Numerisches Programmieren - Winter 12: Difference between revisions

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| credits = 5 SWS (2V + 3Ü) / 6 Credits
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Revision as of 09:11, 17 September 2012

Term
Winter 2012/13
Lecturer
Univ.-Prof. Dr. Hans-Joachim Bungartz
Time and Place
Vorlesung: Mo, 12:30 - 14:00 Uhr, 101, Interims Hörsaal 1, Boltzmannstr. 5, die erste Vorlesung findet am 22.10.2012 statt.
Übungen: siehe unter Übungstermine
Audience
Studiengang Informatik (Bachelor) (Modul IN0019)
Tutorials
Christoph Riesinger, Jürgen Bräckle
Exam
tba (Details siehe unter Klausur!)
Semesterwochenstunden / ECTS Credits
5 SWS (2V + 3Ü) / 6 Credits
TUMonline
Vorlesung Numerisches Programmieren
Tutorübung Numerisches Programmieren



Willkommen zur Veranstaltung Numerisches Programmieren im Wintersemester 2012/2013!

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.

Aktuelles

06.08.2012 Die Vorlesung findet jeweils montags von 12:30 Uhr bis 14:00 Uhr im Interims Hörsaal 1, Boltzmannstr. 5 statt. Der erste Vorlesungstermin ist der 22.10.2012.
12.09.2012 Am 01.11.2012 finden aufgrund des Feiertags Allerheiligen keine Tutorien an diesem Tag statt. Betroffen davon sind die Gruppen 9, 10 und 11. Die Teilnehmer dieser Gruppen werden gebeten, stattdessen einmalig in dieser Woche eine der anderen Gruppen an den Tagen Montag, Dienstag und Donnerstag zu besuchen. Diese finden in der Allerheiligenwoche statt.

Vorlesung

An dieser Stelle werden während des Semesters die Vorlesungsfolien bereitgestellt werden.

Folien begleitend zur Vorlesung

Vorlesung Datum Thema
1 22.10.2012 Einführung und Literaturhinweise

Motivation und Einführung

2 - Interpolation
3 - Numerische Quadratur
4 - Direct Methods for Solving Systems of Linear Equations
5 - Ordinary Differential Equations
6 - Iterative Methods: Roots and Optima
7 - The Symmetric Eigenvalue Problem
8 - Hardware-Aware Numerics

Vorlesungsaufzeichnungen

Die Vorlesungen im WS 2009/10 und WS 2010/11 wurden aufgezeichnet und stehen auf der TTT-Homepage zum Download bereit.

Hinweis: Aufgrund eines Problems, ist der Ton bei den Aufzeichnungen aus dem WS 2010/11 recht abgehackt, was es an vielen Stellen sehr schwer macht, ihm zu folgen. Deshalb wird empfohlen, auf die Aufzeichnungen aus dem WS 2009/10 zurück zu greifen.

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.

Übungstermine

Gruppe Tag Zeit Raum Tutor
1 Montag 09:00 - 12:00 00.08.059 tba
2 Montag 09:00 - 12:00 03.09.012 tba
3 Montag 09:00 - 12:00 00.13.054 Christoph Riesinger
4 Montag 14:00 - 17:00 03.09.012 tba
5 Montag 14:00 - 17:00 00.13.054 Christoph Riesinger
6 Dienstag 12:00 - 15:00 00.13.036 tba
7 Dienstag 12:00 - 15:00 03.07.023 Jürgen Bräckle
8 Dienstag 14:00 - 17:00 00.08.036 Jürgen Bräckle
9 Mittwoch 08:00 - 11:00 00.13.054 tba
10 Mittwoch 11:00 - 14:00 03.09.012 tba
11 Mittwoch 11:00 - 14:00 00.13.054 tba
12 Donnerstag 08:00 - 11:00 00.13.008 tba
13 Donnerstag 08:00 - 11:00 03.09.012 tba
14 Donnerstag 08:00 - 11:00 00.13.054 tba
15 Donnerstag 11:00 - 14:00 00.13.008 tba
16 Donnerstag 11:00 - 14:00 03.09.012 tba
17 Donnerstag 14:00 - 17:00 00.13.008 tba

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!


Aufgabennr. Ausgabetermin Besprechungstermin Thema Aufgabenstellung Musterlösung Tutorfolien/Extras
1 22.10.2012 29. - 31.10.2012 Zahlendarstellung, Rundungsfehler - - -
2 29.10.2012 05. - 08.11.2012 Kondition, Stabilität - - -
3 05.11.2012 12. - 15.11.2012 Interpolation - - -
4 12.11.2012 19. - 22.11.2012 stückweise Interpolation - - -
5 19.11.2012 26. - 29.11.2012 diskrete/schnelle Fourier-Transformation - - -
6 26.11.2012 03. - 06.12.2012 Numerische Quadratur - - -
7 03.12.2012 10. - 13.12.2012 Extrapolation, Gauß-Quadratur, Quadratur nach Archimedes - - -
8 10.12.2012 17. - 20.12.2012 LR-Zerlegung, Pivotsuche, QR-Zerlegung - - -
9 17.12.2012 07. - 10.01.2013 Gewöhnliche Differentialgleichungen (ODE) I - - -
10 07.01.2013 14. - 17.01.2013 Gewöhnliche Differentialgleichungen (ODE) II - - -
11 14.01.2013 21. - 24.01.2013 Iterative Verfahren I - - -
12 21.01.2013 28. - 31.01.2013 Iterative Verfahren II - - -
13 28.01.2013 04. - 07.02.2013 Klausurvorbereitung - - -

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 - - - -
2 - - - -
3 - - - -
4 - - - -


Hinweise zur Bearbeitung

  • Arbeiten Sie in einer Gruppe (bis zu 4 Personen). Vier/sechs/acht 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.
  • Bei Fragen zu den Programmieraufgaben wenden Sie sich bitte an Dipl.-Inf. Dipl.-Math. Jürgen Bräckle.
  • Die Programmieraufgaben sind prüfungsrelevant!

Klausur

Die Klausur findet am tba , den tba von tba in tba statt.

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.

Anmeldung

Für alle Studenten erfolgt die Anmeldung ganz normal über TUMonline: tba .

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.

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 tba der tba 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 SS10 ansehen: Klausur

Kontakt

Funktion Name Raum Sprechstunde E-Mail
Veranstaltungsleiter Univ.-Prof. Dr. Hans-Joachim Bungartz MI 02.05.054 Di 13:00-14:00 und n. V. Error creating thumbnail: Unable to save thumbnail to destination
Übungsleiter (Organisation/Tutorien) Christoph Riesinger MI 02.05.059 siehe Homepage Error creating thumbnail: Unable to save thumbnail to destination
Übungsleiter (Tutorien/Programmieraufgaben) Jürgen Bräckle MI 02.05.060 siehe Homepage Error creating thumbnail: Unable to save thumbnail to destination
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