Kursplanering

Beräkningsvetenskap II

Kursens hemsida

Kursens hemsida finns på http://www.it.uu.se/edu/course/homepage/bervet2/p4vt12/.
Du kommer till nätplatsen via länk i Studentportalen eller direkt via ett bokmärke i din läsare.

Ansvarig institution

Institutionen för informationsteknologi
Avdelningen för beräkningsvetenskap
Polacksbacken, hus 2
Postadress: Box 337, 751 05 Uppsala
Tel, kansliet: 018-471 76 04
Besökstider, kansliet, rum 4213: må-to 10.00-12.30

Lärare

Per Wahlund, (föreläsningar och grupp F2C), Rum P:2409, 018-471 2986, per@it.uu.se
Stefan Pålsson, (grupp F2A och STS2A), Rum P:2412, 018-471 2970, stefan@it.uu.se
Lina Meinecke, (grupp F2B och STS2B), Rum P:2348, 018-471 3123, lina.meinecke@it.uu.se

Kurslitteratur

Steven C. Chapra: Applied Numerical Methods with MATLAB for Engineers and Scientists.
Third Edition, McGraw-Hill, International Edition, 2012.
eller
Steven C. Chapra: Applied Numerical Methods with MATLAB for Engineers and Scientists.
Second Edition, McGraw-Hill, International Edition, 2008.

Andreas Hellander: Stochastic Simulation and Monte Carlo Methods
TDB 2009

Kursupplägg

Kursstoffet är indelat i tre block. Varje block behandlar ett tema, enligt nedan:

Block	Tema
1	Ordinära differentialekvationer, begynnelsevärdesproblem
2	Monte Carlo-metoder
3	Kurvanpassning

Kursen kommer att behandla datoranpassade beräkningsmetoder i anslutning till dessa teman. För praktiska övningarkommer MATLAB att användas.
Strukturen på varje block, (ODE-blocket aningen annorlunda), är
    Laboration => Föreläsning(ar) => Workout => Problemlösningspass => Återkopplingsföreläsning
där de olika undervisningsformerna innehåller följande:

• Laborationer
  Varje block i kursen inleds med en laboration. De fungerar som laborativa lektioner. Alla laborationer är (precis som föreläsningarna) frivilliga, men de är viktiga eftersom de ger förståelse för olika begrepp och praktiska exempel inför föreläsningarna. Man kommer alltså inte att förstå innehållet på föreläsningarna lika bra om man inte deltagit i laborationen.
  Laborationen ger också alla verktyg som krävs inför miniprojekten och övning i MATLAB kopplat till respektive moment. Frågeställningar på laborationerna kommer också att finnas med på tentamen. Laborationerna utgör alltså en mycket viktig del av undervisningen i kursen.
• Workout
  På kursens s.k. workouts löser man räkneuppgifter i grupp (lämpligen samma grupper som löser miniprojekten). Syftet med dessa är att ge förståelse för och träna hur olika algoritmer fungerar. Grupperna skall redovisa sina färdiga lösningar för läraren, för att få dem godkända. Detta är en obligatorisk del av examinationen.
• Problemlösning och miniprojekt
  Själva meningen med beräkningsvetenskap är att använda beräkningsmetoderna inom olika tillämpningar, där det krävs datorer för att genomföra beräkningarna. Syftet med de problemlösningspass och miniprojekt som ingår i kursen är att arbeta med och uppleva just detta. Problemlösningssessionerna och miniprojekten hänger ihop på det sättet att den teoretiska delen av varje miniprojektet genomförs under ett handlett problemlösningspass. Den praktiska delen av miniprojektet med implementering och testkörning genomförs självständigt. Miniprojekten skall genomföras i grupper om 2-3 personer. Det viktiga är att verkligen arbeta med uppgiften, att diskutera den och ta lite tid för att förstå och skissa på lösningsmetoder. Redovisning av miniprojektet diskuteras på nästkommande problemlösningspass. Det är viktigt att de är klara på utsatt tid (gäller även om gruppen inte har lyckats lösa problemet).
  Miniprojekt ska lämnas in strax före nästkommande problemlösningspass. Exakt tid finns angivet i kursens Kalender (som finns på kurshemsidan).
• Återkopplingspass
  Under den sista föreläsningen inom varje block tittar man tillbaka på blocket, och kompletterar med detaljer, som förut kan ha behandlats lite marginellt. Vilka frågor har dykt upp? Hur kan man besvara dessa? Problemen kan komma från miniprojektet, från workoutpasset eller något annat. Här finns också tid att lösa tentamensproblem (från tidigare tentor) och uppgifter från workouts.

De olika undervisningsformerna tillsammans ger de kunskaper som krävs i blocket. Undervisningsformerna hänger intimt samman, exempelvis så baseras föreläsningarna på kunskaper från laborationen. Att enbart gå på t ex föreläsningarna ger alltså inte en fullständig bild av innehållet (och inte tillräckliga kunskaper till tentan).

Redovisningar

Den pedagogiska avsikten med kursupplägget är att de olika aktiviteterna skall bidra till en förståelse av innehållet i kursen. En viktig del i detta är återkoppling från lärare till studenter och omvänt. Därför finns ett antal obligatoriska redovisningstillfällen:

• Workout
  Redovisning vid varje workoutpass eller senast dagen efter workoutpasset.
• Miniprojekt
  Sista redovisningsdag för vart och ett av de tre miniprojekten är några dagar innan nästföljande problemlösningspass, anges på kurshemsidan.

För att denna pedagogik skall fungera meningsfullt krävs att redovisningstillfällena respekteras och att redovisningen lämnas vid angivet tillfälle. Detta gäller även om uppgiften inte är fullständigt löst. Man kan bli godkänd på en uppgift även om man gjort fel eller inte löst den fullständigt. Det väsentliga är att man förstår vilka fel man gjort och hur man skulle ha löst problemet bättre, kort sagt att man lärt sig innehållet i problemet.
Om du planerar din arbetsinsats med hjälp av kursplaneringen ovan bör det inte att vara några problem att följa dessa regler. Som framgår av nästa avsnitt kommer tidsåtgången att vara rimlig. Du kommer dessutom att slippa eftersläpande uppgifter när kursen är slut. Den som av speciella skäl inte kan redovisa i tid bör kontakta läraren för att komma överens om alternativ tid för redovisning.

Tidsåtgång

Kursen är inte begränsad till de schemalagda undervisningspassen. Det kommer även till en stor andel förväntat eget arbete, som varje student har ansvar för. En del av detta utgörs av miniprojekt. Övrig tid disponeras för inläsning och övning på egen hand.
Kursen ger 5 högskolepoäng, vilket innebär att du förväntas ägna ca 132 timmar åt kursen (5hp motsvarar 3.3 veckor heltid och 3.3*40=132). Den schemalagda tiden utgör ca 50 timmar, vilket medför att ca 80 timmar är enskilt arbete.

Läsanvisningar

Läsanvisningar för andra och tredje upplagan av boken.
Second edition:

Block	Avsnitt och sidor i kursboken
1
F1	Guided Tour (s xvii-xx); Part 6.1 (s 473-477), Kap 20.1-20.2.1 (s 479-485), 20.3.1 (s 487-492)
F2	20.4-20.6 (s 493-509)
F3	18.2.1 (s 427-429), 21.3 (s 525-531), 20.2.2 (s 485)
F4	21.1 (s 514-520), 21.3.1 (s 529-530), 12.2.2(s 272-276)
2
F1	Hellanders kompendium. Chapra 13.1.1-13.1.2 (s 286-291)
F2	Hellanders kompendium
F3	Hellanders kompendium
3
F1	15.1 (s 335-339), 15.2.1-2 (s 339-343), 15.2.3 (endast formel (15.10) (s 343), 15.5.2(s 353-355), 16.1-2 (s 359-365), 16.4 (s 368-374, kursivt, dock viktigt att känna till begreppet "kubiska splines")
F2	13.2.1-2 (s 292-296), 13.3 (s 300-304), 13.4.2 (s 307), 13.5 (s 307-312), 14.1 (s 316-320), 14.3-4 (s 322-325)
F3	Ev. återblick på allt

Third edition:

Block	Avsnitt och sidor i kursboken
1
F1	Preface (s xvii); Part 6.1 (s 547-551), Kap 22.1-22.2.1 (s 553-559), 22.3.1 (s 561-566)
F2	22.4-22.6 (s 567-583)
F3	20.2.1 (s 498-500), 23.3 (s 601-607), 22.2.2 (s 559)
F4	23.1 (s 588-594), 23.3.1 (s 605-607), 12.2.2(s 293-298)
2
F1	Hellanders kompendium. Chapra 14.1-14.2 (s 326-335)
F2	Hellanders kompendium
F3	Hellanders kompendium
3
F1	17.1 (s 405-409), 17.2.1-2 (s 409-413), 17.2.3 (endast formel (17.10) (s 413), 17.5.2(s 423-425), 18.1-2 (s 429-435), 18.4 (s 438-444, kursivt, dock viktigt att känna till begreppet "kubiska splines")
F2	14.3.1-2 (s 336-340), 14.4 (s 344-348), 14.5.2 (s 351), 14.6 (s 351-356), 15.1 (s 361-365), 15.3-4 (s 367-370)
F3	Ev. återblick på allt

I slutet av varje kapitel finns övningar att arbeta med på egen hand. I ett dokument tillgängligt via kurshemsidan beskrivs vilka av dessa övningar som rekommenderas.

Examination

För betyget godkänd på kursen måste man uppfylla samtliga följande villkor:

• deltagit i arbetet med de obligatoriska workout-uppgifterna och klarat dessa tillfredställande
• arbetat aktivt med miniprojekten och redovisat dem tillfredställande
• klarat skriftlig tentamen

Underförstått är att de olika momenten skall ha avklarats i rätt tid.
För ett högre betyg krävs högre betyg på tentamen. Vi har utformat betygskriterier för kursens mål, och använder dessa kriterier vid bedömning av tentan. Tentan kommer att bedömas baserat på måluppfyllnad. Mer om detta kommer tas upp under kursens gång.