Kursplan för Introduktion till beräkningsvetenskap

Introduction to Scientific Computing

Kursplan

  • 5 högskolepoäng
  • Kurskod: 1TD342
  • Utbildningsnivå: Grundnivå
  • Huvudområde(n) och successiv fördjupning: Datavetenskap G1F, Teknik G1F, Matematik G1F

    Förklaring av koder

    Koden visar kursens utbildningsnivå och fördjupning i förhållande till andra kurser inom huvudområdet och examensfordringarna för generella examina:

    Grundnivå

    • G1N: har endast gymnasiala förkunskapskrav
    • G1F: har mindre än 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav
    • G1E: innehåller särskilt utformat examensarbete för högskoleexamen
    • G2F: har minst 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav
    • G2E: har minst 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav, innehåller examensarbete för kandidatexamen
    • GXX: kursens fördjupning kan inte klassificeras

    Avancerad nivå

    • A1N: har endast kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav
    • A1F: har kurs/er på avancerad nivå som förkunskapskrav
    • A1E: innehåller examensarbete för magisterexamen
    • A2E: innehåller examensarbete för masterexamen
    • AXX: kursens fördjupning kan inte klassificeras

  • Betygsskala: Underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4), med beröm godkänd (5)
  • Inrättad: 2022-03-03
  • Inrättad av: Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden
  • Gäller från: HT 2022
  • Behörighet:

    Kurs i programmering i Python (exempelvis Programmeringsteknik I) ska vara genomgången eller läsas parallellt. En av kurserna Envariabelanalys, Envariabelanalys M, Geometri och analys och Funktionslära för ingenjörer ska vara genomgången.

  • Ansvarig institution: Institutionen för informationsteknologi

Mål

Efter godkänd kurs ska studenten kunna:

  • redogöra för och utföra uppgifter som kräver kännedom om de nyckelbegrepp som ingår i kursen;
  • beskriva och använda de algoritmer som ingår i kursen;
  • undersöka egenskaper hos beräkningsalgoritmer och matematiska modeller med hjälp av de analysförfaranden som ingår i kursen;
  • lösa tekniska och naturvetenskapliga beräkningsproblem givet en matematisk modell, genom att strukturera problemet, välja lämplig numerisk metod, samt generera lösning med hjälp av matematisk programvara och egen kod (Python).

Innehåll

Numeriska algoritmer för funktioner av en variabel och användning av programvara för att lösa sådana problem. Innehållet är indelat i tre huvudområden med algoritmer för: polynomanpassning och numerisk integration, numerisk lösning av ordinära differentialekvationer, lösning av icke-linjära ekvationer. Numerisk integration: Simpsons metod och Trapetsregeln. Ordinära differentialekvationer: Runge-Kutta metoder, explicita och implicita metoder. Lösning av icke-linjära ekvationer: Bisektion, Newton-Raphsons metod och kombinationer av dessa. Analys av algoritmernas noggrannhet, stabilitet, konvergens och effektivitet. IEEE-standard för flyttalsrepresentation. Problemlösning och programmering i Python. Problemlösningsmetodik. Uppdelning av ett problem i delproblem och implementation i Python. Användande av avancerad programvara för numeriska problem (NumPy och Matlab). Viktiga nyckelbegrepp som ingår i kursen är bl.a. algoritm, numerisk metod, diskretisering och diskretiseringsfel, stabilitet och instabilitet, avrundningsfel, maskinepsilon, overflow och underflow, kancellation, flyttal, noggrannhet och noggrannhetsordning, iteration och iterativ metod, adaptivitet och adaptiv metod, konvergens hos iterativ metod, konvergenshastighet.

Undervisning

Föreläsningar, räkneövningar, laborationer och miniprojekt.

Examination

Skriftligt prov (3 hp). Övningsuppgifter och miniprojekt med skriftlig rapport (2 hp).

Om särskilda skäl finns får examinator göra undantag från det angivna examinationssättet och medge att en enskild student examineras på annat sätt. Särskilda skäl kan t.ex. vara besked om särskilt pedagogiskt stöd från universitetets samordnare för studenter med funktionsnedsättning.

Övriga föreskrifter

Kursen kan inte ingå i samma examen som 1TD393 och 1TD348.

Litteratur

Litteraturlista

Gäller från: HT 2022

I bibliotekets söktjänst kan du se om en titel finns elektroniskt.

  • Föreläsningsanteckningar och webbaserat material

    Institutionen för informationsteknologi,