Einführung in die wissenschaftliche Programmierung - Winter 09

Term

Winter 09

Lecturer

Dr. rer. nat. Stefan Zimmer

Time and Place

Vorlesung: Montags, 10:15-11:45, MI HS1

Beginn: Damit sich alle SET-Tutoren um die SET kümmern können, ist in der ersten Semesterwoche noch kein WiPro, die Veranstaltung beginnt also mit der Vorlesung am 26.10.

Audience

Modul IN8008

Pflichtfach im Studiengang Physik (Bachelor)

Hörer anderer Fachrichtungen sind ebenfalls willkommen!

Tutorials

Zentralübung: Mittwochs 8:30-10:00, PH HS1

Beginn am Mittwoch, 28.10.

Exam

Klausur am Semesterende: Freitag, 26.2.2010, 9:30-10:30 im Hörsaal MW0001

Anmeldung zur Klausur bis 31.1. über TUMonline

Hilfsmittel: als Hilfsmittel ist nur die Python-Gedächtnisstütze zugelassen, die zur Klausur verteilt wird und die die wichtigsten Sprachelemente aufführt.

Bei der Veranstaltung vom letzten Jahr kann man sich eine alte Klausur ansehen, um zu sehen, wie Klausuraufgaben bei mir so aussehen.

Klausureinsicht - Achtung: neuer Termin wegen Überschneidung mit Praktikum - ist am Donnerstag, 11.3. 13:30 im Raum 02.07.023

Wiederholungsklausur ist am Freitag, 16.4., 15:00 im Raum MI 02.07.023 - Anmeldung wieder über TUMonline (Anmeldezeitraum ist 15.3.-31.3.), als Hilfsmittel ist wieder nur die Python-Gedächtnisstütze zugelassen.

Klausureinsicht Wiederholungsklausur: nach Vereinbarung; bei Bedarf bitt ein Mail schicken

Semesterwochenstunden / ECTS Credits

4 SWS / 4 Credits

TUMonline

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Einleitung (26./28.10.)

• Die Folien
  Update 26.10.: Auf Folie 5 'Notepad' statt 'Wordpad'; Tippfehler beseitigt
• Software
  • Die offizielle Python-Website (mit Donwnload-Seite)
  • Wer die IPython-Shell bnutzen möchte, findet die hier
• Dokumentation
  • Online-Dokumentation
  • Schriftenverkauf im LRZ (da gibt's das Python-Heft)

Kontrollstrukturen (2./4.11.)

• Die Folien
  Update 2.11.: import math und math.exp statt from math import exp und exp (ist auch in den Beispielprogrammen 1,3 und 4 unten geändert); Beispiele auf Folie 33 nachgezählt :-)
• Die Programme aus der Vorlesung:
  • logistisch1.py: Die Wertetabelle (Update 2.11., s.o.)
  • logistisch2.py: Das Euler-Verfahren
  • logistisch3.py: Das Euler-Verfahren mit Auswertung (Update 2.11., s.o.)
  • logistisch4.py: Das Verfahren von Heun (Update 2.11., s.o., dieses Programm hatte bisher auch ein Einrückungsproblem, das ist nun behoben)

Funktionsdefinitionen (9./11.11.)

• Die Folien
  Update 9.11.: Tippfehler auf Folie 46 entfernt, Programm auf Folie 58 ausgetauscht, in den Programmen auf Folien 57 und 59 den empfohlenen import-Mechanismus verwendet
• Die Programme aus der Vorlesung:
  • trapez.py: Trapezregel
  • trapez2.py: Trapezregel mit Funktion als Parameter

Daten in Python (16./18.11.)

• Die Folien
  Update 3.11.: Tippfehler auf Folie 74 entfernt - a[1:1] gibt ()
  Update 16.11.: auf Folie 77 range(Start, Stop) statt range(Start:Stop)

Ein Beispiel aus der Finanzmathematik (23./25.11.)

• Die Folien
• Das Programm binomial.py

Ein- und Ausgabe (30.11. - am 2.12. entfällt die Übung wegen Dies Academicus)

• Die Folien
• Die Programme aus der Vorlesung:
  • test.py: Erstes Beispiel zum Schreiben und Lesen von Dateien
  • mittelwert.py: Mittelwert berechnen (Beispieldatei mwtest.txt)
  • teiler.py: Teilerlisten

Markov-Prozesse (7./9.12.)

• Die Folien
• Das Programm aus der Vorlesung: markov.py (Beispieldateien testzeile.txt für die Funktion zeile_test() und test.txt für die Funktion einlesen())

Aufräumarbeiten, Teil 1 (14./16.12.)

• Die Folien
• Die Programme aus der Vorlesung:
  • markov.py, Beispieldatei programmieren.txt
  • markov_ausnahmen.py

Aufräumarbeiten, Teil 2 (21./23.12.)

• Die Folien
• Die Programme aus der Vorlesung:
  • muster.py (Ein Modul)
  • rekursion.py (Rekursive Funktionen)
  • quadrate.py (Geschachtelte Funktionsdefinitionen)
  • archimedes.py (Quadratur nach Archimedes)

Objektorientierte Programmierung, Teil 1 (11./13.1.)

• Die Folien
• Die Programme aus der Vorlesung:
  • zeit1.py (Basisversion der Klasse Dauer)
  • zeit2.py (mit Methoden sekunden und __add__)
  • zeit3.py (Einheiten als Klassenattribut)
  • zeit4.py (mit Klassenmethode)

Objektorientierte Programmierung, Teil 2 (18./20.1.)

• Die Folien
• Die Programme aus der Vorlesung:
  • funktionen1.py (Basisversion der Klassen Funktion und Polynom)
  • funktionen2.py (mit Addition)
  • funktionen3.py (mit verbesserter Addition für Polynome)
  • Update: in Funktion.tabelle muss es print '%10.4f | %10.4f' % (a+h*i, self.wert(a+h*i)) heißen und nicht print '%10.4f | %10.4f' % (h*i, self.wert(h*i))

Wärmeleitungsgleichung (25./27.1.)

• Die Folien
• Das Programm aus der Vorlesung: waermeleitung.py
• Pimp my Python:
  • Gnuplot
  • Das Paket Gnuplot.py, um Gnuplot direkt von Python aus benutzen zu können.
  • Das Numerik-Paket NumPy
  • Und schließlich SciTools (Einschließlich der Easyviz-Visualisierungstools)
• Anmeldung zur Klausur: bis 31.1. über TUMonline

Poisson-Gleichung (1./3. 2.)

• Die Folien
  Update 1.2.: Auf Folie 240 in der Parameterliste des Konstruktors hat das I gefehlt, jetzt ist es da.
• Das Programm aus der Vorlesung: poisson.py

Klausurtraining (8./11.2.)

• Die Folien
• Die Programme aus der Vorlesung:
  • collatz1.py (Collatzfolge: Basisversion)
  • collatz2.py (Collatzfolge: Funktionen)
  • collatz3.py (Collatzfolge: Rekursion)
  • listen1.py (Liste aufbauen)
  • listen2.py (Funktionen mit Listen)
  • stueckweise.py (Stückweise lineare Funktionen)

Hinweis auf die Ferienakademie

Von der in der Vorlesung erwähnten Ferienakademie im Sarntal gibt es nun das aktuelle Kursprogramm