Επιστημονικός Προγραμματισμός (ΜΑΘ 106)

Περιεχόμενο μαθήματος :

Εισαγωγή στο υπολογιστικό περιβάλλον του λογισμικού Matlab. Αριθμητικές Πράξεις. Προγραμματισμός στο περιβάλλον του λογισμικού Matlab - Εισαγωγή μεταβλητών - Μιγαδικοί Αριθμοί - Μfiles - Συναρτήσεις - Αναδρομικές Συναρτήσεις - Εξωτερικά αρχεία - Πίνακες - Πολυώνυμα - Γραφήματα. Συμβολικές Μεταβλητές και πράξεις - Παράγωγοι - Ολοκληρώματα. Ιστογράμματα - Τρισδιάστατα Συμβολικά Διαγράμματα - Επίλυση Γραμμικών συστημάτων στο λογισμικό Matlab με χρήση του Sympolic Math Toolbox. Εφαρμογές στη Μηχανική.Εργαστήρια: Υποχρεωτικές εργαστηριακές ασκήσεις με χρήση υπολογιστικών συστημάτων σε περιβάλλον τύπου Unix - Προγραμματισμός με χρήση του λογισμικού Matlab. (2 ώρες κάθε βδομάδα για 10 εβδομάδες).
 

Μαθησιακά Αποτελέσματα :

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση να:

•  Επιλύει σύγχρονα οικονομικά, ηθικά και κοινωνικά προβλήματα συνδυάζοντας τις γνώσεις του στις θετικές επιστήμες και τον προγραμματισμό στην γλώσσα Matlab με τις γνώσεις του μηχανικού
•  Χρησιμοποιεί το ολοκληρωμένο περιβάλλον ανάπτυξης εφαρμογών του Matlab και το εξειδικευμένο πακέτο Symbolic.
•  Αναπτύσει πρόγραμμα υπολογιστή με τη γλώσα Matlab.
•  Αναγνωρίζει τις εντολές της γλώσσας Matlab.
•  Δημιουργεί γραφήματα μίας, δύο ή τριών διαστάσεων στο Matlab.
•  Εκτιμάει (Υπολογίζει) μελλοντικές ή ενδιάμεσες τιμές σε μια σειρά αριθμών με χρήση πολυωνυμικής παρεμβολής στο Matlab.

Γενικές Ικανότητες :

Γενικές ικανότητες που ενισχύει το μάθημα :

•  Χρήση Υπολογιστή
•  Επίλυση προβλημάτων
•  Διαχείριση αριθμητικών δεδομένων
•  Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον

Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία, στην Εργαστηριακή Εκπαίδευση, στην Επικοινωνία με τους φοιτητές :

Οργάνωση διδασκαλίας :

Άλλα Σχόλια για την Οργάνωση της Διδασκαλίας :
1η εβδομάδα: Γνωριμία με το περιβάλλον της MATLAB, εισαγωγή στις βασικές εντολές (πράξεις, help, who, ...), format αριθμών και αρχεία M-files.

2η εβδομάδα: Κατασκευή και πράξεις διανυσμάτων και πινάκων, συναρτήσεις πινάκων.

3η εβδομάδα: Τελεστές και λογικές πράξεις, εντολές ελέγχου.

4η εβδομάδα: Τύποι δεδομένων, εντολές ελέγχου ροής (if, elseif, while, ...).

5η εβδομάδα: Συμβολοσειρές, Κατηγορίες συναρτήσεων, Ορίσματα συναρτήσεων.

6η εβδομάδα: Διαχείριση αρχείων, εισαγωγή και εξαγωγή δεδομένων από αρχεία, συναρτήσεις για πολυώνυμα.

7η εβδομάδα: Γραφήματα στις δύο και στις τρείς διαστάσεις.

8η εβδομάδα: Εισαγωγή στις συμβολικές μεταβλητές, συμβολικές συναρτήσεις, συμβολικοί τελεστές.

9η εβδομάδα: Γραφήματα συμβολικών συναρτήσεων, ισοϋψείς κατόψεις, τρισδιάστατα γραφήματα.

10η εβδομάδα: Επίλυση εξισώσεων και συστημάτων.

11η εβδομάδα: Μοντελοποίηση σύγχρονων προβλημάτων.

12η εβδομάδα: Εμβάθυνση ύλης και επανάληψη.

13η εβδομάδα: Επανάληψη και επίλυση αποριών.


Το εργαστήριο πραγματοποιείται στο Εργαστήριο Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Ηλεκτρονικών Υπολογιστών του Πολυτεχνείου Κρήτης όπου οι φοιτητές μπορούν να εξασκήσουν τις γνώσεις τους στο εξειδικευμένο λογισμικό MATLAB.
 

Αξιολόγηση :

Αθροιστική/Συμπερασματική (για βαθμό φοιτητή) Αξιολόγηση:

Σχόλια για την Αξιολόγηση των Φοιτητών :
Στις προόδους του εργαστηρίου οι φοιτητές καλούνται να αναπτύξουν πρόγραμμα στο Matlab για να λύσουν προβλήματα του πραγματικού κόσμου που χρειάζονται επιστημονικούς υπολογισμούς. Το ίδιο και στις εξετάσεις του μαθήματος.
 

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία :

1) Διαλεξεις στον Επιστημονικό Προγραμματισμό, καθ. Ε. Παπαδοπούλου.
2) Εισαγωγή στη MATLAB, Γ. Γεωργίου και Χ. Ξενοφώντος.