Základy algoritmizace a programování

Informace k zimnímu semestru 2016/2017

Výslednou klasifikaci jsem dnes, tj. 4. ledna, zapsala do KOSu (až na studenty, s nimiž jsem se domluvila na testu v náhradním termínu). Zkontrolujte si prosím, že je vše v pořádku.

Podrobné informace - sylabus přednášek a cvičení, požadavky k zápočtu, ukázky testů, příklady z přednášek ...

Příklady k procvičování

Program cvičení

1. lekce - úvod do prostředí Matlab

pomocné přehledy (pro Matlab i C):
- operace a funkce
- základní příkazy

spuštění Matlabu: Aplikace / Ostatní / Matlab Classroom

vzorové příklady: dialogové okno, skripty

doporučená cvičení

DÚ: příklady - první odstavec a libovolné 3 příklady z druhého odstavce

2. lekce - Matlab: cykly a větvení programu

vzorové příklady

cvičení:

podmíněný příkaz:
napište skript, který
- přečte číslo a napíše, zda leží v otevřeném intervalu od 3 do 7 (s použitím jen jedné - složené - podmínky)
- přečte číslo a napíše, zda leží ve sjednocení uzavřených intervalů od 3 do 7 a od 15 do 17 (opět s použitím jen jedné složené podmínky)
cyklus for:
napište skript, který
- postupně požádá o 5 čísel a vždycky zobrazí, které číslo bylo zadáno
- postupně požádá o 7 čísel a bude průběžně zobrazovat jejich součet
cyklus while:
napište skript, který
- postupně (po jednom) přečte posloupnost nenulových čísel, která bude ukončena nulou, a čísla bude průběžně zobrazovat
- vypíše všechny členy Fibonacciho posloupnosti menší než 1000

postupně programujte tyto příklady - odstavce 3 a 4

další doporučená cvičení

DÚ

3. lekce - Matlab: práce s poli, I/O

vzorové příklady: práce s poli, vstupy a výstupy (I/O)

cvičení:

načtěte posloupnost čísel a vypište součet čísel v posloupnosti
načtěte posloupnost čísel a zjistěte, na kterých místech se vyskytují záporná čísla a kolik jich je
načtěte tabulku čísel a najděte největší číslo v tabulce
načtěte tabulku čísel a doplňte ji dole o řádek se součtem hodnot v jednotlivých sloupcích

postupně programujte tyto příklady - odstavce 5 a 6

další doporučená cvičení

DÚ

4. lekce - Matlab: funkce

vzorové příklady

cvičení:

Skript pro výpočet BMI:
- napište funkci pro výpočet BMI (BMI = (váha v kg)/(výška v m)²):
  vstup: výška v cm, váha v kg
  výstup: index BMI
  správnost své funkce si můžete porovnat např. s výsledky zde
- změňte funkci BMI, aby měla 2 výstupy: kromě indexu BMI také odpovídající kategorii, kterou označíte čísly 1 až 3 (pod 18.5 podváha, 18.5-25 ideální váha, nad 25 nadváha)
- použijte výše uvedenou funkci BMI ve skriptu, který se zeptá na výšku a váhu, zavolá funkci BMI a vypíše hodnotu BMI (jako číslo) a odpovídající kategorii (slovy)

Napište (matlabovskou) funkci pro numerický výpočet určitého integrálu dané funkce (ta bude napevno naprogramovaná ve zdrojovém textu programu). Soubor s textem programu může mít přibližně tuto strukturu:

function int = my_int(a, b, n)
% funkce pro vypocet urciteho integralu f(x)
% vstup:
%   a, b ... meze intervalu
%   n ... pocet dilku pro numer. integraci
% vystup:
%   int ... urcity integral od a do b funkce f(x) def. nize
   ...
   ... zde lze pouzivat f(x)
   ...
end

function y = f(x)
% integrovana funkce
   ...
   ...
end

DÚ

5. lekce - Matlab: grafy, opakování

vzorové příklady:

grafy
použití funkce jako parametru na příkladu numerického výpočtu aproximace pomocí Fourierovy řady

cvičení:

Napište skript, který nakreslí graf zvolené funkce (například nějakého polynomu) a jeho aproximaci pomocí částečných součtů Fourierovy řady, postupně od 0 až do n členů. (Můžete použít funkce ze vzorových příkladů.)

další doporučená cvičení

Opakování: měli byste umět naprogramovat kterýkoliv z těchto příkladů

6. až 8. lekce - úvod do jazyka C

téma:

začínáme s C
čtení z klávesnice a výpis na obrazovku (viz příklady níže)
operace a funkce
seznam základních příkazů:
- příkaz if
- cyklus s počtem opakování předem neznámým - příkaz while
- cyklus s předem známým počtem opakování - příkaz for

vzorové příklady, příklady na čtení a zápis

cvičení:

napište cvičení z lekce 2 v jazyku C
napište v C postupně tyto příklady (nepoužívejte přitom pole)

další cvičení: cv. 6, cv. 7, cv. 8

9. lekce - C: pole, příkazy switch a break

vzorové příklady, příklad na práci s textem

cvičení:

přečtěte N (počet čísel), a pak posloupnost N čísel; vytiskněte daná čísla v opačném pořadí
přečtěte posloupnost kladných celých čísel zakončenou číslem nula a napište, kolikrát se které číslo v posloupnosti vyskytlo (předpokládejte, že v posloupnosti jsou jen čísla od 1 do 10)
vyberte si úlohy z odstavců "cykly" a "jednorozměrná pole" v těchto úlohách přepište je v C s použitím pole
* přečtěte posloupnost kladných celých čísel zakončenou číslem nula a napište, které číslo (resp. čísla) se v posloupnosti vyskytlo nejčastěji a s kolika výskyty (předpokládejte, že v posloupnosti jsou jen čísla od 1 do 100)

další cvičení

10. lekce - C: funkce

vzorové příklady

cvičení: vraťte se k úlohám ze 4. lekce a přepište je z Matlabu do C

další cvičení: cv. 10, cv. 11

11. lekce 14.12.2016

1. zápočtový test

První test bude bez použití počítače. Dostanete úlohu podobnou těmto, řešení v Matlabu i v jazyku C napíšete na papír. Jako pomůcku si můžete předem vytisknout a používat seznam operací a funkcí a seznam příkazů.

12. a 13. lekce 21.12.2016 a 4.1.2017

2. zápočtový test (pouze pro ty, kteří prošli prvním testem),

případně možnost opravy 1. testu.

Druhý test bude na počítači, můžete si vybrat buď Matlab, nebo C. Dostanete nějakou úlohu, na které ukážete, že umíte napsat funkci, která má více vstupních i více výstupních parameterů, a umíte ji zavolat v hlavním programu.

Doporučená literatura

Základy algoritmizace a programování - přednášky FS ČVUT
Petr Pošík: Úvod do Matlabu
Jan Němec: Seriál o programování v C
Eric Huss: The C Library Reference Guide

Další odkazy k předmětu

Algoritmizace v systému MATLAB - výukový text VŠCHT Praha
Portál Programujte, zvolte Desktopový vývoj / C & C++ / Seriál C (lekce jsou řazené odspodu)
Holan T.: slajdy k přednáškám na MFF
příklady několika záludných chyb, kterých se snadno dopustíme v jazyce C
další odkazy na literaturu jsou na této stránce dole (všechno v angličtině)

SW

Dev-C++ - IDE (programovací prostředí) pro C pro Windows
Matlab - studentskou verzi lze nainstalovat ze stránek download.cvut.cz
(používání vyžaduje přístup k síti z domény ČVUT)
GNU OCTAVE - volně šiřitelný program velice podobný Matlabu
Český průvodce programem OCTAVE
GNUPLOT - volně šiřitelný program pro kreslení grafů