FPF:UFW3601 Programming for Physicists - Course Information
UFW3601 Programming for Physicists
Faculty of Philosophy and Science in OpavaWinter 2010
- Extent and Intensity
- 0/2/0. 3 credit(s). Type of Completion: z (credit).
- Teacher(s)
- RNDr. Pavel Bakala, Ph.D. (seminar tutor)
doc. RNDr. Stanislav Hledík, Ph.D. (seminar tutor) - Guaranteed by
- doc. RNDr. Stanislav Hledík, Ph.D.
Centrum interdisciplinárních studií – Faculty of Philosophy and Science in Opava - Prerequisites (in Czech)
- UFAF508 Programming in C-language || UFBL124 Programming in the C Language
- Course Enrolment Limitations
- The course is also offered to the students of the fields other than those the course is directly associated with.
- fields of study / plans the course is directly associated with
- Astrophysics (programme FPF, B1701 Fyz)
- Computer Technology and its Applications (programme FPF, B1702 AplF)
- Theoretical Physics (programme FPF, M1701 Fyz)
- Course objectives (in Czech)
- Seznamuje se ze základními numerickými metodami používanými ve fyzice. Programovacím jazykem je C, Fortran 77 nebo 90. Sylabus: Seznámení s vývojovým prostředím I. Základy OS Unixového typu (Linux), shell (bash), práce s příkazovou řádkou. Volba editoru. Překladač gcc, g77, jeho základní volby, oddělený překlad. Nástroj pro management překladu make, nástroj pro udržování verzí RCS. Reprezentace čísel v počítači a počítačová aritmetika. Dekadická, binární, oktalová a hexadecimální reprezentace. Paměť počítače. Reprezentace znaménkových a bezznaménkových celých čísel. Reprezentace čísel s plovoucí desetinnou čárkou (floating-point numbers). IEEE standard. Zaokrouhlování, aritmetické operace, výjimky. Chyba a přesnost. Stabilita výpočtu. Konstrukce jazyka C a Fortran důležité pro numeriku. Organizace programu a řídicí struktury. Práce s knihou Press W.H. et al. Řešení lineárních algebraických rovnic. Gaussova-Jordanova eliminace. Gaussova eliminace se zpětnou substitucí. LU dekompozice. Řešení pro některé speciální tvary matice. Interpolace a extrapolace. Polynomiální interpolace a extrapolace. Racionální interpolace a extrapolace. Numerická integrace. Klasické formule (otevřené, uzavřené, polootevřené) a algoritmy (lichoběžníkové, Simpsonovo pravidlo). Nevlastní integrály. Vícerozměrné integrály. Integrace jako speciální případ řešení obyčejných diferenciálních rovnic. Řešení nelineárních algebraických rovnic, hledání extrémů. Bracketing a bisekce. Metoda sečen. Newtonova-Raphsonova metoda. Kořeny polynomů. Obyčejné diferenciální rovnice. Problém počátečních hodnot vs. Two-point boundary problem. Metoda Runge-Kutta. Metody s fixním a adaptivním krokem. Metoda Bulirschova-Stoerova. Two-point Boundary Value Problem. Metoda nástřelu (shooting method). Relaxační metoda. Rychlá Fourierova transformace (FFT) a její aplikace. Fourierova transformace diskrétně vzorkovaných dat. Nyquistova kritická frekvence, vzorkovací teorém, aliasing. Komplexní FFT, FFT reálných funkcí, sinová a kosinová transformace. Vícerozměrná FFT. Konvoluce a dekonvoluce. Korelace a autokorelace. Filtrování. Wavelety. Parciální diferenciální rovnice. Cauchyův problém (pro hyperbolické a parabolické rovnice), hraniční problém (pro eliptické rovnice). Cauchyův problém se zachováním toku. Von Neumannova analýza stability. Difúzní rovnice, Schrödingerova rovnice. Metoda Fourierova a metoda cyklické redukce pro hraniční problém. Vývojové prostředí II. Nástroj lint. Ladění pomocí debuggeru gdb. Profiling. Testování.
- Language of instruction
- Czech
- Further Comments
- The course can also be completed outside the examination period.
- Enrolment Statistics (Winter 2010, recent)
- Permalink: https://is.slu.cz/course/fpf/winter2010/UFW3601