Einführung in die wissenschaftliche Programmierung - Winter 16

Term

Winter 16

Lecturer

Dr. rer. nat. Tobias Neckel

Time and Place

Vorlesung: Montag, 10:15 - 11:45 Uhr, Raum: Rudolf-Mößbauer-Hörsaal (5101.EG.501)

Audience

Modul IN8008

Pflichtfach im Studiengang Physik (Bachelor)

Hörer anderer Fachrichtungen sind ebenfalls willkommen!

Tutorials

Fragen zur Übungsorganisation bitte an Alfredo Parra

Übungsleitung: Alfredo Parra, Paul Sarbu, Valeriy Khakhutskyy

Exam

24.02.2017, 11:00 - 12:00, MW 2001, Rudolf-Diesel-Hörsaal (5510.02.001)

Wiederholungsklausur: 13.04.2017, 13:30 - 14:30

Semesterwochenstunden / ECTS Credits

4 SWS / 4 Credits

TUMonline

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News

• Am 17.10. findet keine Vorlesung statt! Nur die Tutorübungen finden an der ersten Woche statt.
• Die Tutorübung am 1. November fällt wegen Allerheiligen aus. An alle Studenten von Gruppe 2: bitte besucht eine andere Übungsgruppe!
• Übungsgruppen 3 und 4 fallen am 7.12. wegen Dies Academicus aus. Dafür bieten die Tutoren zwei Zusatztermine an: Do. 8.12. (Raum 00.08.053, Alfredo) und Fr. 9.12. (Raum 00.12.019, Johannes)
• Die Übungsgruppen 5 und 6 fallen am Fr. 23.12. aus. Als Zusatztermin bieten wir eine Zentralübung am Di. 20.12. um 15.30 - 17.00 Uhr im Hörsaal 1 der Informatik an.
• Ab dem 17.02. ist Dr. Neckel in Elternzeit. Alfredo Parra übernimmt die Vorlesung bis Ende des Semesters.
• Die Druckversion der Folien wurde angepasst an die realen Folien aus der Vorlesung.
• Klausureinsicht findet am 8.3.17 von 14:30-15:30 im Raum MI 02.07.023 statt.

Folien

• Druckversion 4x2 Folien realer Ablauf
• 1. Vorlesung (24.10.16): Teil 1-2 (Organisatorisches und erste Schritte)
• 2. Vorlesung (31.10.16): Teil 2-3 (Datentypen, Kontrollstrukturen)
• 3. Vorlesung (07.11.16): Teil 3-4 (Kontrollstrukturen, Funktionen)
• 4. Vorlesung (14.11.16): Teil 4 (Funktionen)
• 5. Vorlesung (21.11.16): Teil 4-5 (Module, IO und weitere Datentypen), Beispiel Sloan Digital Sky Survey
• 6. Vorlesung (28.11.16): Teil 6 (Objektorientiertes Programmieren 1)
• 7. Vorlesung (05.12.16): Teil 6-7 (Objektorientiertes Programmieren 2, Reguläre Ausdrücke)
• 8. Vorlesung (12.12.16): Teil 8-9 (Exceptions, Grafiken), Beispiel Kochkurve
• 9. Vorlesung (19.12.16): Teil 10 (Partikelsysteme), src-code: Partikelsimulation
• 10. Vorlesung (09.01.17): Teil 11 (Datenstrukturen: Bäume, Stacks und Queues), src-code: Beispiel Spacetree, Folien Exkurs Laptops+WLAN in Kursen
• 11. Vorlesung (16.01.17): Teil 12 (Wissenschaftliches Rechnen in Python)
  • Beispiel Histogramm,
  • Beispiel Subplots,
  • Beispiel Interpolation Polygonzug,
  • Beispiel Interpolation Splines
• 12. Vorlesung (23.01.16): Teil 13 (Simulation von PDEs)
  • WLG in 2D
• 13. Vorlesung (30.01.16): Teil 14 (Lösung linearer Gleichungssysteme)
  • Beispiele
• 14. Vorlesung (01.02.16): Teil 15 (Simulation von Quantensystemen, siehe Paper und Landau, Kap. 18)
  • Quantensimulator
  • Klausurstoff

Übungsblätter

• Laptop mitbringen!
• 0. Woche (17.10. - 21.10.): Einrichtung von Python + Spyder (alle Betriebssysteme); erste Schritte
• 1. Woche (24.10. - 28.10.): Übungsblatt 1a
• 2. Woche (31.10. - 04.10.): Übungsblatt 1b
• 3. Woche (07.11. - 11.11.): Übungsblatt 2
  • Bubble Sort
• 4. Woche (14.11. - 18.11.): Übungsblatt 3
  • Stoppuhr
• 5. Woche (21.11. - 25.11.): Übungsblatt 4
• 6. Woche (28.11. - 02.12.): Übungsblatt 5
  • Caesar Verschlüsselung
  • Text Dateien
• 7. Woche (05.11. - 09.12.): Übungsblatt 6
  • Midpoint
  • Trapezoidal
  • Quadrature
  • Monte Carlo
• 8. Woche (12.12. - 16.12.): Übungsblatt 7
  • Telefonbuch
  • Email Crawler
  • Zum Testen von regulären Ausdrücken: https://regex101.com/
• 9. Woche (19.12. - 23.12.): Übungsblatt 8
  • Mandelbrot
• 10. Woche (09.01. - 13.01.): Übungsblatt 9
  • Partikelsimulation
• 11. Woche (16.01. - 20.01.): Übungsblatt 10
  • Datensätze
  • Parameter fitten
• 12. Woche (23.01. - 27.01.): Übungsblatt 11
  • Code zur Animation des Massen-Feder-Systems
  • Lineare Konvektionsgleichung
• 13. Woche (30.01. - 03.02.): Übungsblatt 12

Übungstermine

Tutorübungen werden an folgenden Terminen angeboten

Nummer	Zeit	Raum	Tutor
01	Fr 12:15-13:45	MI 03.07.023	Alexander
02	Di 14:15-15:45	MI 01.06.020	Johannes
03	Mi 08:30-10:00	MI 03.09.012	Thomas
04	Mi 12:15-13:45	MI 03.11.018	Johannes
05	Fr 12:30-14:00	MI 00.13.036	Paul	(Englisch!)
06	Fr 08:30-10:00	MI 01.06.020	Alfredo
07	Fr 14:15-15:45	MI 03.11.018	Thomas
08	Fr 14:15-15:45	MI 00.13.054	Alexander

Notenbonus

• Möglichkeit 4 Punkte in der Klausur vorab zu erarbeiten
• Voraussetzungen:
  • Anwesenheit in 9 unterschiedlichen Übungsterminen
  • Selbständige Arbeit während der Übung

Klausur

• Hilfsmittel: Nur ein Hilfsblatt (wird in der Klausur verteilt)
• Altklausuren
  • WS10 Probeklausur incl. Lösung
  • WS10 Klausur incl. Lösung
  • WS12 Klausur incl. Lösung
  • WS15 Klausur ohne Lösung

Sonstiges

• Software
  • Die offizielle Python-Website (mit Download-Seite)
  • Wer die IPython-Shell benutzen möchte, findet die hier
• Schnelle und einfache Installation (Python Interpreter + Spyder + viele Pakete): Anaconda
  • Anaconda herunterladen: http://continuum.io/downloads (Python 2.7 wird benutzt)
  • Spyder öffnen und fertig!
  • Weitere Infos zur Einrichtung von Anaconda / Spyder: http://docs.continuum.io/anaconda/ide_integration
• Dokumentation/Literatur
  • Online-Dokumentation
  • Schriftenverkauf im LRZ (da gibt's das Python-Heft)
  • Hans Petter Langtangen: A Primer on Scientific Programming with Python, Springer, 2009 (Online erhältlich)
  • David M. Beasley: Python - Essential Reference, Addison-Wesley Professional, 4th edition, 2009