Osnove biomedicinskog softvera
ID: 0573nosilac predmeta: Bojović A. Božica
nivo studija: osnovne akademske studije
ESPB: 2
oblik završnog ispita: pismeni
katedra: proizvodno mašinstvo
cilj
Upoznavanje studenata sa osnovnim softverskim paketima za numeričku analizu, obradu podataka, matematičko modeliranje i grafičku vizualizaciju rezultata. Primena stečenog znanja na rešavanje konkretnih problema u biomedicinskoj inženjerskoj i naučnoj praksi.ishod
Pohađanjem predmeta student se osposobljava za analizu i obradu podataka dobijenih različitim merenjima kao i za numeričko modelovanje sistema i procesa.sadržaj teorijske nastave
Numerička analiza i obrada podataka. Matematičko modelovanje sistema i procesa. Uvod u Microsoft Excel. Osnovni prozor i njegovi elementi. Radni list. Specifikacije i ograničenja Microsoft Excel-a. Osnovne operacije. Korišćenje funkcija u programu Microsoft Excel. Funkcije odluke i funkcije pretrage. Ekstrakcija podataka iz datoteka nenativnih Excel–u. Pivot tabele. Tipovi dijagrama i njihove specifičnosti. MATLAB kao visoko integrisan interaktivni softverski paket i MATLAB kao viši programski jezik. Uvod u radno okruženje. Struktura MATLAB-a. Korišćenje sistema pomoći. Osnovne komande i sintaksa. Unošenje i čuvanje podataka. Operatori i specijalni znaci. Konstrukcija nizova i matrica. Operacije nad matricama. Operacije nad nizovima (poljima brojeva). Retke matrice. Logičke funkcije nad matricama/nizovima. Razlika između skriptova i funkcija, M – datoteke . MATLAB kao programski jezik. Kontrola toka programa, naredbe uslovnog grananja i naredbe za iterativno izvršavanje bloka. Funkcije i radni prostori, lokalne i globalne promenljive. MATLAB – ov program za uređivanje teksta (MATLAB editor), nalaženje i otklanjanje grešaka. Funkcije kao argumenti drugih funkcija i anonimne funkcije. Podfunkcije i ugnježđene funkcije.Prealokacija memorije. Vektorizacija. Korišćenje maski. Znakovne promenljive i njihove funkcije. Nizovi ćelija.Strukture. Elementarni X-Y i specijalni X-Y grafici. Označavanje grafika. Grafičko prikazivanje 3-D podataka. Funkcije za crtanje linija i popunjavanje površina u 3-D prostoru. Konturni 2-D i 3-D i drugi dvodimenzionalni grafici 3-D podataka. Funkcije za definisanje pojavnog oblika grafika. 3-D objekti. Čuvanje, izvoz i štampanje grafika.
sadržaj praktične nastave
Prilagođavanje elemenata osnovnog prozora u programu Microsoft Excel. Rad sa prečicama. Proste aritmetičke operacije nad podacima u radnoj tabeli. Rad sa razlomcima. Formatiranje (razlika između prikazane i pohranjene vrednosti). Praktični primeri: Proračun ekvivalentne otpornosti paralelno vezanih otpornika;Proračun pritiska gasa na različitim temperaturama i zapreminama korišćenjem van der Waals – ove jednačine stanja. Korišćenje AutoSum alatke. Upotreba trigonometrijskih funkcija, eksponencijalnih funkcija, funkcija zaokruživanja, matričnih funkcija. Upotreba matričnih funkcija za rešavanje sistema jednačina. Operatori Bool – ove algebre. Program za rešavanje kvadratnih jednačina. Različiti primeri korišćenja funkcija pretrage. Uvoz tekstualne datoteke. Prebrojavanje i uslovno sumiranje. Distribucija učestanosti. Pivot tabele. Sortiranje podataka. Filterovanje podataka. Linijski i X-Y dijagrami. Dobijanje glatkih krivih na dijagramu. Formatiranje serije podataka. Formatiranje osa dijagrama. Crtanje grafika funkcije. Grafik funkcije sa promenljivim domenom. X-Y dijagram sa dve Y – ose. Kontrolni dijagram. Veliki brojevi i logaritamske skale. Trakasti grafikoni. Kombinovani dijagram. Parametarski dijagram. Polarni dijagram.
Matrice i matrični račun. MATLAB promenljive. Osnovne komande i sintaksa MATLAB-a – demonstracija i primeri. Osnovne informativne komande. Komande opšte namene vezane za rad sa promenljivim u radnom prostoru. Komande za rad sa datotekama i vezu sa operativnim sistemom. Komande kontrole komandnog prozora. Primeri različitih funkcija i skriptova odn. programskog koda: rešavanje sistema linearnih jednačina korišćenjem Gausove metode eliminacije, funkcija koja računa zapreminu idealnog gasa kao funkciju pritiska i temperature i kao izlaz daje numeričku vrednost i dijagram. Grafičko predstavljanje složenih funkcija
resursi
[1] Pisani materijal sa predavanja (handouts) [2] Odgovarajući softver: Microsoft Excel, MathWorks MATLAB. [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
