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

Lehrveranstaltungen:

• • Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1
    (Vorlesung mit Übung, 2 SWS, Christoph Pflaum, Fr, 10:15 - 11:45, K1-119)
  • Übungen zu Simulation und Wissenschaftliches Rechnen
    (Übung, 2 SWS, Christoph Rettinger)
  • Tutorium zu Simulation und Wissenschaftliches Rechnen
    (Tutorium, 2 SWS)

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:

1. 123#67#H
   (Po-Vers. 2008 | TechFak | Computational Engineering (Master of Science with Honours) | Masterprüfung | Wahlpflichtbereich Informatik | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
2. 123#67#H
   (Po-Vers. 2008 | TechFak | Computational Engineering (Master of Science with Honours) | Masterprüfung | Wahlpflichtbereich Angewandte Mathematik | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
3. 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)
4. 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)
5. 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)
6. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)
   (Po-Vers. 2008 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science) | Masterprüfung | Wahlpflichtbereich Informatik | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
7. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)
   (Po-Vers. 2008 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science) | Masterprüfung | Wahlpflichtbereich Angewandte Mathematik | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
8. Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer))
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer)) | Vertiefung Informatik I und II | Vertiefungsmodul Systemsimulation)
9. Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer))
   (Po-Vers. 2013 | TechFak | Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer)) | Vertiefung Informatik I und II | Vertiefungsmodul Systemsimulation)
10. Informatik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2009s | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsrichtung Systemsimulation)
11. Informatik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2009w | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsrichtung Systemsimulation)
12. Mathematik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2015w | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | Module des Nebenfachs | Nebenfach Informatik | Vertiefungsmodule | Vertiefungsrichtung Systemsimulation)
13. Mechatronik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Mechatronik (Bachelor of Science) | Wahlpflichtmodule (für alle Studierende des Bachelorstudiums, die vor 01. Oktober 2012 Wahlpflichtmodule begonnen haben) | Wahlpflichtmodule | Katalog | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
14. Mechatronik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
    (Po-Vers. 2009 | TechFak | Mechatronik (Bachelor of Science) | Wahlpflichtmodule (für alle Studierende des Bachelorstudiums, die vor 01. Oktober 2012 Wahlpflichtmodule begonnen haben) | Wahlpflichtmodule | Katalog | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
15. Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Wahlpflichtmodule | Katalog | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
16. Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Vertiefungsrichtungen | Simulation und Visualisierung | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
17. Medizintechnik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2009 | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Modulgruppen B5 und B8.1 - Kompetenzfeld Bildgebende Verfahren | Modulgruppe B8.1 - Vertiefungsmodule ET/INF | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen 1)
18. Medizintechnik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
    (Po-Vers. 2013 | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Kern- und Vertiefungsmodule der Kompetenzfelder | Studienrichtung Bildgebende Verfahren | B8 Vertiefungsmodule ET/INF | Vertiefungsmodule aus der Studienrichtung Bildgebende Verfahren)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Simulation und Wissenschaftliches Rechnen (Prüfungsnummer: 33701)

(diese Prüfung gilt nur im Kontext der Studienfächer/Vertiefungsrichtungen [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [13], [14], [15], [16], [17])

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 2018/2019, 1. Wdh.: SS 2019

1. Prüfer:

Christoph Pflaum

Termin: 11.02.2019, 10:00 Uhr, Ort: H 10 TechF
Termin: 10.02.2020, 08:00 Uhr, Ort: H 8 TechF
Termin: 30.10.2020, 09:00 Uhr, Ort: mündlich

Simulation und Wissenschaftliches Rechnen (Prüfungsnummer: 33702)

(diese Prüfung gilt nur im Kontext der Studienfächer/Vertiefungsrichtungen [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [13], [14], [15], [16], [17])

Studienleistung, Übungsleistung, unbenotet

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

Erstablegung: WS 2018/2019, 1. Wdh.: SS 2019

1. Prüfer:

Christoph Pflaum

Simulation und Wissenschaftliches Rechnen (Prüfungsnummer: 981660)

(diese Prüfung gilt nur im Kontext der Studienfächer/Vertiefungsrichtungen [8], [9], [10], [11], [12], [18])

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

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
Schriftliche Prüfung im Umfang von 90 Minuten und 50% der Punkte der Übungsaufgaben und Vortrag im Tutorium.

Prüfungssprache: Englisch

Erstablegung: WS 2018/2019, 1. Wdh.: SS 2019

1. Prüfer:

Christoph Pflaum