Vorlesungsunterlagen stehen elektronisch während der Prüfung zur Verfügung. Weitere zugelassene Hilfsmitteln: 10 A4-Seiten eigenhändig handgeschriebene Zusammenfassung, sonst keine Hilfsmittel.

Hinweise zur Prüfung: Hinweise.

Hinweise bezüglich des Schutzkonzepts: Einlass in den Prüfungsraum erfolgt gestaffelt und bereits eine halbe Stunde vor Prüfungsbeginn. Bitte erscheint daher rechtzeitig um 15.30. Laut ETH-Schutzkonzept muss während des gesamten Prüfungsereignisses, bestehend aus Anreise, Wartezeit, Prüfungszeit und Abreise, eine medizinische Gesichtsmaske (Typ IIR) getragen werden.

Vorausetzung

Es wird erwartet, dass die Studenten zu einem funktionierenden Python3 Zugang haben und wissen wie man einen Text-Editor und eine Shell benutzt. Hinweise dazu gibt es hier.

Vorlesungsunterlagen

Vorlesungsnotizen zur Vorlesung.(Alte Version).
Aufzeichung der Vorlesung.
Chronik der Vorlesung.
Forum

Zu den Prüfungen aus alten Semestern (nur mit nethz-Zugang).

Übungsaufgaben

Bitte bringt euren Laptop in die Übungsstunden mit. Für Code und andere elektronische Dateien gibt es die elektronische Abgabe (Gebrauchsanweisung (EN)). Falls es Fehler im Templatecode gibt, könnt ihr Adrian eine Email schreiben. Die aktive Mitarbeit in den Übungen (=3 Kernaufgaben bestanden) wird benotet und in die Endnote mit maximal 0.25 Notenpunkten eingerechnet, falls dies die Note verbessert. Um die Notenpunkte eingerechnet zu bekommen, muss jede Kernaufgabe mit den Tutoren besprochen werden.

Aufgabenblatt	Abgabedatum	Lösung
Serie 1	--
Serie 2 Template	Di/Mi 03.03./04.03.	Loesung2
Serie 3 Template	Di/Mi 17.03./18.03.	Loesung3
Serie 4 Template	Di/Mi 24.03./25.03.	Loesung4
Serie 5 Template	Di/Mi 31.03./01.04.	Loesung5
Serie 6 Template	Di/Mi 07.04./08.04.	Loesung6
Serie 7 Template	Di/Mi 21.04./22.04.	Loesung7
Serie 8 Template	Di/Mi 28.04./29.04.	Loesung8
Serie 9 Template	Di/Mi 05.05./06.05.	Loesung9
Serie 10 Template	Di/Mi 12.05./13.05.	Loesung10
Serie 11 Template	Di/Mi 19.05./20.05.	Loesung11
Serie 12 Template	Di/Mi 26.05./27.05.	Loesung12
Serie 13 Template	Di/Mi 02.06./03.06.	Loesung13

Übungsgruppen

Zeit	Zoom meeting ID	Tutor	Sprache
--	(siehe Anna)	Alessandro Vinciguerra	DE
Di 15-17	735215889	Maximilian Hofer	DE
Di 15-17	903681770	Dominique Zehnder	DE
Di 08-10	519037036	Anna Knörr	DE
--	(siehe Maximilian)	Jan Erne	DE
Di 15-17	322930205	Michael Eichenberger	DE
Mi 13-15	495575090	Marisa Bühler	DE
--	--	Luca Morf	DE
Mi 13-15	569586709	Nadine Nussbaumer	DE
Mi 13-15	273111693	Gian Gentinetta	DE
Mi 13-15	582566115	Max Glantschnig	DE

Python

Installation

Software Pakete

Die Vorlesung verwendet Python3. Die folgenden Python Pakete sollten installiert werden:

NumPy
SciPy
matplotlib
ipython

Linux

Benutzt den Paketmanager um Python3 und alle restlichen dependencies zu installieren. Die Pakete heissen meist python3, python3-numpy, python3-scipy, python3-matplotlib. Ausser bei Arch Linux, dort ist Python3 schon der default und die Pakete heissen python und python-{numpy,scipy,matplotlib}. Sollte eines der Pakete nicht im repository vorhanden sein, sollte man python3-pip installieren und danach die fehlenden Pakete mittels

pip3 install --user numpy
pip3 install --user scipy
pip3 install --user matplotlib
pip3 install --user ipython

installieren.

OS X

Eine Möglichkeit ist es Homebrew zuverwenden.

brew install python3
pip3 install --user numpy scipy matplotlib ipython

Die andere ist Anaconda. Anaconda installiert eine vollständige Pythonumgebung, inklusive Paketemanager. Wenn ihr Pakete für Anaconda installieren wollt, müsst ihr den Anaconda Paketmanager conda benutzen, nicht pip.

Windows

Siehe Abschnitt zu Anaconda unter OS X.

Im Hinblick auf die Prüfung empfielt es sich aber entweder für Windows 10 das eingebaute Ubuntu auszuprobieren oder Cygwin zu benutzen. Dual-boot oder eine VirtualBox sind weitere Alternativen.

Integrated Development Environment

Zwar ist ~~vim~~ GNU Emacs der beste Text-Editor, dennoch lohnt es sich eine IDE anzuschauen. Zwei gute sind Spyder und PyCharm. Trotzdem gefällt manchen ein guter Text-Editor wie Atom, Emacs oder Vim besser.

IDEs und personalierte Editoren sind super. An der Prüfung jedoch gibt es einen standard Text-Editor wie Gedit und eine Shell. Übt ab und zu auch in einer minimalen Linuxumgebung zu programmieren.

Einführung in Python

KISS ist eines der wichtigsten Programmiertechniken. Durchlesen, verinnerlichen und immer anwenden.

Das erste Übungsblatt sollte als Einführung in Python reichen. Wer jedoch schon vorher beginnen will, oder mehr lernen will, findet hier einige Referenzen.

Zu Python selbst gibt es The Python Tutorial. Die Scipy Lecture Notes geben eine gründliche Einführung in das numerische Rechnen in Python. Das wichtigste Kapitel ist Numpy.

Dieses Tutorial wurde im FS15/16 verwendet.

Code muss leserlich sein, deswegen ist Stil sehr wichtig. In Python heissen diese Regeln PEP8.

Ausser DeVries können alle Bücher gratis als PDF herunter geladen werden. Eventuell muss man das VPN der ETH benutzen.

Hanke-Bourgeois, Grundlagen der numerischen Mathematik und des wissenschaftlichen Rechnens, Teubner, 2009.
DeVries and Basbun, A first course in computational physics, Jones and Bartlett, 2011.
Kiusalaas, Numerical Methods in Engineering with Python 3, Cambridge University Press, 2013.
Johansson, Numerical Python, Apress, 2015.
Dahmen and Reusken, Numerik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Springer, 2008.

Numerische Methoden Frühling 2020

Inhalt

Repetitionsprüfung