Napredni biomedicinski softveri
ID: 0580nosilac predmeta: Bojović A. Božica
nivo studija: osnovne akademske studije
ESPB: 2
oblik završnog ispita: pismeni
katedra: proizvodno mašinstvo
cilj
Upoznavanje studenata sa programskim paketima EXCEL i MATLAB na višem nivou. Proširenje znanja stečenog u okviru predmeta Osnove biomedicinskih softvera. Formiranje modela bioloških sistema u programskom paketu SIMULINK. Upoznavanje studenata sa osnovnim principima obrade, analize i prikaza bioloških signala u navedenim programskim paketima.ishod
Pohađanjem predmeta student stiče sposobnost obrade i analize podataka, kao i formiranja modela bioloških sistema i procesa.sadržaj teorijske nastave
Kratak uvod u regresionu analizu: regresiona prava;opšta linearna regresija;
zavisnost između slučajne i kontrolisane promenljive;
opšta linearna regresija sa kontrolisanom promenljivom;
nelinarna regresija i višestruka linearna regresija. Upoznavanje sa Microsoft Excel alatima Goal Seek i Solver: nalaženje korenova polinoma, rešavanje sistema nelinearnih jednačina, fitovanje krivih, problemi optimizacije. Obrada rezultata merenja;
Deskriptivna statistika-sumarno predstavljanje podataka;
Ocenjivanje parametara raspodele;
Poređenje ponavljanih merenja;
Kalibracione krive. Symbolic Math Toolbox modul i viši programski jezik MuPAD. Simbolička algebra, simbolički izrazi;
operacije na simboličkim izrazima;
rešavanje jednačina;
izvodi, integrali;
uprošćavanje izraza;
transformacije. Analitički modeli fizičkih sistema. Razvoj samostalnih programa pomoću MATLAB-a. Upoznavanje sa GUIDE (GUI Development Environment – ugrađeno okruženje za izradu grafičkog interfejsa). Razmena podataka između programa MATLAB i Microsoft Excel. SIMULINK kao alat za modelovanje i simulaciju sistema. Pregled i kreiranje jednostavnih modela. Modelovanje sistema pomoću jednačina. Konstruisanje Simulink blok dijagrama. Validacija i verifikacija rezultata simulacije. Upoznavanje sa alatima Signal Builder block i Simulation Data Inspector. Učitavanje podataka iz Excel-a. Konfiguracija modela. Simulacija modela. Poređenje signala iz simulacije.
sadržaj praktične nastave
„Fitovanje“ eksperimentalnih podataka u EXCEL-u;Metod najmaljih kvadrata;
Primeri upotrebe ugrađenih funkcija i komandi: Trendline, SLOPE, INTERCEPT, interpolacija i ekstrapolacija, FORECAST, LINEST, LOGEST, TREND, GROWTH, Analysis Toolpak. Primeri upotrebe alata Goal Seek i Solver: nalaženje korenova polinoma, rešavanje sistema nelinearnih jednačina, fitovanje krivih, problemi optimizacije. Statistička analiza pomoću programa Microsoft Excel: funkcije AVERAGE, DEVSQ, FREQUENCY, STDEV, TDIST, TINV, TTEST. Rešavanje različitih problema simboličke algebre u MATLAB programskom paketu. Analitičko modelovanje mehaničkih sistema: sistem drugog reda (masa-opruga-prigušenje). Izrada samostalne aplikacije i odgovarajućeg grafičkog interfejsa: jednostavan kalkulator u MATLAB-u. Simulacija demo-modela u SIMULINK-u. Pokretanje simulacije. Podešavanje parametara u simulaciji. Učitavanje i ispisivanje podataka iz simulacije u radni prostor MATLAB-a. Rešavanje diferencijalnih jednačina. Modeli prostih mehaničkih sistema: masa-opruga-prigušenje, kaskadni sistem masa i opruga, mehanički akcelerometar. Modelovanje bioloških i fizioloških sistema: PNEUMA – model kardio-respiratornog sistema čoveka, model procesa regulacije nivoa glukoze u krvi.
resursi
[1] Pisani materijal sa predavanja (handouts) [2] Softverski alati: Matlab, Microsoft Excel [3] Materijal za vežbe u elektronskom obliku dostupan na internet stranici.fond časova
ukupan fond časova: 30aktivna nastava (teorijska)
novo gradivo: 9razrada i primeri (rekapitulacija): 0
aktivna nastava (praktična)
auditorne vežbe: 0laboratorijske vežbe: 8
računski zadaci: 0
seminarski rad: 0
projekat: 0
konsultacije: 4
diskusija/radionica: 0
studijski istraživački rad: 0
provera znanja
pregled i ocena računskih zadataka: 0pregled i ocena laboratorijskih izveštaja: 0
pregled i ocena seminarskih radova: 0
pregled i ocena projekta: 0
kolokvijum sa ocenjivanjem: 0
test sa ocenjivanjem: 4
završni ispit: 5
provera znanja (ukupno 100 poena)
aktivnost u toku predavanja: 10test/kolokvijum: 50
laboratorijska vežbanja: 0
računski zadaci: 0
seminarski rad: 0
projekat: 0
završni ispit: 40
uslov za izlazak na ispit (potreban broj poena): 40
literatura
1) Bernard V. Liengme and David J. Ellert: A Guide to Microsoft Excel 2007 for Scientists and Engineers. Elsevier, 2008, ISBN: 978-0-12-374623-8)2) Tobin A. Driscoll: Learning MATLAB, Society for Industrial and Applied Mathematics (SIAM), 2009, ISBN 978-0-898716-83-2)
3) Stanley M. Dunn, Alkis Constantinides and Prabhas V. Moghe: Numerical Methods in Biomedical Engineering. Elsevier, 2006, ISBN: 978-0-12-186031-8)
4)
5)
Preuzeto sa www.mas.bg.ac.rs
