Μέθοδοι Επίλυσης με Η/Υ

Περιγραφή Μαθήματος:

Βασικές αρχές προγραμματισμού, εισαγωγή στις διερμηνευτικές γλώσσες και εκτεταμένη παρουσίαση του υπολογιστικού πακέτου MATLAB της γλώσσας αυτού και των λειτουργιών του. Επιλογή μεταξύ προτεινόμενων θεμάτων από τους φοιτητές που αφορούν σε αντικείμενα σχετιζόμενα με τους τομείς: Δομοστατικής, Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος, Μεταφορών και Συγκοινωνιακής Υποδομής, Γεωτεχνικής και Προγραμματισμού & Διαχείρισης Τεχνικών Έργων. Ανάπτυξη του θέματος από ομάδες 2/3 φοιτητών.

Απαιτούμενες Γνώσεις

Αριθμητική Ανάλυση, μαθήματα με εφαρμογές μηχανικού.

Κεφάλαια Μαθήματος

# Τίτλος Διδακτέα Ύλη Ώρες
1 Εισαγωγικά περί Προγραμματισμού Εισαγωγικά περί Προγραμματισμού. Αλγόριθμοι και λογικά Διαγράμματα (Διαγράμματα Ροής). Εισαγωγή στο περιβάλλον του MATLAB. 2Χ2=4
2 Λειτουργίες & συναρτήσεις στο MATLAB Λειτουργίες & συναρτήσεις στο MATLAB. Συστατικά μέρη ενός προγράμματος. M-files: Script and function files. Αποσφαλμάτωση προγραμμάτων. 2Χ2=4
3 Συναρτήσεις στο MATLAB (1) Συναρτήσεις στο MATLAB. Μεταβλητές (τοπικές/καθολικές). 2Χ2=4
4 Συναρτήσεις στο MATLAB (2) Συναρτήσεις, Υπο-συναρτήσεις (sub-functions), Εμφωλευμένες συναρτήσεις (nested functions), Ανώνυμες συναρτήσεις (anonymous functions). 2Χ2=4
5 Χρήση και πράξεις με μητρώα Χρήση και πράξεις με μητρώα, διανύσματα και λίστες. 2Χ2=4
6 Συνθήκες/Αποφάσεις Συνθήκες/Αποφάσεις 2Χ2=4
7 Γραφήματα στο MATLAB (1) Γραφήματα στο MATLAB (1): εντολές plot, figure, hold on, κλπ., close all. 2Χ2=4
8 Γραφήματα στο MATLAB (2) Προχωρημένη χρήση γραφημάτων στο MATLAB (3D γραφήματα, εντολές meshgrid, mesh, surf, κλπ) 2Χ2=4
9 Δομές επανάληψης Δομές επανάληψης: οι δομές while & for. Χρήση διανυσμάτων για την αποφυγή δομών επανάληψης. Γρήγορες εντολές ανάγνωσης εξωτερικών αρχείων. 2Χ2=4
10 Εντολές εισόδου/εξόδου Εντολές εισόδου/εξόδου: ανάγνωση εξωτερικών αρχείων με τυχαία διαμόρφωση, μέθοδοι ολοκλήρωσης, εφαρμογές. 2Χ2=4
11 Συμβολοσειρές-Δομές Συμβολοσειρές-Δομές: συμβολοσειρές, εγγραφή σε αρχεία με τυχαία διαμόρφωση, δομές, εφαρμογές. 2Χ2=4
12 Συμβολικές πράξεις, ολοκληρώματα, παράγωγοι, διαφορικές εξισώσεις Συμβολικές πράξεις, ολοκληρώματα, παράγωγοι, διαφορικές εξισώσεις: Σύμβολα και συμβολικές πράξεις, Συμβολικά ολοκληρώματα, Συμβολικές παραγωγίσεις, Συμβολική επίλυση διαφορικών εξισώσεων, Εφαρμογές. 2Χ2=4
13 Μοντελοποίηση δεδομένων Μοντελοποίηση δεδομένων: Προσαρμογής καμπύλης σε δεδομένα, Προσαρμογή καμπύλης στο Matlab, Προσαρμογή επιφάνειας στο Matlab, Εφαρμογές. 2Χ2=4

Μαθησιακοί Στόχοι

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές θα είναι σε θέση να:

  1. γνωρίζουν τις βασικές αρχές βασικές αρχές του προγραμματισμού,
  2. συνειδητοποιούν την αξία των Η/Υ στην επιστήμη του ΠΜ,
  3. κατανοούν τον τρόπο λειτουργίας των Η/Υ,
  4. δομούν μικρά προγράμματα για εφαρμογές μηχανικού, και
  5. υπολογίζουν μέσω προγραμματισμού Η/Υ αριθμητικά-τεχνικά προβλήματα της επιστήμης ΠΜ.

Μέθοδοι και Μέσα Διδασκαλίας και Μάθησης

Μέθοδοι Διδασκαλίας Διαλέξεις στην τάξη και εργαστήρια.
Μέσα διδασκαλίας Θεωρία-Εφαρμογές και Ασκήσεις από Πίνακα με διαφάνειες από ένα διδάσκοντα σε ένα τμήμα.
Εργαστήρια Ναι. Το μάθημα είναι εργαστηριακό. Όλες οι εβδομάδες μαθημάτων γίνονται σε εργαστήριο Η/Υ όπου ο κάθε φοιτητής αναπτύσσει προγράμματα και επιλύει προβλήματα μηχανικού σε περιβάλλον MATLAB.
Χρήση ΗΥ και προγραμμάτων Ναι (Υπολογιστικό πακέτο MATLAB)
Ασκήσεις - Εφαρμογές Ναι
Θέματα (εργασίες και τεχνικές εκθέσεις) Ναι
Παρουσιάσεις φοιτητών Ναι

Αξιολόγηση Επίδοσης

  • Τελική γραπτή εξέταση: 70%
  • Θέματα (εργασίες και τεχνικές εκθέσεις): 20%
  • Ασκήσεις - Εφαρμογές: 10%

Συγγράμματα - Βιβλιογραφία

  1. Το MATLAB στην Υπολογιστική Επιστήμη και Τεχνολογία Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 22767853 Έκδοση: 1η/2012 Συγγραφείς: Charles F. Van Loan & K-Y Daisy Fan ISBN: 9789609732000 Τύπος: Σύγγραμμα Διαθέτης (Εκδότης): DA VINCI Μ.Ε.Π.Ε
  2. MATLAB: ΜΙΑ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ ΚΑΙ ΤΗΝ ΕΠΙΛΥΣΗ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 50656337 Έκδοση: 3η Αμερικανική/2016 Συγγραφείς: STORMY ATTAWAY ISBN: 978-960-461-663-3 Τύπος: Σύγγραμμα Διαθέτης (Εκδότης): ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΚΛΕΙΔΑΡΙΘΜΟΣ ΕΠΕ
  3. ΜΑΘΕΤΕ ΤΟ MATLAB 7 Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 13789 Αριθμός τόμου: Α΄ Έκδοση: 1η/2006 Συγγραφείς: DUANE HANSELMAN, BRUCE LITTLEFIELD ISBN: 960-209-973-9 Τύπος: Σύγγραμμα Διαθέτης (Εκδότης): ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΚΛΕΙΔΑΡΙΘΜΟΣ ΕΠ
  4. Προγραμματισμός με τη Χρήση Matlab Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 22685331 Έκδοση: 1η Έκδ./2012 Συγγραφείς: Γραββάνης Γιώργος, Γιαννουτάκης Κωνσταντίνος ISBN: 978-960-491-057-1 Τύπος: Σύγγραμμα Διαθέτης (Εκδότης): Α. ΠΑΠΑΣΩΤΗΡΙΟΥ & ΣΙΑ ΟΕ
  5. Προγραμματίζοντας σε matlab Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 12979024 Έκδοση: 1η/2011 Συγγραφείς: Στεφανάκος Χ.Ν ISBN: 978-960-266-349-3 Τύπος: Σύγγραμμα Διαθέτης (Εκδότης): Σ.ΑΘΑΝΑΣΟΠΟΥΛΟΣ & ΣΙΑ Ο.Ε.
  6. Σημειώσεις από το site του μαθήματος.