Allgemeines

Ziel des Kurses ist das erlernen mathematischer Programmiertechniken wie sie in den Naturwissenschaften und den Ingenieurwissenschaften häufig verwendet werden. Nach einer Einführung in numerische Mathematiksoftware und Computeralgebrasysteme (CAS) können die Studierenden wahlweise mit MATLAB oder Mathematica programmieren. Nach Besuch des Moduls kennen sie die wesentlichen unterschiede zwischen der mathematischer, vektor-basiserter Programmierung oder und klassischer funktionaler Programmierung. Sie sind in der Lage computerunterstützt Probleme aus Naturwissenschaft und Technik mit MATLAB oder Mathematica zu bearbeiten. Dabei steht insbesondere die Herausbildung einer Problemlösungskommpetenz im Fokus des Labors.

Die Kursteilnehmer können Entscheiden, ob das Lab mit der Wolfram Language von Wolfram Research (Mathematica) oder mit MATLAB von the Mathworks durchgeführt wird. Da der Kurs dieses Semester zum ersten mal stattfindet legen sich alle Teilnehmer zu Beginn des Semesters auf eine der beiden Sprachen fest.

Der Kurs wird als Programmier-Labor durchgeführt. Wie im Software-Engineering üblich gehen wir dabei nach einer standardisierten Methode vor. In diesem Kurs wird das Lernen des Programmierens in der Sprache und am Ende das Kursziel mit der Methode Scrum angesteuert. Diese wird in der ersten Woche eingeführt und dann im Laufe der ersten Wochen immer weiter verfeinert.

Lernziele

Der Kurs hat ein Programmierziel, am Ende sollen die Teilnehmer in Teams von drei bis höchstens sechs Studenten ein wenig in die Raumfahrt schnuppern. Es soll ein Raumschiff von der Mondoberfläche auf eine Umlaufbahn um den Mond geschossen werden und der Start und die resultierende Umlaufbahn berechnet werden.

Erreichen werden wir das Ziel über passgenau Programmieraufgaben zur Vektor- und zur Differential- und Integralrechnung, so dass alle dafür notwendigen Fertigkeiten vorher im Lab erarbeitet werden.

Leistungsnachweise und Notenbildung

Die Modulprüfung besteht aus der benoteten Teilnahme an allen Phasender Veranstaltung. Das Bewertungsschema wird zu Veranstaltungsbeginnbekanntgegeben.

Literatur

Joel S. Cohen. Computer Algebra and Symbolic Computation: ElementaryAlgorithms. Taylor & Francis Inc; Har/Cdr Edition (1. Oktober 2002) Joel S. Cohen. Computer Algebra and Symbolic Computation: MathematicalMethods. A K Peters; Har/Cdr Edition (1. Januar 2003) Joachim von zur Gathen, Jürgen Gerhard. Modern Computer Algebra. Cambridge University Press; 3. Edition (25. April 2013) Dorothy C. Attaway. Matlab: A Practical Introduction to Programming andProblem Solving. Butterworth-Heinemann; 4. Edition (5. September 2016) Brijesh Bakariya, Kulwinder Singh Parmar. Fundamental Concepts of MATLABProgramming: From Learning the Basics to Solving a Problem with MATLAB.BPB Publications (18. August 2020). Stephen Wolfram. An Elementary Introduction to the WolframLanguage. Wolfram Media, Inc.; 2. Edition (4. Mai 2017) Jose Guillermo Sanchez Leon. Mathematica Beyond Mathematics: TheWolfram Language in the Real World. Taylor & Francis Inc (9. Mai 2017) Cliff Hastings, Kelvin Mischo, Michael Morrison. Hands-On Start to WolframMathematica: And Programming With the Wolfram Language. Wolfram MediaInc; 3rd ed. Edition (25. September 2020)