Studijní program Výpočetní a aplikovaná matematika

Neustálý vývoj výpočetní techniky, elektroniky a software vedl (a stále vede) k bouřlivému rozvoji těch oblastí matematiky, které jsou spojeny s numerickým řešením praktických úloh, s počítáním. O tom, co považujeme za bouřlivý rozvoj, si můžete udělat představu, když si zadáte v Googlu třeba heslo řešení lineárních rovnic (solution linear equations) — dostanete seznam více než 197 000 000 odkazů (říjen 2019). Toto ohromující číslo odráží význam numerického řešení soustav lineárních rovnic, velký pokrok, kterého bylo v této oblasti dosaženo, a také množství lidí, kteří na tomto problému pracují. Podařilo se tak například najít metody řešení, jejichž pracnost pro důležité třídy úloh roste přímo úměrně počtu neznámých, jako bychom řešení opisovali od souseda. Byly vyvinuty i metody, které potřebují jen o málo více paměti počítače, než je třeba k uložení koeficientů. Jiné metody zase dokážou rozdělit výpočetní postup na téměř nezávislé části, takže je možno výpočet zkrátit přímo úměrně počtu použitých procesorů. Analýza těchto metod si svým důmyslem v ničem nezadá s výsledky klasické matematiky velkých autorů minulosti.

Aplikace matematiky jsou často natolik skryté, že si je většinou neuvědomujeme. Například nákup zboží přes internet je zabezpečen výsledky teorie čísel a kryptografie, včetně metodiky tzv. veřejných šifer. Různé formáty pro uchovávání hudby nebo filmů představují důmyslné báze prostorů funkcí, tomograf jen realizuje Radonovu integrální transformaci. Autem jedeme bezpečně a pohodlně i díky tomu, že při jeho konstrukci byly použity nedávno objevené numerické metody. Mezi zajímavé problémy vznikající v lékařství patří i porovnávání rentgenových a ultrazvukových snímků. Ohromná výkonnost moderních počítačů umožňuje efektivní získávání informací ze skutečně rozsáhlých dat. Příkladem může být internetový vyhledávač Google, který dokáže efektivně vyhledat požadované informace ukryté v desítkách bilionů (!) stránek. Můžete se klidně vsadit, že Google by se bez matematiky vyvinuté v posledních desetiletích neobešel.

Výpočetní matematika (dříve Počítačová matematika) byla akreditována na Fakultě elektrotechniky a informatiky (FEI) VŠB-TU Ostrava v rámci studijního programu Informační a komunikaní technologie v bakalářském, inženýrském i doktorském studiu od školního roku 2006/2007. Je to přirozené zařazení, neboť veškeré aplikace matematického modelování jsou realizovány na počítačích, což vyžaduje hluboké znalosti informačních technologií. Výpočetní matematika navazuje na zaměření Inženýrská informatika a aplikovaná matematika, jehož první absolvent ukončil studium v roce 1994. Výpočetní matematika na FEI se odlišuje od univerzitního studia matematiky těsným propojením se studiem informatiky a důrazem na aplikace, takže se některé předměty, jako numerická matematika, parciální diferenciální rovnice nebo integrální rovnice, vyučují v souvislosti s technickými problémy. Umožňuje to spolupráce s odbornými katedrami a kontakty s místním průmyslem. Studenti se mohou seznámit i s vybranými předměty inženýrského studia.