Computer Languages for Engineers

Plaster Red, © S. Baeck

MSc Computational Mechanics

Pflichtmodul
SWS: 4
Credits: 6
Veranstaltungsart: Vorlesung, Übung

Dozenten

Termine

Lernziele

Die Studierenden erlernen in der Vorlesung die Fähigkeit, komplexe Problemstellungen aus der numerischen Mathematik bzw. aus der Kontinuumsmechanik mit Hilfe der in diesem Umfeld etablierten Programmiersprachen zu implementieren. Die Studierenden erlernen die Fähigkeit, Problemstellungen zunächst im Rahmen von Algorithmen zu abstrahieren. Sie erlangen die Fähigkeit, Algorithmen zum einen mit den Mitteln der klassischen prozeduralen Programmierung im Umfeld einer klassischen Software-Realistät zu implementieren (z.B. gängige FORTRAN-FE-Plattformen wie FEAP). Weiter erlangen Sie die Fähigkeit, Algorithmen im Rahmen eines modernen objekt-orientierten Ansatzes für heute übliche Software-Realitäten zu implementieren. Die Studierenden erlangen zudem die Fähigkeit, die zu modellierende Datenrealität auf gängige Container-Klassen-Konzepte abzubilden und mit Hilfe standardisierter Bibliotheken zu implementieren.

Lehrinhalte

Prozedurale Sprachen Felder und Datenstrukturen, Arbeiten mit Dateien mit sequentiellem und direktem Zugriff, Implementierung indizierter Listen, Speichermangement unter Voraussetzung statischer Felder (Memory-Mapping), Objektorientierte Sprachen, Grundbegriffe objektorientierten Modellierens, Container-Klassen, Rekursive Datenstrukturen, verkettete Listen und Baumstrukturen, Einsatz von Template-Bibliotheken, Implementierungsbeispiele iterativer Algorithmen Gauß-Algorithmus mit Spaltenpivotsuche, Gauß-Algorithmus als Dreieckszerlegung, Cholesky-Verfahren als Dreieckszerlegung unter Berücksichtigung kompakter Datenspeicherung, Lösen eines linearen Gleichungssystems mit mehreren rechten Seiten, Gauß-Seidelsches Iterationsverfahren, Jakobi-Verfahren zur Berechnung von Eigenwerten einer symmetrischen Matrix

Programme

Moodle

e-learning Kursraum
CM-CLFE
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Literatur

  • Watcom FORTRAN 77 Language Reference, Edition 11.0c
  • Stefen J. Chapman,
    Fortran 90/95 for Scientists and Engineers, Second Edition, McGraw-Hill, 2004
  • H.R. Schwarz, N. Köckler,
    Numerische Mathematik, BI Wissenschaftsverlag Mannheim/Wien/Zürich, 1988
  • cplusplus.com - The C++ Resources Network, http://www.cplusplus.com
  • Java Code ConventionsOracle Inc., Sun Microsystems, Inc., September 12, 1997