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Laboratorio di Analisi Numerica (DM 270) - a.a. 2014/15

Oggetto:

Numerical Analysis Lab

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Anno accademico 2014/2015

Codice dell'attività didattica
MFN0355
Docente
Dott. Cesare Bracco (Titolare del corso)
Corso di studi
Laurea in Matematica
Anno
3° anno
Periodo didattico
Primo semestre
Tipologia
D.M. 270 TAF F - Altre attività
Crediti/Valenza
3
SSD dell'attività didattica
MAT/08 - analisi numerica
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Scritto
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Il laboratorio si propone di introdurre gli studenti all’utilizzo di software scientifici in maniera critica, abituandoli all’uso mirato degli strumenti di calcolo per la risoluzione numerica di problemi. Nell’ambito del calcolo scientifico risulterebbe infatti pericoloso e culturalmente povero l’approccio di descrivere il software come una ‘scatola magica’ dalla quale aspettare fiduciosamente una risposta. In particolare, nel laboratorio, dopo una presentazione del software scientifico Matlab, si affronteranno problemi relativi ai principali temi dell'analisi numerica, rendendo esecutivi i relativi algoritmi. Il laboratorio vuole dunque consentire agli studenti di acquisire competenze nell’utilizzo di software scientifici, con particolare riferimento al software Matlab, e di avvicinarsi al mondo del Calcolo Scientifico ed alle simulazioni numeriche di modelli matematici.

INDICATORI DI DUBLINO (in riferimento al Regolamento Didattico di Ateneo, descrittori europei del titolo di studio- "descrittori di Dublino",
http://www.quadrodeititoli.it/descrittori.aspx?descr=172&IDL=1):

Conoscenza e capacità di comprensione: il laboratorio, partendo dalle conoscenze di base relative alla matematica numerica (obiettivo 5), fornisce una introduzione alle strutture algoritmiche e alle procedure computazionali e informatiche, utilizzando il software numerico Matlab, anche come specifico linguaggio di programmazione (obiettivo 18).

Capacità di applicare conoscenza e comprensione: il laboratorio vuole fornire gli strumenti perché lo studente possa poi autonomamente affrontare un problema di modellizzazione numerica   (obiettivi 2 e 3), caratterizzarne i contenuti fino alla sua corretta implementazione, comprensiva di analisi e interpretazione dei risultati (obiettivi 4 e 5). Si vuole così fare in modo che gli argomenti e le problematiche affrontate in ambito numerico, possano essere comprese pienamente alla luce dei risultati effettivamente ottenuti, soprattutto in quei casi in cui la pesantezza del calcolo non permetterebbe uno sviluppo senza l’ausilio del calcolatore (obiettivo 5).

Autonomia di giudizio:  gli esercizi proposti e svolti in aula, rivisti per conto proprio o discussi con i compagni di corso, sono spesso affrontati utilizzando diversi schemi logici e favorendo così lo sviluppo di capacità critiche nello studente che si abitua a non seguire necessariamente la strada più immediata, ma spesso meno efficiente dal punto di vista computazionale (obiettivo 3).

Abilità comunicative: a partire dal problema reale, rappresentato da situazioni relativamente elementari di interesse applicativo, industriale o finanziario (obiettivo 2), attraverso la sua formalizzazione matematica e soprattutto la sua modellizzazione numerica, lo studente è portato dapprima a dare conto delle motivazioni che giustificano tali passaggi (obiettivo 1) e in seguito a realizzare l’effettiva soluzione del problema la cui interpretazione richiede adeguata comunicazione a seconda degli ambiti in cui tale problema è nato. L’utilizzo di testi in lingua inglese rendono familiare per lo studente l’uso scientifico di tale lingua (obiettivo 3).

Capacità di apprendimento: il laboratorio fornisce uno strumento computazionale da poter autonomamente utilizzare come ausilio informatico nei corsi della laurea Magistrale (obiettivo 1), nonché in ambito lavorativo (obiettivo 2). Inoltre l’estrema flessibilità del software scientifico proposto potrà mettere lo studente in condizione di adattarsi rapidamente all’evoluzione degli strumenti informatici e di mantenere adeguate le proprie competenze scientifiche (obiettivo 3).

The laboratory is devoted to introduce the students to the use of scientific software with a critical mind, getting them used to manage computation tools for the solution of problems. Indeed Scientific Computing would be dangerous and culturally poor if it is faced by using the software as a ‘magic box’ from which any answer is accepted. During the laboratory, after an introduction to Matlab scientific software, some problems related to the main topics of Numerical Analysis are discussed and the algorithms of the corresponding methods are used. So, by using Matlab, the laboratory intends to approach the students to manage scientific software for Scientific Computing problems and numerical simulations of mathematical models.

According to Dublin indicators (http://www.quadrodeititoli.it/descrittori.aspx?descr=172&IDL=1):

Knowledge and understanding abilities: starting from basic knowledge of numerical mathematics (purpose 5), the laboratory gives an introduction to the structures of the algorithms and the computational procedures by using Matlab scientific software, also as a programming language (purpose 18).

Ability in applying knowledge and understanding: the laboratory provides tools in order to let the student face a numerical modelling problem (purposes 2 and 3), describe and  implement it, with an analysis and interpretation of results (purposes 4 and 5). In such a way topics and problems discussed in a numerical setting can be completely understood looking at the obtained results, especially in those cases when computing difficulties do not let a development without a computer (purpose 5).

Making judgements: excercises proposed during the laboratory are often solved in more than one way, so that the student is encouraged to deepen the argument on his own and then to discuss it again with other students. This should promote the development of critical abilities because the student is used not to follow the simplest reasoning, especially if this leads to not very efficient computational procedures (purpose 3).

Communication skills: the student has to justify the development from the real problem, that represents for example industrial or financial situations (purpose 2), to the mathematical and especially numerical model (purpose 1) till the real solution of the problem with an interpretation that depends on the setting where the problem is born. The textbook  in English let the student  approach to an international scientific language (purpose 3).

Learning abilities: the laboratory provides a computational tool to be used in courses of the Master’s Degree in Mathematics (purpose 1) and in future work (purpose 2). Moreover the proposed software is so flexible to let the student quickly adapt to the evolution of computing tools and maintain his scientific abilities suitable (purpose 3).

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Risultati dell'apprendimento attesi

Dimestichezza nell’utilizzo di software scientifici per la risoluzione di problemi numerici.

Ability in using scientific software for the solution of numerical problems.

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Modalità di insegnamento

L'insegnamento prevede 24 ore complessive (3 CFU).

The course consists of 24 hours (3 CFU).

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Prova finale al calcolatore in laboratorio informatizzato.

Exam in laboratory with a computer.

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Programma

Il software scientifico Matlab con applicazioni a problemi di analisi numerica.

 

 

The scientific software Matlab with applications to numerical analysis problems.

 

 

Testi consigliati e bibliografia

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1) http://www.maths.dundee.ac.uk/ftp/na-reports/MatlabNotes.pdf
2) Dispense del docente
Inoltre sono di seguito indicati siti internet di interesse:
http://www.mathworks.it/, http://www.mathworks.com/
http://www.netlib.org/, http://www.netlib.org/liblist.html, http://www.netlib.org/numeralgo/index.html

1) http://www.maths.dundee.ac.uk/ftp/na-reports/MatlabNotes.pdf
2) Lecturer notes
See also:
http://www.mathworks.it/, http://www.mathworks.com/
http://www.netlib.org/, http://www.netlib.org/liblist.html, http://www.netlib.org/numeralgo/index.html



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Orario lezioni

GiorniOreAula
Lezioni: dal 29/09/2014 al 16/01/2015

Nota: Per l'orario delle lezioni consultare la pagina "Orario Lezioni":http://www.educmatematica.unito.it/CMSOrari/index.html

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Note

LABORATORIO DI ANALISI NUMERICA, MFN0355 (DM 270) , 3 CFU: MAT/08, TAF F (lab/altro), Ambito altre conoscenze utili per l'inserimento nel mondo del lavoro. VALUTAZIONE con VOTO (regolamento coorte 2011-12).

LABORATORIO DI ANALISI NUMERICA, MFN0355 (DM 270) , 3 CFU: MAT/08, TAF F (lab/altro), Area of other skills useful for settling in at work. Exam with mark (rules for academic year 2011-12).

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Ultimo aggiornamento: 06/07/2015 17:14

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