11712 - Wissenschaftliches Rechnen und Programmierung Modulübersicht

Modulnummer: 11712
Modultitel:Wissenschaftliches Rechnen und Programmierung
  Scientific Computing and Programming
Einrichtung: Fakultät 1 - MINT - Mathematik, Informatik, Physik, Elektro- und Informationstechnik
Verantwortlich:
  • Prof. Dr.-Ing. Oevermann, Michael
Lehr- und Prüfungssprache:Deutsch
Dauer:1 Semester
Angebotsturnus: jedes Sommersemester
Leistungspunkte: 6
Lernziele:Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls beherrschen die Studierenden die Grundlagen der wissenschaftlichen Programmierung und des wissenschaftlichen Rechnens. Sie können die Programmiersprache Python anwenden und besitzen durch die entsprechenden technischen Kompetenzen wichtige Grundlagen für weitere Tätigkeiten in mathematisch orientierten, programmierintensiven Forschungs- oder Entwicklungsumgebungen. Die erworbenen Kenntnisse bilden weiterhin eine sinnvolle Grundlage bzw. Ergänzung zu allen Modulen im Bereich der Numerik.
Inhalte:Die Veranstaltungen zum Modul fokussieren sich in den Inhalten auf die Verwendung von Python, u.a. Python Toolboxen/Module für wissenschaftliches Rechnen (Numpy, Scipy), Datenstrukturen für das wissenschaftliche Rechnen (dünnbesetzte Matrizen, Listen, Bäume, etc.), Grundlagen der Parallelisierung mit MPI (Message Passing Interface) und Schnittstellen zu typischen Programmiersprachen des wissenschaftlichen Rechnens wie C, C++, Fortran.

Die Inhalte der Veranstaltung können in Rücksprache mit den Studierenden an deren Interesse  zu spezifischen Themen angepasst werden.
Empfohlene Voraussetzungen:Mathematische Kenntnisse entsprechend einführender Veranstaltungen in Mathematik, Informatik oder Ingenieurswissenschaften aus den ersten drei bis vier Fachsemestern, z. B.:
  • Modul 11103 Analysis I, und
  • Modul 11101 Lineare Algebra und analytische Geometrie I

oder

  • Modul 11112 Mathematik IT-1 (Diskrete Mathematik)
  • Modul 11113 Mathematik IT-2 (Lineare Algebra) 
  • Modul 11213 Mathematik IT-3 (Analysis) 

oder

  • Modul 11107 Höhere Mathematik - T1   
  • Modul 11108 Höhere Mathematik - T2
  • Modul 11206 Höhere Mathematik - T3
Zwingende Voraussetzungen:keine
Lehrformen und Arbeitsumfang:
  • Vorlesung / 2 SWS
  • Praktikum / 2 SWS
  • Selbststudium / 120 Stunden
Unterrichtsmaterialien und Literaturhinweise:wechselnde Literatur, wird zu Beginn der Veranstaltung bekannt gegeben
Modulprüfung:Voraussetzung + Modulabschlussprüfung (MAP)
Prüfungsleistung/en für Modulprüfung:

Voraussetzung für die Modulabschlussprüfung:

  • erfolgreiches Absolvieren der Übungen im Rahmen des Praktikums (75% müssen erbracht werden)

Modulabschlussprüfung:

  • Mündliche Prüfung, 30 min. ODER
  • Klausur, 90 min. (bei hoher Teilnehmerzahl)

In der ersten Lehrveranstaltung wird bekanntgegeben, ob die Prüfungsleistung in schriftlicher oder mündlicher Form zu erbringen ist.

Bewertung der Modulprüfung:Prüfungsleistung - benotet
Teilnehmerbeschränkung:keine
Zuordnung zu Studiengängen:
  • M.Sc. / Angewandte Mathematik (universitäres Profil) / Prüfungsordnung 2008
  • M.Sc. / Angewandte Mathematik (universitäres Profil) / Prüfungsordnung 2019
  • M.Sc. / Elektrotechnik (universitäres Profil) / Prüfungsordnung 2014
  • B.Sc. / Energietechnik und Energiewirtschaft (universitäres Profil) / Prüfungsordnung 2021
  • M.Sc. / Informatik (universitäres Profil) / Prüfungsordnung 2008 - 2. SÄ 2017
  • B.Sc. / Maschinenbau (universitäres Profil) / Prüfungsordnung 2006
  • M.Sc. / Maschinenbau (universitäres Profil) / Prüfungsordnung 2006 - 2. SÄ 2012
  • M.Sc. / Wirtschaftsingenieurwesen (universitäres Profil) / Prüfungsordnung 2008
  • B.Sc. / Wirtschaftsmathematik (universitäres Profil) / Prüfungsordnung 2007
Bemerkungen:
  • Studiengang Angewandte Mathematik M.Sc.: Wahlpflichtmodul im Komplex „Numerik“
  • Studiengang Informatik M.Sc.: Wahlpflichtmodul „Mathematik“ oder Wahlpflichtmodul im Anwendungsfach „Mathematik“
Das Modul ist mit allen Modulen der Ausrichtungen Numerische Mathematik oder Wissenschaftliches Rechnen sinnvoll kombinierbar.

Das Modul liefert eine sehr gute Vorbereitung auf das Modul 31431 "Analyse und Visualisierung von Strömungen mit MATLAB".

Veranstaltungen zum Modul:
  • Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen und Programmierung
  • Begleitendes Praktikum
  • Zugehörige Prüfung
Veranstaltungen im aktuellen Semester:
  • keine Zuordnung vorhanden

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