Το μάθημα στοχεύει στο να εκπαιδεύσει τον φοιτητή στον Προγραμματισμό Η/Υ σε γλώσσα Python/Matlab και ειδικότερα σε εφαρμογές του προγραμματισμού στην Αριθμητική Ανάλυση και την Μηχανολογία. Ειδικότερα στοχεύει στο να μάθει τον φοιτητή να αναλύει ένα πρόβλημα σε διακριτά βήματα, να σχεδιάζει και να υλοποιεί αλγορίθμους για την επίλυση μαθηματικών κυρίως προβλημάτων που απαντώνται στην ειδικότητα του Μηχανολόγου, να μεταφέρει δεδομένα σε πίνακες, να εξάγει υπολογισμούς και μετρήσεις που βοηθούν στην ανάλυσή τους, να τα παρουσιάζει με κατάλληλη μορφοποίηση και να χρησιμοποιεί εγγενείς συναρτήσεις της Python για να ενισχύσει την επίλυση των προβλημάτων. Επίσης, στοχεύει στο να εκπαιδεύσει τον φοιτητή μέσα από τις εργαστηριακές ασκήσεις να υλοποιεί ένα πρόγραμμα, να το αποσφαλματώνει και να το εκτελεί.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές θα μπορούν να:

• Να γράφουν βασικά προγράμματα σε Python/Matlab.
• Να χρησιμοποιούν μεταβλητές, δομές ελέγχου και βρόχους.
• Να χειρίζονται αλφαριθμητικά, λίστες και αρχεία.
• Να σχεδιάζουν και να υλοποιούν συναρτήσεις.
• Να αναλύουν απλά προβλήματα και να τα επιλύουν προγραμματιστικά

Γενικές Ικανότητες

• Ικανότητα κατανόησης της δομής ενός προγράμματος και της κατάλληλης χρήσης των βασικών εντολών 

• Ικανότητα για αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών διαδικτύου και βιβλιογραφικής έρευνας 

• Ικανότητα για επεξεργασία δεδομένων και κρίση στην λήψη αποφάσεων

• Ικανότητα για αυτόνομη εργασία , μέσω της εκπόνησης ατομικά εκτελούμενων εργασιών και ασκήσεων

• Ικανότητα για ομαδική εργασία μέσω της εκπόνησης ομαδικά εκτελούμενων εργασιών και ασκήσεων. 

• Ικανότητα για προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης.

• Ικανότητα για ανάπτυξη, αποσφαλμάτωση και βελτιστοποίηση προγραμμάτων.

• Ικανότητα σχεδιασμού και υλοποίησης των κατάλληλων προγραμμάτων για επίλυση προβλημάτων μηχανολογικού ενδιαφέροντος.

Δομή Μαθήματος, εφόσον επιλέγεται ως εργαλείο εκμάθησης προγραμματισμού Η/Υ, η Python

• Εισαγωγή στον Προγραμματισμό – Τι είναι ο αλγόριθμος, ψευδοκώδικας, ιστορία της Python

• Εγκατάσταση Python/Matlab, περιβάλλον εργασίας (IDLE, Jupyter, VS Code), η πρώτη εκτύπωση print()

• Μεταβλητές, τύποι δεδομένων (int, float, str, bool), είσοδος από τον χρήστη input()

• Τελεστές (αριθμητικοί, λογικοί, συγκριτικοί), χρήση της type()

• Δομές ελέγχου: if, elif, else – παραδείγματα

• Επαναληπτικές δομές: while και for, εισαγωγή στην range()

• Συναρτήσεις – ορισμός, παράμετροι, επιστροφή τιμής, def

• Συναρτήσεις (συνέχεια) – καθολικές και τοπικές μεταβλητές, αναδρομή (προαιρετικά)

• Σύνθετοι τύποι: Λίστες – δημιουργία, προσπέλαση, μέθοδοι (append, remove κ.λπ.)

• Αλφαριθμητικά – χειρισμός strings, slicing, μέθοδοι (lower(), split(), join())

• Εισαγωγή σε αρχεία – άνοιγμα, ανάγνωση, εγγραφή (open, read, write)

• Απλά έργα (mini-projects) και ανακεφαλαίωση

Δομή Μαθήματος, εφόσον επιλέγεται ως εργαλείο εκμάθησης προγραμματισμού Η/Υ, τoMatlab

1.   Εισαγωγή στο MATLAB

       Περιβάλλον εργασίας, Command Window, Scripts

 2.   Μεταβλητές, Πίνακες, Διανύσματα

       Δημιουργία, προσπέλαση και λειτουργίες

 3.   Δομές Ελέγχου

        if, switch, for, while, break

  4.  Συναρτήσεις και Modular Programming

       Δημιουργία, εισόδους/εξόδους, τοπικές μεταβλητές

 5.  Ανάγνωση και Εγγραφή Δεδομένων

       Εισαγωγή/εξαγωγή από αρχεία

   6. Οπτικοποίηση Δεδομένων

       2D/3D γραφήματα, plot, mesh, surf

   7.  Εφαρμογές & Μοντελοποίηση

Εναλλακτικά θέματα:

αποσφαλμάτωση, καλές πρακτικές

Χρήση εμπορικών προγραμμάτων ελεύθερου λογισμικού Python/Matlab.

Λογισμικό Λογιστικών φύλλων. Λογισμικό δημιουργίας γραφικών παραστάσεων από δεδομένα.

Χρήση διαφανειών στις παραδόσεις.

Υποστήριξη μαθησιακής διαδικασίας (θεωρίας και εργαστηρίων) μέσω της ηλεκτρονικής πλατφόρμας e-class.

Οι διαφάνειες του Θεωρητικού μέρους του μαθήματος και οι ασκήσεις του αντίστοιχου εργαστηριακού μέρους, διατίθενται μέσω της Ηλεκτρονικής Πλατφόρμας eclass

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ

Ι. Γραπτή τελική εξέταση θεωρίας που περιλαμβάνει:

-Επίλυση προβλημάτων

ΙΙ. Εξέταση εργαστηρίου που περιλαμβάνει:

-Ενδιάμεση και τελική εξέταση στο εργαστήριο.

Ο τελικός βαθμός διαμορφώνεται με βαρύτητα 70% του βαθμού εξέτασης της θεωρίας και 30% του βαθμού εργαστηρίου με όρους και προϋποθέσεις που ανακοινώνονται της ηλεκτρονικής πλατφόρμας (eclass) του μαθήματος στην έναρξη κάθε εξαμήνου.

Βιβλιογραφία, εφόσον επιλέγεται ως εργαλείο εκμάθησης προγραμματισμού Η/Υ, η Python

• Guttag John V., “Εισαγωγή στον Υπολογισμό και τον Προγραμματισμό με την Python”, ISBN: 9789604911592, Εκδότης Α. ΠΑΠΑΣΩΤΗΡΙΟΥ & ΣΙΑ Ι.Κ.Ε

• Schneider David, “Εισαγωγή στον Προγραμματισμό με την Python”, ISBN: 9789605126933, Εκδότης Χ. ΓΚΙΟΥΡΔΑ & ΣΙΑ ΕΕ.

• Matthes E., “Η ΓΛΩΣΣΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ PYTHON”, ISBN: 9786182020036, Εκδότης ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΔΙΣΙΓΜΑ ΙΚΕ.

• Severance R. Charles, “PYTHON ΓΙΑ ΟΛΟΥΣ”, ISBN: 9786182021804, Εκδότης ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΔΙΣΙΓΜΑ ΙΚΕ.

• Μαμουλής N., “Μαθαίνοντας προγραμματισμό με την Python”, ISBN: 9789606357046, Εκδότης: ΠΕΔΙΟ ΕΚΔΟΤΙΚΗ, ΔΙΑΦΗΜΙΣΤΙΚΗ ΚΑΙ ΡΑΔΙΟΤΗΛΕΟΠΤΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΩΝ Α.Ε.

• Καραμπατζάκης Π.Φ., Καραμπατζάκης Π. Δ., “ΔΟΜΗΜΕΝΟΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ΜΕ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΕ PYTHON”, ISBN: 9786182021026, Εκδότης ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΔΙΣΙΓΜΑ ΙΚΕ.