Algorithmik kontinuierlicher Systeme (AlgoKS)7.5 ECTS
(englische Bezeichnung: Algorithms and data structures for processing continuous data)

Lehrveranstaltungen:

• • Algorithmik kontinuierlicher Systeme
    (Vorlesung, 4 SWS, Ulrich Rüde, Mo, 14:15 - 15:45, H1 Egerlandstr.3, (außer Mo 20.4.2020); Di, 14:15 - 15:45, H7; Einzeltermin am 20.4.2020, 14:15 - 15:45, HG; The course will be organized via zoom. Links for the sessions are found in the StudOn course.)
  • Übung zu Algorithmik kontinuierlicher Systeme
    (Übung, 2 SWS, Marco Heisig et al.)
  • Rechnerübung zu Algorithmik kontinuierlicher Systeme
    (Übung, Marco Heisig et al.)

Empfohlene Voraussetzungen:

Es wird empfohlen, folgende Module zu absolvieren, bevor dieses Modul belegt wird:

Algorithmen und Datenstrukturen (WS 2019/2020)

Inhalt:

• Grundlagen kont. Datenstrukturen (Gleitpunktzahlen, Rundungsfehleranalyse und Kondition, Diskretisierung und Quantisierung, Abtasttheorem, FFT)

• Algorithmische Lineare Algebra (direkte und iterative Verfahren für lin. Gleichungssysteme, Ausgleichsprobleme)

• Datenstrukturen für geometrische Objekte, Interpolation, Approximation, Grundlagen geometrischer Modellierung, Volumen- und Flächenberechnung.

• Kontinuierliche und diskrete Optimierung, nichtlineare Probleme.

• Grundlagen der Simulation: Algorithmen zur Lösung von Differentialgleichungen

Lernziele und Kompetenzen:

Dei Studierenden erwerben fundierte Kenntnisse über Datenstrukturen und Algorithmen zur Behandlung kontinuierlicher Probleme. Die erworbenen Kompetenzen sind sowohl theoretische-analytischer Art (Analyse von Komplexität, Konvergenz, Fehlerentwicklung) als auch von praktische Natur (Implementierung der Algorithmen in einer objekt-orientierten Programmiersprache).
Die Studierenden planen und bearbeiten kleine Programmierprojekte so, dass sie zeitgerecht fertig gestellt werden. Sie erwerben damit insbesondere die Grundlagen, die für ein vertieftes Studium in den Bereichen Systemsimulation, Mustererkennung, Graphischer Datenverarbeitung unabdingbar sind.

Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden

• geben die Definition von Gleitpunktzahlen wieder

• reproduzieren Formel zur Berechnung von Flächen und Volumina

Verstehen

Die Studierenden

• erklären die Kondition Problemen

• veranschaulichen Methoden der Freiformflächenmodellierung

• erläutern das Abtasttheorem und die Fouriertransformation

Anwenden

Die Studierenden

• implementieren Algorithmen zur Lösung von linearen Gleichungssystemen

• lösen Interpolation- und Approximationsaufgaben

• berechnen iterativ Lösungen von nichtlinearen Gleichungen

Analysieren

Die Studierenden

• klassifizieren Optimierungsprobleme

• erforschen lineare Ausgleichsprobleme

Lern- bzw. Methodenkompetenz

Die Studierenden

• beherrschen Analyse und Lösung kontinuierlicher Probleme durch Diskretisierung, Implementierung und Rekonstruktion.

Sozialkompetenz

Die Studierenden

• lösen Aufgaben der Algorithmen kontinuierlicher Problem in Gruppenarbeit

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): 4. Semester
   (Po-Vers. 2007 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Gesamtkonto | Technische Wahlmodule | Algorithmik kontinuierlicher Systeme)
2. Informatik (Bachelor of Science): 4. Semester
   (Po-Vers. 2007 | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Pflichtmodule | Algorithmik kontinuierlicher Systeme)
3. Informatik (Bachelor of Science): 3. Semester
   (Po-Vers. 2009s | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | weitere Pflichtmodule | Algorithmik kontinuierlicher Systeme)
4. Informatik (Bachelor of Science): 4. Semester
   (Po-Vers. 2009w | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | weitere Pflichtmodule | Algorithmik kontinuierlicher Systeme)
5. Informations- und Kommunikationstechnik (Bachelor of Science): 4. Semester
   (Po-Vers. 2007 | TechFak | Informations- und Kommunikationstechnik (Bachelor of Science) | Bachelorprüfung - Pflichtmodule | Algorithmik kontinuierlicher Systeme)
6. Informations- und Kommunikationstechnik (Bachelor of Science): 4. Semester
   (Po-Vers. 2009 | TechFak | Informations- und Kommunikationstechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Bachelorprüfung - Pflichtmodule | Algorithmik kontinuierlicher Systeme)
7. Medizintechnik (Bachelor of Science): 4. Semester
   (Po-Vers. 2009 | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Gesamtkonto | weitere Pflichtmodule in den Modulgruppen B1 bis B4 | Modulgruppe "Mathematik und Algorithmik" | Algorithmik kontinuierlicher Systeme)
8. Medizintechnik (Bachelor of Science): 4. Semester
   (Po-Vers. 2013 | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | weitere Pflichtmodule | B3 Mathematik und Algorithmik | Algorithmik kontinuierlicher Systeme)
9. Medizintechnik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2018w | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | weitere Pflichtmodule (Modulgruppen B1, B3, B4) | B3 Mathematik und Algorithmik | Algorithmik kontinuierlicher Systeme)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Algorithmik kontinuierlicher Systeme (Vorlesung mit Übungen) (Prüfungsnummer: 30001)

(diese Prüfung gilt nur im Kontext der Studienfächer/Vertiefungsrichtungen [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8])

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet, 5 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: SS 2020, 1. Wdh.: WS 2020/2021

1. Prüfer:

Ulrich Rüde,

2. Prüfer:

Harald Köstler

Termin: 14.08.2020, 08:00 Uhr, Ort: Tentoria
Termin: 16.02.2021, 08:00 Uhr, Ort: H 11
Termin: 23.07.2021, 08:00 Uhr, Ort: click here
Termin: 15.02.2022, 13:30 Uhr, Ort: H 11

Übungen zu Algorithmik kontinuierlicher Systeme (Prüfungsnummer: 30002)

(diese Prüfung gilt nur im Kontext der Studienfächer/Vertiefungsrichtungen [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8])

Studienleistung, Übungsleistung, unbenotet, 2.5 ECTS

weitere Erläuterungen:
Für das Bestehen der Übungen müssen mindestens

• 50% der Theorieaufgaben und

• 50% der Programmieraufgaben

Prüfungssprache: Deutsch

Erstablegung: SS 2020, 1. Wdh.: WS 2020/2021

1. Prüfer:

Ulrich Rüde,

2. Prüfer:

Harald Köstler

Algorithmik kontinuierlicher Systeme (Klausur) (Prüfungsnummer: 30011)

(englischer Titel: Examination on Algorithms for Continuous Systems)

(diese Prüfung gilt nur im Kontext der Studienfächer/Vertiefungsrichtungen [9])

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet, 7.5 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Prüfungssprache: Deutsch

Erstablegung: SS 2020, 1. Wdh.: WS 2020/2021

1. Prüfer:

Ulrich Rüde,

2. Prüfer:

Harald Köstler

Termin: 14.08.2020, 08:00 Uhr, Ort: Mensa-Süd
Termin: 16.02.2021, 08:00 Uhr, Ort: H 11
Termin: 23.07.2021, 08:00 Uhr, Ort: AudiMax ER
Termin: 15.02.2022, 13:30 Uhr, Ort: H 11