INF305 Vitenskapelige beregninger

Dette kurset introduserer studenter til vitenskapelige beregninger, samlingen av verktøy, teknikker og teorier som kreves for å løse matematiske modeller av problemer innen vitenskap og ingeniørfag på datamaskinen. Et spesielt fokus ligger på å forstå teoretisk og effektivt implementere diskuterte algoritmer for å løse fysiske balanselover i C++. Kurset gir ikke en introduksjon til C++, som dekkes av INF205. Programmeringsdelen dekker essensielle så vel som verdifulle verktøy i C++ som er nødvendige for effektive vitenskapelige beregninger.

Spesifikke tema og spørsmål som vil bli besvart, er:

• Hva er vitenskapelige beregninger? Hva er en numerisk simulering?
• Fysiske balanselover og deres forbindelse til fysikk, ingeniørfag og datavitenskap.
• Hvordan verifiserer man en algoritme? Bestemme et testproblem med en analytisk løsning.
• Implementering av differanseskjemaer i C++. Hva er de løsningene en algoritme skal gi?
• Konsistens, stabilitet og konvergens av en algoritme.
• Biblioteker for vitenskapelige beregninger.
• Implementering av en 2D-finite-volummetode.
• Verifikasjon og validering.
• Hvordan å parallellisere koden din ved hjelp av MPI.

Etter å ha fullført kurset, vil du være i stand til å

• implementere fysiske balanselover i C++ ved hjelp av standardbiblioteker for vitenskapelig databehandling.
• skrive parallell kode ved hjelp av Message Passing Interface (MPI).
• verifisere og validere programmet ditt.
• forstå ulike løsningskonsepter som klassiske, svake og entropiløsninger.
• forstå begrepene konsistens, stabilitet og konvergens.