Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1 (SiWiR1)7.5 ECTS
(englische Bezeichnung: Simulation and Scientific Computing 1)

Lehrveranstaltungen:

• • Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1
    (Vorlesung, 2 SWS, Christoph Pflaum, Mo, 10:15 - 11:45, K1-119)
  • Übungen zu Simulation und Wissenschaftliches Rechnen
    (Übung, 2 SWS, Florian Schornbaum et al.)
  • Tutorium zu Simulation und Wissenschaftliches Rechnen
    (Tutorium, 2 SWS, Christoph Pflaum et al., Do, 10:15 - 11:45, Übung 5 / 01.254-128; konkrete Tage nach Vereinbarung)

Empfohlene Voraussetzungen:

Voraussetzung ist ein Modul im Bereich Numerik

Inhalt:

• Performance Optimierung für numerische Algorithmen

• OpenMP Parallelisierung

• Finite Differenzen Diskretisierung im Ort

• Praktische Abschätzung des Diskretisierungsfehlers und der Konvergenzgeschwindigkeit numerischer Verfahren

• Software Entwicklung im Bereich des wissenschaftlichen Rechnens

• MPI Parallelisierung

• Finite Differenzen Diskretisierung für zeitabhängige Probleme

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• lernen grundlegende Kenntnisse zur Implementierung von Algorithmen im Bereich des wissenschaftlichen Rechnens

• lernen theoretisch die Stabilität von numerischen Algorithmen zu untersuchen

Literatur:

• Lehrbuch: G. Hager und G. Wellein, Introduction to High Performance Computing for Scientists and Engineers, CRC Press, 2010.

• Lehrbuch: Goedecker und Adolfy Hoisie. Performance Optimization of Numerically Intensive Codes, SIAM, 2001.

• Lehrbuch: Gropp, Lusk, Skjellum, Using MPI. The MIT Press, 1999.

• Lehrbuch: Alexandrescu, Modern C++ Design, Generic Programming and Design Patterns. Addison-Wesley, 2001.

• Lehrbuch: Burden, Faires, Numerical Analysis, Brooks, 2001.

• Lehrbuch: Chandra at. al., Programming in OpenMP, Academic Press, 2001.

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science): 5. Semester
   (Po-Vers. 2010 | Bachelorprüfung | Computer Science | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
2. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)
   (Po-Vers. 2008 | Masterprüfung | Wahlpflichtbereich Informatik | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
3. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)
   (Po-Vers. 2008 | Masterprüfung | Wahlpflichtbereich Angewandte Mathematik | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
4. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science): ab 1. Semester
   (Po-Vers. 2013 | Wahlpflichtbereich Informatik | Wahlpflichtbereich Informatik)
5. Informatik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2009s | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsmodul Systemsimulation)
6. Informatik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2009w | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsmodul Systemsimulation)
7. Mechatronik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
   (Po-Vers. 2007 | Wahlpflichtmodule (für alle Studierende des Bachelorstudiums, die vor 01. Oktober 2012 Wahlpflichtmodule begonnen haben) | Wahlpflichtmodule | Katalog | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
8. Mechatronik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
   (Po-Vers. 2009 | Wahlpflichtmodule (für alle Studierende des Bachelorstudiums, die vor 01. Oktober 2012 Wahlpflichtmodule begonnen haben) | Wahlpflichtmodule | Katalog | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
9. Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
   (Po-Vers. 2010 | Wahlpflichtmodule | Katalog | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
10. Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
    (Po-Vers. 2010 | Vertiefungsrichtungen | Simulation und Visualisierung | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
11. Medizintechnik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2009 | Modulgruppen B5 und B8.1 - Kompetenzfeld Bildgebende Verfahren | Modulgruppe B8.1 - Vertiefungsmodule ET/INF | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Simulation und Wissenschaftliches Rechnen (Prüfungsnummer: 33701)

(diese Prüfung gilt nur im Kontext der Studienfächer/Vertiefungsrichtungen [1], [2], [3], [7], [8], [9], [10], [11])

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
Das Bestehen der Übungen ist Voraussetzung für die Teilnahme an der schriftlichen Prüfung.

Erstablegung: WS 2014/2015, 1. Wdh.: SS 2015, 2. Wdh.: keine Wiederholung

1. Prüfer:

Ulrich Rüde

Simulation und Wissenschaftliches Rechnen (Prüfungsnummer: 33702)

(diese Prüfung gilt nur im Kontext der Studienfächer/Vertiefungsrichtungen [1], [2], [3], [7], [8], [9], [10], [11])

Studienleistung, Übungsleistung, unbenotet

weitere Erläuterungen:
Das Bestehen der Übungen ist Voraussetzung für die Ausstellung eines Leistungsscheins.

Erstablegung: WS 2014/2015, 1. Wdh.: SS 2015, 2. Wdh.: keine Wiederholung

1. Prüfer:

Ulrich Rüde

Termin: 28.07.2015

Simulation und Wissenschaftliches Rechnen (Prüfungsnummer: 981660)

(diese Prüfung gilt nur im Kontext der Studienfächer/Vertiefungsrichtungen [5], [6])

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
Die Note ergibt sich aus einer 90minütigen Klausur. Voraussetzung zur Teilnahme an der Klausur ist die erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.

Erstablegung: WS 2014/2015, 1. Wdh.: SS 2015, 2. Wdh.: keine Wiederholung

1. Prüfer:

Ulrich Rüde

Simulation und Wissenschaftliches Rechnen (Prüfungsnummer: 725204)

(diese Prüfung gilt nur im Kontext der Studienfächer/Vertiefungsrichtungen [4])

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: WS 2014/2015, 1. Wdh.: SS 2015

1. Prüfer:

Christoph Pflaum