Computerorientierte Mathematik I

Aktuelles

• Die Aufgaben der Nachklausur sind zum üben online.
• Die Ergebnisse der Nachklausur sind hier zu finden.
• Die Nachklausur findet am 30.06.2020 in der Mensa 2 statt. Weitere Informationen werden per E-Mail (über das KVV/Whiteboard) verteilt.
• Wegen der Maßnahmen zur Eindämmung des Coronavirus findet die Nachklausur nicht statt. Sobald neue Informationen bekannt sind, werden Sie informiert!
• Die Klausureinsicht findet am Montag, den 02.03.2020, 10-12 Uhr (A6, SR 007/008) statt. Bitte erscheinen Sie rechtzeitig, um Verzögerungen zu vermeiden.
• Bitte beachten Sie, dass die Nachklausur im Hörsaal A des Henry-Ford-Baus (Karte) stattfinden wird. Das heißt, die Nachklausur findet nicht im selben Hörsaal wie die Vorlesung statt!
• Die Ergebnisse der ersten Klausur sind hier zu finden.
• Für alle Gruppen, die noch nicht die 60% Hürde erreicht haben, wurde ein letzter Bonuszettel veröffentlicht. Bitte beachten Sie, dass dieser nur korrgiert wird, falls Sie die zusätzlichen Punkte benötigen!
• Der 4. Übungszettel ist online. Wegen der verspäteten Veröffentlichung wurde die Abgabefrist entsprechend angepasst!
• Das Programm plotErrors.py für den zweiten Übungszettel wurde nachgereicht.
• Die Vorlesungsfolien sind online.
• Die Klausur wird am 7.2.20 zur Vorlesungszeit stattfinden. Voraussichtlicher Termin der Nachklausur ist der 1.4.20, 10:00 Uhr.
• Der Python Kurs wurde auf Freitags, 14:00 - 17:00 Uhr verschoben!
• Der erste Übungszettel ist online.
• Der Python Kurs des Mentoring Programms findet am Donnerstag, den 24.10.19 sowie am Donnerstag, den 31.10.19 Freitag, den 25.10.19 sowie am Freitag, den 1.11.19 jeweils von 14-17 Uhr statt. Die Veranstaltungsorte sind SR005 sowie die Poolräume K44 und K46 in der Takustr. 9 (Informatikgebäude). Mehr Informationen hier.

Termine

Allgemeines zur Vorlesung

Inhalt

Computer spielen heute in nahezu allen Bereichen des Lebens eine wichtige Rolle und sind aus Alltag und Industrie nicht mehr wegzudenken. Die Vorlesung zu computerorientierter Mathematik thematisiert Grundlagen im Umgang mit Rechnern zur Lösung mathematischer Probleme und gibt eine Einführung in algorithmisch-orientiertes Denken. Simultan dazu wird die praktische Umsetzung in der Programmiersprache Python geübt. Die nötige Motivation für die betrachteten Fragestellungen liefern einfache Anwendungsbeispiele. Der Inhalt des ersten Teils der Vorlesungsreihe umfasst fundamentale Begriffe des numerischen Rechnens: Zahlendarstellung und Rundungsfehler, Kondition, Effizienz und Stabilität.

Zielgruppe

Dieser Kurs richtet sich besonders an Studierende der Mathematik (Bachelor sowie Lehramt) und der Bioinformatik. Ebenso eignet sich der Kurs für Numerikinteressierte der Physik, Informatik oder anderer Natur- oder Geisteswissenschaften.

Voraussetzungen

Keine. Dieser Kurs ist für Studienanfänger geeignet.

Perspektiven

Diese Veranstaltung bildet die Grundlage und Voraussetzung aller Veranstaltungen des Studienschwerpunktes Numerische Mathematik/Scientific Computing.

Datenschutz

Zur Nachvollziehbarkeit obiger Scheinkriterien werden die auf den Übungszetteln erreichten Übungspunkte sowie die Teilnahme am Übungsbetrieb personenbezogen erfasst. Der Zugang zu diesen Daten beschränkt sich auf Lehrpersonal und Sekretariat. Die Zustimmung zu diesem Vorgehen gilt mit der Anmeldung zur Veranstaltung als erteilt.

Anmeldung

Informationen zur Anmeldung in Kürze.

• Alle Teilnehmer werden gebeten, sich im kommentierten Vorlesungsverzeichnis (Whiteboard) für die Vorlesung und eine der Übungen anzumelden. Ohne Anmeldung ist eine Teilnahme an den Übungen nicht möglich.
• Für Studierende von Bachelor- und Masterstudiengängen der FU ist darüber hinaus die verbindliche An- und Abmeldung im Campus Management erforderlich. Bitte beachten Sie die dort angegebenen Fristen. Für weitere Informationen und bei Problemen konsultieren Sie bitte die Hilfestellungen für Studierende des Campus-Managements.

Übungsbetrieb und Scheinkriterien

Tutorien

Ab der 2. Semesterwoche finden regelmäßig Tutorien statt. In diesen Tutorien werden Übungsaufgaben vor- und nachbesprochen. Außerdem werden einige Aspekte der Vorlesung nochmals aufgegriffen.

Die Anmeldung zu den Tutorien (Zeit und Ort siehe Termine) findet im kommentierten Vorlesungsverzeichnis statt.

Übungsaufgaben

Allgemein

• Es gibt jede Woche am Freitag hier einen neuen Übungszettel mit Aufgaben zu den Inhalten der Vorlesung.
• Sowohl die Theorieaufgaben als auch die Programmieraufgaben müssen in Gruppen von drei Personen abgegeben werden.
• Alle Mitglieder einer Gruppe müssen in der Lage sein, alle abgegebenen Lösungsvorschläge auf Nachfrage zu erklären.

Zu den Theorieaufgaben

• Die Abgabe erfolgt direkt in das Fach des jeweiligen Tutors in der Arnimallee 3.
• Die Namen aller Gruppenmitglieder und der Name des zuständigen Übungsleiters sind auf jedem abgegebenen Übungsblatt anzugeben.
• Sie dürfen Ihre Abgaben sowohl handschriftlich als auch mit LaTeX verfassen.
• Die Abgabe sollte nicht in losen Zetteln erfolgen. Verwenden Sie beispielsweise eine Büroklammer, um Ihre Übungsblätter zusammenzuhalten.

Zu den Programmieraufgaben

• Die Programmieraufgaben sind prinzipiell in Python 3 zu lösen. Ausschlaggebend für die Bewertung der Aufgaben ist die am Fachbereich installierte Version python3 (python basiert noch auf Python 2).
• Die Abgabe erfolgt per Email an den jeweiligen Tutor.
• Weitere Anweisungen zur Benennung und Abgabe der Programme entnehmen Sie dem jeweiligen Übungsblatt.
• Die Lösungen der Programmieraufgaben sollen per E-Mail an den jeweiligen Tutor geschickt werden. Eine vollständige Lösung besteht aus dokumentiertem, lauffähigem Python-Code und Python-Skripten namens run_x_y.py, die die erforderlichen Testläufe aus Aufgabe y des Übungszettels x ohne Angabe von Argumenten durchführen. Bitte fügen Sie auch Protokolle der Testläufe bei.
• Die Abgabe korrekter, lauffähiger Lösungen wird als Täuschungsversuch bewertet, wenn die Funktionsweise des Codes auf Nachfrage nicht erklärt werden kann.

Scheinkriterien

• Erfolgreiche Teilnahme am Übungsbetrieb (sowohl 60% der erreichbaren Theoriepunkte als auch 60% der Programmierpunkte)
• Regelmäßige und aktive Teilnahme am Übungsbetrieb (Anwesenheit in den Tutorien und Vorrechnen einer Aufgabe im Tutorium)
• Bestehen der Klausur

Die Note ergibt sich ausschließlich aus dem Klausurergebnis.

Übungszettel

In diesem Abschnitt werden die vorlesungsbegleitenden Übungsaufgaben veröffentlicht.

• Übungszettel 1
• Übungszettel 2 (Das in Aufgabe 3 erwähnte Programm plotErrors.py finden Sie hier).
• Übungszettel 3
• Übungszettel 4
• Übungszettel 5
• Übungszettel 6
• Übungszettel 7
• Übungszettel 8
• Übungszettel 9
• Übungszettel 10
• Übungszettel 11
• Übungszettel 12 (Bonus)

Klausur

Die Klausur findet am Freitag, den 7.2.20 um 12:00 Uhr statt (vorletzter Termin in der Vorlesungszeit). Es wird eine Nachklausur geben, die voraussichtlich am 1.4.20 um 10:00 Uhr sattfindet.

Begleitende Materialien

Vorlesungsfolien

• Vorlesung vom 18.10.2019
• Vorlesung vom 25.10.2019
• Vorlesung vom 01.11.2019
• Vorlesung vom 08.11.2019
• Vorlesung vom 15.11.2019
• Vorlesung vom 22.11.2019
• Vorlesung vom 29.11.2019
• Vorlesung vom 06.12.2019
• Vorlesung vom 13.12.2019
• Vorlesung vom 20.12.2019
• Vorlesung vom 10.01.2020
• Vorlesung vom 17.01.2020
• Vorlesung vom 24.01.2020
• Vorlesung vom 31.01.2020
• Vorlesung vom 14.01.2020

Skript

Ralf Kornhuber und Christof Schütte: "Mit Zahlen rechnen" (Ggfs. auch unter dem Titel "Computerorientierte Mathematik"). Eine Kopie des Skripts kann im Kopierservice-Dahlem (Königin-Luise Str. 39) für 6,20€ (ohne Gewähr) erworben werden.

Einführungen zu Python:

• Think Python 2nd Ed. von Allen B. Downey (Freie Einführung in das Programmieren im Allgemeinen und Python im Speziellen).
• Numpy for Matlab users (Informationen, die den Umstieg von Matlab auf Python erleichtern).

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