FPF:UFW3601 Programování pro fyziky - Informace o předmětu
UFW3601 Programování pro fyziky
Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavězima 2018
- Rozsah
- 0/2/0. 3 kr. Ukončení: z.
- Vyučující
- doc. RNDr. Jan Schee, Ph.D. (cvičící)
- Garance
- doc. RNDr. Stanislav Hledík, Ph.D.
Centrum interdisciplinárních studií – Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě - Předpoklady
- UFAF508 Programování v jazyce C || UFBL124 Programování v jazyce C
Zručnost v programovacím jazyce C (v rozsahu předmětu UF/BL124 "Programování v jazyce C"), zejména v práci s poli (jedno- i dvourozměrnými) a ukazateli. Hodí se znalost práce s vhodným IDE, na němž budou vypracovávány domácí úlohy.
- Omezení zápisu do předmětu
- Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
- Mateřské obory/plány
- Astrofyzika (program FPF, B1701 Fyz)
- Počítačová technika a její aplikace (program FPF, B1702 AplF)
- Cíle předmětu
- Semestrální kurs Programování pro fyziky seznamuje se základními numerickými metodami používanými ve fyzice. Používá se programovací jazyk C.
- Osnova
- 1. Seznámení s vývojovým prostředím I: Základy OS unixového typu (Linux), shell, práce s příkazovou řádkou, editor. IDE pod Windows (Code::Blocks, Bloodshed Dev-C++). Překladač, oddělený překlad, sestavení.
2. Opakování: Konstrukce programovacího jazyka C důležité pro numeriku. Organizace programu a řídicí struktury. Práce s knihou Press W. H. et al.
3. Reprezentace čísel v počítači a počítačová aritmetika: Dekadická, binární, oktalová a hexadecimální reprezentace. Celá čísla znaménková a bezznaménková. Čísla s plovoucí desetinnou čárkou (floating-point numbers). IEEE standard. Zaokrouhlování, aritmetické operace, výjimky. Chyba a přesnost. Stabilita výpočtu. Pasti a nástrahy.
4. Řešení lineárních algebraických rovnic: Gaussova-Jordanova eliminace. Gaussova eliminace se zpětnou substitucí. LU dekompozice.
5. Řešení nelineárních algebraických rovnic, hledání extrémů: Bracketing a bisekce. Metoda sečen. Newtonova-Raphsonova metoda.
6. Interpolace a extrapolace: Polynomiální interpolace a extrapolace. Racionální interpolace a extrapolace.
7. Náhodná čísla: Generátory rovnoměrného rozdělení, systémové generátory vs. portabilní generátory náhodných čísel. Transformační a rejekční metoda pro generování jiných rozdělení. Exponenciální a normální rozdělení.
8. Numerická integrace: Klasické formule (otevřené, uzavřené, polootevřené) a algoritmy (lichoběžníkové, Simpsonovo pravidlo). Rombergova integrace. Nevlastní integrály.
9. Obyčejné diferenciální rovnice: Problém počátečních hodnot vs. problém okrajových hodnot. Metoda Runge-Kutta a další.
Další informace a studijní literatura jsou uvedeny na webové stránce předmětu:
- 1. Seznámení s vývojovým prostředím I: Základy OS unixového typu (Linux), shell, práce s příkazovou řádkou, editor. IDE pod Windows (Code::Blocks, Bloodshed Dev-C++). Překladač, oddělený překlad, sestavení.
- Literatura
- doporučená literatura
- Press, W. H., Teukolsky, S. A., Vetterling, W. T., Flannery, B. Numerical Recipes in C: The Art of Scientific Computing. Cambridge University Press, Cambridge, 1997. ISBN 0-521-43108-5. URL info
- Vetterling, W. T., Teukolsky, S. A., Press, W. H., Flannery, B. Numerical Recipes Example Book (C). Cambridge University Press, Cambridge, 1993. ISBN 0-521-43720-2. URL info
- Výukové metody
- Přednášení
Přednáška s analýzou videozáznamu
Demonstrace
Laborování - Metody hodnocení
- Analýza výkonů studenta
Zápočet
Projekt (zápočtový, semestrální, seminární) - Informace učitele
- Pro získání zápočtu je třeba mít min. 80% účast na výuce a úspěšně obhájit zápočtový projekt, jehož téma bude přiděleno v průběhu výuky.
- Další komentáře
- Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
- Statistika zápisu (zima 2018, nejnovější)
- Permalink: https://is.slu.cz/predmet/fpf/zima2018/UFW3601