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Nombre Curso:
Código:
Créditos:
Sección:
Periodo:
Horario clase:
Salón:
Profesor:
Horario de atención:
Laboratorio:
Asistente:
Programación científica
IBIO2240
3
01
2013-II
Lunes y jueves
Lunes: W-504
Mario Valderrama
Martes
15:30 - 16:30
Lunes
15:30 - 16:30
Miércoles
17:00 – 18:20
Andrea del Pilar Sánchez
10:00 – 11:20
Jueves: ML-614
[email protected] Of. ML-219
Jueves 11:30 – 12:30
ML-108A
ML-111
[email protected]
PRESENTACIÓN
En los últimos años, gracias a los grandes avances tecnológicos en materia de poder de cómputo y
almacenamiento, se han logrado resolver problemas en ingeniería a escales inimaginables algunos años
atrás. La ingeniería biomédica es por supuesto un área de la ingeniería que se ha visto muy beneficiada
por el avance tecnológico relacionado con los sistemas de computo, los cuales han permito por ejemplo
la simulación de modelos biológicos a grandes escalas o el desarrollo de sistemas portátiles capaces de
medir y analizar diferentes variables biomédicas en tiempo real y con gran precisión. El propósito del
curso es por lo tanto brindar al estudiante las herramientas básicas de programación y métodos
numéricos para la solución de problemas en ingeniería biomédica. Comenzando con una presentación
de los conceptos básicos de algunas de las herramientas de programación usadas comúnmente en
ingeniería, el curso se focalizará en el estudio y la implementación en computador de algunos de los
métodos numéricos más comunes en el análisis de problemas en bioingeniería.
HABILIDADES DEL PROGRAMA DESARROLLADAS EN EL CURSO (OUTCOMES ABET)
A. Habilidad para aplicar el conocimiento de matemáticas, ciencia e ingeniería.
J. Conocimiento de temas actuales.
K. Habilidades para utilizar las técnicas, destrezas y herramientas modernas de la Ingeniería
necesarias para la práctica de la ingeniería biomédica.
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
Al final satisfactoriamente el curso se espera que el estudiante tenga la capacidad de:


Usar herramientas computacionales tales como C y Matlab para la implementación de diferentes
métodos numéricos útiles en la solución de problemas en ingeniería. (OUTCOME K)
Analizar sistemas lineales y no-lineales con la ayuda de herramientas computacionales a partir de
métodos tales como eliminación gaussiana, reducción Gauss-Jordan, soluciones iterativas,
interpolación, y métodos de Newton y Newton-Rapson. (OUTCOMES A, K)


Análisis asistido por herramientas computacionales de modelos multi-dimensionales que
contengan ecuaciones diferenciales ordinarias y en particular métodos de Euler y Runge-Kutta.
(OUTCOMES A, K)
Revisar continuamente la literatura científica relacionada con avances en métodos numéricos en
ingeniería biomédica. (OUTCOME J)
METODOLOGÍA
Los temas se desarrollarán por medio de sesiones de clases y talleres presenciales, los cuales se apoyarán
en soportes computacionales para su realización. Los temas vistos en clase se complementarán con
sesiones de laboratorio con las cuales se busca que el estudiante pueda aplicar lo aprendido a contextos
particulares. Se espera que los estudiantes preparen anticipadamente los temas de cada clase y que
realicen un trabajo continuo a lo largo del curso.
EVALUACIÓN
Parcial I
Parcial II
Parcial III
Examen final
Laboratorio
Talleres, tareas y quices
15%
15%
15%
25%
15%
15%
La nota definitiva del curso será aproximada a la nota más cercana del rango de notas entre 1,50 y 5,00
con pasos de 0.50 unidades. Se exceptúa sin embargo el caso de 2,75 – 3,00, aproximando únicamente a
3.00 cuando la nota final es superior o igual a 2,85.
REFERENCIAS
1. Dunn S, Constantinides A, Moghe PV. Numerical Methods in Biomedical Engineering.
Elsevier Academic Press, 2006.
2. King MR, Mody NA. Numerical and Statistical Methods for Bioengineering: Applications in
MATLAB (Cambridge Texts in Biomedical Engineering). Cambridge University Press, 2010.
3. Press WH, Flannery BP, Teukolsky SA, Vetterling WT. Numerical Recipes in C: The Art of
Scientific Computing. Cambridge University Press, 2 edition, 1992.
4. Deitel HM, Deitel PJ. C how to program. Prentice-Hall International, 1992.
5. http://www.mathworks.com/academia/student_center/tutorials/launchpad.html
CONTENIDO
Mes Sem.
Jul
1
Agosto
2
3
4
5
Septiembre
6
7
8
9
10
Octubre
11
12
13
Noviembre
14
15
16
Día
Módulo
Tema
L 29
Introducción, herramientas de programación
J
1
Introducción al ambiente de C y Matlab
L
5
Bases de programación: declaraciones, variables
J
8
Herramientas de Representación de números, arreglos y matrices
programación Estructuras, celdas
L 12
J 15
Funciones
Festivo
Evaluación 1
L 19
J 22
L 26
J 29
L
2
J
5
L
9
Solución de ecuaciones lineales
Eliminación gaussiana
Análisis de
Gauss-Jordan
modelos lineales
Descomposición LU
Soluciones iterativas
J 12
Sistemas de ecuaciones no-lineales
L 16
Método de secante
Evaluación 2
J 19
L 23
J 26
Análisis de
modelos nolineales
Semana de trabajo individual
L 30
Método de falsa posición
J
3
Método de Newton-Raphson
L
7
Método de Newton-Raphson
J 10
Interpolación de polinomios
Festivo
L 14
J 17
Interpolación
L 21
Gregory-Newton
Splines cúbicos
Evaluación 3
J 24
L 28
J 31
L
4
J
7
L 11
J 14
Método de Euler
Análisis de
ecuaciones
diferenciales
ordinarias
Método modificado de Euler
Festivo
Runge-Kutta
Festivo
Ecuaciones diferenciales simultáneas