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Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1 (SiWiR1)7.5 ECTS (englische Bezeichnung: Simulation and Scientific Computing 1)
Modulverantwortliche/r: Ulrich Rüde, Christoph Pflaum Lehrende:
Ulrich Rüde, Christoph Pflaum
Startsemester: |
WS 2021/2022 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
halbjährlich (WS+SS) |
Präsenzzeit: |
90 Std. | Eigenstudium: |
135 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
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 Techniken zur Optimierung von Algorithmen im Bereich des wissenschaftlichen Rechnens
lernen selbständig Algorithmen auf Parallelrechnern zu implementieren und zu optimieren
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:
- 123#67#H
(Po-Vers. 2008 | TechFak | Computational Engineering (Master of Science with Honours) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich Informatik | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
- 123#67#H
(Po-Vers. 2008 | TechFak | Computational Engineering (Master of Science with Honours) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich Angewandte Mathematik | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
- Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science): 5. Semester
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Gesamtkonto | Computer Science | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
- Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science): 5. Semester
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Gesamtkonto | Computer Science | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
- Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science): 5. Semester
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Computer Science | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
- Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)
(Po-Vers. 2008 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich Informatik | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
- Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)
(Po-Vers. 2008 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich Angewandte Mathematik | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
- Data Science (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2020w | Vertiefungsrichtungen | Simulation und Numerik (SN) | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen)
- Data Science (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2020w | Vertiefungsrichtungen | Nicht gewählte Vertiefungsrichtungen | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen)
- Data Science (Master of Science)
(Po-Vers. 2021w | Gesamtkonto | Studienrichtung Simulation and Numerics | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
- Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer))
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer)) | Vertiefung Informatik I und II | Vertiefungsmodul Systemsimulation | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen)
- Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer))
(Po-Vers. 2013 | TechFak | Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer)) | Vertiefung Informatik I und II | Vertiefungsrichtung Systemsimulation | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen)
- Informatik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2009s | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsrichtung Systemsimulation | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen)
- Informatik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2009s | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsrichtung Systemsimulation | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
- Informatik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2009w | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsrichtung Systemsimulation | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen)
- Informatik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2009w | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsrichtung Systemsimulation | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
- Informatik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Informatik (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich | Säule der theoretisch orientierten Vertiefungsrichtungen | Vertiefungsrichtung Systemsimulation | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen)
- Informatik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Informatik (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich | Säule der theoretisch orientierten Vertiefungsrichtungen | Vertiefungsrichtung Systemsimulation | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
- Mathematik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | Module des Nebenfachs | Nebenfach Informatik | Vertiefungsmodule | Vertiefungsrichtung Systemsimulation | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen)
- Mathematik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | Module des Nebenfachs | Nebenfach Informatik | Vertiefungsmodule | Vertiefungsrichtung Systemsimulation | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
- Mathematik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2019w | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | weitere Module der Bachelorprüfung | Module des Nebenfachs | Nebenfach Informatik | Vertiefungsmodule | Vertiefungsrichtung Systemsimulation | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen)
- Mathematik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2019w | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | weitere Module der Bachelorprüfung | Module des Nebenfachs | Nebenfach Informatik | Vertiefungsmodule | Vertiefungsrichtung Systemsimulation | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
- Mechatronik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Mechatronik (Bachelor of Science) | Mechatronik (Studienbeginn bis 30.09.2020) | Gesamtkonto | Wahlpflichtmodule (aus Katalog) | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
- Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtmodule | Katalog | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
- Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Gesamtkonto | Vertiefungsrichtungen | Simulation und Visualisierung | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
- Medizintechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Gesamtkonto | Modulgruppen B5 und B8.1 - Kompetenzfeld Bildgebende Verfahren | Modulgruppe B8.1 - Vertiefungsmodule ET/INF | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
- Medizintechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2013 | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Vertiefungsmodule ET/INF | Vertiefungsmodule aus der Studienrichtung Bildgebende Verfahren | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen)
- Medizintechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2018w | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Pflicht- und Wahlpflichtmodule der Studienrichtung Medizinelektronik, medizinische Bild- und Datenverarbeitung (Modulgruppen B5 und B8) | B8 Wahlpflichtmodule der Studienrichtung Medizinelektronik, medizinische Bild- und Datenverarbeitung | Vertiefungsmodule ET/INF | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen)
Studien-/Prüfungsleistungen:
Simulation und Wissenschaftliches Rechnen (Prüfungsnummer: 33701)
(diese Prüfung gilt nur im Kontext der Studienfächer/Vertiefungsrichtungen [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [10], [14], [16], [18], [20], [22], [23], [24], [25], [26])
- 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 2021/2022, 1. Wdh.: SS 2022
1. Prüfer: | Christoph Pflaum |
- Termin: 17.02.2022, 11:00 Uhr, Ort: K 1 TechF
Simulation und Wissenschaftliches Rechnen (Prüfungsnummer: 33702)
(diese Prüfung gilt nur im Kontext der Studienfächer/Vertiefungsrichtungen [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [10], [14], [16], [18], [20], [22], [23], [24], [25], [26])
- Studienleistung, Übungsleistung, unbenotet
- weitere Erläuterungen:
65% der Punkte in den vier Übungen ist Voraussetzung für die Ausstellung eines Leistungsscheins.
- Erstablegung: WS 2021/2022, 1. Wdh.: SS 2022
1. Prüfer: | Christoph Pflaum |
Simulation und Wissenschaftliches Rechnen (Prüfungsnummer: 981660)
(englischer Titel: Simulation and scientific computing 1)
(diese Prüfung gilt nur im Kontext der Studienfächer/Vertiefungsrichtungen [8], [9], [11], [12], [13], [15], [17], [19], [21], [27], [28])
- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet, 7.5 ECTS
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- weitere Erläuterungen:
Schriftliche Prüfung im Umfang von 90 Minuten
und
65% der Punkte der vier Übungsaufgaben
und
Vortrag im Tutorium.
- Prüfungssprache: Englisch
- Erstablegung: WS 2021/2022, 1. Wdh.: SS 2022
1. Prüfer: | Christoph Pflaum |
- Termin: 17.02.2022, 11:00 Uhr, Ort: K1
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