D - PŘEDMĚTY - AKREDITAČNÍ SESTAVA

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

14.12.2011

D - PŘEDMĚTY - AKREDITAČNÍ SESTAVA 2011/12

Předměty studijního programu Fakulta:

PRF

Akad.rok:

2011

B1406-Biochemie

Obor:

1802R026-Bioinformatika - akreditace

Specializace:

00

Aprobace:

99

Typ studia:

Bakalářský

Forma studia:

Prezenční

Interní forma:

Není

Interní specifikace:

Není

Etapa:

1

Verze:

A

1 / 63


14.12.2011

2 / 63

PŘEDMĚTY - AKREDITAČNÍ SESTAVA 2011/12

KBB/AGK

Anatomie genomu Anatomy of Genome

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

3

Forma výuky:

Přednáška

Rozsah výuky:

2 HOD/TYD

Ukončení:

Kolokvium

Garant:

Doc. Ing. Jaroslav Doležel, DrSc.

Obsah: Předmět studia, chromozomální teorie dědičnosti, DNA jako nositelka dědičné informace, struktura DNA, genetický kód, genom eukaryot a prokaryot, velikost genomu, typy sekvencí DNA v genomu Strukturní geny a geny kódující funkční RNA, transkripce, introny a exony, původ intronů, alternativní sestřih, repetitivní sekvence DNA, biologický význam repetitivních sekvencí a jejich patogenicita. Genom prokaryot, eubakterie a archebakterie, příklady sekvenovaných prokaryot. Genom eukaryot, genomy mitochondrií a plastidů, buněčné jádro, chromatin, chromozomální domény, uspořádání chromozómů v jádře, jaderná tělíska, místa replikace DNA. Histonový kód, změny kondenzace chromatinu a regulace genové exprese, umlčování retroelementů, role RNA interference, genomické izolátory. Funkční domény chromozómů, centroméra, neocentroméra, sekundární konstrikce, nukleolární dominance, teloméra, vznik nové teloméry. Pohlavní chromozómy, evoluce pohlavních chromozómů, regulace dávky genů, B chromozómy, imprinting. Izochory, uspořádání genů v genomu, genové ostrovy a pouště, konzervované nekódující sekvence DNA, distribuce repetitivní DNA v genomu, stabilita a variabilita genomů. Evoluce genomů, kolinearita a syntenie, evoluce genovou duplikací, paralogní a ortologní geny, polyploidizace, mezidruhová hybridizace, evoluce repetitivních sekvencí DNA. Poznatky získané sekvenování celých genomů živočichů a rostlin. Literatura: Alberts, B., Bray, D., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., Walter, P.: Základy buněčné biologie, Espero Publishing, Ústí nad Labem 2000 ALLIS ,C.D., JENUWEIN, T., REINBERG, D., CAPARROS, M.L.: Epigenetics, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York 2007 Appels, R. et al: Chromosome Biology. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 1998. Brown, T.A: Genomes. John Wiley and Sons, Inc., New York, 1999. Griffiths, A.J.F., Gelbart, W.M., Miller, J.H., Lewontin, R.C.: Modern Genetic Analysis. W.H. Freeman, New York, 1999 Lewin, B.: Genes VII., Oxford University Press, Oxford 2000 Strachan, T., Read, A.P.: Human Molecular Genetics. John Wiley and Sons, Inc., New York, 1999.


14.12.2011

3 / 63


KBC/BAK

Bakalářská práce 1 Bachelor Thesis 1

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

3

Forma výuky:

Cvičení

Rozsah výuky:

3 HOD/TYD

Ukončení:

Zápočet

Garant:

Prof. RNDr. Ivo Frébort, CSc., PhD.

Obsah: Rešeršní práce na zadané téma z původní časopisecké literatury. Praktické řešení komplexního úkolu. Literatura: Dle tématu diplomové práce, určí vedoucí práce

KBC/BAKP

Bakalářská práce 2 Bachelor Thesis 2

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

13

Forma výuky:

Cvičení

Rozsah výuky:

13 HOD/TYD

Ukončení:

Zápočet

Garant:

Doc. RNDr. Lenka Luhová, Ph.D.

Obsah: Studium odborné literatury k řešenému problému, experimentální práce v laboratoři. Literatura: According to given topic of the Thesis


14.12.2011

4 / 63


KBC/BPOL

Struktura a funkce biomakromolekul Structure and Function of Biomacromolecules

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

3

Forma výuky:

Přednáška

Rozsah výuky:

2 HOD/TYD

Ukončení:

Zkouška

Garant:


Obsah: Struktura proteinů. Primární a sekundární struktury. Fibrilární proteiny. Globulární proteiny. Terciární a kvarterní struktura. Určení prostorové struktury pomocí krystalografie a rentgenostrukturní analýzy a pomocí NMR. Skládání proteinů. Protein-protein interakce. Struktura nukleových kyselin. Interakce DNA/RNA-protein. Strukturní a zásobní polysacharidy. Glykoproteiny a proteoglykany. Neuraminová kyselina. Lipidy, lipidové agregáty a biologické membrány. Signální komplexy a signalizace na buněčných membránách. Literatura: Cooper G. M.: The cell. A molecular approach, ASM Press, Washington DC, USA 1997 Voet D., Voet J. G.: Biochemie, Victoria Publishing Praha, 1995 (respektive anglická verze)


14.12.2011

5 / 63


KBC/MBIOZ

Základy molekulární biologie Fundamentals of molecular biology

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

2

Forma výuky:

Přednáška

Rozsah výuky:

1 HOD/TYD

Ukončení:

Zkouška

Garant:


Obsah: Informační makromolekuly, struktura DNA a RNA. Molekulární struktura genů a chromozomů. Replikace DNA. Porovnání replikace u prokaryot a eukaryot. Chyby a opravy DNA. Transkripce. Principy kontroly genové exprese u prokaryout a eukaryot. Regulační sekvence, aktivátory a represory. Zpracování eukaryotní mRNA. Translace. Struktura ribosomů. Genetický kód a jeho význam. Struktura tRNA. Aktivace aminokyselin. Iniciace translace u prokaryot a eukaryot. Elongace. Terminace. Postranslační modifikace proteinů. Chaperony a chaperoniny. Základní metodiky molekulární biologie. Izolace DNA a RNA. Elektroforetická analýza nukleových kyselin. Restrikční analýza DNA, konstrukce restrikční mapy, mapování genomů. Polymerázová řetězcová reakce (PCR) in vitro. Sekvenční analýza DNA, genomové sekvenování. Northern a Southern hybridizace. Klonovací strategie, přenos DNA do bakteriálních a eukaryotických buněk. Příprava rekombinantní proteinů. Cílená mutageneze. Transgenní organismy. Literatura: Voet, D., Voetová, J.G.: Biochemie. Victoria Publishing, Praha.(1990) (1990) Monoclonal antibodies in biotechnology: theoretical and practical aspects. Cambridge University Press. Alberts, B. a kol.: Základy buněčné biologie, Espero Publishing, Ústí nad Labem 2001 Ferenčík, M. a kol.: Biochemické laboratórne metódy, ALFA, Bratislava 1989, Alfa Bratislava 1981 McCullough, K., Spier, R.E.: Monoclonal antibodies in biotechnology: theoretical and practical aspects. Cambridge University Press 1990


14.12.2011

6 / 63


KBC/SBI1

Seminář pro bioinformatiky 1

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

2

Forma výuky:

Seminář

Rozsah výuky:

2 HOD/TYD

Ukončení:

Zápočet

Garant:

RNDr. Ondřej Plíhal, Ph.D.

Obsah: Přednášky o výzkumném zaměření Katedry biochemie, katedry fyzikální chemie a biologických kateder. Prezentace zajímavých témat studenty. Literatura:

KBC/SBI3


Statut:

Povinný

Počet kreditů:

2

Forma výuky:

Seminář

Rozsah výuky:

2 HOD/TYD

Ukončení:

Zápočet

Garant:

Prof. Mgr. Marek Šebela, Dr.

Obsah: Řešení početních, odvozovacích a logických úloh z biochemie. Aminokyseliny: závislost náboje na pH, titrační křivka, isoelektrický bod, HendersonHasselbachova rovnice. Peptidy: odhad celkového náboje, analýza sekvence. Proteiny: predikce struktury. Sacharidy: chemické vzorce, charakteristické reakce. Lipidy: názvosloví mastných kyselin, vlastnosti fosfolipidů, fosfolipasy. Nukleové kyseliny: párování bazí, reakce fosfoesteras a fosfodiesteras, DNA sekvencování. Základy termodynamiky: Gibbsova energie, rovnovážná konstanta, odhad průběhu reakce, spřažené reakce. Redoxní reakce: redoxní potenciál, Nernstova rovnice, redoxní páry, dýchací řetězec v mitochondriích, odhad průběhu redoxní reakce. Enzymy: enzymová aktivita, číslo přeměny, rovnice Michaelise-Mentenové, substráty a inhibitory enzymů. Glykolýza, citrátový cyklus, dýchací řetězec, fotosyntéza: průběh jednotlivých reakcí, termodynamické parametry. Literatura:


14.12.2011

7 / 63


KBC/SBI5


Statut:

Povinný

Počet kreditů:

2

Forma výuky:

Seminář

Rozsah výuky:

2 HOD/TYD

Ukončení:

Zápočet

Garant:


Obsah: V průběhu semináře student zpracuje prezentaci o vědeckém článku na téma blízké tématu bakalářské práce a prezentaci představující zvolenou bakalářskou práci. Literatura:

KBC/SBI6


Statut:

Povinný

Počet kreditů:

2

Forma výuky:

Seminář

Rozsah výuky:

2 HOD/TYD

Ukončení:

Zápočet

Garant:


Obsah: Diskuse a řešení problémů při tvorbě bakalářských prací. Příprava odborné prezentace a nácvik obhajoby bakalářské práce. Literatura:


14.12.2011

8 / 63


KBC/UBCH

Úvod do biochemie

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

2

Forma výuky:

Přednáška

Rozsah výuky:

2 HOD/TYD

Ukončení:

Zkouška

Garant:

Prof. Mgr. Marek Šebela, Dr.

Obsah: 1. Aminokyseliny a jejich chemické vlastnosti. Ionizace funkčních skupin, disociační konstanta a isoelektrický bod. Proteinogenní aminokyseliny. Esenciální aminokyseliny. Peptidová vazba, Ramachandranův diagram. Významné přírodní a syntetické peptidy (např. insulin, ACTH). 2. Pojmy protein, proteom a proteomika. Vláknité a globulární proteiny, membránové proteiny. Aminokyselinová sekvence. Čtyři úrovně proteinové struktury, predikce a určování proteinové struktury. Pojem strukturní doména. Interakce v proteinové molekule. Základní metody biochemického studia proteinů. 3. Pojem enzym. Význam enzymů jako biokatalyzátorů. Princip katalýzy, teorie zámku a klíče, teorie indukovaného přizpůsobení, katalytický tunel. Koenzymy a kofaktory. Vitamíny a stopové prvky. Substráty a inhibitory enzymů. Enzymová aktivita. Enzymový katalog. 4. Chemické reakce v živých systémech. Pojem Gibbsova energie, entalpie a entropie. Endergonní a exergonní reakce. Makroergické sloučeniny. Spřažené reakce. Receptory a vazebné proteiny. 5. Sacharidy, lipidy, nukleové kyseliny. Chemická struktura a terminologie. Glykogen, škrob, glykoproteiny. Fospolipidy a glykolipidy. Biologické membrány. Sekvence nukleových kyselin, genetický kód. Dvojšroubovice DNA. Struktura RNA. Enzymová degradace sacharidů, lipidů a nukleových kyselin. 6. Pojem primární a sekundární metabolismus. Metabolomika. Vrozené poruchy metabolismu. Degradační metabolismus (katabolismus) a zisk energie. Biosyntéza látek (anabolické reakce). Význam glykolýzy, glukoneogeneze a pentosafosfátové dráhy. 7. Pyruvátdehydrogenasová reakce a tvorba acetylkoenzymu A. Význam cyklu kyseliny citronové. Anaplerotické a kataplerotické děje. Pasteurův efekt. 8. Pojem redoxní potenciál. Dýchazí řetězec, buněčné dýchání. Chemiosmotická teorie tvorby ATP. Protonový gradient a protonmotivní síla. Rozpojovače oxidační fosforylace. 9. Princip degradace proteinů. Proteolytické enzymy a jejich význam pro proteomiku. Pepsin, trypsin a chymotrypsin. Principy odbourání uhlíkaté kostry aminokyselin, související metabolické poruchy (fenylketonurie, cystinurie aj.). Adrenalin a pojem hormonální regulace. Glutamin a glutamátdehydrogenasa. Močovinový cyklus. 10. Odbourání a biosyntéza mastných kyselin. Ketolátky a jejich význam. Steroidní látky, kortikoidy. Degradace nukleových kyselin, kyselina močová, zásadní dědičné poruchy purinového metabolismu. 11. Buněčný cyklus. Nekróza a apoptóza. Replikace DNA. Transkripce a transkriptom. Ribozomální aparát. Proteosyntéza u prokaryot a eukaryot -


14.12.2011

9 / 63


rozdíly. Transferové RNA, iniciační a elongační faktory. Posttranslační modifikace. Buněčný transport proteinů. 12. Fotosyntéza. Rostlinné pigmenty a fotosyntetický aparát. Pojem C3, C4 a CAM rostliny. Ribulosabisfosfátkarboxylasa. Calvin-Bensonův cyklus. Literatura: Elektronická encyklopedie Wikipedia Kolektiv.: Oxford Dictionary of Biochemistry, New York 2000 Koolman J, Roehm KH.: Color Atlas of Biochemistry, 2. vydání. VOET D., VOET J. G.: Biochemie, Praha 1995

KFC/KFCH

Kapitoly z fyzikální chemie Lectures in Physical Chemistry

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

3

Forma výuky:

Přednáška

Rozsah výuky:

2 HOD/TYD

Ukončení:

Kolokvium

Garant:

RNDr. Karel Berka, Ph.D.

Obsah: 1. Kinetická teorie plynů2. Chemická energetika3. Entropie, statistický výklad entropie4. III. věta termodynamiky5. Chemický potenciál, standardní stavy.6. Fázové rovnováhy7. Reakční kinetika. Studium reakčních mechanismů.8. Fyzikálněchemické základy spektroskopických metod Literatura: W. J. Moore :: Fyzikální chemie, SNTL, Praha 1981 1. R. Brdička, J. Dvořák :: Základy fysikální chemie,, Academia Praha 1977 4. P. Atkins :: Elements of Physical chemistry, Oxford University Press 1996 5. Ott, J.B., Boerio-Goates, J: Chemical Thermodynamics ? Principles and Applicatons,, Academic Press, London 2000


14.12.2011

10 / 63


KFC/SAM

Struktura atomů a molekul Structure of Atoms and Molecules

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

3

Forma výuky:

Přednáška

Rozsah výuky:

2 HOD/TYD

Ukončení:

Zkouška

Garant:

Doc. RNDr. Michal Otyepka, Ph.D.

Obsah: 1. Elementární částice elektron, proton a neutron - vlastnosti a chování 2. Stavba atomu atomové jádro, Ruthefordův pokus, radioaktivita, elektronový obal, čárová spektra atomů - emisní, absorpční, Bohrův model atomu 3. Kvantová teorie atomů vývoj kvantové teorie, fotoelektrický jev, dualismus vln a částic, de Broglieho představa, kvantový model atomu vodíku, vlnová funkce, interpretace vlnové funkce, důsledky řešení vlnové funkce pro atom vodíku, kvantová čísla, tvar orbitalů, pojem degenerace, ionizační potenciál, elektronová afinita, vícelelektronové atomy - důsledky, výstavbový princip, Pauliho princip, pravidlo maximální multiplicity, odraz struktury atomů v periodické soustavě prvků, pojem multiplicita, excitace atomů, odraz struktury atomů v elektronových spektrech 4. Molekuly chemická vazba - klasické a moderní představy, plocha potenciální energie, teorie MO, MO jako LCAO, násobné vazby, řád vazby, vlastnosti molekuly kyslíku, elektronová konfigurace molekul, spinová multiplicita, hybridizace, VSEPR, koordinační vazba, konjugované systémy, studium elektronové struktury molekul, elektronová excitace a deexcitace (Jablonského diagram, Franck-Condonův princip) 5. Kmity a rotace molekul harmonický oscilátor, kvantování vibračních stavů a jeho důsledky, omezení harmonické aproximace, vibrační módy víceatomových molekul, rotace dvouatomových molekul v aproximaci tuhého rotoru, kvantování rotačních stavů, studium vibračních a rotačních pohybů molekul 6. Slabé mezimolekulové interakce a jejich význam mezimolekulové interakce, původ vdW interakcí, vodíková vazba a její důsledky, halogenová vazba, dvojvodíková vazba, význam mezimolekulových interakcí pro biologii 7. Symetrie molekul a stereochemie prvky a operace symetrie, stereochemie uhlíku, konformace, geometrická izomerie, optická aktivita, asymetrický uhlík, asymetrické molekuly, vlastnosti enantiomerů, pojem racemát 8. Soubory molekul látka, látkové množství, molární hmotnost, relativní atomová a molekulová hmotnost, Avogadrova konstanta, atomová hmotnostní jednotka, třídění látek, skupenství látek (plyny, kapaliny, roztoky) 9. Struktura biomakromolekul a. proteiny b. nukleové kyseliny 10. (Hyper)Plocha potenciální energie významné body na ploše potenciální energie, reakční koordináta, princip fotochemické reakce. Literatura: Atkins P., Jones, L.: Chemical Principles, Freeman W., H. and Company, N.Y., 2002 Gažo a kol.: Všeobecná a anorg. chémia, Bratislava 1974


14.12.2011


J. Krätsmár-Šmogrovič a kol.: Všeobecná a anorg. chémia, Martin 1994 J. Vacík:: Obecná chemie, Praha 1986 L. Žúrková a kol.: Všeobecná chémia, Bratislava 1985 Otyepka, M.: Struktura atomů a molekul, Olomouc 2010 R. Boča, J. Kohout, J. Šíma: Všeobecná chémia, Bratislava 1991 R. Polák, R. Zahradník: Kvantová chemie, Praha 2000

KMA/MA1I

Matematická analýza 1 Mathematical Analysis 1

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

5

Forma výuky:

Přednáška,Cvičení

Rozsah výuky:

2 HOD/TYD + 2 HOD/TYD

Ukončení:

Zkouška

Garant:

Prof. RNDr. dr hab. Jan Andres, DSc. RNDr. Jan Tomeček, Ph.D.

Obsah: 1. Číselné množiny, reálná čísla, topologie na R. 2. Reálné funkce (jedné a více proměnných) 3. Limita posloupnosti 4. Limita funkce, spojitost 5. Diferenciální počet funkce jedné proměnné 6. Diferenciální počet funkcí více proměnných 7. Úvod do vektorové analýzy 8. Implicitně zadané funkce Literatura: Kojecká J., Kojecký T.: Matematická analýza I, Skriptum UP Olomouc 2001 Kojecká J., Závodný M.: Příklady z MA I, Skriptum UP Olomouc 2003 Rudin, W.: Principles of Mathematical Analysis, McGraw-Hill 1964

11 / 63


14.12.2011

12 / 63


KMA/MA2I

Matematická analýza 2 Mathematical Analysis 2

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

5

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Zkouška

Garant:

Prof. RNDr. dr hab. Jan Andres, DSc. RNDr. Jan Tomeček, Ph.D.

Obsah: 1. Integrální počet funkcí jedné proměnné 2. Integrální počet funkcí více proměnných 3. Číselné řady 4. Posloupnosti a řady funkcí 5. Mocninné (Taylorovy), Fourierovy řady Literatura: J. Kojecká, M. Závodný: Příklady z MA II, Skriptum UP Olomouc 2003 J. Kojecká: Řešené příklady z matematické analýzy II, Skripta UP Olomouc 1991 V. Novák: Integrální počet v R, Brno, skriptum MU 2004 DOŠLÁ, Z, NOVÁK, v.: Nekonečné řady, Brno 2007 KRUPKOVÁ, O.: Matematická analýza 4. Integrální počet., Ostrava 2006


14.12.2011

13 / 63


KMA/NUME

Numerické metody Numerical Methods

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

5

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Zkouška

Garant:

RNDr. Jitka Machalová, Ph.D.

Obsah:

Matematické modelování, algoritmy, zdroje chyb a stabilita numerických výpočtů.
Aproximace funkcí - interpolace, metoda nejmenších čtverců (polynomy, splajny, OGS).
Numerická derivace - principy odvození základních formulí.
Numerická integrace (Newton-Cotesovy formule, Gaussovy formule, složené formule).
Řešení soustav lineárních rovnic - přímé metody (Gauss-Jordan, použití rozkladů matic). Iterační metody (Jacobi, Gauss-Seidel, relaxace, gradientní metody), jejich konvergence.
Řešení nelineárních rovnic (metody bisekce, regula falsi, prosté iterace, Newtonova).
Řešení soustav nelineárních rovnic (prostá iterace, Newtonova metoda).
Metody řešení algebraických rovnic (Hornerovo schema, odhad a nalezení kořenů).
Výpočet vlastních čísel a vektorů matic (odhad polohy, částečný - úplný problém, použití rozkladů a transformací matic, aplikace - diferenční, diferenciální rovnice).
Metody přibližného a numerického řešení obyčejných diferenciálních rovnic.
Literatura: Eldén L.: Introduction to Numerical Computation, Studentliteratur 2004 Horová I., Zelinka J.: Numerické metody, MU Brno 2004 Kobza J.: Numerické metody, PřF UP Olomouc 1993 Linfield G., Penny J.: Numerical Methods Using Matlab, Horwod 1995 Segethová J.: Základy numerické matematiky, Karolinum Praha 1998 Vitásek E.: Numerické metody, SNTL Praha 1982


14.12.2011

14 / 63


KMI/ALG1

Algebra1

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

5

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Zkouška

Garant:

RNDr. Miroslav Kolařík, Ph.D.

Obsah: 1. Množiny. Operace s množinami, vlastnosti, kartézský součin množin. 2. Zobrazení. Definiční obor, obor hodnot, zúžení zobrazení, složené zobrazení, surjektivní, injektivní a bijektivní zobrazení, inverzní zobrazení; graf zobrazení. 3. Operace na množině. Komutativní a asociativní zákon, distributivní zákony. 4. Binární relace. Základní typy, relace ekvivalence, rozklad množiny, uspořádání, horní závora, dolní závora, shora a zdola omezená množina, supremum, infimum, maximum, minimum. 5. Číselné matice. Matice, operace s maticemi, elementární úpravy, elementární matice, schodovitý tvar, Gaussova eliminace, hodnost matice, determinant matice a jeho vlastnosti, metody výpočtu determinantu, inverzní matice, vlastnosti, metody výpočtu. 6. Systémy lineárních rovnic. Frobeniova věta, nehomogenní systémy, obecné řešení, partikulární řešení; homogenní systémy, fundamentální systém řešení; metody řešení, struktura množiny řešení homogenních a nehomogenních rovnic. 7. Příklady algebraických struktur. Grupoid, pologrupa, grupa, komutativní grupa, podgrupa, homomorfismus grup, jádro a obraz homomorfismu, příklady grup a homomorfismů grup, okruh, homomorfismus okruhů, pole (komutativní těleso), číselná pole. Literatura: Bican, L.: Lineární algebra a geometrie, Praha, Academia 2000 Daniel Hort, Jiří Rachůnek: Algebra I, UP Olomouc 2003 Halmos P. R.: Linear Algebra Problem Book, Cambridge University Press 1995 O.,Krupková: Lineární Algebra 1, KMI PřF UP 2008


14.12.2011

15 / 63


KMI/ALG2

Algebra 2

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

5

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Zkouška

Garant:

Doc. RNDr. Michal Krupka, Ph.D.

Obsah: 1.Vektorové prostory. Podprostor, báze a dimenze vektorového prostoru. Transformace souřad-nic. Homomorfismy (lineární zobrazení) vektorových prostorů konečné dimenze. Matice ho-momorfismu. Vlastní čísla a vlastní vektory endomorfismu. 2. Eukleidovské vektorové prostory. Ortogonální a ortonormální báze, GramSchmidtův ortogo-nalizační proces. Ortogonální doplněk podporstoru. 3. Polynomy a polynomické funkce nad oborem integrity. Algebraické rovnice. 4. Grupoidy, pologrupy a grupy. Homomorfismy a kongruence, faktorizace. Podgrupy a normální podgrupy grup, kongruence a homomorfismy grup. Cyklické grupy. Permutační grupy, Cayleyova věta. 5. Okruhy, obory integrity a tělesa. Podokruhy a ideály, faktorový okruh. Prvoideály a maximál-ní ideály. Homomorfismy a kongruence okruhů. Charakteristika okruhu. 6. Dělitelnost v oboru integrity. Obory integrity hlavních ideálů, Eukleidovské obory integrity, Gaussovy obory integrity. Literatura: Bican, L.: Lineární algebra a geometrie, Praha, Academia 2000 G.Birkhoff, S. Mac Lane: A Survey of Modern Algebra,, Macmillan Bup., New York 1965 Halaš R., Chajda I.: Cvičení z algebry, VUP Olomouc 1999 Hort D., Rachůnek J.: Algebra I, UP Olomouc 2003 I., Chajda: Úvod do algebry, UP Olomouc 1999 Jukl M.: Lineární algebra, Univerzita Palackého Olomouc 2006 P., Emanovský, J. Kühr: Cvičení z algebry pro 1. ročník, UP Olomouc 2007 Rachůnek, J.: Grupy a okruhy, VUP Olomouc 2005 S.Mac Lane, G.Birkhoff: Algebra, Macmillan Publ., New York 1968


14.12.2011

16 / 63


KMI/ALM1

Algoritmická matematika 1 Algorithm Design 1

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

6

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Zkouška

Garant:

Prof. RNDr. Radim Bělohlávek, Ph.D., DSc.

Obsah: Problémy a algoritmy. Příklady, základní aspekty. Efektivnost algoritmů. Složitost algoritmu, big-O notace, úvod do analýzy složitosti algoritmů. Základní datové struktury. Lineární datové struktury (seznam, zásobník, fronta). Stromové a nelineární datové struktury. Třídění, vymezení problému a přístupy. Metody vnitřního třídění. Třídění vkládáním (přímá metoda, třídění s ubývajícím krokem), třídění výměnou (bublinkové třídění a jeho varianty, třídění Quicksort), třídění výběrem (přímá metoda, třídění haldou). Implementace jednotlivých metod. Další metody třídění. Přihrádkové třídění. Číslicové třídění. Vnější třídění. Metoda slučování. Polyfázové třídění. Pořádkové statistiky. Literatura: CORMEN, T. H., LEISERSON C. E., RIVEST D. L., STEIN C.: Introduction to Algorithms, Second Edition, MIT Press 2001 KNUTH, D.: The Art of Computer Programming, Volume 3, Sorting and Searching, Second Edition, Addison-Wesley 2005 SEDGEWICK, R.: Algoritmy v C, části 1-4: základy, datové struktury, třídění, vyhledávání, Praha, Softpress 2003 WIRTH, N.: Algoritmy a štruktúry údajov, Bratislava, Alfa 1988


14.12.2011

17 / 63


KMI/ALM2


Statut:

Povinný

Počet kreditů:

5

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Zkouška

Garant:


Obsah: Vyhledávání, vymezení problému a přístupy. Vyhledávání v lineárních datových strukturách. Sekvenční hledání v náhodně uspořádaném poli nebo v seznamu s náhodně uspořádanými prvky, binární vyhledávání v setříděném poli. Binární vyhledávací stromy. AVL-stromy, B-stromy, 2-3-4 stromy, červeno-černé stromy. Vyhledávání založené na transformaci klíče - hashování. Volba transformační funkce. Organizace tabulek a způsoby řešení konfliktů (otevřené adresování, zřetězení do seznamů). Grafy a základní algoritmy vyhledávání v grafech. Literatura: CORMEN, T. H., LEISERSON C. E., RIVEST D. L., STEIN C.: Introduction to Algorithms, Second Edition, MIT Press 2001 KNUTH, D.: The Art of Computer Programming, Volume 3, Sorting and Searching, Second Edition, Addison-Wesley 2005 SEDGEWICK, R.: Algoritmy v C, části 1-4: základy, datové struktury, třídění, vyhledávání, SoftPress 2003 WIRTH, N.: Algoritmy a štruktúry údajov, Bratislava, Alfa 1988


14.12.2011

18 / 63


KMI/ALM3


Statut:

Povinný

Počet kreditů:

5

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Zkouška

Garant:

Doc. Ing. Lenka Carr-Motyčková, CSc.

Obsah: Tato část čtzřsemestrálního kurzu se zabývá metodami návrhu a analýzy složitosti algoritmů. Metody jsou ilustrovány pomocí významných algoritmů z různých oblastí. Asymptotická notace pro růst funkcí, vlastnosti a příklady a použití při analýze složitosti algoritmů. Rekurence, vlastnosti a použití v analýze složitosti. Návrh algoritmů metodou rozděl a panuj, příklady algoritmů. Návrh algoritmů žravou metodou, příklady algoritmů. Návrh algoritmů metodou dynamického programování, příklady algoritmů. Návrh algoritmů metodou iterativního zlepšování, příklady algoritmů. Návrh algoritmů metodou hrubé síly s technikami backtracking a branch-and-bound, příklady algoritmů. Literatura: CORMEN, T. H., LEISERSON C. E., RIVEST D. L., STEIN C.: Introduction to Algorithms, Second Edition, MIT Press 2001 KNUTH, D.: The Art of Computer Programming, Volume 3, Sorting and Searching, Second Edition, Addison-Wesley 2005 LEVITIN, A.: Introduction to the Design and Analysis of Algorithms, Pearson Education 2007 SEDGEWICK, R.: Algoritmy v C, části 1-4: základy, datové struktury, třídění, vyhledávání, Praha, Softpress 2003 SKIENA, S. S.: The Algorithm Design Manual, Second Edition, Springer 2008


14.12.2011

19 / 63


KMI/DATA1

Databázové systémy 1 Database Systems

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

5

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Zkouška

Garant:

Doc. RNDr. Vilém Vychodil, Ph.D.

Obsah: Úvod do DBS. Pojmy, data a jejich abstraktní modely. Architektura DBS. Modely DBS. Relační model DBS, jeho vlastnosti, relační struktura dat, jazyk relačního DBS. Úvod do jazyka SQL. SQL, vytvoření a naplnění tabulky, dotazy (s podmínkami, sloupcové funkce). Agregace, vnořené dotazy, manipulace s daty. Referenční integrita, integritní omezení, primární a sekundární klíč. Spojení tabulek. Cizí klíč. Modifikace struktury tabulky. Množinové operace, kvantifikátory. Analýza a návrh relační DB. Konceptuální modelování. ER model. Transformace do relačního modelu. Konstrukce složitějších dotazů. Další prvky relačních DBS a SQL. Tranzitivní uzávěr tabulky. Pohledy, triggery a indexy. Spolupráce SQL s jinými jazyky. Základy administrace relačních DBS. Transakční zpracování dat. Základní principy transakčního zpracování. Ochrana proti porušení konzistence dat. Paralelní zpracování transakcí. Paralelní zpracování transakcí, uzamykací protokoly, uváznutí (deadlock), dvoufázový protokol, časová razítka. Teoretické základy relačních DBS. Formalizace tabulky, relační algebra, relační logika a kalkuly, dotazovací systémy. Funkční závislosti, Armstrongovy axiomy, uzávěr, pokrytí. Normální formy. První, druhá a třetí normální forma. Boyce-Coddova normální forma. Normalizace dekompozicí relačních schémat. Literatura: Connolly Thomas, Begg Carolyn: Database Systems: A Practical Approach to Design, Implementation and Management, Addison Wesley 2002


14.12.2011

20 / 63


Elmasri R., Navathe S. B.: Fundamentals of Database Systems, 3rd edition, Addison Wesley 2000 Johnson James L.: Database Models, Languages, Design, Oxford University Press 1997 Maier R.: The Theory of Relational Databases, Computer Science Press 1983 Pokorný J.: Databázové systémy a jejich použití v informačních systémech, Academia 1992 Rob. P., Coronel C.: Database Systems. Design, Implementation & Management, 6th edition, Thomson Course Technology 2004 Simovici D. A., Tenney R. L.: Relational Database Systems, Academic Press 1995


14.12.2011

21 / 63


KMI/FJ

Formální jazyky a automaty Formal Languages and Automata

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

6

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Zkouška

Garant:


Obsah: Základní pojmy: formální jazyky, hierarchie gramatik a jazyků. Konečné automaty: konečné deterministické a nedeterministické automaty, jejich rozšíření, varianty a aplikace. Regulární gramatiky a jazyky: vztah ke konečným automatům, uzávěrové vlastnosti regulárních jazyků, kritéria regularity, minimalizace konečných automatů. Regulární výrazy a jejich aplikace: standardní regulární výrazy, rozšířené regulární výrazy, aplikace pro vyhledávání v textu, vybrané problémy. Bezkontextové jazyky: popis a vlastnosti, derivační stromy, vlastnosti bezkontextových jazyků a vztah k regulárním jazykům. Zásobníkové automaty: varianty, vztah k bezkontextovým jazykům, syntaktická analýza shora-dolů a zdola-nahoru, deterministické zásobníkové automaty. Literatura: Hopcroft J. E., Motwani R., Ullman J. D.: Introduction to Automata Theory, Languages, and Computation, Addison-Wesley, Boston 2006 Kozen, D. C.: Automata and Computability, Springer, New York 1997 Kozen D. C.: Automata and Computability, Springer 1997 LAWSON M. V.: Finite Automata, Chapman & Hall/CRC 2003 Melichar, B.: Jazyky a překlady. Skriptum, přepracované 2. vydání, Vydavatelství ČVUT, Praha 2003 Simovici D. A., Tenney R. L.: Theory of Formal Languages with ApplicationsM. Simon, World Scientific, Singapore 1999 Sipser, M.: Introduction to the Theory of Computation, PWS Publishing Company, Boston, MA 1997 Sipser M.: Introduction to the Theory of Computation, PWS Publishing Company, Boston, MA 1997


14.12.2011

22 / 63


KMI/GEOMI

Geometrie pro informatiky Geometry for Informatics

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

4

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Zkouška

Garant:


Obsah: Předmět určen zejména studentům informatických oborů a učitelství výpočetní techniky a je doplněn předmětem Geometrie 1, v němž je probíraná teorie procvičována prakticky na počítačích. 1. Afinní prostory a podprostory. Definice a základní vlastnosti afinního prostoru, definice a základní vlastnosti afinních podprostorů, rovnice afinních podprostorů, vzájemná poloha afinních podprostorů, příčka mimoběžek, úsečka, polygon, orientace. 2. Souřadnice v afinních prostorech. Afinní báze a afinní souřadnice, afinní kombinace a afinní obal, obecná poloha bodů, bodové báze a bodové souřadnice. 3. Afinní zobrazení. Definice a základní vlastnosti afinních zobrazení, podřízené lineární zobrazení, afinní transformace, základní příklady afinních zobrazení a transformací (posunutí, rotace, středová a osová souměrnost, změna měřítka), matice afinního zobrazení v afinních a bodových bazích, matice přechodu. 4. Eukleidovské prostory. Eukleidovské prostory a podprostory, kartézské souřadnice, odchylka a vzdálenost podprostorů, izometrická zobrazení. 5. Projektivní prostory. Projektivní prostory a podprostory, projektivní rozšíření afinních prostorů, homogenní souřadnice, projektivní zobrazení a transformace a jejich matice. Literatura: Krupka M.: Geometrie pro informatiky, učební text, Olomouc 2008 Bican L.: Lineární algebra a geometrie, Praha, Academia 2004 Budinský B.: Analytická a diferenciální geometrie, Praha, SNTL 1983 Horák P.; Janyška J.: Analytická geometrie, Masarykova univerzita 2002 Pressley A.: Elementary Differential Geometry, Springer 2001 Riddle D.R.: Analytic Geometry, Brooks Cole 1998 Žára J., Felkel P., Beneš B., Sochor J.: Moderní počítačová grafika, 2. vydání, Computer Press 2005


14.12.2011

23 / 63


KMI/ML

Matematická logika Mathematical Logic

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

5

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Zkouška

Garant:


Obsah: Předmět logiky: logika v průniku řady disciplín, historický vývoj, matematická logika, význam pro informatiku. Výroková logika (VL): jazyk výrokové logiky, formule, pravdivostní ohodnocení, pravdivostní ohodnocení formulí, sémantické vyplývání, tautologie, splnitelné formule, normální formy, tabulková metoda. Axiomatický systém VL: axiomy, odvozovací pravidla, pojem důkazu, věta o dedukci, vybrané dokazatelné formule, vybrané věty (o nahrazení, o ekvivalenci, o neutrální formuli), teorie, bezespornost, věta o korektnosti a úplnosti (slabá a silná). Predikátová logika (PL): jazyk, termy, formule a základní syntaktické pojmy; sémantika: struktury pro predikátovou logiku, ohodnocení, ohodnocení termu a formulí, tautologie, splnitelné formule, sémantické vyplývání a základní sémantické pojmy, teorie a model teorie. Axiomatický systém PL: axiomy, odvozovací pravidla, pojem důkazu, věta o dedukci, rozšíření a konzervativní rozšíření, věta o konstantách, základní dokazatelné formule, věta o variantách, bezespornost. Úplnost PL: věta o korektnosti, henkinovská teorie a věta o henkinovském rozšíření, úplná teorie a věta o zúplnění, modely z konstant a věta o kanonické struktuře, věta o úplnosti. Základy logického programování: rezoluce, rezoluční metoda, úplnost rezoluční metody, vztah k Prologu. Úvod do neklasických logik: fuzzy logika, modální logika, temporální logika. Pozn.: Předmět je otevírán každoročně Literatura: Abramsky S. et al.: Handbook of Logic in Computer Science. Vol. 1, 2, 3, Oxford University Press 1992 Hájek P.: Metamathematics of Fuzzy Logic, Kluwer, Dordrecht 1998 Huth M., Ryan M.: Logic in Computer Science. Modeling and Reasoning About Systems, Cambridge University Press 2004 Mendelson E.: Introduction to Mathematical Logic, Chapman & Hall, UK (fourth edition) 1997


14.12.2011

24 / 63


KMI/OOP

Objektově orientované programování Object Oriented Programming

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

5

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Zkouška

Garant:


Obsah: Kurs navazuje na kurs Paradigmata programování 1. Jeho náplní je všeobecný úvod do objektově orientovaného programování. Probrány budou základní principy OOP bez omezení na konkrétní programovací jazyk. Cílem kurzu je poskytnout studentům nadhled nad probíranou problematikou, proto se věnuje i dnes méně rozšířeným oblastem objektového programování. Kurs tak slouží jako protiváha předmětů, v nichž je objektové programování probíráno se zřetelem k přímému uplatnění v praxi. Jako modelový jazyk kurzu bude použit Common Lisp, v němž lze probíranou problematiku dobře demonstrovat a který je příbuzný jazyku Scheme, s nímž studenti již mají zkušenosti. Principy objektově orientovaného programování budou procvičovány na netriviálních příkladech, student si vyzkouší tři základní role při práci v OOP: roli implementátora objektově orientovaného programovacího jazyka, roli autora objektové knihovny i roli jejího uživatele. 1. Od Scheme ke Common Lispu. Rozdíly v terminologii. Rozdíly ve vyhodnocovacím procesu a pojetí prázdného seznamu. Alternativy nástrojů z R5RS v Common Lispu. Nástroje, které ve Scheme nenajdeme. 2. Třídy a instance, zprávy a metody. Sloty a jejich inicializace. Jednoduchá objektová grafická knihovna. 3. Zapouzdření. Motivace: tři problémy řešené principem zapouzdření. Formulace principu, vyjímky. Použití v objektové grafické knihovně. 4. Polymorfismus. Princip polymorfismu. Použití v objektové grafické knihovně. 5. Jednoduchá dědičnost. Pojem dědičnosti. Dědičnost jako nástroj redukující opakování v kódu. Hierarchie tříd. Přepisování metod, volání zděděné metody. Zásady používání dědičnosti, princip "is-a". Použití při inicializaci instancí. Použití v objektové grafické knihovně. 6. Události. Programování řízené událostmi. Pojem delegáta. Práce s událostmi v jednoduché grafické knihovně. Zprávy a události jako data a jejich využití. 7. Prototypové jazyky. Dědičnost a zprávy v prototypových jazycích. Srovnání prototypových jazyků a jazyků založených na třídách, implementace jednoduchého prototypového jazyka a práce s ním, implementace a použití prototypové objektové knihovny. Ukázka čistě objektového prototypového jazyka. 8. Vícenásobná dědičnost. Pojem vícenásobné dědičnosti, vícenásobná dědičnost v různých programovacích jazycích. Programování pomocí rozhraní (interface) a mixinů. Výhody a úskalí vícenásobné dědičnosti. 9. Netradiční rysy CLOSu. Generické funkce a multimetody, kombinace metod a jejich využití. Spojení funkcionálního a objektového programování, dynamické objektové programování. Metaobjektové protokoly. Literatura: KRUPKA M.: Paradigmata objektového programování 1, učební text, Olomouc 2008 COMMON LISP HYPERSPEC Fowler, M.: Patterns of enterprise application architecture, Addison-Wesley 2003 GRAHAM P.: ANSI Common Lisp, Prentice Hall 1996 KICZALES GREGOR, DES RIVIERES JIM AND BOBROW DANIEL G.: The Art of the Metaobject Protocol, London 1991 MEYER BERTRAND: Object-Oriented Software Construction, Prentice Hall 1997


14.12.2011


25 / 63


14.12.2011

26 / 63


KMI/PAPR1

Paradigmata programování 1 Programming Paradigms 1

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

6

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Zkouška

Garant:


Obsah: Tento kurs je zaměřen na funkcionální programování a související problematiky. Zejména se jedná o problémy vyhodnocování výrazů, aplikace procedur a hierarchických dat konstruovaných z párů. Jako modelovací jazyk je během kursu používán jazyk Scheme. V závěru kursu jsou studenti seznámeni s principy konstrukce interpretu jednoduchého funkcionálního jazyka. Po absolvování kursu by studenti měli získat nadhled nad funkcionálním programováním a měli by být schopni rychle se sžít s libovolným funkcionálním programovacím jazykem. 1. Programovací jazyky, jejich syntaxe a sémantika. Funkcionální paradigma, symbolické výrazy, abstraktní interpret jazyka Scheme, elementy jazyka, procedury, speciální formy, vyhodnocování. 2. Vytváření abstrakcí pomocí procedur. Lambda výrazy. Procedury. Aplikace procedur, prostředí, lexikální a dynamický rozsah platnosti. Procedury vyšších řádů. Procedury versus matematické funkce. Kompozice procedur. Abstrakční bariéry. Interní definice. Procedury jako parametry a výsledky vyhodnocení. 3. Hierarchická data. Páry, konstrukce páru. Seznamy. Kvotování, manipulace se seznamy, mapování, spojování, generování seznamů. Explicitní aplikace procedur a vyhodnocení symbolických výrazů, filtrace a řešení problémů pomoci nich. Pohled na program jako na data. Pohled na data jako na program. 4. Indukce a rekurze. Princip indukce. Obecný princip rekurze. Limitní podmínka rekurze, předpis rekurze. Indukce a správnost rekurzivních procedur. ykombinátor. Výpočetní procesy generované rekurzivními procedurami. Výpočetní procesy, typy rekurzivních procesů. Fáze navíjení a odvíjení. Efektivita výpočetních procesů generovaných rekurzivními procedurami. 5. Pokročilá práce se seznamy. Vyhodnocování postfixových výrazů, hloubková akumulace, procházení (vnořených) seznamů do hloubky a do šířky. Reprezentace množin a relací pomocí seznamů a procedur vyšších řádů. Kombinatorika na seznamech, symbolická manipulace s výrazy, algoritmy vnějšího třídění. 6. Konstrukce interpretu ryze funkcionální podmnožiny jazyka Scheme. Typový systém, generické procedury, koerce. Datové reprezentace elementů jazyka. Implementace vyhodnocovacího procesu. Vytvoření počátečního prostředí. Literatura: G. Springer, D. P. Friedman: Scheme and the Art of Programming, Cambridge, Massachusetts 1994 H. Abelson, G. J. Sussman: Structure and Implemantation of Computer Programs, Cambridge, Massachusetts 1996 Konečný, Vychodil: Paradigmata programování 1, díl A. Konečný, Vychodil: Paradigmata programování 1, díl B. M. Felleisen, R. B. Findler, M. Flatt, S. Krishnamurthi: How to Design Programs: An Introduction to Computing and Programming, Cambridge, Massachusetts 2001


14.12.2011

27 / 63


R. Bird, P. Wadler: Introduction to Functional Programming, Englewood Cliffs, New Jersey 1988 R. K. Dybvig: The Scheme Programming Language, Cambridge, Massachusetts 2003 V. S. Manis, J. J. Little: The Schematics of Computation, Englewood Cliffs, New Jersey 1995


14.12.2011

28 / 63


KMI/PRST

Pravděpodobnost a statistika Probability Theory and Statistics

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

6

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Zkouška

Garant:


Obsah: Úvod: Populace, výběr, výběrová statistika. Míry centrální tendence a rozptýlenosti (aritmetický průměr, rozptyl, směrodatná odchylka). Explorativní analýza dat, grafické metody vizualizace dat. Analýza závislostí: Korelační analýza (kovariance, korelační koeficient), regresní analýza (metoda nejmenších čtverců, lineární a kvadratická regrese). Grafické metody a vizualizace závislostí. Kombinatorika a pravděpodobnost: Náhodné pokusy a náhodné jevy; definice pravděpodobnostní míry, podmíněná pravděpodobnost, nezávislé náhodné jevy, Bayesova věta. Aplikace v informatice: generování pseudo-náhodných čísel, metoda Monte Carlo. Náhodná veličina, distribuční funkce. Diskrétní a spojitá náhodná veličina. Číselné charakteristiky náhodné veličiny. Vybraná rozdělení diskrétních a spojitých náhodných veličin. Náhodné vektory, sdružená a marginální rozdělení. Normální rozložení, centrální limitní věta a jejich aplikace. Statistická inference: Bodové odhady, konfidenční intervaly. Testování statistických hypotéz. Metody statistické inference založené na jednom náhodném výběru a více náhodných výběrech. Literatura: CAPINSKI M., ZASTAWNIAK T. J.: Probability Through Problems, Springer 2001 DEVORE J. L.: Probability and Statistics for Engineering and the Sciences, Duxbury Press, 7. vydání 2008 GENTLE J. E.: Random Number Generation and Monte Carlo Methods, Springer 2004 Hendl, J.: Přehled statistických metod zpracování dat, Portál, Praha 2006 HOGG R. V., TANIS E. A.: Probability and Statistical Inference, Prentice Hall; 7. vydání 2005 JOHNSON J. L.: Probability and Statistics for Computer Science, WileyInterscience 2008


14.12.2011

29 / 63


KMI/SBI2


Statut:

Povinný

Počet kreditů:

2

Forma výuky:

Seminář

Rozsah výuky:

2 HOD/TYD

Ukončení:

Zápočet

Garant:


Obsah: Zajímavé varianty datových struktur, jejich použití a implementace. Základní problémy a algoritmy z oblastí: teorie grafů, lineární algebra, jednoduché kryptografie, teorie čísel, třídění. Prezentace vlastních řešení studenty, diskuse. Literatura: CORMEN, T. H., LEISERSON C. E., RIVEST D. L., STEIN C.: Introduction to Algorithms, Second Edition, MIT Press 2001 Herout P.: Učebnice jazyka C, Kopp KNUTH, D.: The Art of Computer Programming, Volumes 1-3, Addison-Wesley 1998 SEDGEWICK, R.: Algoritmy v C, části 1- 4: základy, datové struktury, třídění, vyhledávání, Praha, Softpress 2003 SKIENA, S. S.: The Algorithm Design Manual, Second Edition, Springer 2008 KMI/SBI4


Statut:

Povinný

Počet kreditů:

2

Forma výuky:

Seminář

Rozsah výuky:

2 HOD/TYD

Ukončení:

Zápočet

Garant:


Obsah: Významné algoritmické problémy, metody jejich řešení a jejich aplikace. Studovány budou např. problém obchodního cestujícího, lineární programování, nalezení Voroného diagramu a také algoritmy pro práci s řetězci a jejich použití v bioinformatice, jako např. porovnávání řetezců, nejdelší společný podřetězec, nejkratší nadřetezec, vyhledávání. Prezentace i jejich řešení před ostatními studenty, diskuse. Literatura: A. M. Lesk: Introduction to Bioinformatics, University of Cambridge 2002 CORMEN, T. H., LEISERSON C. E., RIVEST D. L., STEIN C.: Introduction to Algorithms, Second Edition, MIT Press 2001 Keith J.M., Totowa, N. J.: Bioinformatics. Volume I, Data, sequence analysis and evolution., Humana Press 2008 KNUTH, D.: The Art of Computer Programming, Volumes 1-3, Addison-Wesley 1998 SKIENA, S. S.: The Algorithm Design Manual, Second Edition, Springer 2008


14.12.2011

30 / 63


KMI/UDI

Úvod do informatiky Introduction to Computer Science

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

6

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Zkouška

Garant:

Doc. Ing. Lenka Carr-Motyčková, CSc. RNDr. Miroslav Kolařík, Ph.D.

Obsah: Úvod do logiky (výroky, logické spojky, pravdivost výroků, úvod do výrokové a predikátové logiky). Úvod do relací a množin (množiny, relace, jejich význam v informatice, vlastnosti relací, uspořádání, ekvivalence, rozklad a faktorová množina, binární relace a grafy, funkce a jejich typy, bijekce, konečné, spočetné a nespočetné množiny). Přirozená čísla, číselné soustavy, binární reprezentace čísel. Indukce a rekurze. Základní kombinatorické úvahy. Abeceda, řetězec, kódování, jazyk. Pojem algoritmu (intuitivní chápání, nutnost formalizace, konečný automat jako jednoduchý příklad). Pojem problému (intuitivní chápání, nutnost formalizace, rozhodovací problémy, algoritmicky nerozhodnutelné problémy). Úvod do složitosti algoritmů. Převoditelnost problému na problém. Nezvládnutelné problémy a jak se s nimi vypořádat. Vybrané aplikace probíraných pojmů. Literatura: Bělohlávek R.: Úvod do informatiky, Učební text, Katedra informatiky, UP Olomouc 2008 Cormen T. H., Leiserson C. E., Rivest R. L., Stein C.: Introduction to Algorithms. Second Edition., MIT Press 2001 Goodaire E. G., Parmenter M. M.: Discrete Mathematics with Graph Theory, Prentice-Hall, Inc. 1998 Grimaldi R.: Discrete and Combinatorial Mathematics. An Applied Introduction. 4th ed., Addison Wesley, Reading, MA 1999 Gruska J.: Foundations of Computing, International Thompson Computer Press 1997 Maurer S. B., Ralston A.: Discrete Algorithmic Mathematics, Addison Wesley 1991 Preparata F. P.,: Introduction to Discrete Structures. For Computer Science and Engineering., Addison Wesley, Reading, MA 1973


14.12.2011

31 / 63


KMI/VS

Vyčíslitelnost a složitost Computability and Complexity

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

6

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Zkouška

Garant:


Obsah: Úvod do vyčíslitelnosti: Definice Turingova stroje (TS), formalizace pojmu výpočet (konfigurace, apod.), jazyk přijímaný TS, jazyk rozhodovaný TS, turingovsky vyčíslovaná funkce, Church-Turingova teze. Varianty TS: TS s oboustranně nekonečnou páskou, vícepáskový TS a jejich ekvivalence se základní verzí TS. Univerzální TS: Definice, popis činnosti. Jazyky a problémy: Částečně rekurzivní a rekurzivní jazyky, rozhodovací problémy, převoditelnost rozhodovacích problémů na jazyky, existence jazyků, které nejsou částečně rekurzivní. Jazyky, které nejsou rekurzivní, a problémy, které nejsou řešitelné: Problém zastavení TS, Postův problém přiřazení a jeho aplikace. Vztah rekurzivních a částečně rekurzivních jazyků k jazykům Chomského hierarchie. Další výsledky: Riceova věta, věta o rekurzi a jejich aplikace. Další modely výpočtů: Postovy stroje, nedeterministické TS, pravděpodobnostní TS. Složitost: složitost algoritmu a problému. Základní třídy složitostí: Třída P, třída NP, NP-úplné problémy, vybrané NPúplné problémy, dokazování NP-úplnosti. Další třídy složitostí: Třída PSPACE, třída NPSPACE, PSPACE-úplné problémy. Užití obtížně řešitelných problémů: Kryptografie, metoda RSA. Literatura: Hopcroft J. E., Motwani R., Ullmann J. D.: Introduction to Automata Theory, Languages, and Computation, Pearson Education 2003 Koubková, A., Pavelka, J.: Úvod do teoretické informatiky, Matfyzpress, Praha 1998 Kozen D. C.: Automata and Computability, Springer 1997 Kučera, L.: Kombinatorické algoritmy, SNTL, Praha 1989 Lewis, H. R., Papadimitriou, C. H.: Elements of the Theory of Computation, Prentice Hall, Upper Saddle River (NJ) 1998 Papadimitriou, C. H.: Computational Complexity, Addison-Wesley, Reading (MA) 1995 Sipser M.: Introduction to the Theory of Computation, PWS Publishing Company, Boston, MA 1997


14.12.2011

32 / 63


KMI/ZP1

Základy programování 1 Introduction to Programming 1

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

3

Forma výuky:

Seminář

Rozsah výuky:

2 HOD/TYD

Ukončení:

Zápočet

Garant:

Mgr. Tomáš Kühr Mgr. Jan Outrata, Ph.D.

Obsah: Předmět je úvodním v sérii čtyř kursů Úvodu do programování. Cílem předmětu je seznámit studenty se základy procedurálního programování a poskytnout jim tak základ k další programátorské praxi. Použitým procedurálním jazykem je jazyk C a obsahem předmětu je výuka jazyka C, který je nejen stále hojně používán v praxi, ale je také vzorem většiny současně komerčně používaných programovacích jazyků. Jazyk C je probírán s důrazem na standard jazyka a přenositelnost vytvořených programů, výuka je vedena dle ANSI normy jazyka nezávisle na vývojovém prostředí nebo použitém překladači. Ve cvičeních je prezentována část teorie (syntaxe a sémantika jazyka), která je pak prakticky využívána na příkladech a jednoduchých programátorských úlohách řešených studenty samostatně. Řešené příklady a úlohy jsou voleny ve vztahu k ostatním předmětům vyučovaným v oboru tak, aby studenti prakticky využívali teoretické znalosti nabyté v jiných předmětech. Nepředpokládá se znalost nějakého (jiného ani tohoto) programovacího jazyka, pouze základní schopnosti algoritmizace při řešení úloh. Probírané učivo: - Struktura zdrojového textu programu. - Datové typy, proměnné, konstanty. - Operátory. - Složené příkazy, podmínky, cykly. - Pole, strukturovaný a výčtový typ. - Ukazatele, práce s pamětí. - Funkce. - Základní vstup a výstup. Literatura: Brian W. Kernighan, Dennis M. Ritchie: Programovací jazyk C, Computer Press 2008 Eric S. Roberts: Programming Abstractions in C, Addison Wesley 1997 Eric S. Roberts: The Art and Science of C, Addison Wesley 1994 Herout P.: Učebnice jazyka C, Kopp Herout P.: Učebnice jazyka C, 2. díl, Kopp Jeri R. Hanly, Elliot B. Koffman: Problem Solving and Program Design in C, Addison Wesley 2006 Reek Kenneth: Pointers on C, Addison Wesley 1997 Robert Sedgewick: Algorithms in C, Addison-Wesley Professional 2001 Standard:: ISO/IEC 9899:1999 (ISO/IEC 9899/Cor1:2001, ISO/IEC 9899/Cor2:2004)


14.12.2011

33 / 63


KMI/ZP2

Základy programování 2 Introduction to Programming 2

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

3

Forma výuky:

Seminář

Rozsah výuky:

2 HOD/TYD

Ukončení:

Zápočet

Garant:

Mgr. Tomáš Kühr Mgr. Jan Outrata, Ph.D.

Obsah: Předmět navazuje na obsah kursu Základy programování 1. Cílem předmětu je seznámit studenty s pokročilými partiemi procedurálního programování a poskytnout jim tak základ k další programátorské praxi. Použitým procedurálním jazykem je jazyk C a obsahem předmětu je výuka jazyka C, který je nejen stále hojně používán v praxi, ale je také vzorem většiny současně komerčně používaných programovacích jazyků. Jazyk C je probírán s důrazem na standard jazyka a přenositelnost vytvořených programů, výuka je vedena dle ANSI normy jazyka nezávisle na vývojovém prostředí nebo použitém překladači. Ve cvičeních je prezentována část teorie (syntaxe a sémantika jazyka), která je pak prakticky využívána na příkladech a jednoduchých programátorských úlohách řešených studenty samostatně. Řešené příklady a úlohy jsou voleny ve vztahu k ostatním předmětům vyučovaným v oboru tak, aby studenti prakticky využívali teoretické znalosti nabyté v jiných předmětech. Probírané učivo: - Funkce (pokračování). - Vícerozměrná pole. - Preprocesor. - Koncepce programu. - Práce se soubory. - Standardní funkce. Literatura: Brian W. Kernighan, Dennis M. Ritchie: Programovací jazyk C, Computer Press 2008 Eric S. Roberts: Programming Abstractions in C, Addison Wesley 1997 Eric S. Roberts: The Art and Science of C, Addison Wesley 1994 Herout P.: Učebnice jazyka C, Kopp Herout P.: Učebnice jazyka C, 2. díl, Kopp Jeri R. Hanly, Elliot B. Koffman: Problem Solving and Program Design in C, Addison Wesley 2006 Reek Kenneth: Pointers on C, Addison Wesley 1997 Robert Sedgewick: Algorithms in C, Addison-Wesley Professional 2001 Standard:: ISO/IEC 9899:1999 (ISO/IEC 9899/Cor1:2001, ISO/IEC 9899/Cor2:2004)


14.12.2011

34 / 63


LRR/OBBC

Obecná biologie General Biology

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

4

Forma výuky:

Přednáška

Rozsah výuky:

2 HOD/TYD

Ukončení:

Zkouška

Garant:

Mgr. Lukáš Spíchal, Ph.D.

Obsah: Témata přednášek:
1. Obecná charakteristika živých soustav - terminologie - obecné vlastnosti organismů - hierarchické uspořádání stavby těl 2. Buňka - chemické složení buňky - struktura buňky (anatomie, morfologie) - b. prokaryotní a eukaryotní - b. rostlinné a živočišné 3. Rostlinná pletiva - pletiva nepravá a pravá - pletiva dělivá a trvalá - základní typy pletiv - soustavy pletiv 4. Soustava pletiv krycích - v primární stavbě (kořen, stonek, list) - v sekundární stavbě (kořen, stonek) 5. Soustava pletiv vodivých a opěrných - v primární stavbě - v sekundární stavbě (druhotné tloustnutí) 6. Soustava pletiv základních 7. Rostlinné orgány vegetativní - kořen (vnější stavba, vnitřní stavba, metamorfózy, význam) - stonek (vnější stavba, vnitřní stavba, metamorfózy, význam) - list (vnější stavba, vnitřní stavba, metamorfózy, význam) 8. Rostlinné orgány generativní - květy, opylení, oplození, květenství - plody, plodenství, semena 9. Živočišné tkáně - tkáně epitelové (podle tvarů buněk, podle vrstevnatosti, podle funkce) - tkáně pojivové (vazivové chrupavkové, kostní, trofické) - tkáně svalové (hladká, příčně pruhovaná, srdeční) - tkáně nervové a smyslové 10. Orgány a orgánové soustavy živočichů a jejich funkce (fylogenetické přehledy) - soustavy tělního pokryvu - soustavy opěrné a pohybové (svalové) - soustavy trávící, dýchací, oběhové, vylučovací, rozmnožovací, nervové a smyslové - soustavy žláz s vnitřní sekrecí (endokrinní) 11. Hormonální regulace rostlin a živočichů 12. Tělesné tvary rostlin a živočichů - tvary rostlinných těl (thallus, kormus, příčiny vývoje) - tvary živočišných těl (souměrnost, adaptace, konvergence, divergence) 13. Důležité děje v živých systémech - buněčné dělení - replikace, transkripce, translace


14.12.2011

35 / 63


- fotosyntéza, buněčné dýchání Literatura: Campbell, N. A. et al.: Biology, 6th edition, Pearson Education, Inc. 2002 Nečas, O. et al.: Obecná biologie pro lékařské fakulty, Praha: H&H 2000 Romanovský A. a kol.: Obecná biologie, SPN Praha 1985 Rosypal, S., a kol: Přehled biologie, SPN, Praha, 688 str. (event. novější vydání) 1987 Učebnice biologie pro gymnázia www.ibotanika.upol.cz

KBC/SZZB1

Teoretické základy informatiky Foundations of Computer Science

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

0

Forma výuky: Rozsah výuky: Ukončení:

Státní závěrečná zkouška

Garant:

Obsah: Zkouška zahrnuje oblast matematických předmětů (KAG/AL1I, AL2I Algebra 1,2, KMA/MA1I, MA2I Matematická analýza 1,2, KMI/GEOMI Geometrie pro informatiky, KMA/NUME Numerické metody, KMI/PRST Pravděpodobnost a statistika, KMI/ML Matematická logika) a předmětů teoretického základu informatiky (KMI/UDI Úvod do informatiky, KMI/FJ Formální jazyky a automaty, KMI/VYSL Vyčíslitelnost a složitost). Studenti musí prokázat orientaci v tématech jako např. grupy, vektorové a afinní prostory, diferenciální počet, jazyky, gramatiky a automaty, Chomského hierarchie gramatik, výroková a predikátová logika, základní přibližné a numerické metody řešení úloh. Literatura:


14.12.2011

36 / 63


KBC/SZZB2

Algoritmy a programování Algorithms and Programming

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

0



Garant:

Obsah: Zkouška bude vyžadovat především znalosti získané v předmětech KMI/ALM1-ALM3 Algoritmická matematika 1-3, KMI/ZP1, ZP2 Základy programování 1,2, KMI/PAPR1 Paradigmata programování 1, KMI/OOP Objektově orientované programování a KMI/DATA1 Databázové systémy 1. Studenti musí prokázat orientaci v tématech jako problém a algoritmus, základní datové struktury (seznam, zásobník, fronta), grafy a stromy, algoritmy pro třídění a vyhledávání, grafové algoritmy, základní styly a metody programování, funkcionální a objektové programování, dotazování v relačních databázích. Literatura:

KBC/SZZB3

Základy biochemie a molekulární biologie Fundamentals of Biochemistry and Molecular Biology

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

0



Garant:

Obsah: Zkouška bude vyžadovat především znalosti získané v předmětech LRR/OBBC Obecná biologie, KBC/UBCH Úvod do biochemie a KBC/MBIOZ Základy molekulární biologie. Studenti musí prokázat orientaci v tématech jako jsou např. stavba prokaryontní a eukaryontní buňky, živočišné tkáně a rostlinná pletiva, vlastnosti a role biomolekul, principy metabolismu, principy buněčné regulace, replikace DNA a její transkripce, genetický kód, translace a biosyntéza proteinů. Literatura:


14.12.2011

37 / 63


KBC/SZZB4

Strukturní bioinformatika

Statut:

Povinný

Počet kreditů:

0



Garant:

Obsah: Zkouška bude vyžadovat především znalosti získané v předmětech KFC/SAM Struktura atomů a molekul, KBC/BPOL Struktura a funkce biomakromolekul a KBB/AGK Anatomie genomu. Studenti musí prokázat orientaci v tématech jako jsou např. stavba atomu, druhy chemických vazeb, slabé mezimolekulové interakce, struktura proteinů - úrovně struktury (primární až kvarterní), určování proteinové struktury, typy sekvencí DNA v genomu, chromozómy a jejich stavba. Literatura:

KBC/ANN1

Angličtina pro biochemiky 1 English for Biochemists 1

Statut:

Povinně volitelný

Počet kreditů:

1

Forma výuky:

Cvičení

Rozsah výuky:

2 HOD/TYD

Ukončení:

Zápočet

Garant:

Mgr. František Brauner, Ph.D.

Obsah: Gramatika je zopakována s pomocí English Grammar in Use (Cambridge University Press), Raymond Murphy. Učebnice je doplněna poznatky z oborů chemických (základy nomenklatury anorganických a organických látek, typy chemických reakcí, struktura proteinů) i biologických (chromozóm, mitóza, meióza, mutace, fotosyntéza). Důraz je kladen na zvládnutí četby a překlad textů, orientaci v textu a aplikaci nastudované gramatiky. Literatura: aaa: aaa


14.12.2011

38 / 63


KBC/ANN2

Angličtina pro biochemiky 2 English for Biochemists 2

Statut:

Povinně volitelný

Počet kreditů:

3

Forma výuky:

Cvičení

Rozsah výuky:

2 HOD/TYD

Ukončení:

Zkouška

Garant:

Mgr. František Brauner, Ph.D.

Obsah: Gramatika je zopakována s pomocí English Grammar in Use (Cambridge University Press), Raymond Murphy. Učebnice je doplněna poznatky z oborů chemických (proteosyntéza, enzymy) i biologických (genové inženýrství a GMO). Důraz je kladen na zvládnutí četby a překlad textů, orientaci v textu a aplikaci nastudované gramatiky. Výuka je doplněna aktuálními odbornými články ze světových časopisů jako například Science, Nature. Studenti by měli být schopni pochopit text v angličtině, volně konverzovat o dané problematice, zapojit se aktivně do diskuze, klást dotazy a odpovídat na ně. Literatura: Raymond Murphy: English Grammar in Use (Cambridge University Press)


14.12.2011


VCJ/AIV1

Akademická angličtina pro středně pokročilé 1 Intermediate Academic English 1

Statut:

Povinně volitelný

Počet kreditů:

1

Forma výuky:

Cvičení

Rozsah výuky:

2 HOD/TYD

Ukončení:

Zápočet

Garant:

Mgr. Alena Fridrichová

Obsah: Název lekce - Jazykové zaměření 1 - International student Following instructions; reading methods Checking your writing; writing an informal email Dictionary work 2 - Where in the world? Skimming and scanning Brainstorming and linking ideas Writing a description of my country Organizing vocabulary 3 - Newspaper articles Predicting content; guessing meaning from context Sentences, paragraphs and varying the structure; writing an article Wordbuilding 1 4 - Modern technology Identifying the main message - topic sentences; Organizing and linking ideas; writing a discursive essay Varying vocabulary 1 5 - Conferences and visits Identifying purpose and audience using visual and written clues Using formal expressions; writing a formal email Word building 2 Literatura: Philpot S.: New Headway Academic Skills, Level 2

39 / 63


14.12.2011


VCJ/AIV2

Akademická angličtina pro středně pokročilé 2 Intermediate Academic English 2

Statut:

Povinně volitelný

Počet kreditů:

3

Forma výuky:

Cvičení

Rozsah výuky:

2 HOD/TYD

Ukončení:

Zkouška

Garant:

Mgr. Alena Fridrichová

Obsah: Název lekce - Jazykové zaměření 6 - Science in our world Making notes, interpreting meaning Paraphrasing and summarizing, writing a summary Words that go together 7 - People: past and present Using original sources, using the Internet, developing a search plan Adding extra information, organizing ideas, writing from research 8 - The world of IT Rephrasing and explaining, avoiding repetition Linking ideas and coherent writing, writing from notes Abbreviations, acknowledgements 9 - Inventions, discoveries and processes Intensive reading and linking ideas Writing in a neutral style using the passive voice, clarifying a sequence, writing a description of a process Using indexes 10 - Travel and tourism Interpreting data Varying vocabulary 2 Illustrating data, describing a graph or chart, writing about data Literatura: Philpot S.: New Headway Academic Skills, Level 2

40 / 63


14.12.2011

41 / 63


KMI/DATA2

Databázové systémy 2 Database systems 2

Statut:

Povinně volitelný

Počet kreditů:

5

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Zkouška

Garant:


Obsah: Formální model pro relační databázové systémy: domény, atributy, relační schémata a relace. Operace s relacemi; booleovské a speciální operace. Relační dotazovací jazyky: relační algebra, relační kalkul, doménový kalkul; jejich vzájemný vztah a relační úplnost. Logické dotazovací jazyky: DATALOG; predikáty, pravidla a dotazy; vztah relační algebry a DATALOGu; rekurzivní pravidla a jejich sémantika, pevné body Závislosti v datech: funkční závislosti, vztah k predikátové logice, sémantické vyplývání, Armstrongovy axiomy a inferenční úplnost. Pokročilé partie: RAP sekvence a derivační diagramy; algoritmické aspekty sémantického vyplývání; minimální báze funkčních závislostí a její výpočet. Další typy závislostí a normalizace: multifunkční závislosti, závislosti na spojení; Druhá a třetí normální forma relačních schémat. Boyce-Coddova normální forma. Bezeztrátová dekompozice relací. Literatura: ATZENI P., BATINI C., DE ANTONELLIS V.: Relational Database Theory: A Comprehensive Introduction, Addison Wesley 1993 Codd E. F.: The Relational Model For Database Management: Vesion 2, AddisonWesley, Reading, Mass. 1990 Maier D.: Theory of Relational Databases, Computer Science Press, Rockville 1983 Pokorný J.: Databázové systémy a jejich použití v informačních systémech, Academia 1992 Simovici D. A., Tenney R. L.: Relational Database Systems, Academic Press 1995


14.12.2011


KMI/PAPR2

Paradigmata programování 2 Programming Paradigms 2

Statut:

Povinně volitelný

Počet kreditů:

5

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Zkouška

Garant:

Mgr. Jan Konečný, Ph.D.

Obsah: Kurs je zaměřen na pokročilé partie z funkcionálního programování (líné vyhodnocování, makra) a dále na problematiku imperativního programování (stav, změna stavu, vedlejší efekt) a nepreemptivního paralelního programování (kontext a jeho přepnutí). V kursu jsou studenti dále seznámeni s pokročilými konstrukcemi, kterými jsou například nelokální skoky (aktuální pokračování), je vysvětlen jejich princip a implementace. V závěru kursu jsou studenti seznámeni s principy konstrukce plnohodnotného interpretu jazyka Scheme. Po absolvování kursu by studenti měli získat přehled o programování různými styly, které se v současnosti označuje jako multiparadigmové programování. Některé ze stylů programování jsou dále rozvíjeny v navazujících kursech. 1. Imperativní rysy při programování. Stav, vedlejší efekt, legitimní vedlejší efekt. Příkaz přiřazení. Metody předávání argumentů procedurám. Procedury udržující si vnitřní stav. Mutace. Mutovatelné elementy, mutovatelné páry. Konstrukce mutovatelného páru pomocí procedur vyšších řádů. Destruktivní práce se seznamy. Cyklické seznamy. Další mutovatelné datové typy: boxy, vektory, struktury. 2. Makra. Dva pohledy na makra: makra jako rozšíření syntaxe; makra jako uživatelsky definovatelné speciální formy. Expanze maker. Makra jako šablony na přepisování kódu. Vytváření forem let, let*, letrec pomocí maker. Kolize jmen symbolů (variable capture). Generované symboly. Vytváření maker realizující cykly a podmíněné výrazy. Hygienická makra. 3. Modifikace vyhodnocovacího procesu. Líné vyhodnocování. Přísliby a jejich vytvoření pomocí maker a procedur vyšších řádů. Interpret s líným vyhodnocováním. Vyhodnocovací proces s vyrovnávací pamětí. Ovlivnění výpočtové efektivity. Proudy (streamy). Rozdíly mezi proudy a seznamy. Vytváření proudů pomocí příslibů. Nekonečné proudy. Rekurzivní procedury bez limitní podmínky. Implicitní proudy. Využití proudů při reprezentaci potenciálně nekonečných množin. 4. Aktuální pokračování a únikové funkce. Průběh výpočtu, stav výpočtu a jeho pokračování. Práce s časem výpočtu jako s daty. Únikové funkce. Modelové příklady použití únikových funkcí: nelokální skoky, okamžité opuštění rekurze, návrat z podprogramu. Modelování syntaxe a sémantiky programovacích jazyků. Rozšiřování interpretru o další konstrukce. Cykly obsahující break, continue a redo. Metody ošetřování výjimek. 5. Zásobníkový model vyhodnocování programů a paralelismus. Metody implementace aktuálního pokračování. Zásobníkový model vyhodnocování elementů. Optimalizace na koncovou rekurzi. Únikové funkce jako manipulátory se zásobníky. Nedeterminismus a nepreemptivní paralelismus. Operátor amb. Simulace přepnutí kontextu procedur pomocí únikových funkcí. Nepreemptivní paralelní systém.

42 / 63


14.12.2011

43 / 63


Literatura: COMMON LISP HYPERSPEC Felleisen M., Findler R. B., Flatt M., Krishnamurthi S.: How To Design Programs: An Introduction to Computing and Programming, The MIT Press, Cambridge, Massachusetts 2001 GRAHAM P.: ANSI Common Lisp, Prentice Hall 1996 Konečný, Vychodil: Paradigmata programování 2, díl A., Olomouc 2008 Konečný, Vychodil: Paradigmata programování 2, díl B., Olomouc 2008 Springer G., Friedman D.P.: Scheme and the Art of Programming, The MIT Press, Cambridge, Massachusetts 1994


14.12.2011

44 / 63


KMI/PARA

Paralelní programování Parallel Programming

Statut:

Povinně volitelný

Počet kreditů:

5

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Zkouška

Garant:


Obsah: Studenti poznají jak výhody tak i problémy vznikající u paralelních programů (se sdílenou pamětí), na klasických synchronizačních problémech i na úlohách z praxe, a naučí se je řešit pomocí metod synchronizace. Probírány jsou kritické sekce a zámky, bariéry a datově paralelní algoritmy, semafory a jejich použití pro řešení problémů. Programuje se převážně v jazyce Common Lisp, v závěru kursu jsou představeny rozhraní poskytované operačními systémy a knihovny pro paralelizaci programů v jazyce C a dalších. 1. Paralelní program: vlastnosti, výhody, problémy. Atomické akce a jejich podpora HW. 2. Synchronizace, reentrantnost, aktivní a pasivní čekání. Problém producent-konzument. 3. Kritická sekce a její použití. Zámek (mutex), vzájemné vyloučení, podmíněné čekání. 4. Bariéra a její použití v datově paralelních algoritmech. Problémy řešitelné datově paralelními algoritmy. 5. Semafor a jeho použití pro řešení kritické sekce, bariéry, problémů producenti-konzumenti (omezený buffer) a čtenáři a písaři. 6. Další typické úlohy paralelního programování: večeřící mudrci, spící holič, kuřáci dýmky aj. 7. Synchronizace v operačních systémech a API pro synchronizaci (Win32, Posix). 8. Knihovny pro paralelizaci programů a podpora paralelizace v prog. jazycích. Literatura: ANDREWS G. R.: Concurrent programming: principles and practice, Addison-Wesley 1991 ANDREWS G. R.: Foundations of Multithreaded, Parallel, and Distributed Programming, Addison-Wesley 2000 Ben-Ari M.: Principles of concurrent and distributed programming, Addison-Wesley 2006 MAGEE J., KRAMER J.: Concurrency, State Models and Java Programs, John Wiley and Sons Ltd 1999 Schneider F. B.: On concurrent programming, Springer 1997


14.12.2011

45 / 63


KMI/PG

Počítačová grafika Computer Graphics

Statut:

Povinně volitelný

Počet kreditů:

5

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Zkouška

Garant:

Mgr. Eduard Bartl, Ph.D.

Obsah: 1. Reprezentace obrazu. Vzorkování a kvantování. Fourierova transformace. Shannonův vzorkovací teorém. Alias, antialiasing. 2. Lidské vnímání světel a barev. Barevné modely. 3. Reprezentace rastrového obrazu. Komprese obrazu. Obrazové formáty. 4. Základy úpravy obrazu v prostorové doméně Vyhledávácí tabulka. Lineární, logaritmické a exponenciální transformace, gama korekce. Prahování, adaptivní prahování. Histogram. Vyrovnání histogramu. 5. Algoritmy pro kresbu úsečky a kružnice. Algoritmus DDA. Bresenhamův algoritmus. 6. Vyplňování oblastí. Řádkové vyplňování. Semínkové vyplňování. 7. Ořezávání objektů. Algoritmus Cohen-Sutherland. Algoritmus Cyrus-Beck. 8. Řešení viditelnosti. Z-buffering. Malířův algoritmus. Robertsův algoritmus. Literatura: R. C. Gonzalez, R. E. Woods: Digital Image Processing, Pearson Prentice Hall, New Jersey 2002 W. Burger, M. J. Burge: Digital Image Processing: An Algorithmic Introduction Using Java 2008 W. K. Pratt: Digital image processing, Third edition, Willey-Interscience, New York 2001 Žára, J., Beneš, B., Sochor, J., Felkel, P.: Moderní počítačová grafika, 2. vyd, Brno, Computer Press 2004


14.12.2011

46 / 63


KMI/UNIX

Unixove systemy a shell Unix-like systems and shell

Statut:

Povinně volitelný

Počet kreditů:

4

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Zápočet

Garant:

Mgr. Jan Outrata, Ph.D.

Obsah: V úvodu jsou představeny unixové operační systémy, jejich uživatelská prostředí a systémy nápovědy, souborů a procesů. Hlavní náplní předmětu jsou pak základy programování v shellu (tzv. skriptování) a jeho využití pro pokročilé zpracování textu pomocí základního softwarového vybavení unixového operačního systému. V závěru předmětu jsou prezentována specifika systémů GNU/Linux a Apple Mac OS X. Vše je intenzivně praktikováno na cvičeních ve zmíněných operačních systémech a (primárně) shellu Bash. 1. Představení unixových operačních systémů 2. Uživatelská prostředí, nápověda 3. Základní principy, systémy souborů a procesů 4. Úvod do shellu, úlohy a roura 5. Zpracování textu: drobné utility 6. Programování v shellu 7. Zpracování textu: proudové editory 8. Skriptování v shellu 9. Specifika GNU/Linuxu 10. Specifika Apple Mac OS X Literatura: Blum R., Bresnahan C.: Linux Command Line and Shell Scripting Bible, Second Edition, Wiley 2011 Cooper M.: Advanced Bash-Scripting Guide, Open Publication License 2007 Čada O.: Mac OS X Shell krok za krokem., Grafika Publishing s.r.o. Herold H.: awk & sed: Příručka pro dávkové zpracování textu., Computer Press 2004 kolektiv: Linux: Dokumentační projekt, 4. aktualizované vydání., Computer Press 2008 Michael R. K.: Mastering Unix Shell Scripting: Bash, Bourne, and Korn Shell Scripting for Programmers, System Administrators, and UNIX Gurus, Wiley 2008 Newham C.: Learning the bash Shell: Unix Shell Programming (In a Nutshell), O'Reilly Media 2005 Ray D. S., Ray Eric J.: Unix: podrobný průvodce., Grada 2009 Robbins A.: Unix in a Nutshell, Fourth Edition, O'Reilly Media 2005 Rothman E. E., Jepson B., Rosen R.: Mac OS X for Unix Geeks (Leopard), O'Reilly Media 2008 Sobell M. G.: Mistrovství v Linuxu: Příkazový řádek, shell, programování,


14.12.2011

47 / 63


Computer Press 2007 Sobell M. G.: Practical Guide to Linux Commands, Editors, and Shell Programming, A (2nd Edition), Prentice Hall 2009 Vychodil V.: Linux: Příručka českého uživatele, Computer Press, Brno 2003


14.12.2011

48 / 63


AFC/KOC

Kapitoly z obecné chemie

Statut:

Povinně volitelný

Počet kreditů:

3

Forma výuky:

Přednáška,Seminář

Rozsah výuky:


Ukončení:

Zkouška

Garant:

Prof. RNDr. Zdeněk Trávníček, Ph.D.

Obsah: - Úvodní poznámky - názvosloví anorg. sloučenin, základní chemické pojmy a zákony - Struktura atomu, elektronový obal v souvislosti s klasifikací prvků periodický systém, vlastnosti atomového jádra, stabilní a radioaktivní izotopy, radioaktivita - Stavba molekul a jednotlivé druhy chemických vazeb - Koordinační sloučeniny - názvosloví, teorie vazeb v komplexech (MO, VB, CFT a LFT), molekulové orbitaly, stereochemie, teorie VSEPR ("Valence Shell Electron Pair Repulsion"), izomerie - Chemické reakce - termodynamika a kinetika - Skupenství a fázové přeměny - Vyjadřování složení roztoků, vybrané druhy roztoků a jejich vlastnosti, acidobazické rovnováhy - Základní pojmy elektrochemie - Pevné látky, pojmy krystalografie, krystalografická literatura a databáze - Úvod do experimentálních metod studia chemických sloučenin - difrakční (Xray), termické, spektrální (UV/Vis, IR, Raman) a magnetochemické metody, NMR Literatura: F. Březina a kolektiv: Stereochemie a některé fyzikálně chemické metody studia anorganických látek, UP, Olomouc 1994 F.Březina, R. Pastorek: Koordinační chemie, scrpt. Olomouc 1991 Gažo a kol: Všeobecná a anorganická chémia, Bratislava 1974 J. Kameníček, Z. Šindelář, M. Klečková: Příklady a úlohy z obecné a anorganické chemie, VUP Olomouc 2009 J. Klikorka, J. Hanzlík: Názvosloví anorganické chemie, Academia, Praha 1987 J. Vacík: Obecná chemie, Praha 2000 R. Polák, R. Zahradník: Obecná chemie, Praha 2000


14.12.2011

49 / 63


KBB/MTSB

Moderní techniky studia buňky Modern Techniques for Cell Studies

Statut:

Povinně volitelný

Počet kreditů:

2

Forma výuky:

Přednáška

Rozsah výuky:

1 HOD/TYD

Ukončení:

Kolokvium

Garant:

Prof. RNDr. Zdeněk Dvořák, Ph.D.

Obsah: Úvod do problematiky, historické aspekty a milníky studia buňky, přehled moderních technik, výzvy a cíle současné buněčné biologie. Metodologie buněčné a molekulární toxikologie. Buněčné kultury, mechanismy buněčného poškození, metody hodnocení buněčného poškození. Sondy a značky. Využití cDNA a RNA sond ke studiu buňky. Techniky Northern blot, Ribonuclease Protection Assay, Electrophoretic Mobility Shift Assay, Gene Reporter Assays. OMICS: Transcriptomika, proteomika, genomika, metabolomika - komplexní přístupy studia funkce buňky. Farmakogentetika - genom a účinek léku. Studium genové exprese - metody gene reporter assay, RT-PCR, elektroforetické metody. Ovlivnění genové exprese metody transfekce/transdukce a gene silencing. Literatura: Alberts a kol.: Molecular Biology of the Cell, New York 2002 Rang, H.P., Dale, M.M., Ritter, J.M.: Pharmacology, 5th ed., Churchill Livingstone, Edinburgh 2003


14.12.2011

50 / 63


KBC/ZAGE

Základy genetiky

Statut:

Povinně volitelný

Počet kreditů:

2

Forma výuky:

Přednáška

Rozsah výuky:

2 HOD/TYD

Ukončení:

Zkouška

Garant:

RNDr. David Kopecký, Ph.D.

Obsah: Historie genetiky, základní genetické pojmy, mendelovské principy dědičnosti, mendelovy zákony, monohybridismus, dihybridismus; Genové interakce (Intraalelické interakce; Interalelické interakce; nemultiplicitní interakce: Interakce s nezměněným štěpným poměrem, epistáze (dominantní, recesivní), inhibice, komplementarita, kompenzace; multiplicitní interakce: kumulativní s dominancí, kumulativní bez dominance, nekumulativní; hodnocení kvantitativních znaků); Chromozómové základy dědičnosti (morfologie, typologie, struktura a evoluce chromozómů, metody studia chromozómů); Buněčné dělení (buněčný cyklus, jeho regulace, mitóza, meióza); Vazba genů (Morganovy zákony, hodnocení vazby, tříbodový test, mapování genů, faktory ovlivňující mapování genů); Molekulové základy dědičnosti (struktura a funkce DNA a RNA, replikace); Exprese genetické informace (transkripce a translace, regulace genové exprese); Determinace pohlaví (pohlavní chromozómy, pohlavní typy - Drosophila, Abraxas, Habrobracon, další faktory ovlivňující určení pohlaví, znaky vázané na pohlaví, znaky pohlavím ovládané a pohlavím ovlivněné); Mutace (spontánní a indukované mutace, bodové, chromozómové a genomové mutace, reparační procesy, význam mutací v evoluci); Mimojaderná dědičnost (plastidová, mitochondriální, plazmidová a cytoplasmatická dědičnost, epigenetická dědičnost); Populační genetika (HardyWeinbergův zákon, outbreeding, inbreeding, genetická rovnováha a vlivy působící na její porušení) Literatura: Cetl, Nečásek J.: Obecná genetika. SPN, 1979. Hrubý J.: Genetika. ČSAV, 1961. Nečas, O. a kol.: Obecná biologie, H&H 2000 Snustad, D.P., Simmons, M.J.: Genetika, Masarykova Univerzita, Brno 2009 Šafářová D.: Kapitoly z obecné genetiky, Olomouc 2011


14.12.2011

51 / 63


KFC/BIN

Bioinformatika a výpočetní biologie Bioinformatics and Computational Biology

Statut:

Povinně volitelný

Počet kreditů:

3

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Zkouška

Garant:

RNDr. Karel Berka, Ph.D.

Obsah: Pro studium stále rostoucího množství biologických experimentálních dat je nutné používat vhodné nástroje. V posledních 10 letech se zvětšil objem dat uchovávaných v největší strukturní databázi o jeden řád a objem sekvenčních dat (např. z projektu HUGO) za tu dobu vzrostl dokonce o dva řády. Bioinformatika je obor, který se zabývá výpočetními metodami pro shromažďování, analýzu a vizualizaci rozsáhlých souborů biologických dat a pomáhá tedy v pochopení takových jevů, jakými jsou vztah mezi strukturou a funkcí, modelování reakčních a rozpoznávacích mechanismů, studium stability a specificity, molekulární modelování interakcí proteinů nebo návrhy léčiv. V přednášce budou vysvětleny základní algoritmy a databáze bioinformatiky. V průběhu cvičení si studenti prakticky vyzkoušejí bioinformatické nástroje na Internetu tak, aby byli schopni provádět základní bioinformatickou analýzu zvoleného problému. 1. Úvod do bioinformatiky 2. Molekulárně biologické databáze 3. Porovnávání sekvencí (alignment) 1 - principy 4. Alignment 2 - programy a interpretace 5. Predikce genů, evoluční stromy 6. Analýza vybraných algoritmů, vlastnosti proteinů 7. Geometrická analýza 3D struktur proteinů, strukturní alignment 8. Sekundární strukturní motivy v proteinech a jejich predikce, 3D motivy 9. Skládání proteinů (Protein folding), prostorová superpozice struktur 10. Molekulární docking, drug design 11. Simulační metody používané ke studiu proteinů a DNA 12. Statisticky aparát bioinformatiky Literatura: Bourne P. & Helge W. (Eds.): Structural Bioinformatics, Wiley 2003 Claverie, J.M.: Bioinformatics for Dummies, John Wiley & Sons; 2nd Edition edition 2006 Cvrčková, F.: Úvod do praktické bioinformatiky, Academia, Praha 2006 Leach A.R.: Molecular modelling, Prentice Hall, London 2001 Orengo CA., Jones DT., Thornton JM. (Eds.): Bioinformatics - Genes, Proteins and Computers, Bios Scientific Publishers Ltd. 2003 VOET D., VOET J. G.: Biochemie, Praha 1995


14.12.2011

52 / 63


OCH/CHOS

Chemie organických sloučenin Chemistry of Organic Compounds

Statut:

Povinně volitelný

Počet kreditů:

3

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Zkouška

Garant:

RNDr. Miroslav Soural

Obsah: 1. Vazebné faktory v org. sloučeninách, základní principy názvosloví organických sloučenin 2. Isomerie organických sloučenin (geometrická, optická), elektronové efekty (indukční a mezomerní), hyperkonjugace, vodíková vazba, sterické faktory. 3. Základy stereochemie organických sloučenin (konfigurace, konformace, optická aktivita, enantiomery, diastereomery, racemická směs a její dělení) 4. Typy organických reakcí (adice, eliminace, substituce, přesmyky) a jejich mechanismy - činidla a jejich klasifikace, Nejdůležitější kriteria klasifikace reakcí. 5. Uhlovodíky-příprava, vlastnosti, reaktivita 6. Aromatické sloučeniny, vlastnosti a reaktivita 7. Halogenderiváty- příprava, vlastnosti, reaktivita 8. Alkoholy, fenoly, ethery a odpovídající thioderiváty - příprava, vlastnosti, reaktivita 9. Karbonylové sloučeniny (aldehydy, ketony, karboxylové kyseliny)-vlastnosti a reaktivita 10. Aminosloučeniny-příprava, vlastnosti, výskyt v přírodě 11. Heterocykly v přírodních sloučeninách-pěti- a šestičlenné, kondenzované. 12. Makromolekulární a polymerní sloučeniny-základní typy, vlastnosti, příprava. Literatura: Červinka O. a kol.: Chemie organických sloučenin I, II, SNTL, Praha 1987 Červinka O., Dědek V., Ferles M.: Organická chemie, SNTL, ALFA Bratislava 1969 Červinka O., Dědek V., Ferles M.: Organická chemie, SNTL Praha 1980 Hrnčiar P.: Organická chémia, SPN Bratislava 1990 Kováč J., Kováč Š.: Organická chémia, SPN, Bratislava 1977 Slouka J., Fryšová I., Cankař P.: Průvodce některými úvodními kapitolami organické chemie, Olomouc 2010


14.12.2011

53 / 63


KAG/MR

Matematické repetitorium Mathematical Repetition

Statut:

Volitelný

Počet kreditů:

3

Forma výuky:

Cvičení

Rozsah výuky:

2 HOD/TYD

Ukončení:

Zápočet

Garant:

Prof. RNDr. Josef Molnár, CSc.

Obsah: 1. algebraické výrazy 2. elementární funkce 3. rovnice a nerovnice 4. aritmetické a geometrické posloupnosti 5. komplexní čísla 6. kuželosečky Literatura: E. Calda, V. Dupač: Matematika pro gymnázia. Kombinatorika, pravděpodobnost, statistika, Prométheus, Praha 1999 Kubát J., Hrubý D.: Diferenciální a integrální počet, Prométheus, Praha 1997 Polák, J.: Přehled středoškolské matematiky, Praha, Prométheus 2000 Pražák P, Gavalcová T.: Základy matematiky 1, Gaudeamus, Hradec Králové 2005 KBB/FPV

Filozofie přírodních věd Philosophy of Science

Statut:

Volitelný

Počet kreditů:

3

Forma výuky:

Přednáška

Rozsah výuky:

3 HOD/TYD

Ukončení:

Kolokvium

Garant:

Mgr. Boris Cvek, Ph.D.

Obsah: Studenti budou seznámeni se vzájemným vývojem vědy a filozofie od nejstarších dob. Měli by porozumět, že věda je bez filozofie nemyslitelná, že má také svůj historický a společenský kontext. Základním motivem přednášky je sebereflexe vědy, otázka, co znamená její "vědecká pravda" a jaké má důsledky pro ostatní oblasti lidského života. Literatura: Carnap R.: Problémy jazyka vědy Feyerabend P. K.: Rozprava proti metodě Kuhn T. S.: Struktura vědeckých revolucí, Chicago, University Press 1996 Markoš A. (Ed): Náhoda a Nutnost. Jacques Monod v zrcadle nasí doby Popper K. R.: Logika vědeckého zkoumání


14.12.2011

54 / 63


KEF/FYCH1

Fyzika 1 Physics 1

Statut:

Volitelný

Počet kreditů:

4

Forma výuky:

Přednáška

Rozsah výuky:

3 HOD/TYD

Ukončení:

Zkouška

Garant:

Doc. RNDr. Roman Kubínek, CSc.

Obsah: Elektřina a magnetismus 1. Elektrostatické pole 2. Elektrické pole v dielektriku 3. Ustálený elektrický proud 4. Vedení elektrického proudu v kovech, polovodičích, elektrolytech a plynech 5. Střídavé proudy, transformace proudu a napětí 6. Nestacionární elektromagnetické pole, elektrické kmity a vlny.Optika 7. Geometrická optika 8. Vlnová optika 9. Optické měřící přístroje.Atomová fyzika 10. Stavba atomů 11. Radioaktivita umělá a přirozená 12. Jaderné přeměny a jaderná energetika 13. Elementární částice Literatura: 1. R. Kubínek: Rychlokurz fyziky, Rubico Olomouc 1999 2. H. Kuchling: Fyzika 3. E. Svoboda a kol.: Přehled středoškolské fyziky 4. B. Urgošík: Fyzika 5. J. Lošťák: Fyzika do kapsy 6. R. P. Feynman: Feynmanovy přednášky z fyziky 7. M. Macháček: Encyklopedie fyziky 8. Z. Horák, F. Krupka: Fyzika 9. D. Ilkovič: Fyzika 10. J. Krempaský: Fyzika 11. S. E. Friš, A. V. Timoreva: Kurs fyziky I-III 12. Ch. Oxlade a kol.: Fyzika, ilustrovaný přehled 13. A. Einstein, L. Infeld: Fyzika jako dobrodružství poznání 14. M. Rojko a kol., Fyzika kolem nás


14.12.2011

55 / 63


KEF/FYCH2

Fyzika 2 Physics 2

Statut:

Volitelný

Počet kreditů:

4

Forma výuky:

Přednáška

Rozsah výuky:

3 HOD/TYD

Ukončení:

Zkouška

Garant:

Mgr. Lukáš Richterek, Ph.D.

Obsah: 1. Úvod Veličiny a rovnice, skalární a vektorové veličiny, fyzikální zákony, jednotky a soustavy jednotek, mezinárodní soustava jednotek Systéme International d'Unités (SI). 2. Mechanika Kinematika a dynamika hmotného bodu, druhy pohybů, skládání pohybů. Síla, pohybové zákony, pohybové rovnice. Inerciální a neinerciální soustavy, setrvačné síly, Coriolisova síla. Hybnost, impuls, mechanická práce, energie a výkon, moment hybnosti, zákony zachování, srážky částic. Gravitační a tíhové pole, vrhy a Keplerovy zákony. Mechanika tuhého tělesa, moment síly, skládání sil, hmotný střed, rovnováha tuhého tělesa. Otáčivý pohyb, moment setrvačnosti. Smykové tření a valivý odpor. Mechanika tekutin. Hydrostatický a aerostatický tlak, atmosférický tlak, Pascalův a Archimédův zákon. Hydrodynamika, rovnice kontinuity, Bernoulliova rovnice, proudění skutečné kapaliny, odpor prostředí. 1. test 3. Molekulová fyzika a termika Atomová a molekulová stavba látek. Vnitřní energie, teplo, teplota a její měření, teplotní roztažnost, měrná tepelná kapacita, kalorimetrická rovnice, přenos tepla. Struktura a vlastnosti plynů, ideální plyn, stavová rovnice, Daltonův zákon. Kinetická teorie tepla, zákony termodynamiky, entropie, tepelné děje v plynech, Carnotův cyklus, tepelné a chladicí stroje. Struktura a vlastnosti pevných látek, deformace, Hookův zákon. Struktura a vlastnosti kapalin, povrchové napětí, kapilární jevy. Fázové přeměny, fázový diagram, trojný bod, kritický stav, zkapalňování plynů, vlhkost vzduchu. 2. test 4. Mechanické kmity a vlny, akustika Kmity, kinematika a dynamika harmonických kmitů, kyvadlo. Skládání kmitů, rozklad kmitů na harmonické složky, nucené kmity, rezonance. Vlnění, postupné vlnění v řadě bodů, odraz a interference vlnění, stojaté vlnění, Huygensův princip, odraz a lom rovinné vlny, nerelativistický Dopplerův jev. Akustika, důsledky vlnové povahy zvuku, hladina intenzity a hlasitosti zvuku, fyzikální princip některých hudebních nástrojů, ultrazvuk. 3. test Literatura: Halliday, D.; Resnick, R.; Walker, J.: Fyzika (překlad), Vutium Brno 2000 Lepil, O. a kol.: sada učebnic pro gymnázia (Mechanika, Molekulová fyzika a termika, Mechanické kmity a vlny), Prometheus Svoboda, E. a kol.: Přehled středoškolské fyziky, Prometheus 2006


14.12.2011


56 / 63


14.12.2011

57 / 63


KEF/MRSA

Mikroskopie a rentgenová strukturní analýza Microscopy and X-ray Structural Analysis

Statut:

Volitelný

Počet kreditů:

3

Forma výuky:

Přednáška

Rozsah výuky:

3 HOD/TYD

Ukončení:

Zkouška

Garant:

Doc. RNDr. Roman Kubínek, CSc.

Obsah: 1. Světelná mikroskopie - Teorie zobrazení ve světelném mikroskopu, zvětšení, rozlišovací schopnost, vady zobrazení. Konstrukční části. Zobrazovací metody (světlé a tmavé pole, fázový kontrast, Nomarského diferenciální interferenční kontrast, Hoffmanův modulační kontrast, UV a IČ mikroskopie, fluorescenční mikroskopie?). Příprava vzorků pro světelný mikroskop. Konfokální laserová skenovací mikroskopie. Mikroskopie blízkého pole. Videomikroskopie. 2. Elektronová mikroskopie - Principy elektronové mikroskopie. Interakce elektronu s pevnou látkou. Základy elektronové optiky. Rozlišovací schopnost a hloubka ostrosti EM. Konstrukce transmisního a rastrovacího elektronového mikroskopu. Pracovní režimy EM. Environmentální elektronový mikroskop. Příprava vzorků pro EM. Fixace, odvodňování, sušení a naprašování. Ultramikrotomie, metody mrazového leptání a lomu. Analytická elektronová mikroskopie (WDS, EDS). 3. Mikroskopie skenující sondou - Skenující tunelová mikroskopie, Mikroskopie atomárních sil, Mikroskopie magnetických sil, Mikroskopie elektrostatických sil, Mikroskopie laterálních sil, Skenovací kapacitní mikroskopie, Skenovací teplotní mikroskopie, Skenovací optická mikroskopie v blízkém poli, příbuzné metody ze skupiny SPM metod. 4. Rentgenová strukturní analýza - Teorie struktury krystalických látek. Transformace symetrie, prostorová mříž, elementární buňky, Millerovy indexy. Prvky a operace symetrie. Bravaisovy elementární buňky. Vnější tvar krystalu a poruchy v krystalech. Kvazikrystaly a amorfní látky. Fyzika rentgenových paprsků, Teorie difrakce (Braggova rovnice, reciproká mříž, Laueho podmínky, intenzita difrakčních maxim).. Experimentální metody rentgenové strukturní analýzy. Zdroje a detektory rtg. záření, Debye-Scherrerova metoda. Textury. Metody-Laueho, otáčeného krystalu, Weissenbergova, precesní. Rozptyl pod malými úhly. Literatura: Douglas B. Murphy: Fundamentals of Ligt Microscopy and Electronic Imagin, WileyLiss 2001 Kubínek, R.: Elektronické materiály Kubínek, R., Mašláň, M., Vůjtek, M.: Mikroskopie skenující sondou, UP Olomouc 2002 L.Reimer: Scanning Electron Microscopy - Physics of Image Formation and Microanalysis, Springer 1988 Nauš, J.: Experimentální metody biofyziky I, Učební text UP Olomouc 1985 Plášek, J.: Nové metody optické spektroskopie, Pokroky mat. fyz. astron. 41, 124 1996 Prosser, V. a kol.: Experimentální metody biofyziky, Academia Praha 1989 V. Valvoda, M. Polcarová a P. Lukáč: Základy strukturní analýzy, Univerzita Karlova, Praha 1992


14.12.2011

58 / 63


KFC/CHS

Chemický software Software for Chemistry

Statut:

Volitelný

Počet kreditů:

3

Forma výuky:

Cvičení

Rozsah výuky:

2 HOD/TYD

Ukončení:

Kolokvium

Garant:


Obsah: Studenti se vedle software na kreslení chemických struktur, tvorbu reálných modelů molekul, výpočet fyzikálně chemických vlastností seznámí i s programy, které umožňují pojmenování chemické struktury, databázovými programy určenými pro chemiky atp. Část kurzu je věnována i chemickým zdrojům na Internetu. Obsah cvičení se bude dynamicky vyvíjet a sledovat nejmodernější trendy v dané oblasti. 1. Kreslení chemických vzorců a rovnic 2. Kreslení chemických aparatur 3. Popis a zobrazení molekuly v 3D prostoru 4. Tvorba reálného modelu molekuly 5. Databáze struktur molekul 6. Výpočty fyzikálně chemických vlastností 7. Chemicky orientované databáze 8. Chemické zdroje na Internetu 9. Zobrazení a tisk 3D modelů molekul Literatura: http://antas.agraria.uniss.it/software.html http://chem.yonsei.ac.kr/~lsk/software.html http://www.chem.swin.edu.au/chem_ref.html www.claessen.net/chemistry/soft_en.html


14.12.2011

59 / 63


KFC/CHST

Chemická struktura Chemical Structure

Statut:

Volitelný

Počet kreditů:

4

Forma výuky:

Přednáška

Rozsah výuky:

3 HOD/TYD

Ukončení:

Zkouška

Garant:


Obsah: Přednáška představuje logický celek, který respektuje vznik a vývoj kvantové mechaniky i její současné aplikace. Závěr první části je věnován popisu a možnostem využití principů Newtonovské mechaniky a molekulární dynamiky. Druhá část přednášky představuje nezbytný teoretický úvod metod molekulární spektroskopie. Cílem přednášky je dát studentům ucelený obraz o vývoji a současném stavu elektronových struktur atomů a molekulárních struktur. Výklad je veden tak, aby poznatky byly studentům užitečné i s výhledem pro příští desetiletí. Výběr přednášené látky byl proveden tak, aby vhodně doplnil stávající soubor přednášek chemie a ukázal jejich provázanost s ostatními studijními programy. Přednáška není určena pouze studentů chemie, ale i studentům biologických a fyzikálních předmětů a biochemie. 1. Záření černého tělesa, fotoelektrický jev, částice a vlny, princip neurčitosti, atomová spektra 2. Formalismus kvantové mechaniky, operátory, Schrödingerova rovnice 3. Částice v pravoúhlé jednorozměrné potenciálové jámě 4. Elektron v poli centrální síly, atomový orbital 5. Molekulový ion vodíku, vazby jako překryv atomových orbitalů, homogenní a heterogenní biatomické molekuly 6. Teorie VB, teorie molekulových orbitalů, variační princip, jednoelektronová aproximace, self-consistent field (SCF), Hartree-Fockova (HF) metoda, Hückelova metoda 7. Elektronová korelace, poruchové metody, Moller-Plesetova metoda (MPn), konfigurační interakce CI, vázané klastry CC, multireferenční metody 8. Plocha potenciální energie, reakce molekul, Eyringova teorie 9. Mezimolekulové interakce a jejich význam 10. Molekulová mechanika (MM), klasická molekulová dynamika (MD) 11. Hybridní metody QM/MM, enzymová katalýza 12. Rotační a vibrační spektroskopie 13. Elektronová spektroskopie 14. Excitace molekul, monomolekulární a bimolekulární relaxační procesy, Jablonského diagram, fotochemie Literatura: Havlas, Z.:: Metody a aplikace teoretické chemie, ÚOCHB, UOCHB Praha 1997 Lasovský, J.: Chemická struktura I, skriptum UP Olomouc, Olomouc 1985 Lasovský, J.:: Chemická struktura II, skriptum UP Olomouc, Olomouc 1985 Leach ,A.R.:: Molecular Modelling,Principles and Applications, Singapore 1996 Moore, W. J.:: Fyzikální chemie,, SNTL Praha 1981 Otyepka, M.: Struktura atomů a molekul, Olomouc 2010 Polák, R., Zahradník R.:: Kvantová chemie, Academia, Praha 2000 Skála, L.:: Kvantová teorie molekul, Karolinum, Praha 1994


14.12.2011

60 / 63


KFC/PMV

Právní minimum vysokoškoláka Legal Minimum for University Students

Statut:

Volitelný

Počet kreditů:

4

Forma výuky:

Přednáška

Rozsah výuky:

2 HOD/TYD

Ukončení:

Kolokvium

Garant:

JUDr. Josef Augustin

Obsah: 1. Ústava České republiky 2. Správní právo (Uzemní samospráva, obce, kraje, volby ...) 3. Organizace justice v ČR - Organizace a činnost soudů - Právní postavení osob činných u soudu - Další orgány právní ochrany ( notáři, advokáti, státní zástupci) 4. Pracovní právo Pracovněprávní vztahy Individuální pracovní právo (politika zaměstnanosti..) Pracovní poměr (pracovní řád, doba, mzda ...) 5. Bezpečnost a ochrana zdraví při práci Prevence, odpovědnost a náhrada škody Kolektivní pracovní právo (kolektivní vyjednávání, smlouvy) 6. Zákon o rodině 7. Trestní právo Ochrana ústavně zaručených práv a svobod Průběh trestního řízení 8. Občanské právo hmotné Občanskoprávní vztah - účastníci občanskoprávních vztahů - Vlastnické právo - Věcná práva k cizí věci - Katastr nemovitostí Závazky z právních úkonů (koupě a prodej, darováni, půjčka, nájem...) Dědické právo 9. Zákoník práce 10. Obchodní zákoník (obchodní společnosti a družstva) 11. Živnostenský zákon (druhy živností, živnostenský list, živnostenský rejstřík 12. Obchodní právo (Zadávání veřejných zakázek, ochrana hosp. soutěže, ochrana spotřebitele, Česká obchodní inspekce 13. Daňové zákony (daň z příjmu, DPH, daň z nemovitostí, silniční daň...) 14. Autorské právo, zákon o ochranných známkách. Vynálezy, průmyslové vzory. 15. Evropská integrace a vznik evropských společenství - Evropská unie (Česká republika jako přidružený stát) Mezinárodní dokumenty o lidských právech. Charta OSN, Všeobecná deklarace lidských práv ... Literatura: Aktuální znění zákonů dle doporučení vyučujícího Ústava České republiky


14.12.2011

61 / 63


KMI/GEPR

Geometrické praktikum Laboratory in Geometry

Statut:

Volitelný

Počet kreditů:

2

Forma výuky:

Seminář

Rozsah výuky:

2 HOD/TYD

Ukončení:

Zápočet

Garant:


Obsah: Předmět je doplňkem souběžně probíhajícího teoretického předmětu Geometrie 2 a slouží k praktickému procvičení v něm probíraných matematických základů počítačové grafiky. Výuka probíhá za pomoci grafické knihovny OpenGL, schopnosti, které studenti získají, jsou ale použitelné i v ostatních běžně používaných grafických knihovnách. V první části semestru si studenti osvojí základy práce s OpenGL, v další části je pak použijí k procvičení látky z předmětu Geometrie 2. 1. Základy práce s OpenGL. Připojení knihovny OpenGL k aplikaci, inicializace, základy kreslení jednoduchých útvarů v bloku glBegin - glEnd. 2. Pokročilejší kreslení v OpenGL. Barvení, průhlednost, osvětlení. 3. Souřadnicové systémy a transformace. Použití afinních souřadnicových systémů v OpenGL, matice přechodu, základní afinní transformace a jejich matice, rovnoběžná projekce a její matice, matice ModelView, Projection a ViewPort, maticový zásobník. 4. Metrická geometrie v OpenGL. Vzdálenosti a odchylky, izometrické transformace a jejich matice. 5. Projektivní geometrie v OpenGL. Homogenní souřadnice, použití projekční matice k perspektivnímu promítání, nevlastní body. Literatura: Bican L.: Lineární algebra a geometrie, Praha, Academia 2000 Budinský B.: Analytická a diferenciální geometrie, Praha, SNTL 1983 Horák P.; Janyška J.: Analytická geometrie, Masarykova univerzita 2002 OpenGL(R) Programming Guide: The Official Guide to Learning OpenGL(R), Version 2, Addison-Wesley Professional 2005 OpenGL(R) Reference Manual: The Official Reference Document to OpenGL, Version 1.4, Addison-Wesley Professional 2004 Pressley A.: Elementary Differential Geometry, Springer 2001 Riddle D.R.: Analytic Geometry, Brooks Cole 1998 Žára, J., Beneš, B., Sochor, J., Felkel, P.: Moderní počítačová grafika, 2. vyd, Brno, Computer Press 2004


14.12.2011

62 / 63


KMI/POS

Počítačové sítě Computer Networks

Statut:

Volitelný

Počet kreditů:

5

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Zkouška

Garant:

Doc. Ing. Lenka Carr-Motyčková, CSc. Mgr. Jan Outrata, Ph.D.

Obsah:

Počítačové sítě: struktura počítačové sítě, topologie, standardizace počítačových sítí, přenos dat, směr přenosu, paralelní a sériový přenos,
asynchronní a synchronní přenos, přenosová rychlost.
Lokální počítačové sítě: vlastnosti a použití, přenosová média, přístupové metody, typy sítí.
Rozlehlé počítačové sítě: vlastnosti a využití, přenosová média, technika přenosu.
Propojení sítí: opakovač, most, přepínač, směrovač, brána.
Internet: historie a charakteristika Internetu. Protokoly: IP, TCP, UDP.
Režijní služby: DHCP. DNS, firewall, QoS, NAT.
Aplikační protokoly: DNS, TELNET, HTTP, FTP, SMTP, POP, IMAP, SSH. Literatura: Lhotka L.: Server v Internetu, Kopp 1996 Smith R. E.: Internet Cryptography, Addison Wesley 1997 Stevens W. R.: TCP/IP Illustrated, Volume 1 -- The Protocols, Addison Wesley 1994 Walton S. E.: IPv6 Programming, Addison Wesley 2002


14.12.2011

63 / 63


LRR/IZVB

Informační zdroje v biologii Information Resources in Life Sciences

Statut:

Volitelný

Počet kreditů:

4

Forma výuky:


Rozsah výuky:


Ukončení:

Kolokvium

Garant:

Doc. RNDr. Vladimír Kryštof, Ph.D.

Obsah: Práce s odbornou literaturou. Obecné bibliografické databáze (Pubmed, Web of Science, EBSCO, ProQuest, atd). Plnotextové databáze obecné a vydavatelské. Sekvenční a strukturní databáze. Srovnávání sekvencí nukleových kyselin a proteinů. Vyhledávání genů. Funkční genomika. Klasifikace proteinů a proteomika. Posttranslační modifikace proteinů. Fylogenetické studie a srovnávací genomika. Literatura: Baxevanis AD, Ouellette BFF: Bioinformatics: A Practical Guide to the Analysis of Genes and Proteins, WileyBlackwell; 3rd Edition edition 2004 Bishop, M.J.: Genetics Databases, Academic Press 1999 Claverie, J.M.: Bioinformatics for Dummies, John Wiley & Sons; 2nd Edition edition 2006 Sadek, H.A.: Bioinformatics: Principles and Basic Internet Applications, Trafford Publishing 2006

D - PŘEDMĚTY - AKREDITAČNÍ SESTAVA

Recommend Documents