Numerisches Programmieren - Summer 11
- Term
- Summer 11
- Lecturer
- Univ.-Prof. Dr. Thomas Huckle
- Time and Place
- Vorlesung: Fr, 12:00 - 13:30 Uhr, MI HS 2 - Die erste Vorlesung findet am 06.05.2011 statt.
- Übungen: siehe unter Übungstermine
- Audience
- Studiengang Informatik (Bachelor) (Modul IN0019)
- Tutorials
- Christoph Riesinger, Michael Lieb, Dr. Slobodan Ilic
- Exam
- 01. August 2011 - 11:30-13:30 Uhr, Hörsaal MW1801 (Details siehe unter Klausur!)
- Semesterwochenstunden / ECTS Credits
- 5 SWS (2V + 3Ü) / 6 Credits
- TUMonline
- {{{tumonline}}}
Willkommen zur Veranstaltung Numerisches Programmieren im Sommersemester 2011!
Die Vorlesung Numerisches Programmieren ist eine Pflichtveranstaltung im Bachelor Informatik, bestehend aus einer zweistüdigen Vorlesung mit Klausur und einem dreistüdigen Übungsteil. Dementsprechend richtet sie sich primär an Studierende der Informatik (Bachelor) im 4./5. Semester. Vorausgesetzt werden fundierte Kenntnisse aus den Vorlesungen Lineare Algebra für Informatiker und Analysis für Informatiker sowie der Programmiersprache Java. Alle weiteren Informationen zu Vorlesung, Übungsbetrieb, Programmieraufgaben und Klausur finden Sie unten.
Contents
Aktuelles
| 04.08.2011 | Die Klausureinsicht findet am 12. August zwischen 12:30 und 13:30 Uhr in unserem Seminarraum 02.07.023 statt. |
|---|---|
| 28.07.2011 | Prüfungstermin:
Zugelassene Hilfsmittel:
Benötigte Ausweispapiere:
Unterschleif:
|
| 28.07.2011 | Im Tutorium am 29. Juli findet eine Klausurvorbereitung mit folgenden Punkten statt:
|
| 17.06.2011 | Die Regelungen zum Notenbonus wurden geringfügig angepasst: Bei den vier Programmieraufgabenblätter müssen insgesamt mindestens 75% der erzielbaren Punkte erreicht werden. Pro Aufgabe werden 100 Punkte vergeben. Das bedeutet, die Bonushürde liegt bei insgesamt 300 von 400 zu erreichenden Punkten. |
| 06.06.2011 | In der Vorlesung am Freitag den 17.06.2011 findet die Lehrevaluation zur Veranstaltung statt. |
| 24.05.2011 | Bitte denken Sie daran sich für die Abgabe der Programmieraufgaben auf www.mytum.de/anmeldung anzumelden. |
| 04.05.2011 | Die Termine und Räume für die Tutorien stehen nun fest und können unter Übungstermine nachgeschlagen werden. Die Anmeldung erfolgt über TUMonline. Der erste Übungstermin ist der 20.05.2011. |
| 28.04.2011 | Die Vorlesung findet jeweils freitags von 12:00 Uhr bis 13:30 Uhr im HS 2 statt. Der erste Vorlesungstermin ist der 06.05.2011. |
Vorlesung
Allgemeine Hinweise finden Sie im Merkblatt zur Veranstaltung.
Folien begleitend zur Vorlesung
| Vorlesung | Datum | Thema |
| 1 | 06.05.2011 | Warum Numerik/Rechnerarithmetik und Rundungsfehler |
| 2 | 13.05.2011 | Rechnerarithmetik und Rundungsfehler |
| 3 | 20.05.2011 | Lineare Gleichungssysteme |
| 4 | 27.05.2011 | Lineare Gleichungssysteme |
| 5 | 03.06.2011 | Lineare Gleichungssysteme, Interpolation und Quadratur |
| 6 | 10.06.2011 | Interpolation und Quadratur |
| 7 | 17.06.2011 | Interpolation und Quadratur |
| 8 | 24.06.2011 | Fourier-Transformation |
| 9 | 01.07.2011 | Fourier-Transformation |
| 10 | 08.07.2011 | Iterationsverfahren |
| 11 | 15.07.2011 | Iterationsverfahren |
| 12/13 | 22./29.07.2011 | Numerische Behandlung von ODEs |
Folien von Prof. Huckle aus dem SS 2010
- 1. Vorlesung vom 23.04.2010
- 2. Vorlesung vom 30.04.2010
- 3. Vorlesung vom 07.05.2010
- 4. Vorlesung vom 14.05.2010: Vorlesungsfolien, Householder-Methode, Givens-Rotation, Computertomographie
- 5. Vorlesung vom 21.05.2010
- 6. Vorlesung vom 28.05.2010
- 7. Vorlesung vom 04.06.2010
- 8. Vorlesung vom 11.06.2010: Vorlesungsfolien, Filtern, JPEG, MP3
- 9. Vorlesung vom 18.06.2010
- 10. Vorlesung vom 25.06.2010
- 11. Vorlesung vom 02.07.2010
- 12. Vorlesung vom 09.07.2010
Folien von Prof. Bungartz aus dem WS 2010/11
- 1. Kapitel: Motivation and Introduction
- 2. Kapitel: Interpolation
- 3. Kapitel: Numerical Quadrature
- 4. Kapitel: Direct Methods for Solving Systems of Linear Equations
- 5. Kapitel: Ordinary Differential Equations
- 6. Kapitel: Iterative Methods: Roots and Optima (erweiterte Version)
- 7. Kapitel: The Symmetric Eigenvalue Problem
- 8. Kapitel: Hardware-Aware Numerics
Literatur
Zur Vertiefung der Inhalte, als Lernvorlage und Nachschlagewerk empfiehlt sich insbesondere das Buch von Prof. Huckle Numerische Methoden für Informatiker. Einen kleinen Ausschnitt aus der Vielzahl an Veröffentlichungen zu den Themen der Vorlesung stellt die folgende Literaturliste dar.
- Dahmen, Reusken: Numerik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg, 2. Auflage 2008
- Huckle, Schneider: Numerische Methoden - Eine Einführung für Informatiker, Naturwissenschaftler, Ingenieure und Mathematiker, Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg, 2. Auflage 2006
- Späth: Numerik - eine Einführung für Mathematiker und Informatiker, Vieweg, Braunschweig-Wiesbaden, 1994
- Schwarz: Numerische Mathematik, Teubner, Stuttgart, 4. Auflage 1997 (Nachdruck 2001)
- Stoer, Bulirsch: Numerische Mathematik, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, Band 1 (10. Auflage 2007) und Band 2 (5. Auflage 2005)
- Press, Flannery, Teukolsky, Vetterling: Numerical Recipes Cambridge University Press, http://www.nr.com/
- Golub, Ortega: Scientific Computing: An Introduction with Parallel Computing Academic Press, 1993
- Java Blockkurs des Wintersemesters 05/06
- Java-Seiten von Sun Microsystems
- Java FAQ Archives
Korrektur von Druckfehlern der 1. Auflage des Buches von Prof. Huckle
Lösungen zu einigen Aufgaben des Buches von Prof. Huckle
Gute Grundlagenbuch zur Wiederholung/Auffrischung/Vertiefung:
- Arens, Hettlich, Karpfinger, Kockelkorn, Lichtenegger, Stachel: Mathematik, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 2008
Übungen
Die Übungsaufgaben erhalten Sie in der Vorlesung in Papierform jeweils in der Woche vor den Übungen. Somit haben Sie Zeit, die Aufgaben vorher durchzugehen, bevor Sie sie in den 120-minütigen Übungen (nach einer kurzen Wiederholung des Vorlesungsstoffs) großteils selbständig bearbeiten werden. Zudem gibt es die Aufgabenblätter und die Lösungen aus den Tutorien hier als PDF zum Download.
Die Anmeldung zu den Tutorgruppen erfolgt über TUMonline.
Bitte beachten Sie den angebotenen Notenbonus zur Honorierung reger Übungsteilnahme.
Übungstermine
| Gruppe | Tag | Zeit | Raum | Tutor |
| 1 | Fr | 09:30 - 11:30 | MI 00.08.053 | Jürgen Bräckle |
| 2 | Fr | 14:00 - 16:00 | MI 00.08.053 | Jürgen Bräckle |
| 3 | Fr | 09:30 - 11:30 | MI 00.13.054 | Slobodan Ilic/Christoph Riesinger |
Aufgaben & Lösungen
Hier finden Sie die Angabenblätter sowie (nach Ablauf der jeweiligen Übungswoche) die Musterlösungen zu den Tutorübungen. Außerdem werden hier matlab-Dateien und links zur Verfügung gestellt, die Sachverhalte der Übungen verdeutlichen und mit denen Sie spielen können. Falls Sie keine matlab-Version zur Verfügung haben, können Sie auch octave unter Linux verwenden, indem Sie in der jeweiligen Datei die plot-Umgebung von matlab aus- und die von octave einkommentieren. Viel Spaß!
- Basiswissen Konkrete Mathematik
Diese Aufgaben sollten Sie mit Ihrem Wissen aus der Oberstufe und den Vorlesungen Höhere Mathematik I & II bewältigen. Sie dienen lediglich der Wiederholung und zur Orientierung an den als bekannt vorausgesetzten Grundlagen dieser Veranstaltung.
| Aufgabennr. | Ausgabetermin | Besprechungstermin | Thema | Aufgabenstellung | Musterlösung | Tutorfolien |
| 1 | 06.05.2011 | 20.05.2011 | Zahlendarstellung, Rundungsfehler | Aufgabenblatt 1 | Lösung 1 | - |
| 2 | 20.05.2011 | 27.05.2011 | Kondition, Stabilität und Ableitungsapproximation | Aufgabenblatt 2 | Lösung 2 | - |
| 3 | 27.05.2011 | 03.06.2011 | Lineares Ausgleichsproblem, Regularisierung | Aufgabenblatt 3 | Lösung 3 | - |
| 4 | 03.06.2011 | 10.06.2011 | Gauß-Elimination, LR-Zerlegung, QR-Zerlegung | Aufgabenblatt 4 | Lösung 4 | - |
| 5 | 10.06.2011 | 17.06.2011 | Interpolation | Aufgabenblatt 5 | Lösung 5 | - |
| 6 | 17.06.2011 | 24.06.2011 | Stückweise Interpolation | Aufgabenblatt 6 | Lösung 6 | - |
| 7 | 24.06.2011 | 01.07.2011 | Numerische Quadratur | Aufgabenblatt 7 | Lösung 7 | - |
| 8 | 01.07.2011 | 08.07.2011 | Extrapolation, Diskrete Fourier-Transformation | Aufgabenblatt 8 | Lösung 8 | - |
| 9 | 08.07.2011 | 15.07.2011 | Fixpunktiteration | Aufgabenblatt 9 | Lösung 9 | - |
| 10 | 15.07.2011 | 22.07.2011 | Iterative Verfahren | Aufgabenblatt 10 | Lösung 10 | Tutorfolien 10 |
| 11 | 27.07.2011 | 29.07.2011 | Klausurvorbereitung | Aufgabenblatt 11 | - | Tutorfolien 11 |
Programmieraufgaben
Hier finden Sie die Aufgabenstellung (PDF-Dokument) und den Programmrahmen (TAR-Archiv mit Quellcode) der einzelnen Programmieraufgaben.
| Aufgabennr. | Ausgabetermin | Abgabetermin | Aufgabenstellung | Zugehöriges Rahmenprogramm |
| 1 | 20.05.2011 | 03.06.2011 | Aufgabe_1 | Programmrahmen_1 |
| 2 | 03.06.2011 | 17.06.2011 | Aufgabe_2 | Programmrahmen_2 |
| 3 | 17.06.2011 | 01.07.2011 | Aufgabe_3 | Programmrahmen_3 |
| 4 | 01.07.2011 | 15.07.2011 | Aufgabe_4 | Programmrahmen_4 |
Hinweise zur Bearbeitung
- Arbeiten Sie in einer Gruppe (bis zu 3 Personen). Vier/Sechs Augen sehen mehr als zwei.
- Beginnen Sie frühzeitig mit der Bearbeitung der Aufgaben und nutzen Sie das Angebot der Programmieraufgaben.
Die Programmieraufgaben sind klausurrelevant! - Bei Fragen zu den Programmieraufgaben nutzen Sie die Sprechstunde von Michael Lieb mittwochs, 16:00 - 17:00 Uhr im Raum MI 02.05.036.
Die Abgabe der Programm-Codes erfolgt unter http://www5.in.tum.de/Abgabe_Numerisches_Programmieren/index.php
Die Programmieraufgaben sind prüfungsrelevant!
Klausur
Die Klausur findet am Montag, dem 01.08.11 von 11:30-13:30 Uhr im Hörsaal MW1801 (Maschinenwesenhörsaal über der Cafeteria) statt.
Als Hilfsmittel ist einzig und allein ein handschriftlich, beidseitig beschriebenes Blatt DIN A4 mit eigenen Notizen erlaubt (keine Ausdrucke, keine Kopien). Die Verwendung weiterer Hilfsmittel (Taschenrechner, Bücher, Skripten, etc.) ist nicht gestattet.
Die Anmeldung erfolgt ganz normal über TUMonline. Studenten, die nicht Informatik als Hauptfach haben, schicken bitte zusätzlich eine kurze E-Mail mit Name, Matrikelnummer und Studiengang an Michael Lieb. Mathematik-Studenten können die Vorlesung nicht einbringen, da entsprechende Veranstaltungen von der Fakultät für Mathematik angeboten werden.
Da die Vorlesung Numerisches Programmieren jedes Semester gehalten wird, ersetzt die reguläre Klausur des Folgesemesters die Wiederholungsklausur des aktuellen Semesters.
Die Einsicht in die Klausur findet am 12. August zwischen 12:30 und 13:30 in unserem Seminarraum 02.07.023 statt. Jedem Studenten werden dabei 20 Minuten zum Durchsehen seiner korrigierten Klausur zur Verfügung gestellt.
Notenbonus
Wir wollen es Ihnen ermöglichen, durch rege Teilnahme an den Übungen und Programmieraufgaben eine Verbesserung Ihrer Klausurnote zu erwirken. Darüber hinaus zeigt die Erfahrung, dass rege Übungsteilnahme auch zu besseren Ergebnissen in der Klausur führt. Aus diesem Grund räumen wir allen Studierenden bei der Klausur einen Notenbonus um eine Notenstufe (also beispielsweise von 2,7 auf 2,3 oder von 2,0 auf 1,7) ein, sofern sie die folgenden zwei Kriterien erfüllen:
- Anwesenheit in mindestens 7 der 10 geplanten Tutorien. Zu diesem Zweck werden zu Beginn der Tutorien Anwesenheitslisten ausgeteilt, in denen man sich entsprechend eintragen muss.
- Bei den vier Programmieraufgabenblätter müssen insgesamt mindestens 75% der erzielbaren Punkte erreicht werden. Pro Aufgabe werden 100 Punkte vergeben. Das bedeutet, die Bonushürde liegt bei insgesamt 300 von 400 zu erreichenden Punkten.
Hinweis: Durch den Notenbonus ist es nicht möglich, eine nicht bestandene Klausur zu bestehen. Eine 4,3 kann also nicht zu einer 4,0 verbessert werden.
Altklausur
Als "Appetizer" können Sie sich hier die Klausur des SS 10 ansehen: Klausur / Klausur_mit_Loesung
Kontakt
| Funktion | Name | Raum | Sprechstunde | |
| Veranstaltungsleiter | Prof. Dr. Thomas Huckle | MI 02.05.044 | Di 10:00 - 11:00 Uhr und n.V. | 
|
| Übungsleiter (Organisation/Programmieraufgaben) | Michael Lieb | MI 02.05.036 | Mi 16:00 - 17:00 Uhr und n.V. | 
|
| Übungsleiter (Tutorien) | Dr. Slobodan Ilic | MI 03.13.041 | - | 
|
| Übungsleiter (Tutorien) | Christoph Riesinger | MI 02.05.059 | siehe Homepage | 
|
| Tutor | Jürgen Bräckle | - | - | 
|
