pb137 - Programming course Environmental Sciences (Complete module description)

Ziel des Moduls ist eine grundlegende Einführung in die Programmierung mit MATLAB. Neben den Grundlagen der Programmierung liegt der Schwerpunkt auf der Entwicklung von Algorithmen. Ein besonderer Fokus liegt zusätzlich auf Aspekten der wissenschaftlichen Programmierung, bei der Reproduzierbarkeit und besonders gute Nachvollziehbarkeit entscheidend sind.

Fachkompetenzen
Die Studierenden:

• beherrschen Programmiertechniken zur Datenanalyse, numerischen Simulation und Ergebnisdarstellung
• erkennen grundlegende Konzepte von Programmiersprachen, so dass sie Programme in verschiedenen Programmiersprachen verstehen zu können
• entwickeln Algorithmen selbständig mit Hilfe verschiedener Strategien
• beherrschen Strategien zur Fehlervermeidung und -suche

Methodenkompetenzen
Die Studierenden:

• entwickeln Programme in einer Programmierumgebung
• lokalisieren Fehlerstellen mit Hilfe eines Debuggers
• analysieren Programmabläufe in Bezug auf ihr Zeitverhalten mittels Profiler

Sozial- & Selbstkompetenzen
Die Studierenden:

• diskutieren verschiedene Ansätze zu Problemlösungen
• reflektieren Lösungen in Bezug auf unterschiedliche Zielaspekte

Grundlegende Konzepte: Schleifen, Verzweigungen, Funktionen, Datentypen und -strukturen Algorithmenentwicklung.

Anwendungen: Rechnen mit Matrizen, Erstellen und Benutzen von Funktionen und Skripten, Visualisierung von Daten, Datenimport- und -export, numerische Berechnungen und Lösen von Differentialgleichungen, Einführung in numerischen Algorithmen für verschiedene wissenschaftliche Anwendungen.

F. Thuselt und F.P. Gennrich, Praktische Mathematik mit MATLAB, Scilab und Octave, Springer Spektrum, 2013

F. Haußer und Y. Luchko, Mathematische Modellierung mit MATLAB, Springer Spektrum, 2011

A. Quarteroni, F. Saleri, K. Sapelza, Wissenschaftliches Rechnen mit MATLAB, Springer, 2006