Výuka
	Počítačové algebraické systémy (X01PAS)

Rozsah: 2+2, zápočet (4 kredity)

Aktuálně:
Předmět nebude vypsán v LS 2010/2011 (B102).

Proběhla úprava sylabu, kdy jeden rok - ZS 2010/2011 - se budu více věnovat programu MatLab (4 přednášky) a vůbec programu Mathematica (0 přednášek), ale v dalším školním roce - ZS 2011/2012 - by to bylo naopak, tedy prostor by dostala pro změnu Mathematica. Každý si tak může zvolit zápis podle své preference.

Přednáška:    bývala ve středu 12:45 - 14:15 v posluchárně č. T2:C3-340

Přednášející: RNDr. Aleš Němeček,  Prof. Ing. Mirko Navara, DrSc.,  Ing. Zdeněk Buk (Mathematica),  Ing. Vít Zýka (MatLab)

Osnova přednášek

1. Systém Derive: Základní příkazy.
2. Další možnosti, Derive 6 pro Windows.
3. Systém Maple: Úvod, ovládání, základní dovednosti.
4. Datové struktury, manipulace s výrazy, calculus.
5. Užitečné příkazy, řešení rovnic.
6. Operace s vektory a maticemi, grafika,  programování, procedury, prostředky pro ladění. (ukázka přednášky)
7. Logické operace, pravidla vyhodnocování.
8. Práce se soubory a knihovnami (student, Student, linalg, LinearAlgebra, vlastní).
9. Přednosti, problémy a nedostatky. (ukázka přednášky)
10. Systém MatLab: Úvod (vývoj), základní dovednosti, programové konstrukce, skripty a funkce, help.
    Systém Mathematica: Seznámení se systémem v příkladech (aritmetické operace, relace, seznamy, transformační pravidla a substituce, funkce, derivace a integrály ).
11. Datové typy a práce s nimi (matice, struktury, nehomogenní a řídké matice, konverze, paměťové nároky).
    Algebraické úpravy a jejich předpoklady, řešení rovnic (algebraické, transcendentní, rekurentní, diferenciální), Laplaceova transformace.
12. Grafický výstup, vizualizace dat (grafy 2D, 3D, bitmapy, indexace barev, povrchy, elementární grafické objekty, export).
    Animace, grafika 2D a 3D, elementy programování.
13. Optimalizace kódu (profiler, zabudované funkce a operátory, mex funkce v jazyce C).
    Vybrané algebraické, grafické a statistické knihovny.

Cvičení

Probíhá v počítačové laboratoři Z34 (nově Z4:B2-362) katedry matematiky (Zikova 4, 2. patro, č. dv. 34), nově vybavené výkonnými počítači. Pod operačním systémem Linux máte také k dispozici čtyřprocesorový server Leibniz, kterýje vhodné použít zvláště pro časově náročné výpočty.

Termíny cvičení budou vypsány v komponentě studium (KOS), kde se na ně můžete během zápisu do rozvrhu i přihlásit. Počet cvičení závisí na aktuálním počtu přihlášených studentů během předběžného zápisu. Samostatnou práci lze provádět i na svém počítači doma, kde si zcela legálně můžete instalovat Maple. Na úvodních cvičeních do jednotlivých systémů proběhne seznámení s ovládáním.

Osnova cvičení

1. Úvodní instruktáž o práci v laboratoři - nutná pro další práci.
2. Systém Derive: Úvodní seznámení.
3. Procvičení + samostatná práce na zápočtových úlohách.
4. Systém Maple: Úvodní seznámení.
5. Studium výukových dokumentů (uvod-9.html a o_maple-9.html,   uvod.mw a o_maple.mw).
6. Samostatná práce na zápočtových úlohách.
7. Zadání semestrální práce. Samostatná práce na zápočtových úlohách.
8. Samostatná práce na zápočtových úlohách.
9. Samostatná práce na zápočtových úlohách.
10. Systém MatLab: Úvodní seznamení, procvičení.
    Systém Mathematica: Úvodní seznamení, procvičení.
11. Samostatná práce na zápočtových úlohách.
12. Samostatná práce na zápočtových úlohách.
13. Předvedení zápočtových úloh. Zápočet.

Podmínky udělení zápočtu

• Maple 13 Installation and Licensing Guide,
• Maple 13 User Manual, Maplesoft, Waterloo Maple Inc., 2009.
• Monagan, M.B., Geddes, K.O.: Maple 13 Introductory Programming Guide, Maplesoft, Waterloo Maple Inc., 2009.
• Maple 13 Advanced Programming Guide, Maplesoft, Waterloo Maple Inc., 2009.
• Maple 9.5 Getting Started Guide, Waterloo Maple Inc., 2003
• Char, B.W.: Maple 9 Learning Guide, Waterloo Maple Inc., 2003
• Monagan, M.B., Geddes, K.O., a další: Maple 9 Inroductory Programming Guide, Waterloo Maple Inc., 2003
• Monagan, M.B., Geddes, K.O., a další: Maple 9 Advanced Programming Guide, Waterloo Maple Inc., 2003
• Maple 8 Getting Started Guide, Waterloo Maple Inc., 2002
• Char, B.W.: Maple 8 Learning Guide, Waterloo Maple Inc., 2002
• Monagan, M.B., Geddes, K.O., a další: Maple 8 Inroductory Programming Guide, Waterloo Maple Inc., 2002
• Monagan, M.B., Geddes, K.O., a další: Maple 8 Advanced Programming Guide, Waterloo Maple Inc., 2002
• Buchar, J. a kol.: Úvod do programoveho souboru Maple V, skriptum VŠZ Brno, 1994
• Redfern, D.: The Maple Handbook, Springer-Verlag, Berlin, 1994
• Heal, K.M., Hansen, M.L., Rickard K.M.: Maple 6 Learning Guide, Waterloo Maple Inc., Canada, 2000
• Monagan, M.B., Gedes, K.O., a další: Maple 6 Programming Guide, Waterloo Maple Inc., Canada, 2000
• Heck, A.: Introduction to Maple, 2nd ed., Springer-Verlag, Berlin, 1996
• Wolfram, S.: The Mathematica Book, Fourth Edition, Cambridge University Press, Wolfram Media, 1999
• Wolfram Research: Mathematica 4 Standard Add-on Packages, Cambridge University Press, Wolfram Media, 1999
• The MATH WORKS, Inc.: MATLAB User's Guide, The MATH WORKS, Inc., August 1992
• Introduction to Derive 6, Chapters 1 & 2, Texas Instruments, Dallas, 2003
• Golub, G.H., Van Loan, C.F.: Matrix Computations, 2nd ed., John Hopkins University Press, 1989

Užitečné linky:

• Instalace Maple a další info o PAS na ČVUT
• Waterloo Maple Inc.
• CzMUG - Czech Maple Users Group
• Wolfram Research
• Derive
• MatLab
• Mathcad
• Octave - free
• Scilab - free
• Maxima - free
• a spousta dalších ...
• Softwarové multilicence na ČVUT
• Anglicko-český slovník výrazů tvořících příkazy systému Mathematica
• Pravidla používání sítě ČVUT (pdf).