Numerisches Programmieren - Winter 08

Term

Winter 08

Lecturer

Univ.-Prof. Dr. Hans-Joachim Bungartz

Time and Place

Mo, 12:15-13:45, Raum PH HS 2, Beginn: 13.10.2008

Übungen: Di bis Fr (Details siehe unter Übungstermine!)

Audience

Studiengang Informatik (Bachelor) (Modul IN0019, Zusatzcredit: Modul IN0023)

Tutorials

Stefanie Schraufstetter, Tobias Neckel

Exam

Klausur am Ende des Semesters

Semesterwochenstunden / ECTS Credits

5 SWS (2V + 3Ü) / 6 Credits

TUMonline

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Willkommen zur Veranstaltung Numerisches Programmieren im Wintersemester 2008/09!

Das Numerische 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 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

4.11.2008	In der Doku der Programmieraufgabe 1 ist ein kleiner Fehler gewesen (Kommentar in der Klasse BitFeld, Methode sub(BitFeld b)). Dieser wurde nun entsprechend verbessert. Vielen Dank für den Hinweis!
3.11.2008	Die Übungsgruppe 6 (Do 14-16) wird um 15min nach vorne verschoben und beginnt somit ab sofort bereits um 14:00 Uhr.

Vorlesung

Hier das Merkblatt zur Veranstaltung.

• Organisatorisches: Introduction and Literature

• 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

Hier die alte, deutsche Version der Folien:

• 1. Kapitel: Motivation und Einführung

• 2. Kapitel: Interpolation

• 3. Kapitel: Numerische Quadratur

• 4. Kapitel: Direkte Lösung linearer Gleichungssysteme

• 5. Kapitel: Gewöhnliche Differentialgleichungen

• 6. Kapitel: Iterative Verfahren + Erweiterung

• 7. Kapitel: Eigenwertberechnung (nur in Englisch!)

Zur Vertiefung der Inhalte, als Lernvorlage und Nachschlagewerk empfiehlt sich insbesondere das Buch von Prof. Huckle Numerik für Informatiker. Einen kleinen Ausschnitt aus der Vielzahl an Veröffentlichungen zu den Themen der Vorlesung stellt die folgende Literaturliste dar.

• Huckle, Schneider: Numerik für Informatiker, Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg, 2002
• Späth: Numerik - eine Einführung für Mathematiker und Informatiker, Vieweg, Braunschweig-Wiesbaden, 1994
• Schwarz: Numerische Mathematik, Teubner, Stuttgart, 4. Auflage 1997
• Stoer, Bulirsch: Numerische Mathematik, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, Band 1 (8. Auflage 1999) und Band 2 (4. Auflage 2000)
• 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 in Buch von Prof. Huckle

Lösungen zu einigen Aufgaben des Buches von Prof. Huckle

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

Hier die Übungstermine:

Gruppe	Tag	Zeit	Raum	Tutor
1	Di	15:00-17:00	00.13.036	Köppl
2	Mi	12:00-14:00	00.13.036	Schraufstetter
3	Mi	14:00-16:00	00.13.036	Uekermann
4	Do	10:00-12:00	00.08.036	Uekermann
5	Do	12:00-14:00	00.08.036	Kirchner
6	Do	14:00-16:00	00.08.036	Kirchner
7	Fr	10:00-12:00	00.08.036	Köppl

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.

• Merkblatt zur Vorlesung

• 1. Übung (Zahlendarstellung, Rundungsfehler): 28. - 31.10.08

Aufgabenblatt, Lösung

Matlab Programm archimedes.m zu Aufgabe 4

• 2. Übung (Kondition, Stabilität): 4. - 7.11.08

Aufgabenblatt

• 3. Übung (Interpolation): 11. - 14.11.08

Aufgabenblatt

Programmieraufgaben

Hier finden Sie im Laufe des Semesters die Aufgabenstellungen (PDF-Dokument) und den Programmrahmen (geziptes TAR-Archiv mit Quellcodes) der einzelnen Programmieraufgaben. Nach Abgabeschluss werden hier auch die jeweiligen Musterlösungen (geziptes TAR-Archiv mit Quellcodes) zum Download bereitstehen. Die Abgabe der Programm-Codes erfolgt unter der Rubrik Web-Dienste.

Einige Hinweise zur Bearbeitung:

• Arbeiten Sie in einer Gruppe (max. 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!
• Compilieren und testen Sie Ihre Lösungsvorschläge vor der Abgabe noch einmal auf den SUN-Rechnern der Rechnerhalle! Wenn Ihre java-Klassen dort nicht lauffähig sind, wird die Abgabe automatisch mit ungenügend bewertet.

Die Programmieraufgaben sind ebenfalls prüfungsrelevant!

1. Programmieraufgabe (Gleitpunktarithmetik):

Abgabe bis 10.11.08, 10:00 Uhr

Aufgabenblatt; Programmrahmen

Informationen zum Testen

Zusatzcredit

Details dazu werden im Laufe des Wintersemesters an dieser Stelle bekannt gegeben.

Klausur

Die Semestralklausur findet voraussichtlich am Samstag, den 21. Februar 2008 statt um 10:00 Uhr statt (vgl. Prüfungskalender Informatik). Details dazu werden im Laufe des Wintersemesters an dieser Stelle bekannt gegeben.

Web-Dienste

Von hier aus können Sie zu gegebenen Zeiten im Wintersemester

• eine Tutorgruppe wählen,
• die Tutorgruppe tauschen,
• Ihre Programmieraufgaben abgeben.

Zum Testen der prinzipiellen Funktionsfähigkeit Ihrer Zertifikatsinstallation und der Kommunikation verwenden Sie bitte folgende Testseite für die Zertifikatsübermittlung, bei der Sie im Erfolgsfall die in Ihrem Zertifikat übermittelten Daten angezeigt bekommen. Sämtliche hilfreiche Informationen seitens der Rechnerbetriebsgruppe zu den Zertifikaten erhalten Sie hier.

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Kontakt

Funktion	Name	Raum	Sprechstunde	E-Mail
Veranstaltungsleiter	Prof. Dr. Hans-Joachim Bungartz	02.05.054	Di 13-14	bungartz in.tum.de
Übungsleiter (Programmieraufgaben)	Tobias Neckel	02.05.055	per Email	neckel in.tum.de
Übungsleiter (Organisation/Tutorien)	Stefanie Schraufstetter	02.05.060	Mo 16-17 und n.V.	schraufs in.tum.de
Tutor	Alana Kirchner	n.a.	n.a.	n.a.
Tutor	Tobias Köppl	n.a.	n.a.	n.a.
Tutor	Benjamin Uekermann	n.a.	n.a.	n.a.