Análise e Transformação de Dados

Conhecimentos de Base Recomendados

Análise Matemática I, Análise Matemática II, Álgebra Linear e Geometria Analítica, Estatística, Introdução à Programação e Resolução de Problemas, Teoria da Informação

Métodos de Ensino

- Aulas teóricas (2h/sem) para apresentação e discussão da matéria e resolução de exercícios, estabelecendo a interligação com as outras aulas, usando meios audiovisuais e demonstrações computacionais.

- Aulas teórico-práticas (1h/sem) para introdução à resolução analítica e computacional dos exercícios das fichas práticas.

- Aulas práticas laboratoriais (2h/sem) para apoio à realização de várias fichas práticas.

 

Recursos:

- Slides de apoio às aulas teóricas

- Bibliografia diversa

- Fichas práticas

- Questionários online (no Moodle) para treino e autoaprendizagem

- Software: Matlab e Python

Resultados de Aprendizagem

A unidade curricular corresponde a uma visão alargada e integradora das ferramentas de análise, modelação e transformação de dados para o tratamento computacional dos fenómenos e processos dinâmicos do mundo material e imaterial. Este assunto é apresentado em contextos específicos da Engenharia Informática e da sua interligação com outros domínios.

A disciplina pretende desenvolver as competências:

- Compreensão e interpretação de fenómenos e processos dinâmicos do mundo real e virtual;

- Capacidade de análise de dados suportada por ferramentas computacionais;

- Aprofundamento do raciocínio matemático para extração de informação;

- Capacidade de resolução de problemas concretos no âmbito da análise e transformação de dados uni e multidimensionais no domínio do tempo, do espaço e da frequência.

A disciplina também contribui para o desenvolvimento de competências a nível do trabalho em grupo, do raciocínio crítico, da capacidade argumentativa, da pesquisa e da autoaprendizagem.

Estágio(s)

Não

Programa

Capítulo 1: Introdução

- Razões para a Análise e Transformação de Dados

- Análise de fenómenos dinâmicos

- Interação do computador com o mundo exterior

- Sinais e suas propriedades

 

Capítulo 2: Análise de Séries Temporais

- Introdução

- Processos estacionários e não-estacionários

- Componentes das Séries Temporais

- Identificação de Modelos

 

Capítulo 3: Sistemas Lineares

- Sistemas em Tempo Discreto

- Transformada de Z

- Propriedades dos sistemas

- Análise de Sistemas

 

Capítulo 4: Transformadas de Fourier

- Transformadas de Fourier (FS, FT, DTFT, DFT),

- Resposta em frequência e teorema da amostragem

- Resolução e Ruído

- Filtros digitais

 

Capítulo 5: Análise Tempo-Frequência

- Transformada de Fourier em Janelas (STFT)

- O dilema do princípio da incerteza

- Transformada de Wavelet

 

Capítulo 6: Outras Transformadas

- Transformada Karhunen-Loéve

- Outras transformadas de base ortogonal

- Transformações para compressão de dados

- Exemplos em vários domínios de aplicação

Docente(s) responsável(eis)

Alberto Jorge Lebre Cardoso

Métodos de Avaliação

Avaliação
Projecto: 15.0%
Mini Testes: 30.0%
Exame: 55.0%

Bibliografia

- Steven Smith, “The Scientist and Engineer’s Guide to Digital Signal Processing”, eBook: http://www.dspguide.com/

- Glyn James, "Advance Modern Engineering Mathematics", 4th edition, Pearson, 2011

- A. V. Oppenheim, R. W. Shafer, “Discrete-time signal processing”, 2nd ed. Prentice-Hall, 1999

- K. Sayood, “Introduction to data compression”, 2nd edition, Morgan Kaufman, 2000

- J. Stein, “Digital Signal Processing – a computer science perspective”, Wiley, 2000

- E. Kamen, B. Heck, “Fundamentals of Signals and Systems - Using Matlab”, Prentice Hall, 1997

- Chatfield, C., “The analysis of time series – an introduction”. 5th ed. Chapman and Hall, London, UK, 1996

- Brockwell and Davis, Introduction to Time Series and Forecasting, Second Edition, Springer, 2003