Veranstaltungsarten (SWS)
Vorlesung: 2 │ Übung: 2 │ Praktikum: 0 │ Seminar: 0
Prüfungsnummer: ZKF 90223
Lehrform:
Sprache: Englisch
Turnus: WS/SS
ECTS: 6
Prüfungsleistung Semesterprojekt
zugeordnete Studiengänge
zugeordnete Personen
zugeordnete Module
Informationen
Beschreibung:

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

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.

Literatur:

- N. Wirth, „Algorithmen und Datenstrukturen“,
- R. Sedgewick „Algorithms in C++“
- S. Chapman „FORTRAN 90/95 for Scientists and Engineers“

Vorleistung:
Infolink:
Bemerkung:
Description:

Procedural Languages
fields and structures of data
working with files with sequential and direct access
implementing of indexed lists
memory-management presupposing static fields (Memory-Mapping)
Object-oriented Languages
fundamental terms for object-oriented modelling
container-classes
recursive structures of data, chained lists and hierarchic structures
use of template-libraries
Examples of implementing iterative algorithms
Gauss-Algorithm with coloumn pivo seach
Gauss-Algorithm as triangular decomposition
Cholesky-Method as triangular decomposition considering compact data storage
Solving a system of linear equations with several right hand sides
Gauss-Seidel Method
Jakobi Method for determining the intrinsic value of a symmetric matrix
Examples of implementing recursive algorithms
Hoare‘s Quick-Sort
Backtracking algorithms (e.g. Eight Queens Puzzle, Knight‘s Tour)

Learning Targets:

The participants will gain the competence of implementing complex numeric-mathematical and continuum-mechanical problems by means of the established programming language. The students will learn to abstract problems within the scope of algorithms at first. They will achieve the competence of implementing algorithms by means of classical procedural programming under the use of classical software-realities (e.g. common FORTRAN-FE-platforms like FEAP). In addition they will learn to implement algorithms within a modern object oriented approach for standard software-realities. The participants will also learn to map the data to common container-class-concepts and to implement these by means of standardized libraries.

Literature:

- N. Wirth, „Algorithmen und Datenstrukturen“,
- R. Sedgewick „Algorithms in C++“
- S. Chapman „FORTRAN 90/95 for Scientists and Engineers“

Pre-Qualifications:
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Notice: