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

Modulverantwortliche/r: Ulrich Rüde, Christoph Pflaum
Lehrende: Ulrich Rüde, Christoph Pflaum

Start semester: WS 2021/2022Duration: 1 semesterCycle: halbjährlich (WS+SS)
Präsenzzeit: 90 Std.Eigenstudium: 135 Std.Language: Deutsch

Lectures:

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:

  1. Data Science (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2020w | Vertiefungsrichtungen | Simulation und Numerik (SN) | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen)
  2. Data Science (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2020w | Vertiefungsrichtungen | Nicht gewählte Vertiefungsrichtungen | Simulation und Wissenschaftliches Rechnen)
Dieses Modul ist daneben auch in den Studienfächern "123#67#H", "Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science)", "Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)", "Data Science (Master of Science)", "Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer))", "Informatik (Bachelor of Science)", "Informatik (Master of Science)", "Mathematik (Bachelor of Science)", "Mechatronik (Bachelor of Science)", "Mechatronik (Master of Science)", "Medizintechnik (Bachelor of Science)" verwendbar. Details

Studien-/Prüfungsleistungen:

Simulation und Wissenschaftliches Rechnen (Prüfungsnummer: 981660)

(englischer Titel: Simulation and scientific computing 1)

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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