Numerisches Programmieren - Summer 10
- Term
- Summer 10
- Lecturer
- Univ.-Prof. Dr. Thomas Huckle
- Time and Place
- Fr, 12:00 - 13:30, MI HS 2
- Übungen: siehe unter Übungstermine
- Audience
- Studiengang Informatik (Bachelor) (Modul IN0019)
- Tutorials
- Stefanie Schraufstetter, Michael Lieb
- Exam
- Fr, 16.7.10 (Details siehe unter Klausur!)
- Semesterwochenstunden / ECTS Credits
- 5 SWS (2V + 3Ü) / 6 Credits
- TUMonline
- {{{tumonline}}}
Willkommen zur Veranstaltung Numerisches Programmieren im Sommersemester 2010!
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
| 19.07.2010 | Klausurangabe und Musterlösung sind nun online. Die Noten werden in den nächsten Tagen in TUMOnline bekannt gegeben. Die Klausureinsicht findet statt am Freitag, 23.7.10 von 12:30-13:30 Uhr im Seminarraum 02.07.023. Die Vorlesung entfällt dafür. |
|---|---|
| 02.07.2010 | In der MuLö der Wiederholungsaufgabe von Blatt 4 gab es ein paar "Matrizendreher" bei den Zwischenrechnungen. Außerdem war in Aufgabe 1iii) noch der Wert beta_2 falsch. Diese Fehler sind nun korrigiert. Vielen Dank für den Hinweis! |
| 28.06.2010 | Bitte beachten Sie die Änderung der Klausurzeit! Die Klausur findet nun zur Vorlesungszeit um 12:15 Uhr für alle Stundenten im Hörsaal MW1801 statt. Leider hat uns dies die Raumorganisation sehr kurzfristig mitgeteilt. Das Merkblatt zur Klausur wurde entsprechend angepasst. |
| 25.06.2010 | Ab sofort gibt es ein Merkblatt zur Klausur. |
| 25.06.2010 | Wegen der hohen Nachfrage wurden zusätzlichen Abgabetermine für die Programmieraufgaben eingerichtet. Siehe Programmieraufgaben. |
| 22.06.2010 | In der nächsten Vorlesung (25.6.) findet die Vorlesungsumfrage statt. Über zahlreiches Erscheinen würden wir uns sehr freuen. Außerdem weisen wir alle Freunde unseres Lehrstuhls auf den Lehrstuhlausflug 2010, einen bayerischen Triathlon, hin. |
| 26.05.2010 | Auf Folie 25 der 5.Vorlesung muss es (b-a) statt b heißen. Dies ist nun korrigiert. |
| 13.05.2010 | Um die Programmieraufgaben einreichen zu können, muss man sich für den E-Mail-Newsletter zur Vorlesung angemeldet haben (MyTUM-Portal). Weitere Details hierzu finden Sie hier. |
| 10.05.2010 | Wie in den beiden Übungen letzten Freitag besprochen, gibt es folgende Änderungen: Die Übungsgruppe am Freitag Nachmittag wird aufgelöst. Stattdessen wir es vor der Vorlesung nun zwei Übungsgruppen geben, wahlweise eine "Mittagspausen"-Gruppe (9:30-11:30) und eine "Spätaufsteher"-Gruppe (10:00-12:00). Details sowie die Übungsräume finden Sie unter Übungstermine. |
| 07.05.2010 | Der Klausurtermin steht nun fest (siehe Klausur). |
Vorlesung
Hier das Merkblatt zur Veranstaltung.
Folien begleitend zur Vorlesung:
1. Vorlesung vom 23.4.10
2. Vorlesung vom 30.4.10
3. Vorlesung vom 7.5.10
4. Vorlesung vom 14.5.10: Vorlesungsfolien, Householder-Methode, Givens-Rotation, Computertomographie
5. Vorlesung vom 21.5.10
6. Vorlesung vom 28.5.10
7. Vorlesung vom 4.6.10
8. Vorlesung vom 11.6.10: Vorlesungsfolien, Filtern, JPEG, MP3
9. Vorlesung vom 18.6.10
10. Vorlesung vom 25.6.10
11. Vorlesung vom 2.7.10
12. Vorlesung vom 9.7.10
Sollten Sie die Vorlesungsfolien bereits vor der Vorlesung ausdrucken wollen, so verweisen wir Sie auf die Vorlesungsfolien von Prof. Huckle vom letzten Jahr.
Vorlesungsskript von Prof. Bungartz:
- 1. Kapitel: Motivation and Introduction
- 2. Kapitel: Interpolation
- 3. Kapitel: Numerical Quadrature
- 5. Kapitel: Ordinary Differential Equations
- 6. Kapitel: Iterative Methods: Roots and Optima (erweiterte Version)
- 7. Kapitel: The Symmetric Eigenvalue Problem
- 8. Kapitel: Hardware-Aware Numerics
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.
- 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
- 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 der 1.Auflage des Buches 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
Die Übungsplanung wird in den nächsten Tagen abgeschlossen. Die vorläufigen Termine:
| Gruppe | Tag | Zeit | Raum | Tutor |
| 1 | Fr | 9:30 - 11:30 | 00.08.053 | Schraufstetter |
| 2 | Fr | 10:00 - 12:00 | 00.13.054 | Landthaler |
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.
- 1. Übung (Zahlendarstellung, Rundungsfehler): 7.5.10
- 2. Übung (Kondition, Stabilität): 14.5.10
- 3. Übung (LGS): 21.5.10
- 4. Übung (Lineare Ausgleichsrechnung): 28.5.10
- Aufgabenblatt, Lösung
- kleines Quiz zum LGS-Kapitel (Hinweis: Die letzte Frage ist eine reine Schätzaufgabe und kann z.B. mit Matlab mittels cond() kontrolliert werden!)
- 5. Übung (Interpolation): 4.6.10
- 6. Übung (stückweise Interpolation): 11.6.10
- Aufgabenblatt, Lösung
- Matlab Programm visHermiteSin.m: Hermite-Interpolation am Beispiel der Funktion sin(x)
- Matlab Programm spline_easy2.m: Spline-Interpolation am Beispiel der Funktion sin(x), n=2
- Matlab Programm spline_easyN.m: Spline-Interpolation am Beispiel der Funktion sin(x), n=beliebig
- Matlab Programm spline_easyN_naturalBC.m: Spline-Interpolation am Beispiel der Funktion sin(x), n=beliebig, natürliche Randbedingungen
- Mathematik-Programm der Fachhochschule Augsburg. U.a. anschauliche Darstellung von Hermite-Kurven
- 7. Übung (Numerische Quadratur): 18.6.10
- 8. Übung (Extrapolation, Diskrete Fourier-Transformation): 25.6.10
- Matlab Programm dft_demo.m: Demo der Fourier-Trafo
- Matlab Programm dft_script_aufgabe2.m: Skript zur Demo der Fourier-Trafo am Beispiel der Funktionen von Aufgabe 2v)
- Java-Applet zur Darstellung von Fourier-Reihen
- 9. Übung (Fixpunktiteration): 2.7.10
- 10. Übung (ODE): 9.7.10
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 | 07.05.2010 | 24.05.2010 | Aufgabe_1 | Programmrahmen_1 |
| 2 | 21.05.2010 | 07.06.2010 | Aufgabe_2 | Programmrahmen_2, magdeburg.txt |
| 3 | 04.06.2010 | 21.06.2010 | Aufgabe_3 | Programmrahmen_3 |
| 4 | 18.06.2010 | 05.07.2010 | 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! - Bei Fragen zu den Programmieraufgaben nutzen Sie die Sprechstunde von Michael Lieb mittwochs von 13:30 bis 14:30 Uhr im Raum 02.05.036.
Die Abgabe der Programm-Codes erfolgt unter http://www5.in.tum.de/Abgabe_Numerisches_Programmieren/index.php
Die Programmieraufgaben sind prüfungsrelevant!
Zusätzliche Abgabetermine
| Aufgabennr. | Von 12:00 Uhr des Tages | Bis 12:00 Uhr des Tages |
| 1 | 05.07.2010 | 07.07.2010 |
| 2 | 07.07.2010 | 09.07.2010 |
| 3 | 09.07.2010 | 12.07.2010 |
| 4 | 12.07.2010 | 14.07.2010 |
Zusatzcredit
Aufgrund von Änderungen in der Studienordnung von Studenten mit NF Mathematik muss der Zusatzcredit nicht mehr erworben werden und entfällt somit.
Klausur
Bitte beachten Sie die Änderung der Klausurzeit!
Die Klausur findet voraussichtlich am Freitag, den 16.7.10 von 12-14 Uhr im Hörsaal MW1801 (Maschinenwesenhörsaal über der Cafeteria) 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.
Die Anmeldung erfolgt ganz normal über TUMonline. Studenten, die nicht Informatik als Hauptfach haben, schicken bitte zusätzlich bis spätestens 1.7.10 eine kurze Email mit Name, Matrikelnummer und Studiengang an schraufs@in.tum.de. Mathematik-Studenten können die Vorlesung nicht einbringen, da entsprechende Veranstaltungen von der Fakultät für Mathematik angeboten werden.
Bitte beachten Sie auch das Merkblatt zur Klausur!
Postprocessing zur Klausur:
Klausurangabe
Klausureinsicht: Fr, 23.7.10, 12:30-13:30 Uhr im Seminarraum 02.07.023
Bitte bringen Sie zur Einsicht Ihren Studentenausweis mit!
Da die Vorlesung "Numerisches Programmieren" mittlerweile jedes Semester gehalten wird, ersetzt die reguläre Klausur des Folgesemesters die Wiederholungsklausur des aktuellen Semesters.
Kontakt
| Funktion | Name | Raum | Sprechstunde | |
| Veranstaltungsleiter | Prof. Dr. Thomas Huckle | 02.05.044 | Di 10-11 | huckle@in.tum.de |
| Übungsleiter (Organisation/Tutorien) | Stefanie Schraufstetter | 02.05.060 | immer, wenn da | schraufs@in.tum.de |
| Übungsleiter (Programmieraufgaben) | Michael Lieb | 02.05.036 | Di 15:00-16:00 | liebm@in.tum.de |
| Tutor | Jörg Landthaler | n.a. | n.a. | n.a. |