2023/24

Cílem předmětu je seznámit studenty s pokročilejšími datovými strukturami, možnostmi jejich počítačové reprezentace a algoritmy pro jejich zpracování. Nemalá pozornost je věnována práci s grafy ? jejich reprezentaci a algoritmům pro základní grafové úlohy. Z probíraných algoritmů je třeba především zmínit mechanismy pro třídění a vyhledávání v datech.

Konečné automaty deterministické a nedeterministické a jazyky jimi rozpoznatelné, Nerodova věta, programová realizace automatů, redukce konečného automatu, lexikální analýza. Regulární výrazy, regulární jazyky. Zásobníkové automaty. Gramatiky, Chomského hierarchie, Bezkontextové jazyky, redukce gramatiky, Pumping Lemma. Turingův stroj. Úvod do teorie vyčíslitelnosti.

Předmět se zabývá principiálními přístupy k programování a koncepty programovacích jazyků. V jeho rámci se studenti seznámí vedle následovníků klasického procedurálního programování, jako je programování modulární, objektové a událostmi řízené, i s programováním funkcionálním a logickým, jakožto jeho alternativami. Důraz je kladen především na tyto méně obvyklé přístupy, se kterými studenti dosud nejsou obeznámeni.

Obsahem předmětu je seznámení s principy a vlastnostmi výpočetních softwarových systémů pro modelování fyzikálních jevů a procesů: Formulace úloh popsaných parciálními diferenciálními rovnicemi - mechanika pružných těles a tekutin, elektromagnetické pole, vedení tepla. Základní pojmy z aplikace numerických metod (diskretizace, zaokrouhlovací chyby, konvergence), úvod do metody konečných prvků. Struktura a použití výpočetního softwaru, preprocesing, postprocesing - demonstrace na systému ANSYS. Na cvičení budou řešeny úlohy z různých oborů fyziky a techniky pomocí softwaru ANSYS. Cílem je bez podrobného výkladu matematické teorie získat představu o možnostech a úskalích numerických modelů, rozumět nastavením v dialozích různých softwarových systémů, umět kriticky posoudit výsledky modelu vzhledem k realitě.

V předmětu se studenti teoreticky i prakticky seznamují se základním hardware a software osobních počítačů.

Kurz uvede posluchače do problematiky výpočetní mechaniky tekutin (CFD). Posluchači se seznámí se základními numerickými metodami pro řešení úloh proudění a transportu, s obecným schématem řešení praktických úloh CFD i s jeho realizací v konkrétním CFD software. Po absolvování přednášek a cvičení je student schopen sestavit vhodný model pro řešení jednoduchých úloh proudění a transportu a řešit jej v některém z dostupných výpočetních prostředí.

Předmět poskytne studentům základní znalosti a dovednosti potřebné pro programování distribuovaných aplikací. Zaměřuje se jak na distribuované výpočetní systémy (klastry), tak na síťové aplikace využívající přenosové protokoly TCP/IP. Studenti se seznámí se základními koncepty vytváření distribuovaných aplikací i s praktickým použitím nástrojů a knihoven dostupných pro tyto účely.

Cílem předmětu je seznámit studenty s experimentálními metodami v mechanice elastických těles, zejména s odporovou tenzometrií a optickými metodami měření deformací. Prostřednictvím vhodně zvolených laboratorních úloh se studenti naučí tyto metody aplikovat v konkrétních případech namáhání konstrukcí, provést sběr dat z experimentu do PC, vyhodnocení výsledků a sepsat zprávu z měření. Důraz je kladen na to, aby studenti místo používání hotových přípravků a měřícího software měli možnost realizovat celé měření (počínaje instalací snímačů a konče vytvořením vlastního měřícího software) vlastnoručně. Laboratorní měření jsou doplněna výkladem příslušných partií z technické pružnosti a pevnosti a exkurzemi na výzkumných a vývojových pracovištích.

Předmět seznamuje studenty s praktickými aplikacemi šifrování a principy kybernetické bezpečnosti. V oblasti šifrování je hlavní pozornost věnována používaným protokolům a implementacím. Komplexní problematika kybernetické bezpečnosti je probrána z pohledu technického, organizačního a právního.

Předmět zahrnuje základní partie lineární algebry a diskrétní matematiky nezbytné pro hlubší porozumění principů přírodních věd. Teoretický výklad přednášek bude doplněn početními příklady na cvičeních.

Cílem předmětu je seznámit studenta s oblastí managementu bezpečnosti a rizik. Student by měl získat znalosti v oblastech posuzování rizika a managementu rizika.

Předmět staví na základních teoretických znalostech získaných v předmětu Fyzika 1, které rozšiřuje o praktické výpočetní postupy pro řešení úloh z oblasti mechaniky tuhých těles a základy nauky o materiálu. Po absolvování přednášek a cvičení bude student schopen samostatně provést analýzu statických systémů, uvolnit vazby, sestavit a řešit rovnice rovnováhy, a pochopí základní mechanické vlastnosti běžně používaných materiálů, jako jsou ocel, slitiny neželezných kovů, sklo, keramika a polymery. Předmět poskytuje studentovi základní orientaci v souvisejících oborech biomechaniky, implantační chirurgie a lokomoce člověka.

Předmět představí jednotlivé druhy biosignálů, způsoby měření a analýzu. Budou studovány bezčasové i časové typy biosignálů, zejména z oblasti sledování tlaku krve, analýza srdeční činnosti i činnosti mozkové. Dále budou studovány složitější 3D signály a jejich reprezentace v oblasti CT, MRI, Sono apod. Představeny budou i metody pro sledování a vyhodnocení 3D signálů v čase. Studenti po absolvování budou schopni zaznamenat různé druhy biosignálů, zvolit správné nastavení měřicích a složitých diagnostických systémů, rekonstruovat a analyzovat data z 2D a 3D obrazů z CT, MRI a Sono.

Předmět seznamuje s aktuální nabídkou minipočítačů neboli single board computers a jejich možnostmi. Nejprve z obecného hlediska představuje součásti minipočítače a poskytuje srovnání s ohledem na aktuální trh, následně jsou podrobněji představeny dva vybrané minipočítače (Raspberry Pi a Arduino). Během cvičení studenti vyzkoušejí několik praktických úkolů s minipočítačem Raspberry Pi.

Předmět seznamuje s metodou konečných prvků pro řešení stacionárních a evolučních parciálních diferenciálních rovnic. Zahrnuje i nezbytný úvod do funkcionální analýzy a příklady fyzikálních úloh vedoucích na parciální diferenciální rovnice.

Odvození a aplikace základních rovnic teorie pružnosti, formulace okrajových úloh teorie pružnosti, variační principy v teorii malých deformací. Odvození rovnic proudění ideální tekutiny a mechaniky tekutin, termodynamiky.

Student se seznámí s principy operačních systémů a jejich druhy. Orientuje se v základní hardwarové struktuře počítače a HW prostředky, jež využívají operační systémy. Výklad zahrnuje seznámení se všemi moderními typy operačních systémů a jejich základími součástmi: správou procesů, paměti, zdrojů, úložišť, zabezpečení. Pozornost je věnována tzv. embedded systémům a jiným průmyslovým aplikacím.