Detail předmětu
Automatizace výpočtů, simulace a vizualizace
FSI-LAV Ak. rok: 2024/2025 Letní semestr
Tento kurz nabízí strukturovaný přístup k základům programování a jejich aplikacím v kontextu energetického inženýrství. První týdny se zaměřují na vytvoření pevných základů, seznámení studentů se základními koncepty programování a technikami zpracování dat. Jak kurz pokračuje, ponoříme se hlouběji do pokročilých funkcí programování, jako je ladění, protokolování a profilování. Zkoumá se využití standardních knihoven i knihoven třetích stran. Kromě toho kurz zdůrazňuje význam analýzy a prezentace dat a vysvětuje použití knihoven Python, jako jsou Numpy, Pandas a Plotly, což umožňuje vytvářet vizuálně přitažlivé a interaktivní grafy.
Dále se studenti seznámí se specializovanými nástroji jako FeniCSx, Coolprop a Xsteam, které jsou nezbytné pro řešení úkolů souvisejících s energií. Kurz uzavírá pokrytí optimalizačních technik, paralelního programování pro zpracování velkých objemů dat a komplexní kontrola úkolů, které studenti během semestru splnili, což nakonec vede k získání zápočtu.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
2
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Základní porozumění matematice a fyzice na vysokoškolské úrovni spolu se schopnostmi analytického myšlení.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Pro udělení zápočtu je nutná pravidelná a aktivní účast ve cvičeních, dodání všech zadaných úkolů.
Učební cíle
V tomto kurzu se studenti naučí, jak automatizovat výpočty a návrhové procesy pro vývoj vlastního softwaru pomocí programovacího jazyka Python spolu s kompatibilními knihovnami a open-source softwarem. Tento přístup minimalizuje potřebu manuální a intelektuální práce a v konečném důsledku zvyšuje efektivitu. Dále se studenti také seznámí s nástroji pro vizuální prezentaci výsledků a dat prostřednictvím atraktivních diagramů, přesahujících technické výpočty.
Studijní opory
Kurz je doplněn řadou online zdrojů, především ve formě instruktážních videí, poskytujících detailní vysvětlení teoretických a praktických aspektů probíraných témat. Studentům se důrazně doporučuje, aby tyto zdroje využívali při řešení úkolů během semestru.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program C-AKR-P: Akreditované předměty v CŽV, celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu
specializace CLS: Předměty letního semestru, volitelný
Program N-ETI-P: Energetické a termofluidní inženýrství, magisterský navazující
specializace ENI: Energetické inženýrství, povinný
Typ (způsob) výuky
Cvičení s počítačovou podporou
26 hod., nepovinná
Osnova
1. týden – Úvod do programování 1 – Datové typy, Základní operace, Generické operace,
2. týden – Úvod do programování 2 – Flow control, Smyčky, Funkce, argumenty,
3. týden – Objekty, Dědičnost, Polymorfismus,
4. týden – Debugging, logging, profilling,
5. týden – Standartní knihovny Python, Moduly třetích stran, Importy,
6. týden – Práce se soubory, Textové a binární soubory,
7. týden – Arrays a Matrices, knihovna Numpy,
8. týden – Časové řady, Datová analýza, Pandas,
9. týden – Prezentace dat, Interaktivní grafy, Plotly, Dashboard,
10. týden – Vybrané knihovny pro Energitické inženýry, FeniCSx, Coolprop, Xsteam,
11. týden – Optimalizace, SciPy, PyTorch,
12. týden – Paralelní programování pro zpracování velkého objemu dat,
13. týden – Kontrola úkolů, Zápočet.