Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Informatyki - Inżynieria cyfryzacji (S1)
specjalność: Zastosowania informatyki

Sylabus przedmiotu Analiza systemowa:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Inżynieria cyfryzacji
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Analiza systemowa
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Metod Sztucznej Inteligencji i Matematyki Stosowanej
Nauczyciel odpowiedzialny Andrzej Banachowicz <Andrzej.Banachowicz@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Piotr Piela <Piotr.Piela@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 2,0 ECTS (formy) 2,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW2 15 1,00,62zaliczenie
laboratoriaL2 15 1,00,38zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Znajomość algebry liniowej, liczb zespolonych, analizy matematycznej oraz probabilistyki i statystyki matematycznej

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zapoznanie studentów z podstawowymi pojęciami i metodami analizy i syntezy systemowej
C-2Nabycie umiejętności modelowania matematycznego procesów i systemów dynamicznych
C-3Nabycie umiejętności analizy i syntezy systemów dynamicznych
C-4Nabycie umiejętności identyfikacji parametrycznej systemów dynamicznych

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Wprowadzenie1
T-L-2Analiza systemów statycznych6
T-L-3Tworzenie modeli systemów dynamicznych w wybranym pakiecie do symulacji.2
T-L-4Linearyzacja nieliniowych modeli dynamicznych, badanie wpływu wybranych metod numerycznych i kroku całkowania na uzyskane wyniki modelowania.2
T-L-5Analiza ciągłych i dyskretnych modeli systemów dynamicznych.4
15
wykłady
T-W-1Pojęcia i definicje analizy systemowej, metodologia teorii systemów, zadania analizy systemowej2
T-W-2Modelowanie systemów, struktura systemów, systemy dynamiczne, algebra liniowa w opisie systemów dynamicznych2
T-W-3Modele liniowe i nieliniowe ciągłych systemów dynamicznych, postać normalna, linearyzacja równań systemów nieliniowych2
T-W-4Ogólne rozwiązanie układu równań różniczkowych, uklady pierwszego rzędu, macierzowa funkcja wykładnicza, równanie charakterystyczne, układ fundamentalny całek2
T-W-5Dyskretne systemy dynamiczne, rozwiązywania równań różnicowych i numeryczne metody rozwiązywania równań różniczkowych2
T-W-6Jakościowa analiza systemów dynamicznych, płaszczyzna fazowa, stabilność systemów2
T-W-7Estymacja i identyfikacja systemów dynamicznych, metoda najmniejszych kwadratów, filtr Kalmana3
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-L-2Dokończenie realizowanych w trakcie zajęć zadań (praca własna studenta).8
A-L-3Przygotowanie do zajęć (praca własna studenta).7
30
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2Studiowanie wskazanej literatury - praca własna studenta10
A-W-3Konsultacje do wykładu1
A-W-4Przygotowanie się do kolokwium (1 godz. kolokwium - praca własna studenta4
30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład: informacyjny, problemowy, konwersatoryjny.
M-2Ćwiczenia laboratoryjne - samodzielna praca studentów polegająca na wykonywaniu zadań z wykorzystaniem technik komputerowych.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Wykład: na podstawie rozwiązywania problemów i dyskusji. Ćwiczenia laboratoryjne - ocena ciągła pracy studenta, zadania realizowane na poszczególnych zajęciach oceniane są w formie punktów, ocena końcowa zależny od liczby zgromadzonych punktów.
S-2Ocena podsumowująca: Wykład: kolokwium pisemne (zestaw zadań i problemów). Laboratoria: uzyskanie zaliczeń wszystkich laboratoriów.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
IC_1A_B/04_W01
Ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę w zakresie wykorzystania algebry liniowej, analizy matematycznej, matematyki dyskretnej i probabilistyki do analizy i syntezy systemów dynamicznych
IC_1A_W01T1A_W01, T1A_W03, T1A_W07InzA_W02C-1, C-2, C-3, C-4T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-2, T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-7, T-W-6, T-W-5M-1S-2

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
IC_1A_B/04_U01
Potrafi dokonywać analizy i syntezy złożonych systemów technicznych, fizycznych i społecznych oraz modelować i symulować na komputerach
IC_1A_U01T1A_U08, T1A_U09, T1A_U10, T1A_U13, T1A_U14InzA_U01, InzA_U02, InzA_U03, InzA_U05, InzA_U06C-2, C-3, C-4T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-2, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-7, T-W-6, T-W-5M-2, M-1S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
IC_1A_B/04_W01
Ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę w zakresie wykorzystania algebry liniowej, analizy matematycznej, matematyki dyskretnej i probabilistyki do analizy i syntezy systemów dynamicznych
2,0Student nie zna podstawowych pojęć analizy systemowej, algebry liniowej, analizy matematycznej, matematyki dyskretnej oraz probabilistyki.
3,0Student zna podstawowe pojęcia analizy systemowej, pojęcie macierzy i operacje na macierzach, podstawy analizy matematycznej, modele dyskretne zjawisk i procesów, metody probabilistyki.
3,5Student zna podstawowe pojęcia analizy systemowej, pojęcie macierzy i operacje na macierzach, podstawy analizy matematycznej, metody linearyzacji równań nieliniowych, modele dyskretne zjawisk i procesów, metody probabilistyki.
4,0Student zna pojęcia analizy systemowej, rachunku macierzowego, podstawy analizy matematycznej, metody linearyzacji równań nieliniowych, modele dyskretne zjawisk i procesów, metody probabilistyki, wybrane metody metody identyfikacji układów dynamicznych.
4,5Student zna pojęcia analizy systemowej, rachunku macierzowego, podstawy analizy matematycznej, metody linearyzacji równań nieliniowych, modele dyskretne zjawisk i procesów, metody probabilistyki, wybrane metody metody identyfikacji układów dynamicznych, w tym w warunkach losowości.
5,0Student zna w szerokim zakresie: - pojęcia analizy systemowej, - teorię macierzy, - analizę jakośową układów dynamicznych, - metody identyfikacji układów dynamicznych, w tym z uwzględnieniem warunków losowych.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
IC_1A_B/04_U01
Potrafi dokonywać analizy i syntezy złożonych systemów technicznych, fizycznych i społecznych oraz modelować i symulować na komputerach
2,0Student nie potrafi dokonać analizy ani syntezy prostych systemów społecznych, technicznych i fizycznych.
3,0Student potrafi wykonać analizę i syntezę prostych zjawisk fizycznych i obiektów technicznych.
3,5Student potrafi wykonać analizę i syntezę prostych zjawisk fizycznych, obiektów technicznych oraz procesów społecznych.
4,0Student potrafi wykonać analizę i syntezę w szerokim zakresie zjawisk fizycznych, obiektów technicznych oraz procesów społecznych.
4,5Student potrafi wykonać analizę i syntezę w szerokim zakresie zjawisk fizycznych, obiektów technicznych oraz procesów społecznych, analizować ich zgodność zachowań z założeniami (technicznymi, społecznymi lub prawami fizyki).
5,0Student potrafi analizować zachowanie istniejących systemów społecznych, technicznych i fizyczneych, dokonywać systezy zgodnie z założeniami funkcjonalnymi oraz wskazywać usprawnienia.

Literatura podstawowa

  1. Gutenbaum J., Modelowanie matematyczne systemów, EXIT, Warszawa, 2003
  2. Kaczorek T., Teoria sterowania i systemów, PWN, Warszawa, 1993
  3. Kulczycki P., Hryniewicz O., Kacprzyk J. (red.), Techniki informacyjne w badaniach systemowych, WN-T, Warszawa, 2007
  4. Michalewicz Z., Fogel D.B., Jak to rozwiązać, czyli nowoczesna heurystyka, WN-T, Warszawa, 2006
  5. Morrison F., Sztuka modelowania układów dynamicznych. Deterministycznych, chaotycznych, stochastycznych., WN-T, Warszawa, 1996
  6. Mrozek B., Mrozek Z., Matlab i Simulink. Poradnik użytkownika, Helion, Gliwice, 2004
  7. Popov O., Elementy teorii systemów - systemy dynamiczne, Wydawnictwo Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2005
  8. Yourdon E., Współczesna analiza strukturalna, WN-T, Warszawa, 1996

Literatura dodatkowa

  1. Dobryakova L., Pelczar M., Elementy teorii systemów w zadaniach, Wydawnictwo ZUT, Szczecin, 2009
  2. Kudrewicz J., Przekształcenie Z i równania różnicowe, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2000
  3. Robertson J., Robertson S., Pełna analiza systemowa, WN-T, Warszawa, 1999

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Wprowadzenie1
T-L-2Analiza systemów statycznych6
T-L-3Tworzenie modeli systemów dynamicznych w wybranym pakiecie do symulacji.2
T-L-4Linearyzacja nieliniowych modeli dynamicznych, badanie wpływu wybranych metod numerycznych i kroku całkowania na uzyskane wyniki modelowania.2
T-L-5Analiza ciągłych i dyskretnych modeli systemów dynamicznych.4
15

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Pojęcia i definicje analizy systemowej, metodologia teorii systemów, zadania analizy systemowej2
T-W-2Modelowanie systemów, struktura systemów, systemy dynamiczne, algebra liniowa w opisie systemów dynamicznych2
T-W-3Modele liniowe i nieliniowe ciągłych systemów dynamicznych, postać normalna, linearyzacja równań systemów nieliniowych2
T-W-4Ogólne rozwiązanie układu równań różniczkowych, uklady pierwszego rzędu, macierzowa funkcja wykładnicza, równanie charakterystyczne, układ fundamentalny całek2
T-W-5Dyskretne systemy dynamiczne, rozwiązywania równań różnicowych i numeryczne metody rozwiązywania równań różniczkowych2
T-W-6Jakościowa analiza systemów dynamicznych, płaszczyzna fazowa, stabilność systemów2
T-W-7Estymacja i identyfikacja systemów dynamicznych, metoda najmniejszych kwadratów, filtr Kalmana3
15

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-L-2Dokończenie realizowanych w trakcie zajęć zadań (praca własna studenta).8
A-L-3Przygotowanie do zajęć (praca własna studenta).7
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2Studiowanie wskazanej literatury - praca własna studenta10
A-W-3Konsultacje do wykładu1
A-W-4Przygotowanie się do kolokwium (1 godz. kolokwium - praca własna studenta4
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaIC_1A_B/04_W01Ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę w zakresie wykorzystania algebry liniowej, analizy matematycznej, matematyki dyskretnej i probabilistyki do analizy i syntezy systemów dynamicznych
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówIC_1A_W01Ma wiedzę z zakresu matematyki i fizyki na poziomie niezbędnym do ilościowego opisu, rozumienia i modelowania problemów interdyscyplinarnych.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_W01ma wiedzę z zakresu matematyki, fizyki, chemii i innych obszarów właściwych dla studiowanego kierunku studiów przydatną do formułowania i rozwiązywania prostych zadań z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_W03ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_W07zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_W02zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studentów z podstawowymi pojęciami i metodami analizy i syntezy systemowej
C-2Nabycie umiejętności modelowania matematycznego procesów i systemów dynamicznych
C-3Nabycie umiejętności analizy i syntezy systemów dynamicznych
C-4Nabycie umiejętności identyfikacji parametrycznej systemów dynamicznych
Treści programoweT-L-3Tworzenie modeli systemów dynamicznych w wybranym pakiecie do symulacji.
T-L-4Linearyzacja nieliniowych modeli dynamicznych, badanie wpływu wybranych metod numerycznych i kroku całkowania na uzyskane wyniki modelowania.
T-L-5Analiza ciągłych i dyskretnych modeli systemów dynamicznych.
T-L-2Analiza systemów statycznych
T-W-1Pojęcia i definicje analizy systemowej, metodologia teorii systemów, zadania analizy systemowej
T-W-2Modelowanie systemów, struktura systemów, systemy dynamiczne, algebra liniowa w opisie systemów dynamicznych
T-W-3Modele liniowe i nieliniowe ciągłych systemów dynamicznych, postać normalna, linearyzacja równań systemów nieliniowych
T-W-4Ogólne rozwiązanie układu równań różniczkowych, uklady pierwszego rzędu, macierzowa funkcja wykładnicza, równanie charakterystyczne, układ fundamentalny całek
T-W-7Estymacja i identyfikacja systemów dynamicznych, metoda najmniejszych kwadratów, filtr Kalmana
T-W-6Jakościowa analiza systemów dynamicznych, płaszczyzna fazowa, stabilność systemów
T-W-5Dyskretne systemy dynamiczne, rozwiązywania równań różnicowych i numeryczne metody rozwiązywania równań różniczkowych
Metody nauczaniaM-1Wykład: informacyjny, problemowy, konwersatoryjny.
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Wykład: kolokwium pisemne (zestaw zadań i problemów). Laboratoria: uzyskanie zaliczeń wszystkich laboratoriów.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie zna podstawowych pojęć analizy systemowej, algebry liniowej, analizy matematycznej, matematyki dyskretnej oraz probabilistyki.
3,0Student zna podstawowe pojęcia analizy systemowej, pojęcie macierzy i operacje na macierzach, podstawy analizy matematycznej, modele dyskretne zjawisk i procesów, metody probabilistyki.
3,5Student zna podstawowe pojęcia analizy systemowej, pojęcie macierzy i operacje na macierzach, podstawy analizy matematycznej, metody linearyzacji równań nieliniowych, modele dyskretne zjawisk i procesów, metody probabilistyki.
4,0Student zna pojęcia analizy systemowej, rachunku macierzowego, podstawy analizy matematycznej, metody linearyzacji równań nieliniowych, modele dyskretne zjawisk i procesów, metody probabilistyki, wybrane metody metody identyfikacji układów dynamicznych.
4,5Student zna pojęcia analizy systemowej, rachunku macierzowego, podstawy analizy matematycznej, metody linearyzacji równań nieliniowych, modele dyskretne zjawisk i procesów, metody probabilistyki, wybrane metody metody identyfikacji układów dynamicznych, w tym w warunkach losowości.
5,0Student zna w szerokim zakresie: - pojęcia analizy systemowej, - teorię macierzy, - analizę jakośową układów dynamicznych, - metody identyfikacji układów dynamicznych, w tym z uwzględnieniem warunków losowych.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaIC_1A_B/04_U01Potrafi dokonywać analizy i syntezy złożonych systemów technicznych, fizycznych i społecznych oraz modelować i symulować na komputerach
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówIC_1A_U01Ma umiejętność wykrywania związków i zależności w procesach zachodzących w systemach rzeczywistych i tworzenia modeli komputerowych
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_U08potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
T1A_U09potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
T1A_U10potrafi - przy formułowaniu i rozwiązywaniu zadań inżynierskich - dostrzegać ich aspekty systemowe i pozatechniczne
T1A_U13potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
T1A_U14potrafi dokonać identyfikacji i sformułować specyfikację prostych zadań inżynierskich o charakterze praktycznym, charakterystycznych dla studiowanego kierunku studiów
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_U01potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
InzA_U02potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
InzA_U03potrafi - przy formułowaniu i rozwiązywaniu zadań inżynierskich - dostrzegać ich aspekty systemowe i pozatechniczne
InzA_U05potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
InzA_U06potrafi dokonać identyfikacji i sformułować specyfikację prostych zadań inżynierskich o charakterze praktycznym, charakterystycznych dla studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-2Nabycie umiejętności modelowania matematycznego procesów i systemów dynamicznych
C-3Nabycie umiejętności analizy i syntezy systemów dynamicznych
C-4Nabycie umiejętności identyfikacji parametrycznej systemów dynamicznych
Treści programoweT-L-3Tworzenie modeli systemów dynamicznych w wybranym pakiecie do symulacji.
T-L-4Linearyzacja nieliniowych modeli dynamicznych, badanie wpływu wybranych metod numerycznych i kroku całkowania na uzyskane wyniki modelowania.
T-L-5Analiza ciągłych i dyskretnych modeli systemów dynamicznych.
T-L-2Analiza systemów statycznych
T-W-2Modelowanie systemów, struktura systemów, systemy dynamiczne, algebra liniowa w opisie systemów dynamicznych
T-W-3Modele liniowe i nieliniowe ciągłych systemów dynamicznych, postać normalna, linearyzacja równań systemów nieliniowych
T-W-4Ogólne rozwiązanie układu równań różniczkowych, uklady pierwszego rzędu, macierzowa funkcja wykładnicza, równanie charakterystyczne, układ fundamentalny całek
T-W-7Estymacja i identyfikacja systemów dynamicznych, metoda najmniejszych kwadratów, filtr Kalmana
T-W-6Jakościowa analiza systemów dynamicznych, płaszczyzna fazowa, stabilność systemów
T-W-5Dyskretne systemy dynamiczne, rozwiązywania równań różnicowych i numeryczne metody rozwiązywania równań różniczkowych
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia laboratoryjne - samodzielna praca studentów polegająca na wykonywaniu zadań z wykorzystaniem technik komputerowych.
M-1Wykład: informacyjny, problemowy, konwersatoryjny.
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Wykład: kolokwium pisemne (zestaw zadań i problemów). Laboratoria: uzyskanie zaliczeń wszystkich laboratoriów.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie potrafi dokonać analizy ani syntezy prostych systemów społecznych, technicznych i fizycznych.
3,0Student potrafi wykonać analizę i syntezę prostych zjawisk fizycznych i obiektów technicznych.
3,5Student potrafi wykonać analizę i syntezę prostych zjawisk fizycznych, obiektów technicznych oraz procesów społecznych.
4,0Student potrafi wykonać analizę i syntezę w szerokim zakresie zjawisk fizycznych, obiektów technicznych oraz procesów społecznych.
4,5Student potrafi wykonać analizę i syntezę w szerokim zakresie zjawisk fizycznych, obiektów technicznych oraz procesów społecznych, analizować ich zgodność zachowań z założeniami (technicznymi, społecznymi lub prawami fizyki).
5,0Student potrafi analizować zachowanie istniejących systemów społecznych, technicznych i fizyczneych, dokonywać systezy zgodnie z założeniami funkcjonalnymi oraz wskazywać usprawnienia.