Avdelningen för teknisk databehandling (TDB) Polacksbacken, hus 2

14 januari 2004 Kursplanering 1 (9) Institutionen för informationsteknologi Teknisk databehandling Besöksadress: MIC hus 2, Polacksbacken Lägerhyddsvgen 2 Postadress: Box 337 751 05 Uppsala Telefon: 018 471 0000 (växel) Telefax: 018 52 30 49 Hemsida: http://www.it.uu.se Department of Information Technology Scientific Computing Visiting address: MIC bldg 2, Polacksbacken Lägerhyddsvgen 2 Postal address: Box 337 SE-751 05 Uppsala SWEDEN Telephone: +46 18 471 0000 (switch) Telefax: +46 18 52 30 49 Web page: http://www.it.uu.se Ansvarig institution Teknisk databehandling DV1 vt 2004 Institutionen för informationsteknologi Avdelningen för teknisk databehandling (TDB) Polacksbacken, hus 2 Postadress: Box 337, 751 05 Uppsala Tel., kansliet: 018-471 76 04 Besökstider, kansliet (rum 4213): må fr 10.00-12.30; må, to 15:00 16:00 Lärare Maria Mattiasson (kursledare, Tala ut! ), 018-471 19 95, Maria.Mattiasson@uadm.uu.se Jonas Persson (doktorand, TDB), rum 2414, 018-471 78 93, jonasp@it.uu.se Michael Thuné (professor, TDB), rum 2309, 018-471 29 81, michael@it.uu.se Litteratur Eva Pärt-Enander, Anders Sjöberg, Användarhandledning för MATLAB 6, TDB, Uppsala universitet, 2001. Anders Sjöberg, Tekniska beräkningar, TDB, Uppsala universitet, 2001. Gilbert Strang, Linear Algebra and Its Applications, 3rd Ed., Academic Press, New York, 1998. Kompletterande stenciler. Kursens nätplats: http://www.it.uu.se/edu/course/homepage/tdbdv1/

2 (9) Kursuppläggning Vecka 4 Vecka 4 15 Vecka 16 Vecka 17 21 Studenterna indelas i grupper om 6 7 personer. Varje grupp tilldelas en större projektuppgift. Arbetet med projekten kommer att vara den röda tråden i kursen. Under större delen av kursen bedrivs projektarbetet parallellt med genomgången av en verktygslåda. Verktygslådan innehåller material som behövs för genomförandet av projekten. Det handlar om kunskaper i teknisk databehandling samt skriftlig och muntlig kommunikation. Träningen av de olika verktygen kommer att ske på följande vis: Skriftliga delredovisningar inom projekten ger träning i skriftlig framställning. Återkoppling ges i samband med grupphandledning. I anslutning till en muntlig delredovisning av projekten ges återkoppling genom spegelvisning under ledning av en kursledare från Tala Ut!. Workout -pass, där studenterna löser övningsproblem för hand, ger träning i numeriska metoder och lineär algebra. Återkoppling ges av lärare från TDB. Laborationer vid dator ger träning i numeriska metoder och lineär algebra. Återkoppling ges av lärare från TDB. 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 (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) samt ett workout -pass (W). Därefter följer ett par dagars arbete med miniprojekt, med ett schemalagt handledningstillfälle (H). Blocket avslutas med en sammankomst av seminariekaraktär (S). (Mer om workout, miniprojekt 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, samt till skriftlig och muntlig framställning 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 (9) Schema Tidpunkt Typ Innehåll OBS! må 19/1, 10 12 F Kursintroduktion må 19/1, 13 15 F Block 1 må 19/1, 15 17 F Block 1 ti 20/1, 10 12 F Projektintroduktion ti 20/1, 13 15 F Block 1 on 21/1, 10 12 W Block 1 to 22/1, 08 12 Lab Block 1 må 26/1, 10 12 S Block 1 må 26/1, 13 15 F Block 2 må 26/1, 15 17 F Block 2 on 28/1, 10 12 W Block 2 to 29/1, 08 12 Lab Block 2 må 2/2, 10 12 S Block 2 Inl. av Dokument 1 må 2/2, 13 15 F Block 3 må 2/2, 10 12 F Block 3 on 4/2, 10 12 W Block 3 to 5/2, 08 12 Lab Block 3 fr 6/2, 10 12 S Block 3 ti 10/2, 13 15 F Block 4 ti 10/2, 15 17 F Block 4 on 11/2, 10 12 W Block 4 to 12/2, 08 12 Lab Block 4 må 23/2, 10 12 S Block 4 må 23/2, 13 15 F Block 5 må 23/2, 15 17 F Block 5 on 25/2, 10 12 W Block 5 må 1/3, 13 15 F Block 5 Inl. av Dokument 2 må 1/3, 15 17 F Block 5 on 3/3, 10 12 W Block 5 to 4/3, 08 12 Lab Block 5 to 4/3, 13 17 Muntlig delredovisning fr 5/3, 09 10, 13 15 må 8/3, 10 12 S Block 5 må 8/3, 13 15 F Block 6 må 8/3, 15 17 F Block 6 on 10/3, 10 12 W Block 6 to 11/3, 08 12 Lab Block 6 må 15/3, 10 12 S Block 6 Grupphandledning V.G.V.

5 (9) (forts.) må 15/3, 13 15 F Block 7 må 15/3, 15 17 F Block 7 on 17/3, 10 12 W Block 7 to 18/3, 08 12 Lab Block 7 må 22/3, 10 12 S Block 7 må 22/3, 13 15 F Block 8 må 22/3, 15 17 F Block 8 on 24/3, 10 12 W Block 8 to 25/3, 08 12 Lab Block 8 må 29/3, 10 12 S Block 8 må 29/3, 13 15 F Block 9 må 29/3, 15 17 F Block 9 on 31/3, 10 12 W Block 9 to 1/4, 08 12 Lab Block 9 fr 2/4, 13 15 S Block 9 on 14/4,???? Verktygslådan Skriftlig tentamen on 21/4, före kl. 15 Inl. av Dokument 3 må 26/4, 09 16 Grupphandledning on 14/5, före kl. 15 Inl. av slutdokument må 17/5, 09 16 Slutredovisning

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:3.1 3.2, 3.4 (utom formel (3.1)), 3.5, 3.7 2 Sjöberg:1.1 1.8 3 Sjöberg:6.2 (endast s. 108), 6.3 (utom richardsonextrapolation), 6.4 (endast s. 119), 6.6 (utom implicita metoder) 4 Strang:1 5 Strang:2 6 Strang:3 7 Strang:4.1 4.3, 5.1 5.3, 5.5 (t.o.m. s. 297), 7.1 7.3 8 Sjöberg:4.1 4.2 (4.3 kursivt) 9 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 3 4 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).

7 (9) Därtill blir vi glada om studenterna kommer till oss lärare och diskuterar kring de teman som kursen handlar om, frågar om sådant som upplevs som svårt, spekulerar kring sådant som verkar särskilt spännande och intressant, etc. Seminarium Det seminarium som avslutar varje kursblock har normalt fem inslag: 1. Alla laborationsgrupper lämnar in skriftlig återkoppling (anvisningar lämnas i samband med kursintroduktionen) 2. Alla laborationsgrupper ombeds muntligt summera sin återkoppling 3. Diskussion kring de framförda synpunkterna 4. Läraren kommenterar veckans laboration 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 Skriftlig och muntlig återkoppling: seminarietillfällena enligt schema Dokument 1: seminariet 26 januari kl. 10:15. Dokument 2: föreläsningen 1 mars kl. 13:15. Dokument 3: 21 april kl. 15:00 Slutdokumentation: 12 maj kl. 15:00 (två kopior av varje dokument). 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!)

8 (9) 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 150 timmar projektarbete och ca 350 timmar med verktygslådan. Det bör noteras att arbetet med verktygslådan också kan ses 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. För den skriftliga återkopplingen bör en arbetstid om ca 2 timmar räcka. Därmed återstår för verktygslådan ca 230 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 lämnat in skriftlig återkoppling klarat den skriftliga tentamen på avsnittet Verktygslådan lämnat in de tre obligatoriska delrapporterna lämnat in en godkänd skriftlig slutdokumentation av projektarbetet (vilket innebär att sakinnehåll och skriftlig framställning är tillfredställande) genomfört muntlig delredovisning av projektarbetet samt deltagit som åhörare vid övriga gruppers redovisningar och deltagit i efterföljande spegelvisning genomfört en godkänd avslutande muntlig redovisning av projektarbetet (se anvisningar i projektbeskrivningen, del 2) samt deltagit som åhörare vid övriga gruppers redovisningar Poäng och betyg Maximalt tentamensresultat kommer att vara 30 poäng. För betyg G krävs minst 13 poäng och för VG minst 21 poäng.

9 (9) 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 när tentamen samt de obligatoriska redovisningar som hör samman med verktygslådan avklarats, rapporteras detta in som 5 kurspoäng. När projektet och därmed sammanhängande redovisningar avklarats, rapporteras detta in som 5 kurspoäng.