Wydział Informatyki
Kierunek studiów Data Science Poziom i forma studiów pierwszego stopnia inżynierskie stacjonarne
Specjalność / Ścieżka dyplomowania --- Profil kształcenia ogólnoakademicki
Nazwa przedmiotu Logika matematyczna Kod przedmiotu DS1S1LMA
Rodzaj przedmiotu obowiązkowy
Forma zajęć i liczba godzin W Ć L P Ps T S Semestr 1
15 15 Punkty ECTS 3
Przedmioty wprowadzające
Cele przedmiotu

Przekazanie podstawowej wiedzy z zakresu logiki matematycznej i teorii mnogości, ze szczególnym uwzględnieniem zastosowań w inżynierii danych.
Rozwój umiejętności formalnego myślenia i modelowania strukturalnego niezbędnych do projektowania struktur danych i algorytmów oraz analizy i rozwiązywania problemów w inżynierii danych.

Treści programowe

Wykład

1. Zbiory jako struktury danych. Zbiory potęgowe, moce zbiorów, równoliczność zbiorów.
2. Operacje na zbiorach: część wspólna, suma, różnica, iloczyn kartezjański. Podstawowe prawa algebry zbiorów.
3. Rachunek zdań. Zmienne zdaniowe, spójniki logiczne. Formuły zdaniowe i ich wartości logiczne. Tautologie, kontrtautologie, spełnialność. Tablice prawdy.
4. Teoria dowodów i wnioskowania. Metody dowodzenia.
5. Rachunek predykatów. Logika pierwszego rzędu: zmienne, predykaty, kwantyfikatory (istnienia, ogólności).
6. Formuły logiczne w rachunku predykatów. Interpretacje formuł i modele logiczne.
7. Relacje binarne i ich właściwości. Definicja, reprezentacja graficzna i algebraiczna. Właściwości relacji: zwrotność, przeciwzwrotność, symetryczność, przeciwsymetryczność, antysymetryczność, przechodniość, spójność.
8. Operacje składania i odwracania relacji.
9. Relacje równoważności i ich zastosowania w inżynierii danych. Definicja, właściwości relacji równoważności, podział zbiorów i klasy abstrakcji.
10. Teoria porządków. Porządki częściowe i liniowe w zbiorach.
11. Elementy wyróżnione, kresy oraz ograniczenia górne i dolne zbiorów uporządkowanych.
12. Funkcje jako odwzorowania między zbiorami. Bijekcje, iniekcje i suriekcje.
13. Operacje składania i odwracania funkcji.
14. Sprawdzian zaliczeniowy.
15. Poprawa sprawdzianu zaliczeniowego.

Ćwiczenia

1. Określanie właściwości zbiorów.
2. Wykonywanie działań na zbiorach, w tym zbiorach zbiorów. Wyznaczanie iloczynu kartezjańskiego oraz uogólnionej sumy i iloczynu.
3. Badanie spełnialności i tautologiczności formuł rachunku zdań. Minimalizacja funkcji logicznych. Koniunkcyjna i dysjunkcyjna postać normalna formuły logicznej.
4. Weryfikacja poprawności wybranych rozumowań.
5. Konstruowanie formuł przy użyciu zmiennych, predykatów, kwantyfikatorów i spójników logicznych.
6. Rozróżnianie formuł otwartych od formuł zamkniętych. Badanie tautologiczności oraz spełnialności formuł rachunku predykatów w wybranych modelach.
7. Określanie właściwości relacji.
8. Wykonywanie działań na relacjach.
9. Wyznaczanie klas abstrakcji i podziału zbioru dla wybranych relacji równoważności.
10. Rozpoznawanie typów zbiorów uporządkowanych.
11. Wyznaczanie kresów oraz elementów wyróżnionych w zbiorach uporządkowanych.
12. Badanie właściwości funkcji.
13. Wykonywanie operacji na funkcjach.
14. Sprawdzian zaliczeniowy.
15. Poprawa sprawdzianu zaliczeniowego.

Metody dydaktyczne

wykład konwersatoryjny,   wykład problemowy,   wykład z prezentacją multimedialną,   ćwiczenia przedmiotowe,  

Forma zaliczenia

Wykład (W): zaliczenie pisemne
Ćwiczenia (Ć): kolokwia

Symbol efektu uczenia się Zakładane efekty uczenia się Odniesienie do kierunkowych efektów uczenia się
EU1 podstawowe pojęcia logiki matematycznej i teorii mnogości DS1_W01
EU2 wykonywać działania na zbiorach oraz badać własności zbiorów DS1_U01
EU3 uzasadniać poprawność rozumowań oraz badać spełnialność i tautologiczność formuł rachunku zdań i predykatów DS1_U01
EU4 sprawdzać podstawowe własności relacji, w tym relacji równoważności i relacji porządku, wykonywać działania na funkcjach i relacjach, wyznaczać klasy abstrakcji DS1_U01
EU5 precyzyjnego formułowania argumentów, rozwiązywania problemów matematycznych i logicznego myślenia DS1_K01
Symbol efektu uczenia się Sposób weryfikacji efektu uczenia się Forma zajęć na której zachodzi weryfikacja
EU1 zaliczenie pisemne W
EU2 kolokwium Ć
EU3 kolokwium Ć
EU4 kolokwium Ć
EU5 kolokwium Ć
Bilans nakładu pracy studenta (w godzinach) Liczba godz.
Wyliczenie
1 - udziałem w wykładach 15
2 - udziałem w innych formach zajęć 15
3 - indywidualnym wsparciem merytorycznym procesu uczenia się, udziałem w zaliczeniach organizowanych poza planem zajęć 4
4 - przygotowaniem do zaliczenia wykładu 11
5 - przygotowaniem do bieżących zajęć 30
RAZEM: 75
Wskaźniki ilościowe GODZINY ECTS
Nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela 34
(1)+(2)+(3)
1.4
Nakład pracy studenta związany z zajęciami o charakterze praktycznym 60
(2)+(3)+(4)+(5)
2.4
Literatura podstawowa

1. W. Marek, J. Onyszkiewicz, Elementy logiki i teorii mnogości w zadaniach, PWN, 2022
2. Ławrow, Ł. Maksimowa, Zadania z teorii mnogości, logiki matematycznej i teorii algorytmów, PWN, 2004
3. K. A. Ross, C. R. B. Wright, Matematyka Dyskretna, PWN, 2014

Literatura uzupełniająca

1. H. Matuszewska, W. Matuszewski, Elementy logiki i teorii mnogości dla informatyków, BEL Studio, 2017
2. H. Rasiowa, Wstęp do matematyki współczesnej, PWN, 2022
3. M. Ben-Ari, Logika matematyczna w informatyce, WNT, 2006

Jednostka realizująca Katedra Informatyki Teoretycznej Data opracowania programu
Program opracował(a) dr Marzena Filipowicz-Chomko,dr Magdalena Kacprzak 2025.03.03