Computação

Código:

EC0004

Sigla:

COMP

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Matemática

Ocorrência: 2015/2016 - 1S

Ativa?	Sim
Página Web:	https://moodle.up.pt/course/view.php?id=1288
Unidade Responsável:	Secção de Matemática
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Civil

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEC	168	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	1	-	6	65	160

Língua de trabalho

Português

Objetivos

JUSTIFICAÇÃO:
Atualmente o uso do computador é essencial em qualquer curso superior. Nos cursos de engenharia é também importante saber utilizá-lo na resolução de problemas, para o que é necessário que os estudantes dominem a sua programação e o raciocínio lógico. Nesta UC são fornecidos os conhecimentos técnicos de cálculo proposicional que permitem desenvolver raciocínios lógicos, bem como a linguagem MATLAB, que permite uma fácil aprendizagem da programação de computadores, fornece uma enorme biblioteca de software que facilita, mais tarde, resolver problemas mais específicos.

OBJETIVOS:
Preparar os estudantes para usarem, de modo eficiente, o computador na solução de vários problemas. Os alunos têm que desenvolver algoritmos gerais para sistematizar raciocínios comuns em problemas científicos.

Resultados de aprendizagem e competências

COMPETÊNCIAS E RESULTADOS DA APRENDIZAGEM:

1. Conhecimentos técnicos: identificar as operações lógicas e as propriedades dessas operações; reconhecer expressões escritas com somatórios e produtórios; elaborar programas escritos em pseudocódigo e em MATLAB.

2. Compreensão: reconhecer as vantagens e desvantagens de resoluções alternativas; identificar programas escritos em pseudocódigo e em MATLAB.

3. Aplicação: capacidade de aplicar métodos inovadores, resolver problemas em áreas emergentes e, em alguns casos excecionais, resolver problemas não familiares. Em contextos alargados e multidisciplinares: competências que lhes permitam uma aprendizagem ao longo da vida, de um modo fundamentalmente auto-orientado ou autónomo.

4. Análise: Elaborar um algoritmo implica analisar todos os requisitos do problema e organizar e ordenar a resolução de cada uma das tarefas subjacentes aos requisitos.

5. Síntese: Formular algoritmos e elaborar programas para a resolução de problemas gerais facilmente aplicáveis a problemas reais de Engenharia. Combinar as noções base de informática na elaboração de algoritmos complexos.

6. Avaliação: Reconhecer de entre várias soluções a mais eficiente; Escolher a melhor solução para quaisquer novos problemas que possam surgir.

7. Aptidões interpessoais: comunicação escrita e oral: ser capaz de comunicar, a não especialistas, as suas conclusões e os seus conhecimentos e raciocínios subjacentes, de uma forma clara, sem ambiguidades, quer no estudo em grupo, quer em trabalhos individuais.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

1. Elementos de Lógica [5%]
1.1. Termos e Proposições;
1.2. Operações lógicas;
1.3. Propriedades das operações lógicas;
1.4. Expressões proposicionais;
1.5. Condições: universais, impossíveis e possíveis;
1.6. Implicação formal;
1.7. Quantificadores.

2. Algoritmia [40%]
2.1. Pseudocódigos;
2.2. Ferramentas básicas para todas as linguagens de programação;
2.3. Variáveis indexadas.

3. Linguagem MATLAB. [55%]
3.1. Ambiente Matlab;
3.2. Elementos: carateres, constantes, variáveis e operadores aritméticos, de relação e lógicos;
3.3. Funções Matlab, expressões aritméticas e lógicas;
3.4. Matrizes e “arrays”;
3.5. Programação: instruções de controlo de sequência;
3.6. Ficheiros MATLAB (.mat e .m);
3.7. Funções;
3.8. Gráficos.

Conteúdo Científico: 60% Conteúdo Tecnológico: 40%

DEMONSTRAÇÃO DA COERÊNCIA DOS CONTEÚDOS PROGRAMÁTICOS COM OS OBJETIVOS DA UNIDADE CURRICULAR:
Os estudantes vão ter que reconhecer expressões escritas em linguagem matemática com somatórios e produtórios e na lógica têm que identificar as operações a usar nas condições, aplicar as propriedades lógicas para simplificar essas expressões proposicionais e reconhecer tautologias, contingências e contradições. Para implementar os programas vão usar a linguagem MATLAB, explorando as suas capacidades gráficas.

Bibliografia Obrigatória

Ana Maria Faustino; Linguagem Matlab - Apontamentos, 2013
Getting started with MATLAB; http://rt.uits.iu.edu/visualization/analytics/math/matlab.php
2013; Exercícios de Computação

Bibliografia Complementar

Palm, William J.; Introduction to MATLAB 6 for engineers. ISBN: 0-07-234983-2
Magrab, Edward B.; An engineer.s guide to MATLAB. ISBN: 0-13-011335-2
Pratap, Rudra; Getting started with MATLAB version 6. ISBN: 0-19-515014-7
Morais, Vagner; MATLAB 7 & 6. ISBN: 972-722-354-0
Chapman, Stephen J.; MATLAB programming for engineers. ISBN: 0-534-42417-1
Cormen, Thomas H.; Introduction to algorithms
Getting started with MATLAB R2014a,; Mathworks, http://www.mathworks.com/help/matlab/getting-started-with-matlab.html

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Ensino evolutivo de programação, em que a complexidade dos problemas resolvidos vai aumentando à medida que as instruções são apresentadas. No início serão apresentadas algumas técnicas de algoritmia. Nas aulas teóricas e teórico-práticas serão usados exemplos com o computador. Nas aulas práticas e teórico-práticas, os alunos vão desenvolver e testar os seus próprios programas na resolução de vários problemas. Para facilitar o diálogo entre todos os participantes da unidade curricular ela vai ser inserida na plataforma Moodle. Nessa página, além de terem acesso a todos os conteúdos fornecidos pelos docentes, os estudantes têm a possibilidade de consolidar os conceitos com testes de autoavaliação com avaliação comentada imediata e de usar os fóruns para colocar questões que podem ser vistas por toda a comunidade. Com o objetivo de mostrar a utilização do MATLAB em problemas concretos de engenharia serão convidados professores do DEC que fazem uso frequente desta ferramenta.

DEMONSTRAÇÃO DA COERÊNCIA DAS METODOLOGIAS DE ENSINO COM OS OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM DA UNIDADE CURRICULAR:
A utilização do computador nos diferentes tipos de aulas, assim como a sua utilização na avaliação traduz o impacto que esta ferramenta tem na unidade curricular. Além disso, a utilização de metodologias interativas entre todos os participantes da unidade curricular (estudantes e docentes), através da plataforma Moodle, permite um ensino dinâmico garantindo a consecução dos objetivos de aprendizagem. O envolvimento de docentes do departamento que fazem uso frequente das ferramentas computacionais abordados na unidade curricular permite despertar um maior interesse e envolvimento dos estudantes.

Software

Matlab

Palavras Chave

Ciências Físicas > Matemática > Lógica matemática
Ciências Físicas > Ciência de computadores > Programação
Ciências Físicas > Matemática > Algoritmos

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Teste	70,00
Trabalho escrito	30,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	64,00
Frequência das aulas	56,00
Total:	120,00

Obtenção de frequência

A obtenção de classificação final exige o cumprimento de assiduidade à unidade curricular, conforme estabelecido nas regras de avaliação do MIEC. Considera‐se que um estudante cumpre a assiduidade a uma unidade curricular se, tendo estado regularmente inscrito, não exceder o número limite de faltas correspondente a 25% de cada um dos tipos de aulas previstos.

Fórmula de cálculo da classificação final

A avaliação consiste em quatro tipos de avaliação:

EP=Exercicio prático a realizar durante das aulas;
MP=1º Teste a realizar a meados do periodo escolar com recurso a computador e uso do Matlab;
MT=2º Teste a realizar no fim do período letivo sem recurso a computador mas com uso de formulário;
TG=Trabalho de grupo.

O 1º e o 2º Teste (MP e MT) definem uma classificação base CB=0.5xMP+0.5xMT.

A classificação do Trabalho de Grupo (TG) só intervem na classificação final (CF) caso se venha a verificar CB≥8.5.

Cálculo da Classificação Final (CF):
 Seja
     CF1=CB
     CF2=0.15xEP+0.85xCB
     CF3=0.15xEP+0.15xTG+0.70xCB.
 
     CF=max{CF1,CF2,CF3}

A não comparência a qualquer das provas de avaliação implica a classificação de 0 nessa prova. Em particular, a não comparência a um dos testes MP e/ou MT implica a não atribuição de classificação à UC de Computação.

De acordo com as Normas do MIEC, os estudantes não aprovados podem optar por recuperar, na época de recurso, ambas ou apenas uma das partes MP ou MT.

Provas e trabalhos especiais

(ver Cálculo da Classificação Final)

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Avaliação através de exame final, com uma componente escrita (MT) e uma componente a realizar no computador ou trabalho (MP) com o uso do MATLAB. CF=0.5xMP+0.5xMT

REGRAS ESPECIAIS PARA ESTUDANTES EM MOBILIDADE: Domínio da Língua Portuguesa e/ou Inglesa; Avaliação através de exame e/ou trabalho(s) especialmente definidos em face do perfil do estudante.

Melhoria de classificação

Nos termos do Artigo 10º das Normas Gerais de Avaliação. Os estudantes que, tendo obtido aprovação à unidade curricular, pretenderem melhorar a classificação, podem fazê-lo no exame de recurso previsto para a mesma, com uma componente escrita (MT) e uma componente a realizar no computador (MP) com o uso do MATLAB podendo os alunos optar por melhorar ou ambas as componentes (MP + MT) ou apenas uma das partes (MP ou MT).

Observações

Tempo de trabalho semanal estimado fora das aulas: 4 horas.

A fraude na realização de uma prova - em qualquer das modalidades - implica a anulação da mesma (Artigo 13.º das Normas Gerais de Avaliação).

CONHECIMENTOS PRÉVIOS: Não são necessários conhecimentos prévios além dos obtidos no secundário. A frequência da unidade curricular Álgebra facilita o acesso às capacidades matriciais do Matlab.