Obliczenia inspirowane natura

(pieczęć wydziału)
KARTA PRZEDMIOTU
1. Nazwa przedmiotu: OBLICZENIA
Z1-PU7
WYDANIE N1
Strona 1 z
3
2. Kod przedmiotu:
INSPIROWANE NATURĄ
3. Karta przedmiotu ważna od roku akademickiego: 2015/16
4. Forma kształcenia: studia pierwszego stopnia
5. Forma studiów: studia stacjonarne
6. Kierunek studiów: MATEMATYKA INFORMATYKA (SYMBOL WYDZIAŁU) RMS
7. Profil studiów: ogólnoakademicki
8. Specjalność:
9. Semestr:
10. Jednostka prowadząca przedmiot: Instytut Matematyki
11. Prowadzący przedmiot: Jarosław Miszczak
12. Przynależność do grupy przedmiotów:
obowiązkowe
specjalnościowe
przedmioty ograniczonego wyboru (wykład monograficzny)
przedmioty swobodnego wyboru (przedmiot obieralny)
związane z pracą dyplomową
dla studentów I roku podać nazwę modułu z programu kształcenia
13. Status przedmiotu: obieralny
14. Język prowadzenia zajęć: polski
15. Przedmioty wprowadzające oraz wymagania wstępne: podstawowa
znajomość dowolnego języka programowania
16. Cel przedmiotu: Zapoznanie z metodami tworzenia algorytmów opartymi na
zjawiskach obserwowanych w biologii, chemii i fizyce. Nauka modelowania prostych
systemów obserwowanych w Naturze z wykorzystaniem komputera.
17. Efekty kształcenia
Student który zaliczy przedmiot:
Nr
Opis efektu kształcenia
Metoda
Forma
Odniesienie
sprawdzeni prowadzeni do efektów
a efektu
a zajęć
dla
kształcenia
kierunku
studiów
Zna podstawowe wzorce pojawiające się
kolokwium,
wykład,
K1A_W08,
1 w projektowaniu metod obliczeniowych
odpowiedź ćwiczenia
K1A_W03
bazujących na zjawiskach naturalnych.
Zna zasady działania algorytmów
kolokwium,
wykład,
K1A_W08,
2
genetycznych.
odpowiedź ćwiczenia
K1A_W03
Zna podstawowe pojęcia związane z
K1A_W08,
kolokwium,
wykład,
3 modelowaniem układów dynamicznych za
K1A_W03,
odpowiedź ćwiczenia
pomocą automatów komórkowych.
K1A_U29
K1A_W08,
Umie wykorzystać systemy Lindenmayera kolokwium,
wykład,
4
K1A_W03,
do tworzenia grafiki.
odpowiedź ćwiczenia
K1A_U29
K1A_W08,
kolokwium,
wykład,
5 Zna zasadę działania sieci neuronowych.
K1A_W03,
odpowiedź ćwiczenia
K1A_U28
Zna model obliczeń kwantowych oraz
kolokwium,
wykład,
6
K1A_W08
podstawowe algorytmy kwantowe.
odpowiedź ćwiczenia
str. 1
Zna metody wykorzystywane do
kolokwium,
wykład,
generowania liczby prawdziwie losowych. odpowiedź ćwiczenia
18. Formy zajęć dydaktycznych i ich wymiar (liczba godzin)
7
Wykład
30
Ćwiczenia
30
Laboratorium
0
Projekt
0
K1A_W08
Seminarium
0
19. Treści kształcenia:
Wykład: Przegląd wybranych metod algorytmicznych bazujących na zjawiskach
obserwowanych w Naturze. Zasady działania algorytmów genetycznych. Zasada
działania sieci neuronowych. Konstrukcja i własności automatów komórkowych 1D i
2D. Fraktale. Opis obiektów geometrycznych z wykorzystaniem L-systemów. Liczby
pseudolosowe i losowe. Notacja Diraca. Model obliczeń kwantowych.
Ćwiczenia: Przykłady zastosowania metod omawianych na wykładzie.
20. Egzamin: nie
21. Literatura podstawowa:
1. I. Białynicki-Birula, I. Białynicka-Birula, Modelowanie rzeczywistości. Jak w
komputerze postrzega się świat, Wydawnictwo WNT, Warszawa, 2013.
2. D.E. Goldberg, Algorytmy genetyczne i ich zastosowania, wyd. 3, Wydawnictwa
Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2003.
3. M. Hirvensalo, Algorytmy kwantowe, Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne S.A.,
Warszawa, 2004.
4. K. Kułakowski, Automaty komórkowe, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Staszica,
Kraków, 2000, http://www.ftj.agh.edu.pl/~kulakowski/AC/ [widziane: 09.06.2015]
5. P. Prusinkiewicz, A. Lindenmayer, The Algorithmic Beauty of Plants,
http://algorithmicbotany.org/papers/#abop [widziane: 16.06.2015]
22. Literatura uzupełniająca:
1. L.N. de Castro, Fundamentals of natural computing: an overview, Physics of Life
Reviews, Vol. 4, No. 1, pp. 1-36 (2007), http://dx.doi.org/10.1016/j.plrev.2006.10.002
[widziane: 16.06.2015]
2. C. Cortes, V. Vapnik, Support-Vector Networks, Machine Learning, Vol. 20, No. 3,
pp 273-297 (1995), dx.doi.org/10.1023/A:1022627411411 [widziane: 16.06.2015]
3. L. Kari, G. Rozenberg, The Many Facets of Natural Computing, Communications of
the ACM, Vol. 51, No. 10, pp. 72-83 (2008),
http://www.csd.uwo.ca/faculty/lila/Natural-Computing-Review.pdf [widziane:
16.06.2015]
4. J. Kudrewicz, Fraktale i chaos, wydanie 5, Wydawnictwo WNT, Warszawa, 2015.
5. J.A. Miszczak, 0-th quantization or quantum (information) theory in 42 minutes,
http://arxiv.org/abs/1303.2298 [widziane: 10.06.2015]
6. K. Malarz, Automaty komórkowe. Notatki do wykładu,
http://www.zis.agh.edu.pl/ak/ [widziane: 09.06.2015]
7. R. Tadeusiewicz, Sieci neuronowe, Akademicka Oficyna Wydaw. RM, Warszawa,
1993. http://winntbg.bg.agh.edu.pl/skrypty/0001/ [widziane: 16.06.2015]
8. S. Wolfram, A new kind of science,
http://www.wolframscience.com/nksonline/toc.html [widziane: 09.06.2015]
str. 2
23. Nakład pracy studenta potrzebny do osiągnięcia efektów kształcenia
Lp.
1
2
3
4
5
6
Liczba godzin
kontaktowych / pracy studenta
30/15
30/45
/
/
/
/
60/60
Forma zajęć
Wykład
Ćwiczenia
Laboratorium
Projekt
Seminarium
Inne:
Suma godzin
24.
Suma wszystkich godzin
25.
120
Liczba punktów ECTS
26.
4
Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach
z bezpośrednim udziałem nauczyciela
4
akademickiego
27.
Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach
o charakterze praktycznym (laboratoria,
0
projekty)
28. Uwagi: Dwa kolokwia: 2 x 35 pkt.
Oceny z odpowiedzi : 30 pkt.
Do zaliczenia niezbędne jest osiągnięcie łącznie 51 pkt.
Zatwierdzono:
…………………………….
…………………………………………………
(data i podpis prowadzącego)
(data i podpis dyrektora instytutu/kierownika katedry/
Dyrektora Kolegium Języków Obcych/kierownika lub
dyrektora jednostki międzywydziałowej)
str. 3