ZUT - Polska Rama Kwalifikacji / Rok 2020/2021 / Wydział Informatyki / Informatyka (S2) / Systemy komputerowe zorientowane na człowieka / Sylabus przedmiotu

Wydział Informatyki - Informatyka (S2)
specjalność: Systemy komputerowe zorientowane na człowieka

Sylabus przedmiotu Cyfrowe przetwarzanie sygnałów:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów	Informatyka
Forma studiów	studia stacjonarne	Poziom	drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta	magister inżynier
Obszary studiów	charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil	ogólnoakademicki
Moduł	—
Przedmiot	Cyfrowe przetwarzanie sygnałów
Specjalność	przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca	Katedra Architektury Komputerów i Telekomunikacji
Nauczyciel odpowiedzialny	Remigiusz Olejnik <Remigiusz.Olejnik@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele	Aleksandr Cariow <Alexandr.Tariov@zut.edu.pl>, Galina Cariowa <Galina.Tariova@zut.edu.pl>
ECTS (planowane)	4,0	ECTS (formy)	4,0
Forma zaliczenia	zaliczenie	Język	polski
Blok obieralny	—	Grupa obieralna	—

Formy dydaktyczne

Forma dydaktyczna	KOD	Semestr	Godziny	ECTS	Waga	Zaliczenie
ćwiczenia audytoryjne	A	1	30	2,0	0,50	zaliczenie
wykłady	W	1	30	2,0	0,50	zaliczenie

Wymagania wstępne

KOD	Wymaganie wstępne
W-1	Znajomość podstaw matematycznyvh algebry abstrakcyjnej, rachunku macierzowego, matematyki dyskretnej.
W-2	Umiejętność posługiwania się Matlabem.
W-3	Umiejętność samodzielnego poszukiwania informacji w literaturze.

Cele przedmiotu

KOD	Cel modułu/przedmiotu
C-1	potrafi konstruować algorytmy realizujące skomplikowane zadania cyfrowego przetwarzania sygnałów ze zredukowaną złożonością obliczeniową oraz implementacyjną.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KOD	Treść programowa	Godziny
ćwiczenia audytoryjne
T-A-1	Określenie zbioru obiektów algebry macierzy oraz studiowanie konstrukcji macierzowych potrzebnych do dalszego opanowania materiału dydaktycznego. Studiowanie zasad i reguł algebry iloczynu Kroneckera. Graficzna reprezentacja przekształceń wektorowo-macierzowych. Grafy sygnałówe.	2
T-A-2	Praktyczne studiowanie metody racjonalizacji obliczeń wektorowo-macierzowych oraz konstruowanie szybkich algorytmów wyznaczania iloczynów wektorowo-macierzowych dla wybranych przykładów. Weryfikacja i testowanie otrzymanych rozwiązań.	2
T-A-3	Studiowanie metody Strassena mnożenia macierzy. Synteza grafu sygnałówegodla przypadku macierzy 2 stopnie. Opracowanie, weryfikacja i testowanie algorymu mnożenia dwóch macierzy czwartego stopnia, wykorzystujacego metodę Strassena.	2
T-A-4	Studiowanie metody Winograda na przykładzie mnożenia dóch macierzy stopnia N.	2
T-A-5	Konstruowanie szybkich algorytmów wyznaczania współczynnyków dyskretnej transformacji Fouriera dla liczby elementów wejściowej sekwencji danych będącej potęngą dwójki. Studyowanie zasad i reguł adresacji bitowo-rewersyjnej, rozwiazywanie przykładów.	2
T-A-6	Konstruowanie szybkiech algorytmów wyznaczania współczynnyków dyskretnej transformacji Fouriera dla liczby elementów wejściowej sekwencji danych będącej potęngą liczby całkowitej. Studyowanie zasad i reguł adresacji liczbowo-rewersyjnej, rozwiazywanie przykładów.	2
T-A-7	Studiowanie algorytmu szybkiej transformacji Fouriera dla danych rzeczywistach.	2
T-A-8	Rozwiazywanie zadań syntezy szybkich algorytmów dla pozostałych baz ortogonalnych (Walsha, Hartleya, Slant itd.).	2
T-A-9	Konstruowanie szybkiech algorytmów wyznaczania współczynnyków dyskretnej transformacji Fouriera dla liczby elementów wejściowej sekwencji danych będącej iloczynem grupy liczb całkowitych. Studiowanie zasad i reguł adresacji, rozwiazywanie przykładów.	2
T-A-10	Konstruowanie algorytmów szybkiego splotu kolowego.	2
T-A-11	Konstruowanie szybkich algorytmów splotu liniowego.	2
T-A-12	Studiowanie i badanie metody wyznaczania splotu liniowego za pomocą splotu kolowego.	2
T-A-13	Studyowanie sposobu wyznaczania splotu kolowego sekwencji rzeczywistych za pomocą algorytmu FFT.	2
T-A-14	Studiowanie metod filtracji dłógich ciągów: Overlap-Save oraz Overlap-add.	2
T-A-15	Synteza szybkiego algorytmu wyznaczania współczynników dyskretnej transformacji Falkowej.	2
		30
wykłady
T-W-1	Przedmiot cyfrowe przetwarzanie sygnałow (CPS). Historia rozwoju cyfrowego przetwarzania sygnałów. Znane uczone z dziedziny CPS. Architektura komputerów w aspekcie CPS. Układy scalone dedykowane CPS. Literatura CPS.	2
T-W-2	Dlaczego CPS? Zalety CPS. Wady CPS. Wymagania do systemów CPS. Zastosowania CPS. Podsumowanie.	2
T-W-3	Algorytmiczne aspekty cyfrowego przetwarzania sygnałów (CPS). Przekształcenia wektorowo-macierzowe jako podwalina zadań CPS o charakterze obliczeniowym. Iloczyn skalarny, macierzowy i wektorowo-macierzowy jako podstawowe operacje algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów. Dwa sposoby liczenia iloczynu macierzowo-wektorowego.	2
T-W-4	Elementy algebry macierzy. Algebra iloczynu Kroneckera uniwersalnym instrumentem opisu algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów. Racjonalizacja obliczeń macierzowych. Iloczyn macierzowy i wektorowo-macierzowy. Algorytm Strassena. Algorytm Winograda.	2
T-W-5	Metoda konstruowania szybkich algorytmów wyznaczania iloczynów wektorowo-macierzowych. Bazowe modele fakroryzacji macierzy 2 stopnia posiadających wytypowaną strukturę. Uogólnienie modeli faktoryzacji dla przypadku macierzy N-tego stopnia. Sposoby wstępnej dekompozycji i modyfikacji macierzy źródłowej. Przykład syntezy zracjonalizowanego algorytmu.	2
T-W-6	Widmo sygnału. Dyskretna transformacja Fouriera (DFT). Dyskretne funkcje wykładnicze. Szybkie przekształcenie Fouriera (FFT). Algorytmy FFT z decymacją czasową oraz częstotliwościową. Operacja motylkowa. Adresacja bitowo-rewersyjna.	4
T-W-7	Uogólnienie DFT - reprezentacja sygnałów za pomocą szeregów funkcyjnych. Dyskretne baze ortogonalne. Szybkie ałgorytmy wyznaczania dyskretnych transformat ortogonalnych (Walsha, Haara, Slant, Kosynusowej, Hartleya).	2
T-W-8	Algorytmy wyznaczania splotów sekwencji cyfrowych. Splot kolowy. Splot liniowy. Wyznaczanie splotu liniowego za pomocą liniowego. Obliczenie splotu kolowego za pomocą dyskretnych transformacji Fouriera. Metody "Overlap-add" i "Overlap-save". Szyblie algorytmy wyznaczania splotów w dziedzinie czasu. Splot dwuwymiarowy.	2
T-W-9	Filtracja cyfrowa. Amplitudowo-częstatliwościowe charakterystyki idealnych filtrów. Iloczyn skalarny jako bazowa operacja filtracji cyfrowej. Filtry SOI i NOI. Wady i zalety filtrów SOI i NOI. Idealna filtracja sygnałów w dziedzinie częstotliwosci.	2
T-W-10	Welorozdzielcza reprezentacja sygnałów. Falki i technologie falkowe. Skala a częstotliwośc.Przesunięcie i skalowanie. 5 krokuw ciąglej transformacji falkowej. Algorytmy welopoziomowej dekompozycji oraz rekonstrukcji sygnałów cyfrowych. Operacja daunsamplingu i upsamplingu. Szybka transformacja Falkowa w notacji macierzowej.	2
T-W-11	Zrównoleglenie ałgorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów jako sposób przyspieszenia obliczeń. Przykłady równoległych algorytmów CPS.	2
T-W-12	Odwzorowanie struktury algorytmów CPS w platformach sprzętowo-programowych. Nowoczesne układy scalone dedykowane cyfrowemu przetwarzaniu sygnałów.	2
T-W-13	Przyspieszenie obliczeń: jedność i walka przeczywieństw. Hypoteza Mińskiego. Zasada zachowania.	2
T-W-14	Przegląd przestudyowanych tematów oraz omówienie wymagań i zasad zaliczenia egzaminu. Odpowiedzi na pytania.	2
		30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KOD	Forma aktywności	Godziny
ćwiczenia audytoryjne
A-A-1	Udział w zajęciach	30
A-A-2	Udział w konsultacjach i zaliczeniu.	2
A-A-3	Zadania domowe i przygotowanie się do zajęć.	18
		50
wykłady
A-W-1	Udział w wykładzie	30
A-W-2	Samodzielne studyowanie tematyki zajęć.	10
A-W-3	Udzał w konsultacjach	2
A-W-4	Studia literaturowe i przygotowanie się do zaliczenia	8
		50

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KOD	Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1	Wykład poznawczy.
M-2	Prezentacja multimedialna.
M-3	Ćwiczenia laboratoryjne.

Sposoby oceny

KOD	Sposób oceny
S-1	Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny.
S-2	Ocena podsumowująca: Kolokwium pisemne.

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia się	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
I_2A_C04_W01 Rozumie podstawy algorytmiczne rozwiązywania zadań cyfrowego przetwarzania sygnałów.	I_2A_W01, I_2A_W04	—	—	C-1	T-W-1, T-W-4, T-W-6, T-W-8, T-W-10, T-W-11, T-W-12, T-W-13	M-1, M-2, M-3	S-1

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia się	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
I_2A_C04_U01 Potrafi konstruowac, analizować oraz testować zracjonalizowane algorytmy realizacji bazoswych zadań cyfrowego przetwarzania sygnałów.	I_2A_U01, I_2A_U04, I_2A_U08, I_2A_U15	—	—	C-1	T-W-1, T-W-4, T-W-6, T-W-8, T-W-10, T-W-11, T-W-12, T-W-13	M-1, M-2, M-3	S-1, S-2

Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty uczenia się	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
I_2A_C04_K01 Potrafi doskonalic wlasną wiedzę, używać jej pry rozwiązywaniu zadań praktycznych oraz poszukiwać nowe dotąd nierozwiazane zadania z branzy cyfrowego przetwarzania sygnałów.	I_2A_K04	—	—	C-1	—	M-1, M-2, M-3	S-1, S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
I_2A_C04_W01 Rozumie podstawy algorytmiczne rozwiązywania zadań cyfrowego przetwarzania sygnałów.	2,0	Brak spełnienia wymogów na ocene dostateczna.
	3,0	Potrafi omówić podstawowe zagadnienia, zadania oraz zastosowania cyfrowego przetwarzania sygnałów. Dysponuje wiedzą o zasadach cyfryzacji sygnałów, charakterystykach procesorów sygnałowych, zaletach i wadach i ograniczeniach CPS.
	3,5	Jak na ocenę dostateczną oraz potrafi opisać typowe zadania cyfrowego przetwarzania sygnałów w notacji wektorowo-macierzowej.
	4,0	Jak na ocenę 3,5 oraz potrafi omówić sposoby minimalizacji liczby działań przy realizacji bazowych zadań (makrooporacji) cyfrowego przetwarzania sygnałów.
	4,5	Jak na ocenę 4 oraz potrafi rozwiązac przykład i narysować graf sygnałowy dla losowo wybranego przykładu.
	5,0	Jak na ocene 4,5 oraz potrafi samodzielnie zaprojektować zracjonalizowany algorytm realizacji typowej makrooperacji CPS ze zredukowaną złozonością obliczeniową i potrafi dokonać oszacowanie złozonosci obliczeniowej opracowanego algorytmu.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
I_2A_C04_U01 Potrafi konstruowac, analizować oraz testować zracjonalizowane algorytmy realizacji bazoswych zadań cyfrowego przetwarzania sygnałów.	2,0	Brak spełnienia warunków na ocenę dostateszną.
	3,0	Zna właściwości struktur procesorów sygnałowych, potrafi uzasadnis wybór srodowiska implementacyjnego do realizacji konkretnego zadania cyfrowego przetwarzania sygnałów.
	3,5	Zna podstawowe ałgorytmy racjonalizacji obliczeń w zadaniach cyfrowego przetwarzania sygnałów oraz potrafi zademonstrować te umijętnosci na konkretnych przykładach.
	4,0	Potrafi rozwiązać zadanie racjonalizacji obliczeń dla podanego przez egzaminatora przykładu, narysować odpowiednie grafy sygnałowe procesu obliczeniowego oraz oszacowac zyski.
	4,5	Jak na ocenę 4,0 oraz potrafi zaprojektować algorytm realizujacy wybrane zadanie CPS ze zredukowana złozonoscią obliczeniowa.
	5,0	Potrafi wykonac analizę systemową oryginalnego zadania CPS, wykonac strukturalną dekompozycję procesu obliczeniowego, wytypować podstawowe fragmenty przestrzenno-czasowej struktury tego procesu.

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
I_2A_C04_K01 Potrafi doskonalic wlasną wiedzę, używać jej pry rozwiązywaniu zadań praktycznych oraz poszukiwać nowe dotąd nierozwiazane zadania z branzy cyfrowego przetwarzania sygnałów.	2,0	Student nie umie wykorzystać podstawowych narzędzi.
	3,0	Student poprawnie wykorzystuje zaledwie kilka narzędzi sposród omawianych przez prowadzacego.
	3,5	Student poprawnie wykorystuje prawie wszystkie narzędzia.
	4,0	Student nie tylko poprawnie wykorzystuje narzędzia, ale również potrafi w analityczny sposób je porównać.
	4,5	Student potrafi wykorzystywać wszystkie zaproponowane w trakcie zajęć narzędzia, potrafi porównywać ich efektywność, a także przy ich pomocy identyfikować najleprze rozwiazania.
	5,0	Student potrafi wykorzystywać wszystkie zaproponowane w trakcie zajęć narzędzia, potrafi porównywać ich efektywność, a także samodzielnie identyfikować narzędzia potrzebne do rozwiązania zadanego problemu z jednoczesnym uzasadnieniem wyboru.

Literatura podstawowa

Kwiatkowski, Włodzimierz, Wstęp do cyfrowego przetwarzania sygnałów, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa, 2003, 426 str., ISBN 8391675343
Zieliński, Tomasz Piotr, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów: od teorii do zastosowań, Wydawnictwo Wydawnictwa Komunikacji i Łączności WKŁ, Warszawa 2007, 2007, 832 str., ISBN: 978-83-206-1640-8
Marven, Craig, Gillian Ewers, Zarys cyfrowego przetwarzania sygnałów, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa, 1999, 225 str., ISBN 83-206-1306-X
Smith, Steven W., Cyfrowe przetwarzanie sygnałów: praktyczny poradnik dla inżynierów i naukowców, Wydawnictwo BTC, Warszawa, 2007, 624 s. ISBN: 978-83-60233-18-4
Lyons, Richard G., Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania sygnałów, Wydawnictwo WKiŁ, Warszawa, 2000, 462 str., ISBN: 83-206-1318-3
Steven W. Smith, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów praktyczny poradnik dla inżynierów DSP, BTC, Warszawa, 2007
Piotr Porwik, Wybrane metody Wybrane metody cyfrowego przetwarzania sygnałów cyfrowego przetwarzania sygnałów z przykładami programów w Matlabie, Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice, 2015

Literatura dodatkowa

Alexandr Tariov, Algorytmiczne aspekty racjonalizacji obliczeń w cyfrowym przetwarzaniu sygnałów, Wydawictwo uczelniane ZUT, Szczecin, 2011, ISBN 978-83-7663-098-4
Alexandr Tariov, Galina Tariova, Dorota Majorkowska-Mech., Algorytmy wielopoziomowej dekompozycji oraz rekonstrukcji sygnałów cyfrowych., Polska Akademia Nauk Oddił w Gdańsku., Szczecin, 2012, ISBN 978-83-925803-9-3

Treści programowe - ćwiczenia audytoryjne

KOD	Treść programowa	Godziny
T-A-1	Określenie zbioru obiektów algebry macierzy oraz studiowanie konstrukcji macierzowych potrzebnych do dalszego opanowania materiału dydaktycznego. Studiowanie zasad i reguł algebry iloczynu Kroneckera. Graficzna reprezentacja przekształceń wektorowo-macierzowych. Grafy sygnałówe.	2
T-A-2	Praktyczne studiowanie metody racjonalizacji obliczeń wektorowo-macierzowych oraz konstruowanie szybkich algorytmów wyznaczania iloczynów wektorowo-macierzowych dla wybranych przykładów. Weryfikacja i testowanie otrzymanych rozwiązań.	2
T-A-3	Studiowanie metody Strassena mnożenia macierzy. Synteza grafu sygnałówegodla przypadku macierzy 2 stopnie. Opracowanie, weryfikacja i testowanie algorymu mnożenia dwóch macierzy czwartego stopnia, wykorzystujacego metodę Strassena.	2
T-A-4	Studiowanie metody Winograda na przykładzie mnożenia dóch macierzy stopnia N.	2
T-A-5	Konstruowanie szybkich algorytmów wyznaczania współczynnyków dyskretnej transformacji Fouriera dla liczby elementów wejściowej sekwencji danych będącej potęngą dwójki. Studyowanie zasad i reguł adresacji bitowo-rewersyjnej, rozwiazywanie przykładów.	2
T-A-6	Konstruowanie szybkiech algorytmów wyznaczania współczynnyków dyskretnej transformacji Fouriera dla liczby elementów wejściowej sekwencji danych będącej potęngą liczby całkowitej. Studyowanie zasad i reguł adresacji liczbowo-rewersyjnej, rozwiazywanie przykładów.	2
T-A-7	Studiowanie algorytmu szybkiej transformacji Fouriera dla danych rzeczywistach.	2
T-A-8	Rozwiazywanie zadań syntezy szybkich algorytmów dla pozostałych baz ortogonalnych (Walsha, Hartleya, Slant itd.).	2
T-A-9	Konstruowanie szybkiech algorytmów wyznaczania współczynnyków dyskretnej transformacji Fouriera dla liczby elementów wejściowej sekwencji danych będącej iloczynem grupy liczb całkowitych. Studiowanie zasad i reguł adresacji, rozwiazywanie przykładów.	2
T-A-10	Konstruowanie algorytmów szybkiego splotu kolowego.	2
T-A-11	Konstruowanie szybkich algorytmów splotu liniowego.	2
T-A-12	Studiowanie i badanie metody wyznaczania splotu liniowego za pomocą splotu kolowego.	2
T-A-13	Studyowanie sposobu wyznaczania splotu kolowego sekwencji rzeczywistych za pomocą algorytmu FFT.	2
T-A-14	Studiowanie metod filtracji dłógich ciągów: Overlap-Save oraz Overlap-add.	2
T-A-15	Synteza szybkiego algorytmu wyznaczania współczynników dyskretnej transformacji Falkowej.	2
		30

Treści programowe - wykłady

KOD	Treść programowa	Godziny
T-W-1	Przedmiot cyfrowe przetwarzanie sygnałow (CPS). Historia rozwoju cyfrowego przetwarzania sygnałów. Znane uczone z dziedziny CPS. Architektura komputerów w aspekcie CPS. Układy scalone dedykowane CPS. Literatura CPS.	2
T-W-2	Dlaczego CPS? Zalety CPS. Wady CPS. Wymagania do systemów CPS. Zastosowania CPS. Podsumowanie.	2
T-W-3	Algorytmiczne aspekty cyfrowego przetwarzania sygnałów (CPS). Przekształcenia wektorowo-macierzowe jako podwalina zadań CPS o charakterze obliczeniowym. Iloczyn skalarny, macierzowy i wektorowo-macierzowy jako podstawowe operacje algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów. Dwa sposoby liczenia iloczynu macierzowo-wektorowego.	2
T-W-4	Elementy algebry macierzy. Algebra iloczynu Kroneckera uniwersalnym instrumentem opisu algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów. Racjonalizacja obliczeń macierzowych. Iloczyn macierzowy i wektorowo-macierzowy. Algorytm Strassena. Algorytm Winograda.	2
T-W-5	Metoda konstruowania szybkich algorytmów wyznaczania iloczynów wektorowo-macierzowych. Bazowe modele fakroryzacji macierzy 2 stopnia posiadających wytypowaną strukturę. Uogólnienie modeli faktoryzacji dla przypadku macierzy N-tego stopnia. Sposoby wstępnej dekompozycji i modyfikacji macierzy źródłowej. Przykład syntezy zracjonalizowanego algorytmu.	2
T-W-6	Widmo sygnału. Dyskretna transformacja Fouriera (DFT). Dyskretne funkcje wykładnicze. Szybkie przekształcenie Fouriera (FFT). Algorytmy FFT z decymacją czasową oraz częstotliwościową. Operacja motylkowa. Adresacja bitowo-rewersyjna.	4
T-W-7	Uogólnienie DFT - reprezentacja sygnałów za pomocą szeregów funkcyjnych. Dyskretne baze ortogonalne. Szybkie ałgorytmy wyznaczania dyskretnych transformat ortogonalnych (Walsha, Haara, Slant, Kosynusowej, Hartleya).	2
T-W-8	Algorytmy wyznaczania splotów sekwencji cyfrowych. Splot kolowy. Splot liniowy. Wyznaczanie splotu liniowego za pomocą liniowego. Obliczenie splotu kolowego za pomocą dyskretnych transformacji Fouriera. Metody "Overlap-add" i "Overlap-save". Szyblie algorytmy wyznaczania splotów w dziedzinie czasu. Splot dwuwymiarowy.	2
T-W-9	Filtracja cyfrowa. Amplitudowo-częstatliwościowe charakterystyki idealnych filtrów. Iloczyn skalarny jako bazowa operacja filtracji cyfrowej. Filtry SOI i NOI. Wady i zalety filtrów SOI i NOI. Idealna filtracja sygnałów w dziedzinie częstotliwosci.	2
T-W-10	Welorozdzielcza reprezentacja sygnałów. Falki i technologie falkowe. Skala a częstotliwośc.Przesunięcie i skalowanie. 5 krokuw ciąglej transformacji falkowej. Algorytmy welopoziomowej dekompozycji oraz rekonstrukcji sygnałów cyfrowych. Operacja daunsamplingu i upsamplingu. Szybka transformacja Falkowa w notacji macierzowej.	2
T-W-11	Zrównoleglenie ałgorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów jako sposób przyspieszenia obliczeń. Przykłady równoległych algorytmów CPS.	2
T-W-12	Odwzorowanie struktury algorytmów CPS w platformach sprzętowo-programowych. Nowoczesne układy scalone dedykowane cyfrowemu przetwarzaniu sygnałów.	2
T-W-13	Przyspieszenie obliczeń: jedność i walka przeczywieństw. Hypoteza Mińskiego. Zasada zachowania.	2
T-W-14	Przegląd przestudyowanych tematów oraz omówienie wymagań i zasad zaliczenia egzaminu. Odpowiedzi na pytania.	2
		30

Formy aktywności - ćwiczenia audytoryjne

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-A-1	Udział w zajęciach	30
A-A-2	Udział w konsultacjach i zaliczeniu.	2
A-A-3	Zadania domowe i przygotowanie się do zajęć.	18
		50

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-W-1	Udział w wykładzie	30
A-W-2	Samodzielne studyowanie tematyki zajęć.	10
A-W-3	Udzał w konsultacjach	2
A-W-4	Studia literaturowe i przygotowanie się do zaliczenia	8
		50

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	I_2A_C04_W01	Rozumie podstawy algorytmiczne rozwiązywania zadań cyfrowego przetwarzania sygnałów.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	I_2A_W01	Ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę w zakresie matematyki stosowanej i inżynierii obliczeniowej
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	I_2A_W04	Ma rozszerzoną wiedzę o problemach, zadaniach i algorytmach analizy, przetwarzania oraz eksploracji danych
Cel przedmiotu	C-1	potrafi konstruować algorytmy realizujące skomplikowane zadania cyfrowego przetwarzania sygnałów ze zredukowaną złożonością obliczeniową oraz implementacyjną.
Treści programowe	T-W-1	Przedmiot cyfrowe przetwarzanie sygnałow (CPS). Historia rozwoju cyfrowego przetwarzania sygnałów. Znane uczone z dziedziny CPS. Architektura komputerów w aspekcie CPS. Układy scalone dedykowane CPS. Literatura CPS.
	T-W-4	Elementy algebry macierzy. Algebra iloczynu Kroneckera uniwersalnym instrumentem opisu algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów. Racjonalizacja obliczeń macierzowych. Iloczyn macierzowy i wektorowo-macierzowy. Algorytm Strassena. Algorytm Winograda.
	T-W-6	Widmo sygnału. Dyskretna transformacja Fouriera (DFT). Dyskretne funkcje wykładnicze. Szybkie przekształcenie Fouriera (FFT). Algorytmy FFT z decymacją czasową oraz częstotliwościową. Operacja motylkowa. Adresacja bitowo-rewersyjna.
	T-W-8	Algorytmy wyznaczania splotów sekwencji cyfrowych. Splot kolowy. Splot liniowy. Wyznaczanie splotu liniowego za pomocą liniowego. Obliczenie splotu kolowego za pomocą dyskretnych transformacji Fouriera. Metody "Overlap-add" i "Overlap-save". Szyblie algorytmy wyznaczania splotów w dziedzinie czasu. Splot dwuwymiarowy.
	T-W-10	Welorozdzielcza reprezentacja sygnałów. Falki i technologie falkowe. Skala a częstotliwośc.Przesunięcie i skalowanie. 5 krokuw ciąglej transformacji falkowej. Algorytmy welopoziomowej dekompozycji oraz rekonstrukcji sygnałów cyfrowych. Operacja daunsamplingu i upsamplingu. Szybka transformacja Falkowa w notacji macierzowej.
	T-W-11	Zrównoleglenie ałgorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów jako sposób przyspieszenia obliczeń. Przykłady równoległych algorytmów CPS.
	T-W-12	Odwzorowanie struktury algorytmów CPS w platformach sprzętowo-programowych. Nowoczesne układy scalone dedykowane cyfrowemu przetwarzaniu sygnałów.
	T-W-13	Przyspieszenie obliczeń: jedność i walka przeczywieństw. Hypoteza Mińskiego. Zasada zachowania.
Metody nauczania	M-1	Wykład poznawczy.
	M-2	Prezentacja multimedialna.
	M-3	Ćwiczenia laboratoryjne.
Sposób oceny	S-1	Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Brak spełnienia wymogów na ocene dostateczna.
	3,0	Potrafi omówić podstawowe zagadnienia, zadania oraz zastosowania cyfrowego przetwarzania sygnałów. Dysponuje wiedzą o zasadach cyfryzacji sygnałów, charakterystykach procesorów sygnałowych, zaletach i wadach i ograniczeniach CPS.
	3,5	Jak na ocenę dostateczną oraz potrafi opisać typowe zadania cyfrowego przetwarzania sygnałów w notacji wektorowo-macierzowej.
	4,0	Jak na ocenę 3,5 oraz potrafi omówić sposoby minimalizacji liczby działań przy realizacji bazowych zadań (makrooporacji) cyfrowego przetwarzania sygnałów.
	4,5	Jak na ocenę 4 oraz potrafi rozwiązac przykład i narysować graf sygnałowy dla losowo wybranego przykładu.
	5,0	Jak na ocene 4,5 oraz potrafi samodzielnie zaprojektować zracjonalizowany algorytm realizacji typowej makrooperacji CPS ze zredukowaną złozonością obliczeniową i potrafi dokonać oszacowanie złozonosci obliczeniowej opracowanego algorytmu.

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	I_2A_C04_U01	Potrafi konstruowac, analizować oraz testować zracjonalizowane algorytmy realizacji bazoswych zadań cyfrowego przetwarzania sygnałów.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	I_2A_U01	Potrafi prawidłowo zaplanować, przeprowadzić eksperyment badawczy, dokonać analizy i prezentacji uzyskanych wyników
	I_2A_U04	Potrafi wykorzystywać poznane metody, techniki i modele do rozwiązywania złożonych problemów
	I_2A_U08	Potrafi wykorzystywać narzędzia sprzętowo-programowe wspomagające rozwiązywanie wybranych problemów w różnych obszarach nauki i techniki
	I_2A_U15	Potrafi aktywnie uczestniczyć w pracach projektowych indywidualnych i zespołowych przyjmując w nich różne role
Cel przedmiotu	C-1	potrafi konstruować algorytmy realizujące skomplikowane zadania cyfrowego przetwarzania sygnałów ze zredukowaną złożonością obliczeniową oraz implementacyjną.
Treści programowe	T-W-1	Przedmiot cyfrowe przetwarzanie sygnałow (CPS). Historia rozwoju cyfrowego przetwarzania sygnałów. Znane uczone z dziedziny CPS. Architektura komputerów w aspekcie CPS. Układy scalone dedykowane CPS. Literatura CPS.
	T-W-4	Elementy algebry macierzy. Algebra iloczynu Kroneckera uniwersalnym instrumentem opisu algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów. Racjonalizacja obliczeń macierzowych. Iloczyn macierzowy i wektorowo-macierzowy. Algorytm Strassena. Algorytm Winograda.
	T-W-6	Widmo sygnału. Dyskretna transformacja Fouriera (DFT). Dyskretne funkcje wykładnicze. Szybkie przekształcenie Fouriera (FFT). Algorytmy FFT z decymacją czasową oraz częstotliwościową. Operacja motylkowa. Adresacja bitowo-rewersyjna.
	T-W-8	Algorytmy wyznaczania splotów sekwencji cyfrowych. Splot kolowy. Splot liniowy. Wyznaczanie splotu liniowego za pomocą liniowego. Obliczenie splotu kolowego za pomocą dyskretnych transformacji Fouriera. Metody "Overlap-add" i "Overlap-save". Szyblie algorytmy wyznaczania splotów w dziedzinie czasu. Splot dwuwymiarowy.
	T-W-10	Welorozdzielcza reprezentacja sygnałów. Falki i technologie falkowe. Skala a częstotliwośc.Przesunięcie i skalowanie. 5 krokuw ciąglej transformacji falkowej. Algorytmy welopoziomowej dekompozycji oraz rekonstrukcji sygnałów cyfrowych. Operacja daunsamplingu i upsamplingu. Szybka transformacja Falkowa w notacji macierzowej.
	T-W-11	Zrównoleglenie ałgorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów jako sposób przyspieszenia obliczeń. Przykłady równoległych algorytmów CPS.
	T-W-12	Odwzorowanie struktury algorytmów CPS w platformach sprzętowo-programowych. Nowoczesne układy scalone dedykowane cyfrowemu przetwarzaniu sygnałów.
	T-W-13	Przyspieszenie obliczeń: jedność i walka przeczywieństw. Hypoteza Mińskiego. Zasada zachowania.
Metody nauczania	M-1	Wykład poznawczy.
	M-2	Prezentacja multimedialna.
	M-3	Ćwiczenia laboratoryjne.
Sposób oceny	S-1	Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny.
Sposób oceny	S-2	Ocena podsumowująca: Kolokwium pisemne.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Brak spełnienia warunków na ocenę dostateszną.
	3,0	Zna właściwości struktur procesorów sygnałowych, potrafi uzasadnis wybór srodowiska implementacyjnego do realizacji konkretnego zadania cyfrowego przetwarzania sygnałów.
	3,5	Zna podstawowe ałgorytmy racjonalizacji obliczeń w zadaniach cyfrowego przetwarzania sygnałów oraz potrafi zademonstrować te umijętnosci na konkretnych przykładach.
	4,0	Potrafi rozwiązać zadanie racjonalizacji obliczeń dla podanego przez egzaminatora przykładu, narysować odpowiednie grafy sygnałowe procesu obliczeniowego oraz oszacowac zyski.
	4,5	Jak na ocenę 4,0 oraz potrafi zaprojektować algorytm realizujacy wybrane zadanie CPS ze zredukowana złozonoscią obliczeniowa.
	5,0	Potrafi wykonac analizę systemową oryginalnego zadania CPS, wykonac strukturalną dekompozycję procesu obliczeniowego, wytypować podstawowe fragmenty przestrzenno-czasowej struktury tego procesu.

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	I_2A_C04_K01	Potrafi doskonalic wlasną wiedzę, używać jej pry rozwiązywaniu zadań praktycznych oraz poszukiwać nowe dotąd nierozwiazane zadania z branzy cyfrowego przetwarzania sygnałów.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	I_2A_K04	Potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i przedsiębiorczy
Cel przedmiotu	C-1	potrafi konstruować algorytmy realizujące skomplikowane zadania cyfrowego przetwarzania sygnałów ze zredukowaną złożonością obliczeniową oraz implementacyjną.
Metody nauczania	M-1	Wykład poznawczy.
	M-2	Prezentacja multimedialna.
	M-3	Ćwiczenia laboratoryjne.
Sposób oceny	S-1	Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny.
Sposób oceny	S-2	Ocena podsumowująca: Kolokwium pisemne.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Student nie umie wykorzystać podstawowych narzędzi.
	3,0	Student poprawnie wykorzystuje zaledwie kilka narzędzi sposród omawianych przez prowadzacego.
	3,5	Student poprawnie wykorystuje prawie wszystkie narzędzia.
	4,0	Student nie tylko poprawnie wykorzystuje narzędzia, ale również potrafi w analityczny sposób je porównać.
	4,5	Student potrafi wykorzystywać wszystkie zaproponowane w trakcie zajęć narzędzia, potrafi porównywać ich efektywność, a także przy ich pomocy identyfikować najleprze rozwiazania.
	5,0	Student potrafi wykorzystywać wszystkie zaproponowane w trakcie zajęć narzędzia, potrafi porównywać ich efektywność, a także samodzielnie identyfikować narzędzia potrzebne do rozwiązania zadanego problemu z jednoczesnym uzasadnieniem wyboru.