ТЕМАТИЧЕН ПЛАН НА ДИСЦИПЛИНАТА ХЕМОМЕТРИКА

ИЗИСКВАНИЯ КЪМ СТУДЕНТИТЕ

1. Според правилника на ПУ (или някакво неписано правило) лекциите не са задължителни за посещение, но лекторът ще прави проверка на присъствието на студентите. При отсъствие на студент от дадена лекция, консултации по темата на лекцията не се дават.

2. Допуска се само едно неприсъствие на упражнение – при повече студентът няма да получи заверка на семестъра. Пропуснатото упражнение се “включва” като допълнителна задача в един от колоквиумите.

3. По време на лекции и упражнения се изисква спазване на правилника на ПУ и тишина от студентите в границите на ниво, което не пречи на преподавателя и студентите. При нарушения на студента се пише отсъствие от лекцията или упражнението.

4. Ако студентът иска да ползва свои записки при провеждане на двата колоквиума, то той/тя трябва да има отделна тетрадка по дисциплината “Хемометрика”, която се заверява от преподавателя. На колоквиумите и теста може да се използва цитираната по-горе литература и само собствената тетрадка на студента.

5. Час за консултации от гл. ас. д-р Пламен Пенчев: петък 14:00 – 18:00.

ИЗПИТВАНЕ И ОЦЕНЯВАНЕ НА СТУДЕНТИТЕ

Изпитване

Изпитването по дисциплината се състои от провеждане на един колоквиум по време на семинарните занятия (вижте плана на дисциплината по-горе) и краен изпит по време на изпитната сесия. (Ако се изпусне упражнение поради празник или семинарите са назад поради трудности при възприемане на материала, то колоквиумът се провежда по време на изпита!)

Датата за провеждане на колоквиума е дадено в тематичния план на дисциплината, а продължитетлостта му е от половин час до 45 мин за всеки студент. Всеки студент получава лист със задачи, които решава с помощта на компютър и резултатите се записват в листа със задачи. Студентът има право да използва всички учебни материали, отбелязани в литературата по дисциплината, и единствено своята тетрадка без никакви “хвърчащи” листове.  На самия лист със задачи има 4 раздела, чието пълно решаване води до оценки, съответно 3, 4, 5 и 6. Оценка под 2.99 се закръглява на 2.00. Крайната оценка от колоквиума се изчислява до стотни, например 4.78 и се взима с тегло при формиране на крайната оценка (виж раздела оценяване по-долу в текста).

Крайният семестриален изпит се провежда като пасивен тест на компютър. Всеки въпрос има пет отговора, от които само един е верният. Времето за решаване на теста се определя от компютъра. Тестът е разработен в три варианта, които се различават един от друг и се избират от компютъра. Резултатите се запазват в текстови файл за архива на преподавателя. Могат да се използват учебни материали и записките в тетрадката на студента, който провежда теста.

Предупреждение: при двата колоквиума и при теста целта е да се оцени индивидуално всеки един студент, а не да се постави групова оценка. Затова всяко една комуникация между студентите ще води до анулиране на изпитването и поставяне на оценка 2.

Оценяване

Оценката от теста се дава от компютъра, в зависимост от броя верни отговори (БВО) по схемата, където ОБВ е общият брой въпроси в теста.

Тест = 2.00 + БВО / ОБВ,

Оценка под 2.99 се закръглява на 2.00.

Крайната оценка по дисциплината се формира от оценката на колоквиума и оценката на теста по формулата:

Оцeнка = К1 * 0.4  + Тест * 0.6,

където К1 е оценката от колоквиума, а Тест е оценката от семестриалния изпит (компютърния тест)

 

 

ПЛАН НА ЛЕКЦИИТЕ И УПРАЖНЕНИЯТА

по “Хемометрика”

Увод

I

Едномерно разпределени случайни величини

1. Случайна Величина

1.1. Представа за случайна величина.

1.2. Числови характеристики на случайните величини.

1.3. Свойства на числовите характеристики на случайните величини.

1.4. Равномерно разпределение.

1.5. Нормално разпределение.

Задачи

2. Статистически оценки на параметрите на разпределението

2.1. Средна стойност.

2.2. Стандартно отклонение.

2.3. c2-разпределение с n степени на свобода.

2.4. Разпределение на Стюдънт (t-разпределение).

Задачи.

II

Многомерно разпределени случайни величини

3. Многомерно пространство на образите и разстояние в него

3.1. Химични обекти и събития, многомерни образи.

3.2. Двоични образи.

3.3. Пространство на образите.

3.4. Мерки за разстояние в пространството на образите.

Задачи.

4. Класификация по разстоянието до центроидите на извадката

4.1. Центроид.

4.2. Метод на центроидите.

4.3. Нагледно представяне на метода.

4.4. Разделяща повърхност.

Задачи

5. Хемометрични методи – обзор. Структуриране на данните

5.1. Класификацията на хемометричните методи.

5.2. Прилагане на хемометричните методи.

5.3. За данните и не само за тях.

5.4. Конструиране на обучаваща, тестваща и валидираща извадки.

5.5. Скалиране на данните в извадките.

5.5.1. За необходимостта от скалиране на данните.

5.5.2. Традиционно скалиране на спектрални данни.

5.5.3. Интервално скалиране.

5.5.4. Автоскалиране.

5.5.5. Други методи за скалиране.

Въпроси

Задачи от линейна еднопроменлива регресия.

6. Класификация с линейна обучаваща машина

6.1. Алгоритъм.

6.2. Разделяща хипер-равнина.

6.3. Обучение.

Въпроси и задачи

7. Матрици, детерминанти и система от линейни уравнения (преговор)

7.1. Матрици.

7.2. Детерминанти.

7.3. Решаване на системи от линейни уравнения.

Задачи.

8. Многопроменлива линейна регресия

8.1. Линейна еднопроменлива регресия.

8.2. Линейна многопроменлива регресия.

8.2. Работа със статистически програми.

Задачи.

9. Моделиране на химичния експеримент

9.1. Моделиране.

9.2. Видове фактори.

9.3. Основни етапи на моделирането.

9.4. Активен експеримент при две нива на входните фактори.

Въпроси и задачи.

10. Спектрално подобие: използване в спектроскопията

10.1. Спектрални признаци.

10.2. Спектралната крива като вектор и като образ.

10.3. Сравняване на спектрални криви.

10.4. Търсене в спектрални библиотеки.

10.5. Химична структура на библиотечните спектри.

Семинар: Работа с библиотеки от ИЧ и Раман спектри.

11. Изкуствени невронни мрежи (ИНМ)

11.1. ИНМ с право разпространение на сигналите.

11.2. Обучение на ИНМ.

Въпроси и задачи.

III

 Приложение на хемометричните методи в химията и спектроскопията

12. Линеен дискриминантен анализ. [презентация]

Семинар: Линеен дискриминантен анализ.

13. Приложение на линейната многопроменлива регресия за изчисляване на топлини на образуване на алкани

13.1. Дефиниция на топлина на образуване.

13.2. Топлини на химични реакции.

13.3. Изчисляване на топлините на образуване на алкани с помощта на адитивна схема.

Въпроси и задачи.

14. Многокомпонентен анализ на смеси чрез техните УВ-Вид спектри

14.1. Електронни спектри на смес от вещества.

14.2. Многокомпонентен анализ на смеси от вещества.

Въпроси и задачи

15. Колоквиум (Примерен колоквиум с решенията на задачите)

Семинар: Класификация на ИЧ и мас-спектри с метода на центроидите и линейната обучаваща машина.

Литература

1. М. А. Шараф, Л. Иллмэн, Б.Р. Ковальски; Хемометрика. Химия, Ленинград, 1989.

2. K. Varmuza; Chemometrics. Springer Verlag, Berlin, 1980.

3. D.L. Massart, B.G.M. Vandeginste, S.N. Deming, Y. Michote, L. Kaufman; Chemometrics: A Textbook. Elsevier, Amsterdam, 1988.

4. П. Джурс, Т. Айзенауэр; Распознавание образов в химии. Мир, Москва, 1977.

5. В.А. Ильин, Э.Г. Позняк, Линейная алгебра, Наука, Москва, 1984.

6. В. Симеонов; Принципи на обработка на данни от химичните анализи. Изд. на СУ ”К. Охридски”, София, 1987, 1997 (второ издание)

7. Васил Симеонов, Информационни аспекти в химичния анализ. Изд. “Образователни технологии”, София, 1999.

8. Л. Футеков, П. Пенчев, Теория на експеримента. Издателство на Пловдивския университет, Пловдив, 1992, 1999.

9. П. Пенчев, Ръководство за упражнения по Хемометрика. Разпечатано в катедрата, 2008 г.