzowy. Algorytm Strassena. Algorytm Winograda. Bazowe modele fakroryzacji macierzy posiadających wytypowaną strukturę. Metoda minimalizacji złozonosci obliczeniowej przy wyznaczaniu iloczynów wektorowo-macierzowych.	2
T-W-3	Dyskretna transformacja Fouriera. Szybkie przekształcenie Fouriera. Szybkie ałgorytmy wyznaczania dyskretnych transformat ortogonalnych (Walsha, Haara, Slant, Kosynusowej, Hartleya).	2
T-W-4	Tradycyjne oraz zracjolizowane algorytmy wyznaczania splotów sekwencji cyfrowych. Obliczenie splotu za pomocą dyskretnych transformacji Fouriera. Metody "Overlap-add" i "Overlap-save". Szyblie algorytmy wyznaczania splotów w dziedzinie czasu.	2
T-W-5	Welorozdzielcza reprezentacja sygnałów. Falki i technologie falkowe. Algorytmy welopoziomowej dekompozycji oraz rekonstrukcji sygnałów cyfrowych. Szybka transformacja Falkowa - piramida Mallata.	2
T-W-6	Zrównoleglenie ałgorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów jako sposób przyspieszenia obliczeń. Przykłady równoległych algorytmów CPS.	2
T-W-7	Odwzorowanie struktury algorytmów CPS w platformach sprzętowo-programowych. Układy scalone dedykowane cyfrowemu przetwarzaniu sygnałów. Od TMS320.10 do Spartan 6.	2
T-W-8	Racjonalizacja obliczeń: jedność i walka przeczywieństw.	1
		15

Formy aktywności - ćwiczenia audytoryjne

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-A-1	Udział w ćwiczeniach	30
A-A-2	Udzał w konsultacjach i zaliczeniu formy zajęć	3
A-A-3	Przygotowanie się do zajęć i opracowanie zadań	30
		63

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-W-1	Udział w wykładzie	15
A-W-2	Udzał w konsultacjach i egzaminie	2
A-W-3	Studia literaturowe i przygotowanie się do egzaminu	30
		47

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty kształcenia	I_2A_D18/06_W01	Rozumie podstawy algorytmiczne rozwiązywania zadań cyfrowego przetwarzania sygnałów.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	I_2A_W01	Ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę w zakresie wybranych działów matematyki teoretycznej oraz matematyki stosowanej
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	T2A_W01	ma 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
Cel przedmiotu	C-1	potrafi konstruować algorytmy realizujące skomplikowane zadania cyfrowego przetwarzania sygnałów ze zredukowaną złożonością obliczeniową.
Treści programowe	T-W-1	Przedmiot przetwarzanie sygnałow. Algorytmiczne aspekty cyfrowego przetwarzania sygnałów (CPS). Przekształcenia wektorowo-macierzowe jako podwalina zadań CPS o charakterze obliczeniowym.
	T-W-2	Racjonalizacja obliczeń macierzowych. Iloczyn macierzowy i wektorowo-macierzowy. Algorytm Strassena. Algorytm Winograda. Bazowe modele fakroryzacji macierzy posiadających wytypowaną strukturę. Metoda minimalizacji złozonosci obliczeniowej przy wyznaczaniu iloczynów wektorowo-macierzowych.
	T-W-3	Dyskretna transformacja Fouriera. Szybkie przekształcenie Fouriera. Szybkie ałgorytmy wyznaczania dyskretnych transformat ortogonalnych (Walsha, Haara, Slant, Kosynusowej, Hartleya).
	T-W-4	Tradycyjne oraz zracjolizowane algorytmy wyznaczania splotów sekwencji cyfrowych. Obliczenie splotu za pomocą dyskretnych transformacji Fouriera. Metody "Overlap-add" i "Overlap-save". Szyblie algorytmy wyznaczania splotów w dziedzinie czasu.
	T-W-5	Welorozdzielcza reprezentacja sygnałów. Falki i technologie falkowe. Algorytmy welopoziomowej dekompozycji oraz rekonstrukcji sygnałów cyfrowych. Szybka transformacja Falkowa - piramida Mallata.
	T-W-7	Odwzorowanie struktury algorytmów CPS w platformach sprzętowo-programowych. Układy scalone dedykowane cyfrowemu przetwarzaniu sygnałów. Od TMS320.10 do Spartan 6.
	T-W-6	Zrównoleglenie ałgorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów jako sposób przyspieszenia obliczeń. Przykłady równoległych algorytmów CPS.
	T-W-8	Racjonalizacja obliczeń: jedność i walka przeczywieństw.
	T-A-1	Elementy rachunku macierzowego. Typowe konstrukcji macierzowe. Iloczyn Kroneckera, Suma tensorowa, konkatenacja pozioma oraz pionowa, macierze permutacji. Przykłady. Rozwiązywanie zadań.
	T-A-2	Algorytm Strassena zracjonalizowanego mnożenia macierzy drugiego stopnia oraz jego uogólnienie dla przypadku macierzy dowolnego stopnia. Konstruowanie wektorowo-macierzowej procedury obliczeniowej zracjonalizowanego mnozenia dwóch macierzy. Przykład.
	T-A-3	Algorytm iloczynu skalarnego Winograda oraz jego zastosowanie do przekształceń wektorowo-macierzowych. Rozwiazywanie zadań indywidualnych przy tablicy.
	T-A-4	Studyowanie metody konstruowania szybkich algorytmów wyznaczania iloczynów wektorowo-macierzowych na podstawie wytypowanych modeli faktoryzacji macierzy.
	T-A-6	Studyowanie metody "overlap-add" i "overlap-save".
	T-A-5	Konstruowanie algorytmów szybkich splotów dla różnych przykładów.
	T-A-10	Konstruowanie zraconalizowanych algorytmów dyskretnych transformacji Kosynusowych.
	T-A-16	Transformacje falkowopodobne.
	T-A-9	Synteza algorytmuów FFT dla przypadków, gdy liczba próbek jest potengą dowolnej liczby całkowitej lub iloczynem dwóch (kilku) liczb całkowitych.
	T-A-8	Studyowanie oraz konstruowanie procedur i grafów sygnałowych opisujących algorytmy FFT z decymacja w częstotliwości i casie dla dowolnego N bedacego potengą dwójki.
	T-A-7	Studyowanie zasad syntezy algorytmu Szybkiej transformacji Fouriera (FFT). Konstruowanie algorytmu FFT dla N=8.
	T-A-11	Synteza szybkich algorytmów dyskretnego przekształcenia MDCT.
	T-A-13	Algorytmy wyznaczania współczynników dyskretnej transformacji Slant.
	T-A-12	Konstruowanie szybkich algorytmów dyskretnego przekształcenia Hartleya.
	T-A-14	Procedury wielopoziomowej dekompozycji oraz rekonstrukcji sygnałów. Szybka transformacja Falkowa. Procedury bazowe FDWT i IDWT. Operacji bazowe IFDWT i IDWT. Budowa modeli grafostrukturalnych
	T-A-15	Racjonalizacja wykonania procedur oraz operacji bazowych FDWT, IDWT za pomocą metody konstruowania szybkich algorytmów wyznaczania iloczynów wektorowo-macierzowych.
Metody nauczania	M-1	Wykład poznawczy.
	M-2	Prezentacja multimedialna.
	M-3	Ćwiczenia laboratoryjne.
Sposób oceny	S-1	Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Brak spełnienia wymogów na ocene dostateczna.
	3,0	Potrafi omówić podstawowe zagadnienia, zadania oraz zastosowania cyfrowego przetwarzania sygnałów. Dysponuje wiedzą o zasadach cyfryzacji sygnałów, charakterystykach procesorów sygnałowych, zaletach i wadach i ograniczeniach CPS.
	3,5	Jak na ocenę dostateczną oraz potrafi opisać typowe zadania cyfrowego przetwarzania sygnałów w notacji wektorowo-macierzowej.
	4,0	Jak na ocenę 3,5 oraz potrafi omówić sposoby minimalizacji liczby działań przy realizacji bazowych zadań (makrooporacji) cyfrowego przetwarzania sygnałów.
	4,5	Jak na ocenę 4 oraz potrafi rozwiązac przykład i narysować graf sygnałowy dla losowo wybranego przykładu.
	5,0	Jak na ocene 4,5 oraz potrafi samodzielnie zaprojektować zracjonalizowany algorytm realizacji typowej makrooperacji CPS ze zredukowaną złozonością obliczeniową i potrafi dokonać oszacowanie złozonosci obliczeniowej opracowanego algorytmu.

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty kształcenia	I_2A_D18/06_U01	Potrafi konstruowac zracjonalizowane algorytmy realizacji bazoswych zadań cyfrowego przetwarzania sygnałów.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	I_2A_U02	Potrafi pozyskiwać informacje z różnych źródeł (literatura, Internet, bazy danych, dokumentacja techniczna), dokonywać ich interpretacji i oceny
	I_2A_U03	Potrafi aktywnie uczestniczyć w pracach projektowych indywidualnych i zespołowych przyjmując w nich różne role
	I_2A_U04	Potrafi wybrać, krytycznie ocenić przydatność i zastosować metodę i narzędzia rozwiązania złożonego zadania inżynierskiego
	I_2A_U05	Potrafi prawidłowo zaplanować, przeprowadzić eksperyment badawczy, dokonać analizy i prezentacji uzyskanych wyników
	I_2A_U07	Potrafi wykorzystywać poznane metody, techniki i modele do rozwiązywania złożonych problemów
	I_2A_U08	Potrafi wykorzystywać narzędzia sprzętowo-programowe wspomagające rozwiązywanie wybranych problemów w różnych obszarach nauki i techniki
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	T2A_U01	potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych właściwie dobranych źródeł, także w języku angielskim lub innym języku obcym uznawanym za język komunikacji międzynarodowej w zakresie studiowanego kierunku studiów; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji i krytycznej oceny, a także wyciągać wnioski oraz formułować i wyczerpująco uzasadniać opinie
	T2A_U02	potrafi porozumiewać się przy użyciu różnych technik w środowisku zawodowym oraz w innych środowiskach, także w języku angielskim lub innym języku obcym uznawanym za język komunikacji międzynarodowej w zakresie studiowanego kierunku studiów
	T2A_U03	potrafi przygotować opracowanie naukowe w języku polskim i krótkie doniesienie naukowe w języku obcym, uznawanym za podstawowy dla dziedzin nauki i dyscyplin naukowych właściwych dla studiowanego kierunku studiów, przedstawiające wyniki własnych badań naukowych
	T2A_U04	potrafi przygotować i przedstawić w języku polskim i języku obcym prezentację ustną, dotyczącą szczegółowych zagadnień z zakresu studiowanego kierunku studiów
	T2A_U07	potrafi posługiwać się technikami informacyjno-komunikacyjnymi właściwymi do realizacji zadań typowych dla działalności inżynierskiej
	T2A_U08	potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
	T2A_U09	potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich i prostych problemów badawczych metody analityczne, symulacyjne i eksperymentalne
	T2A_U10	potrafi - przy formułowaniu i rozwiązywaniu zadań inżynierskich - integrować wiedzę z zakresu dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów oraz zastosować podejście systemowe, uwzględniające także aspekty pozatechniczne
	T2A_U11	potrafi formułować i testować hipotezy związane z problemami inżynierskimi i prostymi problemami badawczymi
	T2A_U12	potrafi ocenić przydatność i możliwość wykorzystania nowych osiągnięć (technik i technologii) w zakresie studiowanego kierunku studiów
	T2A_U16	potrafi zaproponować ulepszenia (usprawnienia) istniejących rozwiązań technicznych
	T2A_U17	potrafi dokonać identyfikacji i sformułować specyfikację złożonych zadań inżynierskich, charakterystycznych dla studiowanego kierunku studiów, w tym zadań nietypowych, uwzględniając ich aspekty pozatechniczne
	T2A_U18	potrafi ocenić przydatność metod i narzędzi służących do rozwiązania zadania inżynierskiego, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów, w tym dostrzec ograniczenia tych metod i narzędzi; potrafi - stosując także koncepcyjnie nowe metody - rozwiązywać złożone zadania inżynierskie, charakterystyczne dla studiowanego kierunku studiów, w tym zadania nietypowe oraz zadania zawierające komponent badawczy
Cel przedmiotu	C-1	potrafi konstruować algorytmy realizujące skomplikowane zadania cyfrowego przetwarzania sygnałów ze zredukowaną złożonością obliczeniową.
Treści programowe	T-W-1	Przedmiot przetwarzanie sygnałow. Algorytmiczne aspekty cyfrowego przetwarzania sygnałów (CPS). Przekształcenia wektorowo-macierzowe jako podwalina zadań CPS o charakterze obliczeniowym.
	T-W-2	Racjonalizacja obliczeń macierzowych. Iloczyn macierzowy i wektorowo-macierzowy. Algorytm Strassena. Algorytm Winograda. Bazowe modele fakroryzacji macierzy posiadających wytypowaną strukturę. Metoda minimalizacji złozonosci obliczeniowej przy wyznaczaniu iloczynów wektorowo-macierzowych.
	T-W-3	Dyskretna transformacja Fouriera. Szybkie przekształcenie Fouriera. Szybkie ałgorytmy wyznaczania dyskretnych transformat ortogonalnych (Walsha, Haara, Slant, Kosynusowej, Hartleya).
	T-W-4	Tradycyjne oraz zracjolizowane algorytmy wyznaczania splotów sekwencji cyfrowych. Obliczenie splotu za pomocą dyskretnych transformacji Fouriera. Metody "Overlap-add" i "Overlap-save". Szyblie algorytmy wyznaczania splotów w dziedzinie czasu.
	T-W-5	Welorozdzielcza reprezentacja sygnałów. Falki i technologie falkowe. Algorytmy welopoziomowej dekompozycji oraz rekonstrukcji sygnałów cyfrowych. Szybka transformacja Falkowa - piramida Mallata.
	T-W-7	Odwzorowanie struktury algorytmów CPS w platformach sprzętowo-programowych. Układy scalone dedykowane cyfrowemu przetwarzaniu sygnałów. Od TMS320.10 do Spartan 6.
	T-W-6	Zrównoleglenie ałgorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów jako sposób przyspieszenia obliczeń. Przykłady równoległych algorytmów CPS.
	T-W-8	Racjonalizacja obliczeń: jedność i walka przeczywieństw.
	T-A-1	Elementy rachunku macierzowego. Typowe konstrukcji macierzowe. Iloczyn Kroneckera, Suma tensorowa, konkatenacja pozioma oraz pionowa, macierze permutacji. Przykłady. Rozwiązywanie zadań.
	T-A-2	Algorytm Strassena zracjonalizowanego mnożenia macierzy drugiego stopnia oraz jego uogólnienie dla przypadku macierzy dowolnego stopnia. Konstruowanie wektorowo-macierzowej procedury obliczeniowej zracjonalizowanego mnozenia dwóch macierzy. Przykład.
	T-A-3	Algorytm iloczynu skalarnego Winograda oraz jego zastosowanie do przekształceń wektorowo-macierzowych. Rozwiazywanie zadań indywidualnych przy tablicy.
	T-A-4	Studyowanie metody konstruowania szybkich algorytmów wyznaczania iloczynów wektorowo-macierzowych na podstawie wytypowanych modeli faktoryzacji macierzy.
	T-A-6	Studyowanie metody "overlap-add" i "overlap-save".
	T-A-5	Konstruowanie algorytmów szybkich splotów dla różnych przykładów.
	T-A-10	Konstruowanie zraconalizowanych algorytmów dyskretnych transformacji Kosynusowych.
	T-A-16	Transformacje falkowopodobne.
	T-A-9	Synteza algorytmuów FFT dla przypadków, gdy liczba próbek jest potengą dowolnej liczby całkowitej lub iloczynem dwóch (kilku) liczb całkowitych.
	T-A-8	Studyowanie oraz konstruowanie procedur i grafów sygnałowych opisujących algorytmy FFT z decymacja w częstotliwości i casie dla dowolnego N bedacego potengą dwójki.
	T-A-7	Studyowanie zasad syntezy algorytmu Szybkiej transformacji Fouriera (FFT). Konstruowanie algorytmu FFT dla N=8.
	T-A-11	Synteza szybkich algorytmów dyskretnego przekształcenia MDCT.
	T-A-13	Algorytmy wyznaczania współczynników dyskretnej transformacji Slant.
	T-A-12	Konstruowanie szybkich algorytmów dyskretnego przekształcenia Hartleya.
	T-A-14	Procedury wielopoziomowej dekompozycji oraz rekonstrukcji sygnałów. Szybka transformacja Falkowa. Procedury bazowe FDWT i IDWT. Operacji bazowe IFDWT i IDWT. Budowa modeli grafostrukturalnych
	T-A-15	Racjonalizacja wykonania procedur oraz operacji bazowych FDWT, IDWT za pomocą metody konstruowania szybkich algorytmów wyznaczania iloczynów wektorowo-macierzowych.
Metody nauczania	M-1	Wykład poznawczy.
	M-2	Prezentacja multimedialna.
	M-3	Ćwiczenia laboratoryjne.
Sposób oceny	S-1	Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny.
Sposób oceny	S-2	Ocena podsumowująca: Kolokwium pisemne.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Brak spełnienia warunków na ocenę dostateszną.
	3,0	Zna właściwości struktur procesorów sygnałowych, potrafi uzasadnis wybór srodowiska implementacyjnego do realizacji konkretnego zadania cyfrowego przetwarzania sygnałów.
	3,5	Zna podstawowe ałgorytmy racjonalizacji obliczeń w zadaniach cyfrowego przetwarzania sygnałów oraz potrafi zademonstrować te umijętnosci na konkretnych przykładach.
	4,0	Potrafi rozwiązać zadanie racjonalizacji obliczeń dla podanego przez egzaminatora przykładu, narysować odpowiednie grafy sygnałowe procesu obliczeniowego oraz oszacowac zyski.
	4,5	Jak na ocenę 4,0 oraz potrafi zaprojektować algorytm realizujacy wybrane zadanie CPS ze zredukowana złozonoscią obliczeniowa.
	5,0	Potrafi wykonac analizę systemową oryginalnego zadania CPS, wykonac strukturalną dekompozycję procesu obliczeniowego, wytypować podstawowe fragmenty przestrzenno-czasowej struktury tego procesu.

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty kształcenia	I_2A_D18/06_K01	Potrafi doskonalic wlasną wiedzę, używać jej pry rozwiązywaniu zadań praktycznych oraz poszukiwać nowe dotąd nierozwiazane zadania z branzy cyfrowego przetwarzania sygnałów.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	I_2A_K06	Potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i przedsiębiorczy
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	I_2A_K02	Świadomie rozumie potrzeby dokształcania i dzielenia się wiedzą
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	T2A_K01	rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie; potrafi inspirować i organizować proces uczenia się innych osób
	T2A_K06	potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i przedsiębiorczy
	T2A_K07	ma świadomość roli społecznej absolwenta uczelni technicznej, a zwłaszcza rozumie potrzebę formułowania i przekazywania społeczeństwu, w szczególności poprzez środki masowego przekazu, informacji i opinii dotyczących osiągnięć techniki i innych aspektów działalności inżynierskiej; podejmuje starania, aby przekazać takie informacje i opnie w sposób powszechnie zrozumiały, z uzasadnieniem różnych punktów widzenia
Cel przedmiotu	C-1	potrafi konstruować algorytmy realizujące skomplikowane zadania cyfrowego przetwarzania sygnałów ze zredukowaną złożonością obliczeniową.
Metody nauczania	M-1	Wykład poznawczy.
	M-2	Prezentacja multimedialna.
	M-3	Ćwiczenia laboratoryjne.
Sposób oceny	S-1	Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny.
Sposób oceny	S-2	Ocena podsumowująca: Kolokwium pisemne.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Student nie umie wykorzystać podstawowych narzędzi.
	3,0	Student poprawnie wykorzystuje zaledwie kilka narzędzi sposród omawianych przez prowadzacego.
	3,5	Student poprawnie wykorystuje prawie wszystkie narzędzia.
	4,0	Student nie tylko poprawnie wykorzystuje narzędzia, ale również potrafi w analityczny sposób je porównać.
	4,5	Student potrafi wykorzystywać wszystkie zaproponowane w trakcie zajęć narzędzia, potrafi porównywać ich efektywność, a także przy ich pomocy identyfikować najleprze rozwiazania.
	5,0	Student potrafi wykorzystywać wszystkie zaproponowane w trakcie zajęć narzędzia, potrafi porównywać ich efektywność, a także samodzielnie identyfikować narzędzia potrzebne do rozwiązania zadanego problemu z jednoczesnym uzasadnieniem wyboru.