Modellbildung und Simulation - Summer 10
- Term
- Summer 10
- Lecturer
- Univ.-Prof. Dr. Hans-Joachim Bungartz
- Time and Place
- Mittwochs 12:15-13:45 und Donnerstags, 13:15-14:45, Raum MI HS2, Beginn: 21.04.2010
- Übung: 2 Stunden Übung pro Woche, Termin wird noch festgelegt
- Audience
- Modul IN2010
- Informatik Diplom: Wahlpflichtfach im Bereich theoretische Informatik
- Informatik Bachelor: Wahlfach bzw. Veranstaltung im Anwendungsfach Mathematik nach dem Studienplan vom September 2009
- Wirtschaftsinformatik Bachelor: Wahlfach
- Informatik Master: Wahlfach im Fachgebiet "Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen"
- Studierende der Mathematik/Technomathematik, Natur- und Ingenieurwissenschaften
- Tutorials
- Martin Buchholz, Stefan Zimmer
- Exam
- Schriftliche Prüfung am Semesterende
- Semesterwochenstunden / ECTS Credits
- 6 SWS (4V + 2Ü) / 8 Credits
- TUMonline
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Inhalt
Modelle sind vereinfachende Abstraktionen realer Systeme, Simulationen sind (meistens, für uns immer) rechnergestützte Experimente, ausgehend von einem Modell. Für das Verständnis, die Vorhersage sowie die Optimierung des Systemverhaltens werden effiziente und aussagekräftige Simulationen immer wichtiger. Entsprechend der großen Vielfalt zu modellierender sowie zu simulierender Systeme (beispielhaft seien genannt Klima, Wetter, chemische oder biologische Reaktoren, Crash-Tests im Automobilbau, Börsenkurse, Scheduling, Straßenverkehr, Verkehr in Rechensystemen, Softwaresysteme) kommen ganz unterschiedliche mathematische und informatische Instrumentarien zum Einsatz - deterministische oder stochastische, diskrete oder numerische - aber auch weniger formale wie textuelle oder graphische Beschreibungen (Diagramme etc.). Gleichwohl gibt es übergeordnete Prinzipien, etwa bei der Herleitung, Analyse oder Bewertung von Modellen.
In dieser Vorlesung wird in die mathematisch-informatische Modellierung eingeführt, wobei Themen wie Modellklassen, Auswahl des geeigneten Instrumentariums zur formalen Beschreibung, Betrachtungsebenen und Hierarchie, Herleitung von Modellen sowie Eigenschaften und Analyse von Modellen besprochen werden.
Es schließt sich an die exemplarische Behandlung von Beispielen diskreter Modelle und Simulationsverfahren (Entscheidungstheorie, Scheduling, diskrete Ereignissimulation) sowie kontinuierlicher Modelle und Simulationstechniken (Populationsdynamik, Regelungstechnik, Verkehrssimulation, Wärmeleitung) aus unterschiedlichen wissenschaftlichen Gebieten. Dabei wird jeweils auf das erforderliche Rüstzeug, die Herleitung des Modells sowie auf seine Umsetzung zur Realisierung von Simulationen eingegangen.
Die Vorlesung beleuchtet diese Thematik aus der Sicht der Informatik. Die erforderlichen mathematischen Inhalte werden in der Vorlesung behandelt; über das Grundstudium hinausgehende diesbezügliche Voraussetzungen gibt es nicht.
Folien
- Vorbemerkungen: die Folien, auch als Druckversion (ohne blauen Rand) und als Druckversion mit 2 Folien pro Seite
- Stand: 19.4.2010
- Kapitel 1 (Einführung): die Folien, als Druckversion, als Druckversion mit 2 Folien pro Seite
- Stand: Version von 2009
- Kapitel 2 (Diskrete Modellierung und Simulation): die Folien, als Druckversion, als Druckversion mit 2 Folien pro Seite.
- Stand: Version von 2009
- Kapitel 3 (Kontinuierliche Modellierung und Simulation): die Folien, als Druckversion, als Druckversion mit 2 Folien pro Seite.
- Stand: Version von 2009
Übungsblätter und Material zu den Übungen
- In den Übungen wird gelegentlich Maple benutzt. Wer das auch tun möchte, aber noch nie Maple benutzt hat, findet hier ein Worksheet zum Einstieg:
- Das Worksheet maple_einfuehrung.mws
- Wer's nur anschauen will, kann das auch ohne Maple mit der HTML-Version tun.
Buch zur Vorlesung
- Das passende Buch zur Vorlesung: Modellbildung und Simulation - Eine anwendungsorientierte Einführung
