Numerisches Programmieren - Winter 10
- Term
- Winter 10
- Lecturer
- Univ.-Prof. Dr. Hans-Joachim Bungartz
- Time and Place
- Mo, 12:15-13:45, MW 0001, Gustav-Niemann-Hörsaal CH. Die erste Vorlesung findet am 25.10.2010 statt.
- Übungen: siehe unter Übungstermine
- Audience
- Studiengang Informatik (Bachelor) (Modul IN0019)
- Tutorials
- Michael Lieb, Christoph Riesinger, Jörg Landthaler, Jürgen Bräckle
- Exam
- Sa., 26.02.2011, 10:00-12:00 Uhr, Hörsaal MW0001 (Details siehe unter Klausur!)
- Semesterwochenstunden / ECTS Credits
- 5 SWS (2V + 3Ü) / 6 Credits
- TUMonline
- {{{tumonline}}}
Willkommen zur Veranstaltung Numerisches Programmieren im Wintersemester 2010/2011!
Das Numerische 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 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
| 25.02.2011 | Die Klausureinsicht findet am 18. März zwischen 13:00 und 14:00 in unserem Seminarraum 02.07.023 statt. |
|---|---|
| 25.02.2011 |
Prüfungstermin: - Samstag 26.02.2011 - 10:00 Uhr - 12:00 Uhr - Räume: MW0001 (A-Wald) und MW2001 (Walt-Z), Maschinenwesen - der Raum MW2001 befindet sich im zweiten Stock, direkt über dem WM0001 - Einlass: ab 09:45 Uhr. Bitte erscheinen Sie pünktlich.
- Ein DIN-A4-Blatt, beidseitig handschriftlich beschrieben (Formelsammlung) - Wörterbücher ohne handschriftliche Eintragungen - Die Klausur bietet genug Platz für Notizen. Schmierpapier wird also nicht benötigt.
- Lichtbildausweis - am besten den aktuellen Studentenausweis - aktueller Studienausweis (= Immatrikulationsbescheinigung - falls kein Studentenausweis vorhanden)
- Mobiltelefone sind während der Klausur auszuschalten (am besten gleich daheim lassen) - Sollte jemand bei einem Täuschungsversuch erwischt werden, so gilt die Klausur sofort als nicht bestanden. |
| 17.02.2011 | Neben den Vorlesungsaufzeichnungen dieses Semesters können nun auch die Mitschnitte aus dem Wintersemester 2009/10 heruntergeladen werden. |
| 03.02.2011 | In den Tutorien am 07. und 10. Februar findet eine Klausurvorbereitung mit folgenden Punkten statt:
|
| 27.01.2011 | Ab sofort stehen die Aufzeichnungen der diessemestrigen Vorlesungen zum Download bereit. |
| 08.12.2010 | Kommenden Montag den 13. Dezember findet die Evaluation der Veranstaltung "Numerisches Programmieren" während der Vorlesung am Mittag statt. |
| 07.12.2010 | Die Information, dass in der Woche vom 13. bis 17. Dezember keine Tutorien stattfinden ist falsch. Da ist uns leider ein Fehler unterlaufen.
In der Woche vor Weihnachten finden ebenfalls Tutorien statt. Dies hat zwei Gründe:
|
| 02.12.2010 | Wegen Dies Academicus finden die Donnerstagstutorien (sowohl am Vor- als auch am Nachmittag) am 02. Dezember 2010 nicht statt.
Ausweichtermin ist Freitag, 03. Dezember 2010. Ein Ersatztutorium findet von 16:00-18:00 im Seminarraum unseres Lehrstuhls statt (MI 02.07.023). |
| 08.11.2010 | |
| 15.10.2010 | Ab morgen (16.10.2010) können Sie sich im MyTUM-Portal unter http://www.mytum.de/anmeldung/ für die Tutorien und die Maillist/Programmieraufgaben anmelden. |
| 04.10.2010 | Für die Abgabe der Programmieraufgaben ist es notwendig sich im MyTUM-Portal für den E-Mail-Verteiler anzumelden. Weitere Details finden Sie in Kürze im Abschnitt Programmieraufgaben. |
Vorlesung
An dieser Stelle werden während des Semesters die Vorlesungsfolien bereitgestellt werden.
Allgemeine Hinweise finden Sie im Merkblatt zur Veranstaltung.
Folien
- Organisatorisches: Einführung und Literaturhinweise
- 1. Kapitel: Motivation and Introduction
- 2. Kapitel: Interpolation
- 3. Kapitel: Numerical Quadrature
- 5. Kapitel: Ordinary Differential Equations
- 6. Kapitel: Iterative Methods
- 7. Kapitel: The Symmetric Eigenvalue Problem
- 8. Kapitel: Hardware-Aware Numerics
Vorlesungsaufzeichnungen
Die Mitschnitte der Vorlesungen dieses Semesters können über die entsprechende TTT-Homepage heruntergeladen werden.
Hinweis: Aufgrund eines bisher nicht lösbaren technischen Problems, ist der Ton recht abgehackt, was es an vielen Stellen sehr schwer macht, ihm zu folgen. Wir versuchen fieberhaft, das Problem zu lösen, hatten bisher jedoch keinen Erfolg.
Deshalb stehen darüber hinaus die inhaltlich äquivalenten Mitschnitte aus dem Wintersemester 2009/10 ebenfalls zur Verfügung.
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 als PDF zum Download.
Hinweise:
| Die Anmeldung zu den Übungen erfolgt über die Anmeldelisten im MyTUM-Portal |
|---|
| Die Übungen beginnen in der Woche 45, d. h. ab 08.11.2010. |
Übungstermine
| Gruppe | Tag | Zeit | Raum | Tutor |
| 1 | Mo | 09:30-11:30 | 00.08.055 | Michael Lieb |
| 2 | Mo | 09:30-11:30 | 00.13.036 | Jörg Landthaler |
| 3 | Mo | 09:30-11:30 | 00.13.054 | Christoph Riesinger |
| 4 | Mo | 16:00-18:00 | 00.08.055 | Michael Lieb |
| 5 | Mo | 16:00-18:00 | 00.13.008 | Jörg Landthaler |
| 6 | Mo | 16:00-18:00 | 00.13.036 | Christoph Riesinger |
| 7 | Do | 10:00-12:00 | 00.13.054 | Jürgen Bräckle |
| 8 | Do | 14:00-16:00 | 03.09.012 | Jürgen Bräckle |
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 | 18.10.2010 | Mo 08.11. / Do 11.11.2010 | Zahlendarstellung, Rundungsfehler | Aufgabenblatt 1 | Lösung 1 | - |
| 2 | 08.11.2010 | Mo 15.11. / Do 18.11.2010 | Kondition, Stabilität | Aufgabenblatt 2 | Lösung 2 | - |
| 3 | 15.11.2010 | Mo 22.11. / Do 25.11.2010 | Interpolation | Aufgabenblatt 3 | Lösung 3 | - |
| 4 | 22.11.2010 | Mo 29.11. / Do 02.12.2010 | stückweise Interpolation | Aufgabenblatt 4 | Lösung 4, visHermiteSin.m, spline_easyN.m | Tutorfolien 4 |
| 5 | 29.11.2010 | Mo 06.12. / Do 09.12.2010 | diskrete/schnelle Fourier-Transformation | Aufgabenblatt 5 | Lösung 5 | - |
| 6 | 06.12.2010 | Mo 13.12. / Do 16.12.2010 | Numerische Quadratur | Aufgabenblatt 6 | Lösung 6 | - |
| 7 | 13.12.2010 | Mo 20.12. / Do 23.12.2010 | Extrapolation, Gauß-Quadratur, Quadratur nach Archimedes | Aufgabenblatt 7 | Lösung 7 | Tutorfolien 7 |
| 8 | 20.12.2010 | Mo 10.01. / Do 13.01.2011 | LR-Zerlegung, Pivotsuche, QR-Zerlegung | Aufgabenblatt 8 | Lösung 8 | Tutorfolien 8 |
| 9 | 10.01.2011 | Mo 17.01. / Do 20.01.2011 | Gewöhnliche Differentialgleichungen (ODE) I | Aufgabenblatt 9 | Lösung 9 | - |
| 10 | 17.01.2011 | Mo 24.01. / Do 27.01.2011 | Gewöhnliche Differentialgleichungen (ODE) II | Aufgabenblatt 10, vis_midpoint.m | Lösung 10 | - |
| 11 | 24.01.2011 | Mo 31.01. / Do 03.02.2011 | Iterative Verfahren I | Aufgabenblatt 11 | Lösung 11 | Tutorfolien 11 |
| 12 | 03.02.2011 | Mo 07.02. / Do 10.02.2011 | Klausurvorbereitung | Aufgabenblatt 12 | Klausur mit Musterlösung | Tutorfolien 12 |
Programmieraufgaben
Hier finden Sie die Aufgabenstellung (PDF-Dokument) und den Programmrahmen (TAR-Archiv mit Quellcode) der einzelnen Programmieraufgaben.
| Aufgabennr. | 2. Abgabetermin | Aufgabenstellung | Zugehöriges Rahmenprogramm |
| 1 | 31.01.2011 | Aufgabe_1 | Programmrahmen_1 |
| 2 | 07.02.2011 | Aufgabe_2 | Programmrahmen_2, zur Information: How_to_share_a_secrete |
| 3 | 14.02.2011 | Aufgabe_3 | Programmrahmen_3 |
| 4 | 21.02.2011 | 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! - Kompilieren und testen Sie Ihre Lösungsvorschläge vor der Abgabe noch einmal auf den SUN-Rechnern der Rechnerhalle! Wenn Ihre java-Klassen dort nicht lauffähig sind, kann die Abgabe nicht getestet werden.
- Bei Fragen zu den Programmieraufgaben nutzen Sie die Sprechstunde mittwochs von 14:00 bis 14:30 Uhr in 02.05.036 (Michael Lieb).
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 Samstag, den 26.02.2011 von 10:00-12:00 Uhr im Hörsaal MW0001 statt. Falls die Teilnehmerzahl sehr hoch ausfallen sollte wird um den Hörsaal MW 2001 (Name: Rudolf-Diesel-Hörsaal Physik) erweitert. Beide Hörsäle befinden sich im Maschinenwesen (Garching).
Als Hilfsmittel ist einzig und allein ein handschriftlich, beidseitig beschriebenes Blatt DIN A4 mit eigenen Notizen erlaubt (keine Ausdrucke, keine Kopien). Elektronische Hilfsmittel (auch Taschenrechner) sind genauso nicht erlaubt (und auch nicht notwendig) wie Bücher, Skripten, etc.
Die Einsicht in die Klausur findet am 18. März zwischen 13:00 und 14:00 in unserem Seminarraum 02.07.023 statt. Jedem Studenten werden dabei 20 Minuten zum Durchsehen seiner korrigierten Klausur zur Verfügung gestellt.
Anmeldung
Für Studenten, die Informatik (Bachelor) studieren, erfolgt die Anmeldung ganz normal über TUMonline. Studenten anderer Fachrichtungen schicken bitte zur Anmeldung bis spätestens 01.02.2011 eine kurze E-Mail mit Name, Matrikelnummer und Studiengang an liebm@in.tum.de.
Da die Vorlesung "Numerisches Programmieren" seit dem Wintersemester 2007/08 jedes Semester gehalten wird, ersetzt die reguläre Klausur des Folgesemesters nun die Wiederholungsklausur des aktuellen Semesters.
Altklausur
Als "Appetizer" können Sie sich hier die Klausur des SS10 ansehen: Klausur / Klausur_mit_Loesung
Kontakt
| Funktion | Name | Raum | Sprechstunde | |
| Veranstaltungsleiter | Univ.-Prof. Dr. Hans-Joachim Bungartz | MI 02.05.054 | Di 13:00-14:00 und n. V. | 
|
| Übungsleiter (Organisation/Programmieraufgaben) | Michael Lieb | MI 02.05.036 | Mi 16:00-17:00 und n.V. | 
|
| Übungsleiter (Tutorien) | Christoph Riesinger | MI 02.05.059 | siehe Homepage | 
|
| Tutor | Jörg Landthaler | - | - | 
|
| Tutor | Jürgen Bräckle | - | - | 
|
