Einführung in die wissenschaftliche Programmierung - Winter 17

Term

Winter 17/18

Lecturer

Dr. rer. nat. Tobias Neckel

Time and Place

Vorlesung: Montag, 10:15 - 11:45 Uhr, Raum: Rudolf-Mößbauer-Hörsaal (5101.EG.501), [1]

Audience

Modul IN8008

Pflichtfach im Studiengang Physik (Bachelor)

Hörer anderer Fachrichtungen sind ebenfalls willkommen!

Tutorials

Übungsleitung: Jean-Matthieu Gallard, M.Sc., Severin Reiz, M.Sc. (hons)

Allgemeiner Kontakt (Tutoren und Übungsleitung) mailto:wipro@mailsccs.in.tum.de

Spezifische Fragen bitte beim jeweiligen Tutor

Exam

Wiederholungsklausur: 27.03., 13:30-14:30, Raum CH 21010 (Hans-Fischer-Hörsaal). Bitte finden Sie sich 15 Minuten zuvor im Hörsaal ein.

Semesterwochenstunden / ECTS Credits

4 SWS / 4 Credits

TUMonline

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News

• Die Klausureinsicht zur Wiederholungsklausur findet am 17.04.18 von 13:00 bis 17:00 im Raum MI 00.05.058 statt.
• Die Klausureinsicht wird am 28.02.18 um 14:00 im Raum MI 00.08.036 stattfinden.

Folien

• Druckversion 4x2 Folien realer Ablauf
• 1. Vorlesung (23.10.17): Teil 1-2 (Organisatorisches und erste Schritte)
• 2. Vorlesung (30.10.17): Teil 2 (Datentypen)
• 3. Vorlesung (06.11.17): Teil 3-4 (Kontrollstrukturen, Funktionen)
• 4. Vorlesung (13.11.17): Teil 4 (Funktionen)
• 5. Vorlesung (20.11.17): Teil 4-5 (Module, IO und weitere Datentypen), Beispiel Sloan Digital Sky Survey
• 6. Vorlesung (27.11.17): Teil 6 (Objektorientiertes Programmieren 1)
• 7. Vorlesung (04.12.17): Teil 6-7 (Objektorientiertes Programmieren 2, Reguläre Ausdrücke)
• 8. Vorlesung (11.12.17): Teil 8-9 (Exceptions, Grafiken), Beispiel Kochkurve
• 9. Vorlesung (18.12.17): Teil 10 (Partikelsysteme), src-code: Partikelsimulation
• 10. Vorlesung (08.01.18): Teil 11 (Datenstrukturen: Bäume, Stacks und Queues), src-code: Beispiel Spacetree
• 11. Vorlesung (15.01.18): Teil 12 (Wissenschaftliches Rechnen in Python)
  • Beispiel Histogramm,
  • Beispiel Subplots,
  • Beispiel Interpolation Polygonzug,
  • Beispiel Interpolation Splines
• 12. Vorlesung (22.01.18): Teil 13 (Simulation von PDEs)
  • WLG in 2D
• 13. Vorlesung (29.01.18): Teil 14 (Lösung linearer Gleichungssysteme)
  • Beispiele
• 14. Vorlesung (05.02.18): Teil 15 (Mehrgitter-Verfahren + Klausurstoff)
  • Beispiel Wärmeleitung
  • Beispiel Shannon Abtasten
  • Beispiel Mehrgitter für 1D Wärmeleitung

Übungsblätter

• Laptop mitbringen!

• 0. Woche (16.10. - 20.10.): Einrichtung von Python + Spyder (alle Betriebssysteme); erste Schritte
• 1. Woche (24.10. - 28.10.): Übungsblatt 1
  • Caesar Verschlüsselung, Bubble Sort
• 2. Woche (31.10. - 04.10.): Übungsblatt 2
  • montecarlo
• 3. Woche (07.11. - 11.11.): Übungsblatt 3
  • Caesar Verschlüsselung, Bubble Sort
• 4. Woche (14.11. - 18.11.): Übungsblatt 4
  • Stoppuhr ,minmax
• 5. Woche (21.11. - 25.11.): Übungsblatt 5
  • Lösung Hausaufgabe Ratespiel,Telefonbuch
• 6. Woche (27.11. - 02.12.): Übungsblatt 6
  • Caesar Verschlüsselung,Text Dateien
• 7. Woche (04.12. - 10.12.): Übungsblatt 7
  • Midpoint (no inheritance) ,Trapezoidal (no inheritance),Quadrature,Monte Carlo
  • Hausaufgabe Bibliothek Bibliothek-Klasse Buch-Klasse Seite-Klasse Main-File
• 8. Woche (12.12. - 16.12.): Übungsblatt 8
  • Telefonbuch (base), Regex cheatsheet, Email Crawler
  • Zum Testen von regulären Ausdrücken: https://regex101.com/
• 9. Woche (19.12. - 23.12.): Übungsblatt 9, Mandelbrot, Newton, Komplex
• 10. Woche (09.01. - 13.01.): Übungsblatt 10
  • Partikelsimulation, Taschenrechner Postfix
• 11. Woche (16.01. - 20.01.): Übungsblatt 11
  • Datensätze, Rosenbrock, Interpolation, least-sq, fitdata
• 12. Woche (23.01. - 27.01.): Übungsblatt 12
  • Code zur Animation des Massen-Feder-Systems, Lineare Konvektionsgleichung
• 13. Woche (30.01. - 03.02.): Übungsblatt 13

Übungstermine

Tutorübungen werden an folgenden Terminen angeboten.

Aufgrund von sinkenden Studentenzahlen (bzw. konstant 0) in der Übung 08, werden wir diese nicht mehr anbieten. Zeitgleich kann Übung 07 besucht werden.

Nummer	Zeit	Raum	Tutor
01	Fr 12:15-13:45	MI 03.07.023	Mirco
02	Di 14:15-15:45	MI 01.06.020	Falko
03	Mi 08:30-10:00	MI 03.09.012	Falko
04	Mi 12:15-13:45	MI 03.11.018	Mirco
05	Fr 12:15-13:45	MI 00.13.036	Leon
06	Fr 08:30-10:00	MI 01.06.020	Korbinian
07	Fr 14:15-15:45	MI 03.11.018	Leon
08	Fr 14:15-15:45	MI 00.13.054	Korbinian
10	Mi 14:15-15:45	MI 02.13.008	Severin
11	Fr 12:15-13:45	MI 03.09.012	Jean-Matthieu (Bei Bedarf auf Englisch)

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
  • Online Interpreter, nutzlich zum schnellen Ausprobieren https://repl.it/languages/python
• Dokumentation/Literatur
  • Online-Dokumentation
  • 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