HERRAMIENTAS PARA LA COMPUTACIÓN Y VISUALIZACIÓN Guía de Aprendizaje Información al estudiante

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1 1 HERRAMIENTAS PARA LA COMPUTACIÓN Y VISUALIZACIÓN Guía de Aprendizaje Información al estudiante 1. Datos Descriptivos Asignatura Materia Departamento responsable Herramientas para la computación y visualización M15: Optativa Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones Créditos ECTS 4,5 Carácter Titulación Curso Especialidad Optativo Graduado en Ingeniería de Tecnología y Servicios de Telecomunicación Primero/Segundo No aplica Curso académico Semestre en que se imparte Idioma en que se imparte Primero Español Página Web

2 2 DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA La solución numérica de problemas es uno de los objetivos básicos de la ingeniería y de cualquier ciencia cuantitativa (economía, arquitectura, química, biología, etc.). La confluencia actual de computadoras de enorme potencia con programas de cálculo de gran versatilidad y fácil uso, permiten resolver con presteza todo tipo de problemas numéricos y visualizar de forma apropiada los resultados. Esta asignatura es una introducción a la computación y visualización de datos utilizando el programa MATLAB, estándar de facto en la práctica de la ingeniería. Los alumnos empezarán a utilizar MATLAB como una calculadora científica de gran funcionalidad, para a continuación familiarizarse con sus capacidades de programación y visualización. Por tanto, los alumnos adquirirán dos competencias básicas siguiendo esta asignatura: introducción a la resolución de problemas numéricos e introducción a la visualización de datos. Además, tendrán la oportunidad de seguir reforzando sus competencias en lenguajes de programación. El desarrollo de las actividades será eminentemente práctico y el trabajo de los alumnos se organizará por parejas. El profesor expondrá las ideas básicas de cada tema, para a continuación dar paso al trabajo de las parejas de alumnos, que afianzarán los conceptos explicados mediante la resolución de ejercicios prácticos. Además, los alumnos deberán resolver conjuntos de problemas para casa que serán evaluados por el profesor. MATLAB se usa extensivamente en muchos de los laboratorios de la Escuela, por lo que adquirir cierta solvencia en el manejo de este programa facilitará el trabajo de los profesores y alumnos en varias de las asignaturas del curriculum académico del Graduado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación, además de ser una herramienta de amplio uso profesional.

3 3 2. Profesorado NOMBRE Y APELLIDO DESPACHO Correo electrónico Juan Santos Suárez (Coord.) B-405 juan.santos.suarez@upm.es José Parera Bermúdez B-405 jose.parera@upm.es 3. Conocimientos previos requeridos para poder seguir con normalidad la asignatura Asignaturas superadas Otros resultados de aprendizaje necesarios Programación de primer curso N/A

4 4 4. Objetivos de Aprendizaje COMPETENCIAS ASIGNADAS A LA ASIGNATURA Y SU NIVEL DE ADQUISICIÓN Código Competencia Nivel CG1- CG13 Todas las asignaturas del Plan de Estudios contribuyen en mayor o menor medida a la consecución de las competencias generales del perfil de egreso. CEB1 Capacidad para la resolución de los problemas matemáticos que puedan plantearse en la ingeniería. Aptitud para aplicar los conocimientos sobre: álgebra lineal; geometría; geometría diferencial; cálculo diferencial e integral; ecuaciones diferenciales y en derivadas parciales; métodos numéricos; algorítmica numérica; estadística y optimización. 2 CEB2 Conocimientos básicos sobre el uso y programación de los ordenadores, sistemas operativos, bases de datos y programas informáticos con aplicación en ingeniería. 2 CECT2 Capacidad de utilizar aplicaciones de comunicación e informáticas (ofimáticas, bases de datos, cálculo avanzado, gestión de proyectos, visualización, etc.) para apoyar el desarrollo y explotación de redes, servicios y aplicaciones de telecomunicación y electrónica 3 LEYENDA: Nivel de adquisición 1: Básico Nivel de adquisición 2: Medio Nivel de adquisición 3: Avanzado

5 5 RESULTADOS DE APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA Código Resultado de aprendizaje Competencias asociadas Nivel de adquisición RA1 RA2 RA3 RA4 Conocer los elementos básicos de un sistema de computación: unidad de proceso, memoria y periféricos de entrada/salida. Conocer los entornos de computación y visualización de datos. Conocer el manejo básico de MATLAB empleando su interfaz gráfica, y de manera especial la ventana de comandos. Conocer los tipos de datos básicos, los operadores aritméticos y lógicos y las funciones predefinidas Conocer las técnicas básicas de entrada y salida de datos. Aprender técnicas de presentación de resultados Aprender a programar y depurar algoritmos empleando el lenguaje de programación de MATLAB CEB2 1 CECT2 2 CECT2 2 CECT2 2 RA5 Conocer las características básicas de los problemas y los algoritmos. Conocer las implicaciones de la aritmética finita sobre las prestaciones de los algoritmos. Saber estudiar la complejidad computacional de los algoritmos LEYENDA: Nivel de adquisición 1: Conocimiento descriptivo Nivel de adquisición 2: Comprensión/aplicación Nivel de adquisición 3: Análisis/síntesis/implementación CEB1 1

6 6 5. Sistema de evaluación de la asignatura INDICADORES DE LOGRO Ref I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 Indicador Conocer y manejar los tipos de datos más comunes de MATLAB. Conocer y manejar los operadores aritméticos y lógicos de MATLAB, así como las funciones matemáticas elementales predefinidas en el entorno. Conocer las estructuras de control de flujo del lenguaje de programación MATLAB. Manejar las entradas de datos a los programas de MATLAB, desde la consola y desde los ficheros de datos específicos de MATLAB. Capacidad de importar datos. Manejar las técnicas básicas de presentación de resultados, prestando especial atención a los gráficos de dos y tres dimensiones. Conocer los mecanismos de ayuda al usuario de MATLAB, prestando especial atención a los medios disponibles para la depuración de programas. Conocer las características básicas del sistema de representación numérica IEEE 754 y su impacto en los cálculos asociados a un algoritmo. Conocer las propiedades de un algoritmo en cuanto a su estabilidad y complejidad computacional. Programar scripts y funciones MATLAB para la resolución de problemas mediante la implementación de algoritmos. Relacionado con RA RA2 RA2 RA2, RA5 RA3 RA3 RA2, RA5 RA4 RA4, RA5 RA5

7 7 EVALUACION SUMATIVA Breve descripción de las actividades evaluables Momento Lugar Problemas para casa Exámenes parciales por parejas Examen final individual Semanas 3, 5, 7, 9, 11, 13 y 15 Semanas 6, 12 Fecha oficial examen final A202-L /Moodle Peso en la calif. 10% A202-L 30% A202-L 60% Total: 100%

8 8 CRITERIOS DE CALIFICACIÓN Los alumnos serán evaluados, por defecto, mediante evaluación continua. La calificación de la asignatura se realizará del siguiente modo: Nota final = 10 % trabajos para casa realizados por parejas de alumnos + 30% evaluaciones parciales realizadas por parejas de alumnos + 60% evaluación final individual. En cumplimiento de la Normativa de Evaluación de la Universidad Politécnica de Madrid, los alumnos que lo deseen serán evaluados mediante un único examen final siempre y cuando lo comuniquen al Director del Departamento de Señales, Sistemas y Radiocomunicacionesn mediante solicitud presentada en el registro de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación antes del día 15 de octubre de Esta opción supone la renuncia a la evaluación continua. La asignatura se superará cuando se obtenga una calificación de 5.0 puntos o más sobre un total de 10 puntos. La convocatoria extraordinaria de la asignatura consistirá en una evaluación mediante prueba final

9 9 Contenidos y Actividades de Aprendizaje CONTENIDOS ESPECÍFICOS Bloque / Tema / Capítulo Tema 1: Introducción a la computación y visualización de datos 1.1 Justificación Apartado 1.2 Breve historia de la computación 1.3.Problemas de cálculo, algoritmos y computadores 1.4 Panorámica de las herramientas para la computación y visualización; MATLAB Indicadores Relacionados 2.1 Interfaz de usuario I6 2.2 MATLAB como calculadora científica I1, I2 Tema 2: MATLAB I 2.3 Variables numéricas I1 2.4 Sentencias de asignación I1, I2 2.5 Scripts I9 3.1 Vectores y matrices I1, I2 3.2 El operador : I2 Tema 3: MATLAB II 3.3 Entrada/Salida por consola I1, I4 3.4 Gráficos básicos I5 3.5 Variables lógicas I1, I2 3.6 Operadores relacionales I2 4.1 Sentencias de control I3 Tema 4: MATLAB III 4.2 Programación de funciones I9 4.3 Entrada/Salida avanzada I4, I5 4.4 Depuración I6 Tema 5: Problemas y algoritmos 5.1 Aritmética finita I7 5.2 Estabilidad I7, I8 5.3 Complejidad computacional I8

10 10 Breve descripción de las modalidades organizativas utilizadas y de los métodos de enseñanza empleados CLASES DE TEORIA Exposiciones, basadas en medios audiovisuales, del contenido teórico de la asignatura mediante el método de la lección magistral. CLASES DE PROBLEMAS PRÁCTICAS TRABAJOS AUTONOMOS Los alumnos, agrupados en parejas, resolverán en el laboratorio los problemas y ejercicios propuestos mediante el uso interactivo de MATLAB. Los alumnos, agrupados por parejas, resolverán ejercicios y problemas complementarios que refuercen los conocimientos adquiridos. Estos trabajos se realizarán fuera del horario oficial de la asignatura, pero respetando la carga docente asignada a la asignatura. TRABAJOS EN GRUPO TUTORÍAS Consultas, individuales o por parejas, a los profesores en los horarios de tutorías establecidos.

11 11 6. Recursos didácticos RECURSOS DIDÁCTICOS Holly Moore, MATLAB for Engineers (second edition). Pearson International Edition (copias disponibles en la Biblioteca y en el Laboratorio). Aprenda MATLAB 7.0 (Disponible en el servidor del laboratorio) BIBLIOGRAFÍA MATLAB Getting Started Guide (Documentación en línea de MATLAB) MATLAB Programming Fundamentals (Documentación en línea de MATLAB) MATLAB Graphics (Documentación en línea de MATLAB) The MathWorks, Inc., Numerical Computing with MATLAB, RECURSOS WEB Sitio Moodle de la asignatura EQUIPAMIENTO Laboratorio A202-L

12 12 7. Cronograma de trabajo de la asignatura Semana Actividades en Aula Actividades en Laboratorio Semana 1 (3 horas) Semana 2 Semana 3 Semana 4 Semana 5 Semana 6 Semana 7 Semana 8 Presentación de la asignatura. Tema 1. Introducción a la computación y visualización de datos Interfaz de usuario (3 horas) MATLAB como calculadora científica (1 hora) Variables numéricas; sentencias de asignación (1 hora) Scripts (1 hora) Vectores y matrices; el operador : (1 hora) Entrada/Salida por consola (1 hora) Gráficos básicos (1 hora) Variables lógicas; operadores relacionales (1 hora) Trabajo Individual Trabajo en Grupo Actividades de Evaluación Trabajos para casa por parejas(10 horas) Trabajos para casa por parejas(10 horas) Evaluación parcial por parejas (2 hora) Trabajos para casa por parejas(10 horas) Otros

13 13 Semana Actividades en Aula Actividades en Laboratorio Sentencias de control de Semana 9 flujo (1 hora) Semana 10 Semana 11 Semana 12 Semana 13 Semana 14 Semana 15 Fecha oficial de examen final Programación de funciones (1 hora) Entrada/Salida avanzada (1 hora) Depuración de programas MATLAB (1 hora) Aritmética finita (1 hora) Estabilidad (1 hora) Complejidad computacional (1 hora) Trabajo Individual Nota: Para cada actividad se especifica la dedicación en horas que implica para el alumno Trabajo en Grupo Actividades de Evaluación Trabajos para casa por parejas(10 horas) Trabajos para casa por parejas(10 horas) Evaluación parcial por parejas Trabajos para casa por parejas(10 horas) Trabajos para casa por parejas(10 horas) Examen final individual Otros

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