Modelowanie informatyczne II

Celem zajęć jest przybliżenie studentom zagadnień związanych z modelowaniem informatycznym i symulacjami komputerowymi oraz metod i narzędzi do tego wykorzystywanych.

Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem modeli informatycznych.

Narzędzi MS Excel i AnyLogic do budowania modeli.

Cześć zajęć dedykowana będzie tematyce sztucznej inteligencji oraz budowie chatbota na platformach DialogFlow i ChatFuel, także przykłady wykorzystania programów do modelowania rzeczywistości (np. symulacja zmian fizjonomii).

Dokumentacja DialogFlow, AnyLogic i Chatfuel.

Przekazywane poprzez stronę internetową przedmiotu materiały dotyczące sztucznej inteligencji.

Książki Świt robotów. Czy sztuczna inteligencja pozbawi nas pracy? Ford Martin

Życie 3.0. Człowiek w erze sztucznej inteligencji Max Tegmark

Artykuły: m.in:

Asystent Google kontra Alexa, Cortana oraz Siri. Porównujemy możliwości wirtualnych asystentów iMagazine 1/2020

Alexa, Alex, or Al? 3 Suggestions to Fight Gender Biases in AI Assistants KomputerŚwiat 11 sty 2019

I’d blush if I could: closing gender divides in digital skills through education

UNESCO [50446], EQUALS Skills Coalition [480] https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000367416.page=1

Udział w dyskusji, realizacja projektów modeli, wykonanie projektu końcowego.

Opis treści programowych:

Przykładowe modele:

Zestaw 8: Algorytmizacja kalendarza. Szukamy zasady rządzącej ustalaniem daty święta państwowego. Obliczanie faz Księżyca. Znajdowanie formuł wyrównujących tablice astronomiczne. Jaki jest dzień tygodnia? – szukamy, krok po kroku, kongruencji dającej możność automatycznej odpowiedzi na pytanie.

Zestaw 9: Gospodarka zasobami i zapasami. Wyznaczanie marginesu bezpieczeństwa w ruchu drogowym. Wybór kredytodawcy. Wyliczanie rzeczywistej rocznej stopy oprocentowania. Udatna alokacja zasobów. Model gospodarki zapasami owoców. Parametry modelu. Znajdowanie optimum.

Zestaw 10. Formuły dla danych. Zestawienia klasyfikacyjne. Struktura wyników i wiążących je zależności. Znajdowanie oszacowań liczebności kostek kategorii klasyfikacyjnych. Model i sterowanie – na przykładzie badania zależności wartości optimum od wartości parametrów modelu. Technika doboru trudnych do określenia formuł wyrównujących dane obserwacyjne.

Zestaw 11: Wędrówki. Wędrówka z jasno określonym celem. Graf wędrówki. Znajdowanie algorytmu wyznaczania oczekiwanej długotrwałości wędrowania. Ocena efektywności algorytmu. Wędrowanie losowe. Odkrywanie wpływu geometrii siatki przejść na oczekiwaną sprawność wędrówki. Labirynty. Odkrywanie reguł wyboru drogi. Racjonalna strategia rozpoznawania możliwości.

Zestaw 12: Jak długo trzeba będzie czekać? W kolejce bibliotecznej. Modele typów wypożyczeń. Szacowanie parametrów i ocena długotrwałości oczekiwania na książkę. Przewozy okrężne – gdzie ulokować szkołę zbiorczą? Mistrzostwa świata w szachach – szacowani oczekiwanego czasu trwania. Rozwiązanie z pomocą kaskady modeli.

Zestaw 13: Gatunki i ich współistnienie. Przybliżanie wartości różniczki. Równanie różniczkowe i jego rozwiązanie. Dwa gatunki i wskaźniki ich współistnienia. Opis dynamiki. Równania różnicowe zastępnikami równań różniczkowych. Model. Analiza dynamiki, wskaźniki zmienności. Współistnienie trzech zależnych gatunków.

Zestaw 14: Modele stylu myślenia. Badanie prawdziwości twierdzeń rachunku zdań. Przykłady praw. Notacja bez-nawiasowa i linearyzacja zapisu prawa. Sposób weryfikacji prawdziwości twierdzenia. Rachunek nazw. Zdania kategoryczne. Sylogizmy. Figury sylogizmów. Reguły ich niezawodności. Maszynowe odnalezienie sylogizmów sprawnych. Odkrywanie praw rachunku zdań. Zawężanie obszaru poszukiwań. Algorytm odkrywania.

Zestaw 15: Zagadnienia optymalizacyjne. Gospodarka zaopatrzeniem magazynu. Koszty składowe jako funkcje parametrów modelu. Minimalizacja kosztu łącznego. Optymalizacja w przyrodzie. Bieg promienia świetlnego na granicy dwu ośrodków. Metoda programowania liniowego. Przykładowe modele i algorytmy znajdowania rozwiązań optymalnych. Minimum i maksimum funkcji kryterium usytuowane w wierzchołkach obszaru zwartego zadania.

Rekapitulacja: Czym jest model informatyczny? Jak go się tworzy? Jakie są wyróżniki modelowania informatycznego? Jakie wartości metoda ta przynosi i jakie horyzonty otwiera?

Jest ukierunkowana problemowo – poprzez rozwiązywanie zadań modelowania i projektowo – na dwa sposoby:

• dzięki zachęcie do podejmowania i tworzenia zadań modelowania, budowy algorytmu ich rozwiązywania, przetworzenie algorytmu do finalnej postaci modelu, a także ocenę otrzymanych rezultatów

• poprzez zobligowanie studenta do systematycznej budowy kolejnych modeli informatycznych

Zajęcia są ćwiczeniami laboratoryjnymi pedagoga zdolności, mającymi cztery fazy:

• wprowadzenie

• wspólna praca nad wybranym zagadnieniem modelowania

• prezentacja sformułowanych przez studentów zadań modelowania oraz ich rozwiązań

• podsumowanie osiągniętych wyników, sprecyzowanie zakresu zalecanego samokształcenia oraz rodzaju zadań, podejmowanych i rozwiązywanych w kolejnej rundzie mistrzostw

Godziny kontaktowe 30

Przygotowanie się do zajęć, lektury 10

Przygotowanie się do egzaminu 10

Przygotowanie referatu, eseju, prezentacji 25

- ma wiedzę na temat modelowania informatycznego i symulacji komputerowych,

-ma wiedzę z obszaru wykorzystania narzędzi informatycznych w modelingu i symulacji.

- zna przykładowe rozwiązania z wykorzystaniem modeli informatycznych

- umie zaprezentować i uzasadnić własne koncepcje działań i rozwiązania zadań z obszaru modelowania informatycznego,

- posiada podstawowe umiejętności w zakresie budowy wykorzystania programu modelującego oraz Chatbota

- posiada podstawową wiedzę w zakresie formułowania i rozwiązywania problemów dyskretnych z wykorzystywaniem narzędzi TI,

- potrafi podejmować i rozwiązywać zadania modelowania poprzez konstrukcję algorytmu rozwiązania i zapisania go z pomocą standardowych narzędzi informatycznych,

- umie zaprojektować, uruchomić i sprawdzić samodzielnie stworzony model komputerowy.

Ma świadomość rozwoju swych kompetencji twórczych i informatycznych.

- Pracuje nad doskonaleniem umiejętności modelowania informatycznego oraz stosowania twórczych rozwiązań programistycznych

Ćwiczenia, warsztaty laboratoryjne