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Vorlesung im Wintersemester 2013/2014:
Algorithmische Mathematik I
Prof. Dr. Marc Alexander Schweitzer und Dr. Einar Smith
Assistenten: Patrick Diehl und Daniel Wissel
Die Mathematik stellt eine wichtige Grundlage für viele Bereiche des alltäglichen Lebens dar. Ingenieurswesen, Transport, und selbst Finanzmärkte profitieren von mathematischen Methoden und Modellen. Während viele Probleme direkt gelöst werden können, ist der Großteil von Hand nicht mehr zu bewältigen. Aus diesem Grund bedient man sich des Computers als Hilfsmittel zur Umsetzung mathematischer Verfahren.Ziel und Inhalt der Vorlesung Algorithmischen Mathematik ist die Vermittlung von Fähigkeiten, die Schritte von der mathematischen Formulierung eines Problems bis hin zur Schritt-für-Schritt-Umsetzung in einem Algorithmus durchzuführen. Der Entwurf geeigneter Verfahren ist dabei ebenso Bestandteil des Lehrmaterials wie die Verifikation und Analyse von benötigter Laufzeit und erreichter Qualität (bei approximativen Verfahren).
Vorlesung
Vorkenntnisse
Die Algorithmische Mathematik I benötigt als Erstsemestervorlesung keine Vorkenntnisse.Im Rahmen der Vorlesung wird jedoch auch die Fähigkeit zur konkreten Implementierung von Verfahren in C/C++ gelehrt. Eine Vertiefung der zugehörigen Grundlagen in Eigenarbeit wird empfohlen. Zu diesem Zweck können die unter Literatur angegeben Materialien dienlich sein (s.u.).
Vorlesungszeiten
Termine: | ||
Gruppe A: | Mo | 10-12 Uhr |
Mi | 10-12 Uhr | |
Gruppe B: | Mo | 12-14 Uhr |
Mi | 08-10 Uhr | |
Beginn: | Mo | 14.10.2013 |
Ort: | Großer Hörsaal Mathematik, We 10 |
Hinweis: Die Zuordnung der Gruppe A oder Gruppe B erfolgt durch die Wahl der Übungsgruppe. Dadurch entsteht ein überschneidungsfreier Stundenplan im ersten Semester. Vorlesung A und Vorlesung B sind inhaltlich identisch!
Sprechstunden
Die Sprechstunde von Herr Dr. Smith findet Montags (14:00 Uhr bis 16:00 Uhr) und Mittwochs (10:00 Uhr bis 12:00 Uhr) in der Wegelerstr. 4 in Zimmer 0.030 statt.
Die Sprechstunde von Herr Prof. Dr. Schweitzer findet Montags (14:00 Uhr bis 16:00 Uhr) in der Wegelerstr. 6 in Zimmer 6.005 statt
Ergänzungen
Die Folien zur Organisation der Vorlesung finden Sie hier (aktualisierte Fassung, 15.10.).Die Folien zur Einführung in C finden Sie hier.
Die Folien zu Advanced C finden Sie hier und hier die Beispiele.
C-Programmcode aus der Vorlesung
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Übung
Übungsgruppen
Termine und Adressen: | Termine |
Beginn: | Die erste Übung findet in der Woche ab dem 28.10.2013 statt |
Ansprechpartner: | Patrick Diehl |
Hinweis Die Anmeldungen zu den Übungsgruppen erfolgt vom 10.10.13 bis 16.10.13 im BASIS . Bei Fragen wenden Sie sich bitte an das Bachelor-Master-Büro.
Hinweis:
Am 14.10.13 und 15.10.13 wird in der Vorlesung Analysis I die Anmeldung zu den Übungsgruppen detailiert erklärt.
Übungsblätter
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Hinweise zur Abgabe
Auf jedem Übungblatt gibt es immer zwei Abgabetermine für die Theorieaufgaben und Praxisaufgaben:- Oben neben dem Text Übungsblatt finden Sie den Agbagetermin für alle Theorieaufgaben.
- Unter dem Text Programmieraufgabe finden Sie in einem grauen Kasten den Abgabetermin zur Programmieraufgabe.
Die Praxisaufgaben (Programmieraufgaben) werden ab dem zweiten Übungblatt alle zwei Wochen in der Pause zwischen der Vorlesung A und der Vorlesung B abgegeben.
Klausur
Prüfungszulassung
- Theorieaufgaben:
Die Aufgabenblätter werden von zwei Studenten gemeinsam bearbeitet und schriftlich in der darauf folgenden Übung (Termin auf dem Übungsblatt) abgegeben. Auf jedem der Übungsblätter müssen 50% der Punkte erreicht werden. Ein beliebiges Übungsblatt darf gestrichen werden.
- Praxisaufgaben:
Die Programmieraufgaben werden einzeln bearbeitet. Es dürfen nur Programme in der Programmiersprache C nach Standard C99 (ISO-Standard ISO/IEC 9899:1999) abgeben werden. Auf jedem der Übungsblätter müssen 50% der Punkte erreicht werden.
- Votierpunkte:
Jeder Student muss im Laufe der Übungen jeweils eine Praxisaufgabe und jeweils eine Theorieaufgabe im Tutorium präsentieren. Wir erwarten, dass abgebene Aufgaben von jedem aus der Gruppe präsentiert werden können.
Klausurtermin
Die Klausur findet am 13.02.2014 statt. Weitere Informationen (Ort und Uhrzeit) werden im Laufe des Semesters hier veröffentlicht. Die Nachklausur findet am 28.03.2014 statt.Fragestunde
Am 10.02.2014 findet zwischen 12:00 Uhr und 13:00 Uhr eine Fragestunde im großen Hörsaal Mathematik, We 10 statt. Bitte senden Sie uns Ihre Fragen bis zum 07.02.2014 per Mail zu.Am Montag, den 10.02.2014, von 12:00-16:00 Uhr und am Dienstag, den 11.02.2014, von 10:00-13:00 Uhr findet eine zusätzliche Sprechzeit am HelpDesk statt.
Folgende Termine werden vom HelpDesk angeboten:
- Freitag, 21. März 2014, 15-17 Uhr
- Dienstag, 25. März 2014, 14-17 Uhr
- Mittwoch, 26. März 2014, 14-17 Uhr
Klausureinsicht
Klausureinsicht Nachtermin: | Mi. | 26.02.2014, 16-17 Uhr | |
Ort: | Wegelerstr 6 in Raum 5.002 | ||
Hinweis: | letzte Möglichkeit zur Klausureinsicht | ||
Hinweis: | Lichtbildausweis und Studentenausweis sind mitzubringen | ||
Klausureinsicht: | Do. | 20.02.2014 | |
Ort: | Wegelerstr 6 in Raum 5.002 | ||
Teilnehmer mit Nachname von A-F: 12:00 Uhr bis 13:00 Uhr Teilnehmer mit Nachname von G-M: 13:00 Uhr bis 14:30 Uhr Teilnehmer mit Nachname von N-S: 14:45 Uhr bis 15:45 Uhr Teilnehmer mit Nachname von T-Z: 15:45 Uhr bis 16:15 Uhr |
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Hinweis: | Lichtbildausweis und Studentenausweis sind mitzubringen |
Klausur
Klausurtermin: | Do. | 13.02.2014 | |
Beginn: | 09:00 Uhr | ||
Ort: | Wegelerstr 10 (Großer Hörsaal + Kleiner Hörsaal) und Nußallee 10 (Hörsaal A + B) | ||
Teilnehmer mit Nachname von A-F: Nußallee 10, Hörsaal B Teilnehmer mit Nachname von G-M: Nußallee 10, Hörsaal A Teilnehmer mit Nachname von N-S: Wegelerstr. 10, Großer Hörsaal Teilnehmer mit Nachname von T-Z: Wegelerstr. 10, Kleiner Hörsaal |
- erlaubte Hilfsmittel: KEINE (bitte insbesondere Handys ausschalten)
- Papier (auch Schmierpapier) wird von uns zur Verfügung gestellt!
- Bitte PÜNKTLICH erscheinen!
Nachklausur
Ergebnisse
Die Ergebnisse der Nachklausur werden ab heute Nachmittag (02.04.2014) im BASIS-System einsehbar sein.Klausureinsicht
Termin: | Do. | 03.04.2014 | |
Ort: | Wegelerstr 6 in Raum 5.002 | ||
Teilnehmer mit Nachname von A-M: 10:00 Uhr bis 12:00 Uhr Teilnehmer mit Nachname von N-Z: 14:00 Uhr bis 16:00 Uhr |
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Hinweis: | Lichtbildausweis und Studentenausweis sind mitzubringen |
Fragestunde
Am Freitag, den 21.03.2014 findet zwischen 13:30 Uhr und 14:30 Uhr eine Fragestunde im großen Hörsaal Mathematik (We 10) zur Nachklausur statt.Nachklausur
Termin: | Fr. | 28.03.2014 | |
Beginn: | 13:00 Uhr | ||
Ort: | Wegelerstr 10 (Großer Hörsaal + Kleiner Hörsaal), Wolfgang-Paul-Hörsaal, Geographie-Hörsaal | ||
Teilnehmer Nachname von A-F: Wegelerstr. 10, Großer Hörsaal Teilnehmer Nachname von G-P: Kreuzbergweg 28, Wolfgang-Paul-Hörsaal Teilnehmer Nachname von Q-S: Meckenheimer Allee 166, Hörsaal der Geographie Teilnehmer Nachname von T-Z: Wegelerstr. 10, Kleiner Hörsaal |
- erlaubte Hilfsmittel: KEINE (bitte insbesondere Handys ausschalten)
- Papier (auch Schmierpapier) wird von uns zur Verfügung gestellt!
- Bitte PÜNKTLICH erscheinen!
Literatur
Theorie
- Alternatives Skript zur Algorithmischen Mathematik
- Martin Hanke-Bourgois: Grundlagen der Numerischen Mathematik. Teubner
- Josef Stoer: Numerische Mathematik I. Springer
- B. Korte, J. Vygen: Combinatorial Optimization: Theory and Algorithms. Springer, 2006
- P. Deuflhard, A. Hohmann: Numerische Mathematik, de Gruyter
- T.H. Cormen, C.E. Leiserson, R.L. Rivest: Introduction to Algorithms. MIT Press 1990
- J. Kleinberg, E. Tardos: Algorithm Design. Pearson 2006
Ergänzungen zur Vorlesung
- Ergänzungen (Stand: 19.12.) zur Vorlesung
- Folien "Direkte Löser"
- Folien "Kondition, Stabilität, Rundung"
Programmieren
- Brian W. Kernighan, Dennis M. Ritchie: Programmieren in C
- Bjarne Stroustrup: Die C++-Programmiersprache
- Bruce Eckel: Thinking in C++ [frei erhältlich zum Download]
- Stanley B. Lippman, Josée Lajoie, Barbara E. Moo: C++ Primer
Die Beispiele in der Vorlesungen werden in C vorgestellt werden. Dennoch ist oben genannte Literatur zu C++ uneingeschränkt zu empfehlen, da C++ Compiler auch C verstehen. C++ ist die modernere Sprache, deren Kenntnis insbesondere auch nach abgeschlossenem Studium hohen Wert hat. Programmieraufgaben dürfen nur in C abgegeben werden.
Onlinematerialien zum Lernen von C/C++
Zur Bedienung und Installation von Compilern
Gleitkommazahlen
- IEEE 754-Standard für Gleitkommazahlen Wikipedia-Artikel zu IEEE 754
- Lecture Notes by William Kahan: IEEE Standard 754 for Binary Floating-Point-Arithmetic