Jarmo Rantakokko, , rum 2421,

Transkript

1 5 januari 2007 Kursplanering 1 (9) Institutionen för informationsteknologi Teknisk databehandling Besöksadress: MIC hus 2, Polacksbacken Lägerhyddsvgen 2 Postadress: Box Uppsala Telefon: (växel) Telefax: Hemsida: Department of Information Technology Scientific Computing Visiting address: MIC bldg 2, Polacksbacken Lägerhyddsvgen 2 Postal address: Box 337 SE Uppsala SWEDEN Telephone: (switch) Telefax: Web page: Ansvarig institution Teknisk databehandling DV1 vt 2007 Institutionen för informationsteknologi Avdelningen för teknisk databehandling (TDB) Polacksbacken, hus 2 Postadress: Box 337, Uppsala Tel., kansliet: Besökstider, kansliet (rum 4213): må fr Lärare Jarmo Rantakokko, , rum 2421, jarmo@it.uu.se Litteratur Eva Pärt-Enander, Anders Sjöberg, Användarhandledning för MATLAB 6, TDB, Uppsala universitet, Anders Sjöberg, Tekniska beräkningar, TDB, Uppsala universitet, Gilbert Strang, Linear Algebra and Its Applications, 4th Ed., Thomson, (Alternativt 3:e upplagan, Academic press, 1998.) Kompletterande stenciler. Kursens nätplats:

2 2 (9) Kursuppläggning Kursen är uppdelad i två delar som löper parallellt, en s.k. verktygsdel och en projektdel. Verktygsdelen är en traditionell teoretisk del som innehåller de nödvändiga baskunskaper inom teknisk databehandling som är viktiga för datavetare. Projektdelen syftar till att ge en övergripande bild som knyter samman baskunskaperna till en helhet men också till att ge en fördjupning inom ett specialområde i ämnet, samt till att ge träning i skriftlig och muntlig kommunikation. Studenterna indelas härvid i grupper om ca 6 personer. Varje grupp tilldelas en större projektuppgift. Grupperna kommer sedan att självständigt söka, värdera och kritiskt granska kunskap inom sitt projekt. Träningen och inlärningen av de olika momenten kommer att ske på följande vis: Skriftliga delredovisningar inom projekten ger träning i skriftlig framställning. Muntliga delredovisningar och seminarier av projekten ger träning i muntlig framställning. Workout -pass, där studenterna löser övningsproblem för hand, ger träning i numeriska metoder och lineär algebra. Laborationer vid dator ger träning i numeriska metoder, lineär algebra och programmering i Matlab. Eftersom verktygslådan innehåller traditionellt kunskapsstoff avslutas den delen av kursen med en traditionell skriftlig tentamen. När verktygslådan är genomgången följer en avslutande intensiv projektarbetsperiod, då projekten skall slutföras. Som final för hela kursen ordnas en heldag med muntliga redovisningar av projektresultaten.

3 3 (9) Verktygslådan Stoffet i kursdelen Verktygslådan delas in i nio block. Varje block upptar ca en vecka av kurstiden och inleds med två föreläsningar (F), ett workout -pass (W) och en laboration (Lab). Blocket avslutas med en sammankomst av seminariekaraktär (S). (Mer om workout, laboration och seminarium nedan.) Av planen nedan framgår tema för respektive block. Varje block innehåller färdighetsträning i skriftlig och muntlig framställning. I block 5 t.o.m. 7 handlar det om matematiska problemställningar från lineär algebra. Här är den matematiska begreppsapparaten ny för de flesta kursdeltagare och i denna del är alltså TDB DV1 en matematikkurs. De övriga blocken utgår från matematiska problemtyper som bör vara bekanta för kursdeltagarna sedan tidigare. Vi kommer att behandla beräkningsalgoritmer för dessa slags problem och detta kommer att kopplas till datorimplementering. Frågeställningar om effektivitet och robusthet hos det resulterande programmet kommer att vara centrala. I denna del är alltså TDB DV1 en datakurs. Block Tema 1 Introduktion till Matlab och datorberäkningar, 2 Icke-lineära ekvationer 3 Differentialekvationer: begynnelsevärdesproblem 4 Gausseliminering och LU-faktorisering 5 Teori för lineära ekvationssystem 6 Ortogonala projektioner och minstakvadratapproximation 7 Egenvärden och egenvektorer 8 Interpolation 9 Integraler

4 4 (9) Schema 1 Tidpunkt Typ (sal) Innehåll OBS! to 19/1, F (1211) Kursintroduktion to 19/1, F (1211) Matlab må 22/1, F (1111) Block 1 må 22/1, F (1111) Block 1 ti 23/1, W (2344) Block 1 to 25/1, Lab (2315) Block 1 fr 26/1, S (1111) Block 1 må 29/1, F (1111) Block 2 må 29/1, F (1111) Block 2 ti 30/1, W (2344) Block 2 to 1/2, Lab (2315) Block 2 fr 2/2, S (1111) Block 2 fr 2/2, S (1211) Projekt Inl. av Dokument 1 må 5/2, F (1111) Block 3 må 5/2, F (1111) Block 3 ti 6/2, W (2344) Block 3 to 8/2, Lab (2315) Block 3 fr 9/2, S (1111) Block 3 må 12/2, F (1111) Block 4 må 12/2, F (1111) Block 4 ti 13/2, W (2344) Block 4 to 15/2, Lab (2315) Block 4 fr 16/2, S (1111) Block 4 må 19/2, F (1111) Block 5 må 19/2, F (1111) Block 5 ti 20/2, W (2344) Block 5 fr 23/2, F (1111) Block 5 må 23/2, F (1111) Block 5 ti 27/2, W (2344) Block 5 to 1/3, Lab (2315) Block 5 to 1/3, S (1211) Projekt Inl. av Dokument 2 fr 2/3, H (2415b) Projekt må 5/3, S (1111) Block 5 må 5/3, F (1111) Block 6 ti 6/3, F (1111) Block 6 to 8/3, W (2344) Block 6 to 8/3, Lab (2315) Block 6 fr 9/3, S (1111) Block 6 V.G.V. 1 (F Föreläsning, W Workout, Lab Laboration, S Seminarium, H Handledning)

5 5 (9) (forts.) må 19/3, F (1111) Block 7 må 19/3, F (1111) Block 7 ti 20/3, W (2344) Block 7 to 22/3, Lab (2315) Block 7 fr 23/3, S (1111) Block 7 må 26/3, F (1111) Block 8 må 26/3, F (1111) Block 8 ti 27/3, W (2344) Block 8 to 29/3, Lab (2315) Block 8 fr 30/3, S (1111) Block 8 må 2/4, F (1111) Block 9 må 2/4, F (1111) Block 9 ti 3/4, W (2344) Block 9 ti 3/4, Lab (2315) Block 9 to 19/4, Fack 9 Projekt Inl. av Dokument 3 må 23/4, S (1111) Block 9 ti 24/4, Skriftlig tentamen fr 27/4, H (2415b) Projekt fr 11/5, S (2446) Slutredovisning Inl. av slutdokument

6 6 (9) Läsanvisningar Användarhandledningen för Matlab kommer att behövas under hela kursen. För inhämtandet av kunskaper om numeriska metoder och lineär algebra används läromedlen av Sjöberg resp. Strang, samt kompletterande stenciler. Av tabellen nedan framgår hur kapitlen i dessa båda skrifter hör ihop med respektive block. Block Litteratur 1 Sjöberg:3 2 Sjöberg: Sjöberg:6.3, 6.4, Strang:1 5 Strang:2 6 Strang:3 7 Strang: , , 5.5 (t.o.m. s. 297), Sjöberg:4.1, Sjöberg:5 Workout För att man verkligen skall lära sig behärska de beräkningsmetoder och begrepp som ingår i verktygslådan är det viktigt att öva. Erfarenheten visar att man behöver arbeta igenom ett antal problem med papper och penna för att få en ordentlig förståelse (att enbart experimentera med programkörningar är inte tillräckligt). Därför ingår i kursen tio s.k. workout-pass. De går ut på att studenterna löser förelagda övningsuppgifter. Arbetet utförs i laborationsgrupperna (se nedan) och det finns lärare närvarande för att svara på frågor när grupperna kör fast. Grupperna skall redovisa sina färdiga lösningar för läraren, för att få dem godkända. Detta är en obligatorisk del av kursexaminationen. Laborationer I kursen ingår nio laborationer. De skall genomföras i grupper om 2 3 personer (varje projektgrupp delas in i två laborationsgrupper) och det viktiga är att man verkligen har arbetat med uppgiften, d.v.s. ägnat den ordentlig tankemöda och funderat över resultaten, även om man inte skulle ha lyckats lösa den fullständigt. Vi uppmuntrar diskussion kring uppgifterna, både med oss lärare och mellan de olika grupperna. Uppgifterna är obligatoriska. Grupperna skall redovisa sina resultat för läraren, för att få dem godkända. Handledning Handledare kommer att vara närvarande vid workout- och laborationstillfällena. För projektarbetet erbjuds också handledning (mer information om formerna för detta ges i det dokument som beskriver projektuppgiften). Seminarium Det seminarium som avslutar varje kursblock har normalt fem inslag:

7 7 (9) 1. Någon eller några laborationsgrupper ombeds muntligt summera sina resultat och observationer från veckans laboration. 2. Läraren kommenterar veckans laboration. 3. Alla laborationsgrupper ombeds muntligt framföra synpunkterna på veckans tema, t.ex. om vad som upplevts som oklart eller svårt att förstå. 4. Läraren förtydligar och repeterar svåra moment. 5. Den tid som blir över ägnas åt att läraren presenterar gamla tentamensuppgifter kring veckans tema och diskuterar lösningen av dessa. Redovisningar Den pedagogiska avsikten med kursuppläggningen är att de olika aktiviteterna skall bidra till en förståelse av kursstoffet. En viktig del i detta är återkoppling från lärare till studenter och omvänt. Därför finns ett antal obligatoriska redovisningstillfällen: Workout: workout-tillfällena enligt schema Laborationer: laborationstillfällena enligt schema Muntlig återkoppling: seminarietillfällena enligt schema Dokument 1: seminariet 2 februari kl Dokument 2: seminariet 1 mars kl. 13:15. Dokument 3: fack 9, 19 april kl. 15:00. Slutdokumentation: slutredovisningen 11 maj. OBS 1 OBS 2 För att denna pedagogik skall fungera meningsfullt krävs att dessa redovisningstillfällen/datum respekteras. Redovisning skall lämnas vid angivet tillfälle/datum. Om du kommer i tidsnöd skall du ändå lämna en redovisning, som visar hur långt du kommit med aktiviteten. En sådan ofullständig redovisning måste också innehålla en redogörelse för varför du inte hunnit med aktiviteten. Det kommer inte att vara några problem att följa reglerna ovan, om du planerar din arbetsinsats med hjälp av kursplaneringen ovan. Som framgår av nästa avsnitt kommer då tidsåtgången att vara rimlig. (Du kommer dessutom att slippa eftersläpande inlämningsuppgifter när kursen är slut!) Tidsåtgång Kursen omfattar 10 poäng och bör därmed, enligt de riktlinjer som fastställts för DVP, innebära ca 500 arbetstimmar för studenten. Uppdelat på kursens två huvudmoment blir det per person ca 200 timmar projektarbete och ca 300 timmar med verktygslådan. Det bör noteras att arbetet med verktygslådan också kan ses

8 8 (9) som en del av projektarbetet, eftersom varje projekt förutsätter sådana kunskaper som inhämtas via verktygslådan. Tiden för projektarbete får studenterna själva disponera och se till att arbetsinsatsen blir rimlig (varken väsentligt mindre eller större än den föreskrivna). Att avpassa arbetsinsatsen efter budgeterad tid är i sig en viktig del av professionellt projektarbete. De tre delrapporterna Dokument 1, Dokument 2 och Dokument 3 samt uppföljningen av dessa i grupphandledning, är tänkta att hjälpa studenterna nå detta mål. För arbetet med verktygslådan är ca 100 lektionstimmar schemalagda. Därmed återstår ca 200 timmar, som studenten disponerar fritt för inläsning och övning. Examination För att bli godkänd på kursen måste man uppfylla samtliga följande villkor. Underförstått är att de olika momenten skall ha avklarats i rätt tid (rätt redovisningstillfälle/slutdatum): deltagit aktivt i arbetet med de obligatoriska workout-uppgifterna och klarat dessa tillfredställande arbetat aktivt med laborationerna och redovisat dem tillfredställande deltagit på veckoseminarierna och vid dessa lämnat muntlig återkoppling på laborationen och veckans teoritema klarat den skriftliga tentamen på avsnittet Verktygslådan lämnat in de tre obligatoriska delrapporterna i projektet lämnat in en godkänd skriftlig slutdokumentation av projektarbetet (vilket innebär att sakinnehåll och skriftlig framställning är tillfredställande) deltagit på projektseminarierna och vid dessa genomfört muntlig delredovisning av projektarbetet genomfört en godkänd avslutande muntlig redovisning av projektarbetet (se anvisningar i projektbeskrivningen, del 2) samt deltagit som åhörare vid övriga gruppers redovisningar

9 9 (9) Poäng och betyg Maximalt tentamensresultat kommer att vara 30 poäng. För betyg G krävs minst 13 poäng och för VG minst 21 poäng. Projektarbetet, såväl sakinnehåll som skriftlig och muntlig rapportering, bedöms enligt en poängskala 1 5 poäng. För betyg G krävs minst 2 poäng, för VG minst 4 poäng. För godkänt på kursen som helhet krävs godkänt resultat i såväl tentamen som projektarbete. För betyg VG på kursen som helhet krävs därtill minst 35 poäng sammanlagt. Vid sammanvägningen av tentamens- och projektresultat multipliceras projektpoängen med 4, d.v.s. man kommer att för tentamen och projekt tillsammans kunna få maximalt 50 poäng. Kursen ger totalt 10 kurspoäng. Vid inrapporteringen till Uppdok är poängen uppdelade så att tentamen ger 5 kurspoäng, laborationer och workout ger 1 kurspoäng och projekt 4 kurspoäng.