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Wissenschaftliches Programmieren für Ingenieure

Wissenschaftliches Programmieren für Ingenieure
Typ: Vorlesung (V)
Semester: WS 17/18
Zeit: 18.10.2017
14:00 - 15:30 wöchentlich
10.91 Grashof-Hörsaal 10.91 Maschinenbau, Altes Maschinenbaugebäude


25.10.2017
14:00 - 15:30 wöchentlich
10.91 Grashof-Hörsaal 10.91 Maschinenbau, Altes Maschinenbaugebäude

08.11.2017
14:00 - 15:30 wöchentlich
10.91 Grashof-Hörsaal 10.91 Maschinenbau, Altes Maschinenbaugebäude

15.11.2017
14:00 - 15:30 wöchentlich
10.91 Grashof-Hörsaal 10.91 Maschinenbau, Altes Maschinenbaugebäude

22.11.2017
14:00 - 15:30 täglich
30.22 Gaede-Hörsaal 30.22 Physik-Flachbau

29.11.2017
14:00 - 15:30 wöchentlich
10.91 Grashof-Hörsaal 10.91 Maschinenbau, Altes Maschinenbaugebäude

06.12.2017
14:00 - 15:30 wöchentlich
10.91 Grashof-Hörsaal 10.91 Maschinenbau, Altes Maschinenbaugebäude

13.12.2017
14:00 - 15:30 wöchentlich
10.91 Grashof-Hörsaal 10.91 Maschinenbau, Altes Maschinenbaugebäude

20.12.2017
14:00 - 15:30 wöchentlich
10.91 Grashof-Hörsaal 10.91 Maschinenbau, Altes Maschinenbaugebäude

10.01.2018
14:00 - 15:30 wöchentlich
10.91 Grashof-Hörsaal 10.91 Maschinenbau, Altes Maschinenbaugebäude

17.01.2018
14:00 - 15:30 wöchentlich
10.91 Grashof-Hörsaal 10.91 Maschinenbau, Altes Maschinenbaugebäude

24.01.2018
14:00 - 15:30 wöchentlich
10.91 Grashof-Hörsaal 10.91 Maschinenbau, Altes Maschinenbaugebäude

31.01.2018
14:00 - 15:30 wöchentlich
10.91 Grashof-Hörsaal 10.91 Maschinenbau, Altes Maschinenbaugebäude

07.02.2018
14:00 - 15:30 wöchentlich
10.91 Grashof-Hörsaal 10.91 Maschinenbau, Altes Maschinenbaugebäude


Dozent: Prof. Dr. Peter Gumbsch
Dr. Daniel Weygand
SWS: 2
LVNr.: 2181738
Prüfung:

6. Februar 2020   Audimax 18:00-19:30

Voraussetzungen Pflicht: keine

Literaturhinweise C++:

  • Vorlesungsfolien und dort aufgeführte Literatur
  • Einführung und professionelle Programmierung; U. Breymann, Hanser Verlag München
  • C++ and object-oriented numeric computing for Scientists and Engineers, Daoqui Yang, Springer Verlag.
  • The C++ Programming Language, Bjarne Stroustrup, Addison-Wesley
  • Die C++ Standardbibliothek, S. Kuhlins und M. Schader, Springer Verlag

Numerik:

  • Numerical recipes in C++ / C / Fortran (90), Cambridge University Press
  • Numerische Mathematik, H.R. Schwarz, Teubner Stuttgart
  • Numerische Simulation in der Moleküldynamik, Griebel, Knapek, Zumbusch, Caglar, Springer Verlag

Lehrinhalt

  1. Einführung: warum wissenschaftliches Rechnen
  2. Rechnerarchitekturen
  3. Einführung in Unix/Linux:
    • bash + Skripte
    • Arbeiten mit Unix-Tools: Makefile
    • gawk
  4. Grundlagen der Programmiersprache C++
    1. Programmstruktur
    2. Datentypen, Operatoren
    3. Steuerstrukturen
    4. dynamische Speicherverwaltung
    5. Funktionen
    6. Klassen, Vererbung
    7. Ressourcen, Speicher
  5. OpenMP Parallelisierung
  6. Numerik / Algorithmen
    1. finite Differenzen
    2. MD Simulation:
      • Lösung von Differenzialgleichungen 2ter Ordnung
      • Partikelsimulation
    3.  ​​Gleichungslöser


​Arbeitsbelastung

Präsenzzeit: 22,5 Stunden   -- Übung: 22,5 Stunden (freiwillig) Selbststudium: 75 Stunden

Ziel

Der/die Studierende kann

  • die Programmiersprache C++ anwenden, um Programme für das wissenschaftliche Rechnen zu erstellen
  • Programme zur Nutzung auf Parallelrechnern anpassen
  • geeignete numerische Methoden zur Lösung von Differentialgleichungen auswählen.

Prüfung: schriftlich  90 Minuten -- Erlaubte Hilfsmittel: zwei Din A4 Blätter handschriftlich beschrieben