DEIS - Facoltà di Ingegneria - Università di Bologna Elementi di Informatica e Applicazioni Numeriche T

CdS Laurea in Ing. Chimica e Biochimica - A.A. 2011-2012

Obiettivi e programma

Generalità e Obiettivi

Oltre ad un'introduzione generale sui sistemi di calcolo, durante le lezioni verranno discusse le problematiche generali connesse alla programmazione in-the-small nel linguaggio imperativo C e all'implementazione in C di algoritmi di calcolo numerico di ampio interesse per il Corso di Studi in Ingegneria Chimica e Biochimica.

Il corso è affiancato da esercitazioni di laboratorio. Le esercitazioni sono individuali e pratiche, e fanno parte del lavoro individuale richiesto allo studente. Queste attività sono programmate in modo che all'interno di ogni esercitazione lo studente possa realizzare praticamente le soluzioni dei problemi delineati durante le lezioni in aula.

Programma

• Concetti di base sui sistemi di elaborazione
• Concetti di base sui linguaggi macchina e sui linguaggi di programmazione ad alto livello
• Concetti di base sulla rappresentazione dei dati e in particolare sulla rappresentazione dei numeri
• Il linguaggio C:
  • valori
  • tipi
  • costanti
  • variabili
  • puntatori
  • istruzioni di controllo
  • funzioni e procedure
  • vettori
  • stringhe
  • matrici
  • strutture (struct)
  • file
• Principi fondamentali di progetto e sviluppo di algoritmi. Iterazione e ricorsione
• Organizzazione della macchina runtime del C:
• Rappresentazione run-time dei programmi e del record di attivazione delle funzioni
• Allocazione dinamica della memoria di scalari, strutture e array
• Metodi dell'analisi numerica: errori assoluti, relativi, intrinseci, di arrotondamento, di troncamento
• Propagazione degli errori nelle operazioni
• Metodi numerici per la ricerca di zeri di funzioni: bisezione, corde, secanti, Newton-Raphson 
• Metodi numerici per la soluzione di sistemi lineari: metodo di Gauss, decomposizione LU
• Calcolo della matrice inversa: metodo di Jacobi, metodo di Gauss-Seidel
• Metodi numerici per l'interpolazione di funzioni: interpolazione di Lagrange, polinomio di Newton, metodo dei minimi quadrati
• Metodi numerici per l'integrazione numerica: metodo dei rettangoli, metodo dei trapezi, metodo di Simpson
• Metodi numerici per la soluzione di equazioni differenziali: metodo di Eulero, metodi di Runge-Kutta, metodo di Eulero modificato

Organizzazione didattica

60 ore di lezione frontale suddivise in 45 ore circa di lezione tradizionale in aula e 15 ore circa di esercitazioni con svolgimento di esercizi sugli argomenti affrontati, sia in aula che direttamente in laboratorio (Lab06).

Lavoro individuale medio previsto: 60 ore