Numerisches Programmieren - Summer 16
- Term
- Summer 2016
- Lecturer
- Univ.-Prof. Dr. Thomas Huckle
- Time and Place
- Vorlesung: Dienstag, 14:15-15:45 im Hörsaal MI HS1 F.L.Bauer-Hörsaal
- Übungen: siehe unter Übungstermine
- Audience
- Studiengang Informatik (Bachelor), Studiengang Informatik: Games Engineering (Bachelor) (Modul IN0019)
- Tutorials
- Nikola Tchipev, Michael Rippl
- Exam
- Di, 19.07.2016, 16:00 - 18:00 Uhr (Details siehe unter Klausur!)
- MW 0001 (Gustav-Niemann-Hörsaal), Boltzmannstr. 15, (→ Nachnamen A - N)
- Interims HS1 (Interims Hörsaal 1), Boltzmannstr. 5, (→ Nachnamen O - Z)
- Semesterwochenstunden / ECTS Credits
- 5 SWS (2V + 3Ü) / 6 Credits
- TUMonline
- Vorlesung Numerisches Programmieren
- Tutorübung Numerisches Programmieren
- moodle
Willkommen zur Veranstaltung Numerisches Programmieren im Sommersemester 2016!
Die Vorlesung Numerisches Programmieren ist eine Pflichtveranstaltung im Bachelor Informatik, bestehend aus einer zweistündigen Vorlesung mit Klausur und einem dreistündigen 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.
Aktuelles
| 01.08.2016 | Klausureinsicht: 04.08.16, zwischen 12:00 und 15:00 im 02.07.023! |
|---|---|
| 18.07.2016 | Klausur Raumzuteilung: Nachnamen A-N in MW, O-Z in Interims. Siehe Klausur! |
| 27.06.2016 | Die Klausur findet am 19.07.2016 Statt. Siehe Klausur! |
| 11.04.2016 | Am 17. Mai findet keine Vorlesung statt. Deswegen fallen die Tutorübungen zu Gruppen 7-14 zwischen 25. und 27. Mai aus. Die Tutorübungen zu Gruppen 1-6, die am 16. und 17. Mai ausfallen, werden am 23. und 24. Mai nachgeholt. |
| 11.04.2016 | Am 5. Mai fällt die Tutorübung zu Gruppe 10 aus. Bitte besuchen Sie eine alternative Tutorübung in dieser Woche. |
| 11.04.2016 | Die Tutorübungen fangen in der Woche 25.-29. April an. |
| 07.04.2016 | Die erste Vorlesung findet am 19. April statt. |
Vorlesung
Allgemeine Hinweise finden Sie im Merkblatt zur Veranstaltung.
Folien begleitend zur Vorlesung
| Vorlesung | Datum | Thema |
| 1 | 19.04.2016 | Warum Numerik/Rechnerarithmetik und Rundungsfehler |
| 2 | 26.04.2016 | Rechnerarithmetik und Rundungsfehler |
| 3 | 03.05.2016 | Lineare Gleichungssysteme |
| 4 | 10.05.2016 | Lineare Gleichungssysteme 2 |
| 5 | 24.05.2016 | Regularisierung, Interpolation |
| 6 | 31.05.2016 | Interpolation 2 |
| 7 | 07.06.2016 | Quadratur, Fourier Transformation |
| 8 | 14.06.2016 | Schnelle Fourier Transformation |
| 9 | 21.06.2016 | Fixpunktiteration |
| 10 | 28.06.2016 | Iterative Lösung Linearer Gleichungssysteme |
| 11 | 05.07.2016 | Gewöhnliche Differentialgleichungen |
| 12 | 12.07.2016 | Zusammenfassung |
Folien von Prof. Huckle aus dem SoSe 2015
| Vorlesung | Datum | Thema |
| 1 | 17.04.2015 | Warum Numerik/Rechnerarithmetik und Rundungsfehler |
| 2 | 24.04.2015 | Rechnerarithmetik und Rundungsfehler |
| 3 | 08.05.2015 | Lineare Gleichungssysteme |
| 4 | 15.05.2015 | Lineare Gleichungssysteme 2 |
| 5 | 22.05.2015 | Regularisierung, Interpolation |
| 6 | 29.05.2015 | Stückweise Interpolation |
| 7 | 05.06.2015 | Fourier Transformation |
| 8 | 12.06.2015 | Fourier Transformation 2 |
| 9 | 19.06.2015 | Fixpunktiteration Nullstellenbestimmung |
| 10 | 26.06.2015 | Iterative Lösung Linearer Gleichungssysteme |
| 11 | 03.07.2015 | Gewöhnliche Differentialgleichungen |
| 12 | 10.07.2015 | Partielle Differentialgleichungen |
| 13 | 17.07.2015 |
Folien von Prof. Bungartz aus dem WiSe 2012/13
| Vorlesung | Datum | Thema |
| 1 | 22.10.2012 | Introduction and Literature |
| 2 | 05.11.2012 | Interpolation |
| 3 | 19.11.2012 | Numerical Integration |
| 4 | 10.12.2012 | Direct Methods for Solving Systems of Linear Equations |
| 5 | 17.12.2012 | Ordinary Differential Equations |
| 6 | 14.01.2013 | Iterative Methods: Roots and Optima |
| 7 | 28.01.2013 | Iterative Methods: The Symmetric Eigenvalue Problem |
| 8 | 04.02.2013 | Hardware-Aware Numerics |
Literatur
Zur Vertiefung der Inhalte, als Lernvorlage und Nachschlagewerk empfiehlt sich insbesondere das Buch von Prof. Huckle Numerik für Informatiker (als eBook von der Bibliothek verfügbar in der alten Auflage). 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 Aufgabenblätter und die Lösungen aus den Tutorien finden sie hier im Laufe des Semesters als PDF zum Download.
Die Anmeldung zu den Tutorgruppen erfolgt über Tutoranmeldung.
Bitte beachten Sie den angebotenen Notenbonus zur Honorierung reger Übungsteilnahme.
| Gruppe | Tag | Zeit | Raum | Tutor |
| 1 | Mo | 11:00 - 13:00 | 00.13.036 | Roland Schmid |
| 2 | Mo | 12:00 - 14:00 | 02.08.020 | Hubert Cao |
| 3 | Mo | 16:00 - 18:00 | 01.06.020 | Hannah Winnes |
| 4 | Di | 12:00 - 14:00 | 02.07.014 | Stefan Kreisig |
| 5 | Di | 12:00 - 14:00 | 01.11.018 | Hubert Cao |
| 6 | Di | 16:00 - 18:00 | 02.07.014 | Felix Ackermann |
| 7 | Mi | 10:00 - 12:00 | 01.07.023 | Michael Obersteiner |
| 8 | Mi | 12:00 - 14:00 | 01.09.014 | Michael Obersteiner |
| 9 | Mi | 14:00 - 16:00 | 02.07.014 | Stefan Kreisig |
| 10 | Do | 10:00 - 12:00 | 01.09.014 | Roland Schmid |
| 11 | Fr | 10:00 - 12:00 | 00.13.054 | Felix Ackermann |
| 12 | Fr | 09:00 - 11:00 | 00.08.053 | Michael Rippl |
| 13 neu | Di | 12:00 - 14:00 | 00.08.055 | Hannah Winnes |
| 14 | Fr | 15:00 - 17:00 | 00.13.009A | Nikola Tchipev |
Aufgaben & Lösungen
Hier finden Sie die Angabenblätter sowie (nach Ablauf der jeweiligen Übungswoche) die Musterlösungen zu den Tutorübungen.
- Basiswissen Numerisches Programmieren
Diese Aufgaben sollten Sie mit Ihrem Wissen aus der Oberstufe und den Vorlesungen Lineare Algebra und Analysis für Informatiker bewältigen. Sie dienen lediglich der Wiederholung und zur Orientierung an den als bekannt vorausgesetzten Grundlagen dieser Veranstaltung.
| Aufgabennr. | Besprechungstermin | Thema | Aufgabenstellung | Musterlösung | Tutorfolien/Extras |
| 1 | 25.04. - 29.04. | Zahlendarstellungen | Aufgabenblatt 1 | Musterlösung 1 | |
| 2 | 02.05. - 06.05. | Kondition, Stabilität | Aufgabenblatt 2 | Musterlösung 2 | |
| 3 | 09.05. - 13.05. | Gaußelimination mit Pivotsuche, LR-Zerlegung, Matrixnorm | Aufgabenblatt 3 | Musterlösung 3 | |
| 4 | 18.05. - 24.05. | QR-Zerlegung, Lineares Ausgleichsproblem | Aufgabenblatt 4 | Musterlösung 4 | |
| 5 | 30.05. - 03.06. | Interpolation | Aufgabenblatt 5 | Musterlösung 5 | |
| 6 | 06.06. - 10.06. | Quadratur | Aufgabenblatt 6 | Musterlösung 6 | |
| 7 | 13.06. - 17.06. | Fourier Transformation | Aufgabenblatt 7 | Musterlösung 7 | |
| 8 | 20.06. - 24.06. | Fixpunktiteration | Aufgabenblatt 8 | Musterlösung 8 | |
| 9 | 27.06. - 01.07. | Iterative Verfahren für LGS | Aufgabenblatt 9 | Musterlösung 9 | |
| 10 | 04.07. - 08.07. | Gewöhnliche Differentialgleichungen | Aufgabenblatt 10 | Musterlösung 10 | |
| 11 | 11.07. - 15.07. | Klausurvorbereitung | Aufgabenblatt 11 | keine |
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 | 29.04.2016 | 13.05.2016 | Aufgabenstellung 1 | Programmgerüst 1 |
| 2 | 20.05.2016 | 03.06.2016 | Aufgabenstellung 2 | Programmgerüst 2 |
| 3 | 10.06.2016 | 24.06.2016 | Aufgabenstellung 3 | Programmgerüst 3 |
| 4 | 01.07.2016 | 15.07.2016 | Aufgabenstellung 4 | Programmgerüst 4 |
Hinweise zur Bearbeitung
- Arbeiten Sie in einer Gruppe (bis zu drei Personen). Vier/sechs Augen sehen mehr als zwei.
- Beginnen Sie frühzeitig mit der Bearbeitung der Aufgaben und nutzen Sie das Angebot der Programmieraufgaben.
- Die Einteilung der Gruppen sowie die Abgabe des Programm-Codes erfolgt unter Moodle.
- Alle Abgaben, die nicht den formalen Kriterien genügen, werden grundsätzlich nicht korrigiert!
- Bei Fragen zu den Programmieraufgaben wenden Sie sich bitte an Michael Rippl
Die Abgabe der Programm-Codes erfolgt unter Moodle: https://www.moodle.tum.de/course/view.php?id=25902
Die Programmieraufgaben sind prüfungsrelevant!
Klausur
Die Klausur findet am Dienstag, den 19. Juli 2016 von 16:00 Uhr bis 18:00 Uhr in folgenden Räumen statt:
- MW 0001 (Gustav-Niemann-Hörsaal), Boltzmannstr. 15 (→ Nachnamen A - N)
- Interims HS1 (Interims Hörsaal 1), Boltzmannstr. 5 (→ Nachnamen O - Z)
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.
Eine Raum und Platzzuteilung wird in der Woche von der Klausur bekannt gemacht.
Da die Vorlesung "Numerisches Programmieren" in jedem Semester gehalten wird, wird keine Wiederholungsklausur angeboten. Die reguläre Klausur des Folgesemesters ersetzt die Wiederholungsklausur des aktuellen Semesters.
Anmeldung
Für alle Studenten erfolgt die Anmeldung ganz normal über TUMonline.
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 0,3 (also beispielsweise von 2,7 auf 2,4 oder von 2,0 auf 1,7) ein, sofern sie die folgenden zwei Kriterien erfüllen:
- Anwesenheit in mindestens 8 der 11 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 70% der erzielbaren Punkte erreicht werden. Pro Aufgabe werden 100 Punkte vergeben. Das bedeutet, die Bonushürde liegt bei insgesamt 280 von 400 zu erreichenden Punkten. Alle Abgaben, die nicht den formalen Kriterien genügen, werden grundsätzlich mit 0 Punkten bewertet!
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. Ebenso gibt es keine Verbesserung bei 1,0.
Altklausur
Als "Appetizer" können Sie sich hier die Klausur des SoSe 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. | Error creating thumbnail: Unable to save thumbnail to destination |
| Übungsleiter (Organisation/Tutorien) | Nikola_Tchipev,_M.Sc. | MI 02.05.058 | n.V. | 
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| Übungsleiter (Tutorien/Programmieraufgaben) | Michael Rippl | MI 02.05.059 | n.V. | 
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| Studentischer Tutor | Felix Ackermann | - | - | 
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| Studentischer Tutor | Michael Obersteiner | - | - | 
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| Studentischer Tutor | Hubert Cao | - | - | 
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| Studentischer Tutor | Hannah Winnes | - | - | 
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| Studentischer Tutor | Roland Schmid | - | - | 
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| Studentischer Tutor | Stefan Kreisig | - | - | 
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