Numerical Analysis and Applications

1. Περιεχόμενα μαθήματος

Η Αριθμητική Ανάλυση κατ’ επιλογή υποχρεωτικό μάθημα για τους φοιτητές του Τμήματος Μηχανικών Επιστήμης των Υλικών του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων. Το μάθημα είναι εισαγωγικό στην αριθμητική ανάλυση και καλύπτει τις περισσότερες από τις ενότητες της. Σε όλα τα Πανεπιστήμια του εξωτερικού δίνονται παρόμοια μαθήματα σε Τμήματα Μηχανικών, ενώ υπάρχουν τμήματα τα οποία δίνουν μεταπτυχιακούς τίτλους σπουδών σε αριθμητική ανάλυση και επιστημονικούς υπολογισμούς. Η διδασκαλία του μαθήματος γίνεται με βάση την διεθνή εμπειρία και την υπάρχουσα εμπειρία στο Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών και συμπεριλαμβάνει τις ακόλουθες ενότητες διδασκαλίας οι οποίες θα διδαχθούν και στο μάθημα:

  • Υπολογισμοί και σφάλματα
  • Συστήματα γραμμικών εξισώσεων
  • Πεπερασμένες διαφορές
  • Αριθμητική επίλυση εξισώσεων
  • Παρεμβολή και παρεκβολή
  • Αριθμητική παραγώγιση
  • Αριθμητική ολοκλήρωση
Η διδασκαλία γίνεται με παρουσίαση θεωρητικών ενοτήτων και εργαστηριακή ενασχόληση με αλγορίθμους και τεχνικές.

2. Διδασκαλία μαθήματος

Η διδασκαλία του μαθήματος διαρκεί 13 εβδομάδες από 3ης Οκτωβρίου 2022 έως και 14ης Ιανουαρίου 2023. Για κάθε εβδομάδα διδασκαλίας σχεδιάζονται τρεις ώρες θεωρία και δύο ώρες εργαστηριακή απασχόληση ως εξής:

Θεωρία:
Τρίτη: 15:00-17:00 Αίθουσα Μ2
Εργαστήριο:
Τετάρτη: 15:00 – 17:00, Αίθουσα Μ2 (υποχρεωτικό)
Ώρες Γραφείου Διδάσκοντα:
Τρίτη, Τετάρτη  12:00 – 14:00, Κτίριο ΤΜΕΥ 1ος Όροφος (τηλ. 2651-00-9006), e-mail: fotiadis@uoi.gr
Ώρες Γραφείου Βοηθού: Κωνσταντίνα-Ελένη Τσαραπατσάνη
Τρίτη, Τετάρτη  12:00 – 14:00, Ισόγειο Ιατρικής Σχολής, Παν/μιο Ιωαννίνων (τηλ. 2651-00-7701), e-mail: ktsarapatsani@gmail.com

3. Εγχειρίδιο μαθήματος

Το εγχειρίδιο του μαθήματος είναι:

Μ.Ν. Βραχάτης, Αριθμητική Ανάλυση, Κλειδάριθμος, 2012
Ι.Σαρρής και Θ. Καρακασσίδης, Αριθμητικές Μέθοδοι και φαρμογές για Μηχανικούς, Εκδόσεις Τζιόλα, 2013
Στους φοιτητές θα είναι επίσης διαθέσιμες οι διαφάνειες από την διδασκαλία του μαθήματος.

Επιπλέον δίνεται το βοήθημα για τις εργαστηριακές ασκήσεις:

Ι.Ο. Ανδρίκος, Ε. Γεώργα, και Δ.Ι. Φωτιάδης, Εργαστηριακές Σημειώσεις του Προπτυχιακού Μαθήματος Αριθμητική Ανάλυση, Έκδοση 1η, Ιωάννινα, 2018.

Σημειώνεται ότι η διδασκαλία του μαθήματος θα γίνεται με την χρήση Η/Υ.Επιπλέον συνίστανται τα ακόλουθα συγγράμματα:

R.L. Burden and J.D. Faires, Numerical Analysis, Brooks/Cole, Publishing Company, New York, 1997
G.E. Forsythe, M.A. Malcolm and C.B. Morel, Αριθμητικές Μέθοδοι και Προγράμματα για μαθηματικούς υπολογισμούς, Μετάφραση: Δ.Δ. Ακρίβης και Β.Α. Δουγαλής, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο, 1994
W.H. Press, S.A. Teukolsky, W.T. Vetterling and B.P. Flannery, Numerical Recipes, the Art of Scientific Computing, (second edition), Cambridge University Press, New York, 1992

 

4. Προαπαιτούμενα μαθήματος
Απαιτούνται γνώσεις προγραμματισμού (FORTRAN ή C ή C++)
5. Ασκήσεις

Θα δοθούν ασκήσεις που θα είναι σε τρεις ομάδες. Οι ασκήσεις έχουν βαρύτητα 30% επί του συνολικού βαθμού.

6. Μεγάλη Eργασία
Όσοι φοιτητές θα ήθελαν να απαλλαγούν από το τελικό διαγώνισμα μπορούν να παραδώσουν την μεγάλη άσκηση η οποία περιλαμβάνει:
  • Παρουσίαση θέματος το οποίο θα αναλάβουν έως την δεύτερη εβδομάδα της διδασκαλίας του μαθήματος.
  • Γραπτό κείμενο το οποίο θα περιλαμβάνει τα βασικά στοιχεία του θέματος το οποίο ανέλαβε ο φοιτητής και εκτενή βιβλιογραφία.
7. Εξετάσεις
Προφορική εξέταση:
Μόνο στην περίπτωση που ο φοιτητής αναλαμβάνει την υλοποίηση μεγάλης άσκησης.
Τελική εξέταση:
Είναι γραπτή διάρκειας δύο ωρών και περιλαμβάνει πέντε θέματα στα οποία οι φοιτητές θα πρέπει να απαντήσουν. Οι φοιτητές που υλοποιούν μεγάλη άσκηση απαλλάσσονται από το τελικό διαγώνισμα.
Επαναληπτική εξέταση:
Οι φοιτητές που δεν επιτυγχάνουν στις εξετάσεις του Φεβρουαρίου είναι υποχρεωμένοι να προσέλθουν στις εξετάσεις του Σεπτεμβρίου. Το επαναληπτικό διαγώνισμα έχει θέση τελικού διαγωνίσματος και γίνεται με παρόμοιο τρόπο. Αν ο φοιτητής αποτύχει πάλι είναι υποχρεωμένος να επανέλθει την επόμενη ακαδημαϊκή περίοδο.

8. Βαθμολογία μαθήματος

Στηρίζεται στην όλη παρουσία του φοιτητή και σε ποσοστά προκύπτει ως εξής:

Μικρές ασκήσεις 30%
Μεγάλη άσκηση 70%
Τελική εξέταση 70%

9. Πρόγραμμα διδασκαλίας και περιεχόμενο μαθήματος

Αριθμός Εβδομάδας Διάρκεια Περιεχόμενο Εργαστήριο
03/10/2022–

07/10/2022

Εισαγωγή στην Αριθμητική Ανάλυση
10/10/2022–

14/10/2022

Υπολογισμοί και Σφάλματα
17/10/2022–

21/10/2022

Συστήματα Γραμμικών Εξισώσεων Εργαστήριο #1

Επίλυση συστήματος γραμμικών εξισώσεων

24/10/2022–

28/10/2022

Συστήματα Γραμμικών Εξισώσεων Εργαστήριο #2

Επίλυση συστήματος γραμμικών εξισώσεων

31/10/2022 –

04/11/2022

Πεπερασμένες και

Διαιρεμένες Διαφορές

07/11/2022 –

11/11/202

Πεπερασμένες και Διαιρεμένες Διαφορές Εργαστήριο #3

Χρήση Πεπερασμένων διαφορών

14/11/2022–

18/11/2022

Αριθμητική Επίλυση Εξισώσεων
21/11/2022–

25/11/2022

Αριθμητική Επίλυση Εξισώσεων Εργαστήριο #4

Αριθμητική Επίλυση Εξισώσεων

28/11/2022– 02/12/2022 Αριθμητική Επίλυση Εξισώσεων Εργαστήριο #5

Αριθμητική Επίλυση Εξισώσεων

10η 05/12/2022 –09/12/2022 Παρεμβολή και Παρεκβολή Εργαστήριο #6

Ασκήσεις

11η 12/12/2022– 16/12/2022 Παρεμβολή και Παρεκβολή Εργαστήριο #7

Ασκήσεις Παρεμβολής Αριθμητικές Μέθοδοι

12η 19/12/2022– 23/12/2022 Αριθμητική Παραγώγιση και Ολοκλήρωση Εργαστήριο #8

Αριθμητική Παραγώγιση και Ολοκλήρωση

13η 09/01/2023 – 13/01/2023 ΠΡΟΦΟΡΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ
ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ / ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ ΑΠΟ ΤΟΥΣ ΦΟΙΤΗΤΕΣ

Μπορείτε να ανοίξετε το ερωτηματολόγιο σε μορφή pdf κάνοντας κλικ εδώ.

Η συμπλήρωση του εμπιστευτικού αυτού ερωτηματολογίου είναι πολύ σημαντική. Συγκεντρώνει χρήσιμες πληροφορίες που χρησιμοποιούνται αποκλειστικά από τους διδάσκοντες για τον σχεδιασμό και την ανάπτυξη μελλοντικών μαθημάτων. Ιδιαίτερη αξία έχουν τα σχόλια που μπορείτε να συμπεριλάβετε στο τέλος του ερωτηματολογίου.