Course detail
Computer Programming 1
FEKT-BPA-PP1Acad. year: 2021/2022
The whole course will be taught in Matlab environment (or its freeware alternatives). Students will learn matrix operations, logical and relation operators. Next, advanced data types (e.g. complex numbers, structures, cells), program controlling methods (if-elseif-else conditions, for and while cycles, switch-case structures) will be taught. Methods for program acceleration like vectorization and code optimization will be emphasized. Students will learn basics of object oriented programming and graphical user interface creation.
Language of instruction
English
Number of ECTS credits
5
Mode of study
Not applicable.
Guarantor
Department
Offered to foreign students
Of all faculties
Learning outcomes of the course unit
The graduate is able to:
1) Process matrix operations in Matlab.
2) Transform mathematical algorithms into Matlab functions.
3) Plot 2D a 3D functions.
4) Create Matlab applications with a graphical user interface.
5) Write well-arranged and understandable code according to programming conventions.
1) Process matrix operations in Matlab.
2) Transform mathematical algorithms into Matlab functions.
3) Plot 2D a 3D functions.
4) Create Matlab applications with a graphical user interface.
5) Write well-arranged and understandable code according to programming conventions.
Prerequisites
The subject knowledge on the secondary school level is required.
Co-requisites
Not applicable.
Planned learning activities and teaching methods
Teaching methods include lectures and computer laboratories. Course is taking advantage of e-learning (Moodle) system. Students have to elaborate a single project/assignment during the course.
Assesment methods and criteria linked to learning outcomes
Students can obtain 30 points for the activity in computer practices, 20 points for tests during the semester, and 50 points (maximally) for an individual project in MATLAB.
Course curriculum
1. Introduction, history of Matlab, alternatives, coding conventions, script
2. Matrix creation, matrix operations, indexing, logical and relational operations
3. Advanced data types (complex numbers, char, logical, structures, cell)
4. Program controls, conditions, cycles
5. Functions- header, local vs. global variables and Workspace
6. Functions - handle, vectorization, code optimization, bsxfun, arrayfun, cellfun
7. Graphics - plotting options, tex commands
8. File management - read and write
9. GUI - graphical user interface, appdesigner interface
10. GUI - graphical user interface and uicontrols
11. OOP - class/object, properties and methods, constructor, set, get
12. OOP - inheritance, access, namespace, enumeration
13. Simulink basics
2. Matrix creation, matrix operations, indexing, logical and relational operations
3. Advanced data types (complex numbers, char, logical, structures, cell)
4. Program controls, conditions, cycles
5. Functions- header, local vs. global variables and Workspace
6. Functions - handle, vectorization, code optimization, bsxfun, arrayfun, cellfun
7. Graphics - plotting options, tex commands
8. File management - read and write
9. GUI - graphical user interface, appdesigner interface
10. GUI - graphical user interface and uicontrols
11. OOP - class/object, properties and methods, constructor, set, get
12. OOP - inheritance, access, namespace, enumeration
13. Simulink basics
Work placements
Not applicable.
Aims
Students should learn basics of programming and algorithms. The subject will be taught in Matlab, which is programming language oriented on algorithms (no variables allocation or memory management is needed in comparison to C language). Next, students should get used to good programming habits (atomization, code structure, comments, variable names etc.) After this course, student should be able to build their own toolbox with graphical user interface (GUI).
Specification of controlled education, way of implementation and compensation for absences
Evaluation of activities is specified by a regulation, which is issued by the lecturer responsible for the course annually.
Recommended optional programme components
Not applicable.
Prerequisites and corequisites
Not applicable.
Basic literature
MATLAB Primer. Www.mathworks.com [online]. 3 Apple Hill Drive Natick, MA 01760-2098: The MathWorks, 2017 [cit. 2017-08-21]. Dostupné z: https://www.mathworks.com/help/pdf_doc/matlab/getstart.pdf (EN)
VALENTINE, D. T. a Brian D. HAHN. Essential MATLAB for engineers and scientists. 3rd ed. London: Butterworth Heinemann, 2007. (EN)
VALENTINE, D. T. a Brian D. HAHN. Essential MATLAB for engineers and scientists. 3rd ed. London: Butterworth Heinemann, 2007. (EN)
Recommended reading
Not applicable.
Elearning
eLearning: currently opened course
Classification of course in study plans
Type of course unit
Lecture
13 hod., optionally
Teacher / Lecturer
Syllabus
1. Informační systémy VUT.
2. Počítačové sítě a operační systémy.
3. Počítačové systémy, hardwarová architektura.
4. Vývoj softwarové aplikace, operační kód, instrukční soubor, jazyk symbolických adres, vyšší programovací jazyky, překlad.
5. MATLAB: Úvod do Matlabu, modelování systémů, spojitý, diskrétní a číslicový systém. Jednoduchý model fyzikálního děje.
6. MATLAB: Reprezentace vektorů a matic v Matlabu, podmínky, cykly, grafické výstupy.
7. MATLAB: Zpracování dat, statistika, práce se soubory, čtení, zápis, binární soubor, textový soubor.
8. MATLAB: Grafické uživatelské rozhraní v Matlabu, statistické zpracování dat.
9. MATLAB: Úvod do Simulinku, simulace jednoduchého systému, vztah modelu v Simulinku k Matlabu.
10. C: Úvod do jazyka C, základní struktura programu v C, funkce main(), proměnné, pole, výrazy, operátory, priorita operátorů. Vstupy, výstupy, jednoduchá konzolová aplikace.
11. C: Příkazy, větvení a cykly for, while, do-while, příkazy break, continue, přepínač. Exemplární konzolové aplikace.
12. C: Funkce. Deklarace funkcí, volání, ošetření událostí, rekurze, sestavení vlastní knihovny. Standardní knihovny a jejich použití.
13. C: Algoritmy vyhledání maxima, minima, setřídění.
2. Počítačové sítě a operační systémy.
3. Počítačové systémy, hardwarová architektura.
4. Vývoj softwarové aplikace, operační kód, instrukční soubor, jazyk symbolických adres, vyšší programovací jazyky, překlad.
5. MATLAB: Úvod do Matlabu, modelování systémů, spojitý, diskrétní a číslicový systém. Jednoduchý model fyzikálního děje.
6. MATLAB: Reprezentace vektorů a matic v Matlabu, podmínky, cykly, grafické výstupy.
7. MATLAB: Zpracování dat, statistika, práce se soubory, čtení, zápis, binární soubor, textový soubor.
8. MATLAB: Grafické uživatelské rozhraní v Matlabu, statistické zpracování dat.
9. MATLAB: Úvod do Simulinku, simulace jednoduchého systému, vztah modelu v Simulinku k Matlabu.
10. C: Úvod do jazyka C, základní struktura programu v C, funkce main(), proměnné, pole, výrazy, operátory, priorita operátorů. Vstupy, výstupy, jednoduchá konzolová aplikace.
11. C: Příkazy, větvení a cykly for, while, do-while, příkazy break, continue, přepínač. Exemplární konzolové aplikace.
12. C: Funkce. Deklarace funkcí, volání, ošetření událostí, rekurze, sestavení vlastní knihovny. Standardní knihovny a jejich použití.
13. C: Algoritmy vyhledání maxima, minima, setřídění.
Exercise in computer lab
39 hod., compulsory
Teacher / Lecturer
Syllabus
1. Informační systémy VUT.
2. Počítačové sítě a operační systémy.
3. Počítačové systémy, hardwarová architektura.
4. Vývoj softwarové aplikace, operační kód, instrukční soubor, jazyk symbolických adres, vyšší programovací jazyky, překlad.
5. MATLAB: Úvod do Matlabu, modelování systémů, spojitý, diskrétní a číslicový systém. Jednoduchý model fyzikálního děje.
6. MATLAB: Reprezentace vektorů a matic v Matlabu, podmínky, cykly, grafické výstupy.
7. MATLAB: Zpracování dat, statistika, práce se soubory, čtení, zápis, binární soubor, textový soubor.
8. MATLAB: Grafické uživatelské rozhraní v Matlabu, statistické zpracování dat.
9. MATLAB: Úvod do Simulinku, simulace jednoduchého systému, vztah modelu v Simulinku k Matlabu.
10. C: Úvod do jazyka C, základní struktura programu v C, funkce main(), proměnné, pole, výrazy, operátory, priorita operátorů. Vstupy, výstupy, jednoduchá konzolová aplikace.
11. C: Příkazy, větvení a cykly for, while, do-while, příkazy break, continue, přepínač. Exemplární konzolové aplikace.
12. C: Funkce. Deklarace funkcí, volání, ošetření událostí, rekurze, sestavení vlastní knihovny. Standardní knihovny a jejich použití.
13. C: Algoritmy vyhledání maxima, minima, setřídění.
2. Počítačové sítě a operační systémy.
3. Počítačové systémy, hardwarová architektura.
4. Vývoj softwarové aplikace, operační kód, instrukční soubor, jazyk symbolických adres, vyšší programovací jazyky, překlad.
5. MATLAB: Úvod do Matlabu, modelování systémů, spojitý, diskrétní a číslicový systém. Jednoduchý model fyzikálního děje.
6. MATLAB: Reprezentace vektorů a matic v Matlabu, podmínky, cykly, grafické výstupy.
7. MATLAB: Zpracování dat, statistika, práce se soubory, čtení, zápis, binární soubor, textový soubor.
8. MATLAB: Grafické uživatelské rozhraní v Matlabu, statistické zpracování dat.
9. MATLAB: Úvod do Simulinku, simulace jednoduchého systému, vztah modelu v Simulinku k Matlabu.
10. C: Úvod do jazyka C, základní struktura programu v C, funkce main(), proměnné, pole, výrazy, operátory, priorita operátorů. Vstupy, výstupy, jednoduchá konzolová aplikace.
11. C: Příkazy, větvení a cykly for, while, do-while, příkazy break, continue, přepínač. Exemplární konzolové aplikace.
12. C: Funkce. Deklarace funkcí, volání, ošetření událostí, rekurze, sestavení vlastní knihovny. Standardní knihovny a jejich použití.
13. C: Algoritmy vyhledání maxima, minima, setřídění.
Elearning
eLearning: currently opened course