METODI NUMERICI PER L'INFORMATICA

Angelamaria CARDONE METODI NUMERICI PER L'INFORMATICA

0512100050
DIPARTIMENTO DI INFORMATICA
CORSO DI LAUREA
INFORMATICA
2016/2017

ANNO CORSO 3
ANNO ORDINAMENTO 2008
SECONDO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
432LEZIONE
220LABORATORIO
Obiettivi
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
L’INSEGNAMENTO, È FINALIZZATO A FAR ACQUISIRE AGLI STUDENTI LA CONOSCENZA TEORICA DI BASE SUI PRINCIPALI METODI NUMERICI UTILI ALLO SVILUPPO DI SOFTWARE MATEMATICO PER LA RISOLUZIONE DI PROBLEMI DI CALCOLO SCIENTIFICO DI INTERESSE NELL’INFORMATICA. IN PARTICOLARE:
•CALCOLO NUMERICO SU MATRICI: ARITMETICA FLOATING-POINT, RISOLUZIONE DI SISTEMI LINEARI, TRATTAMENTO NUMERICO SEQUENZIALE E PARALLELO DI MATRICI SPARSE E DI GRANDI DIMENSIONI CON APPLICAZIONI,
•CALCOLO DI AUTOVALORI E AUTOVETTORI, MATEMATICA DEL WEB: IL PROBLEMA DI GOOGLE E PAGERANK,
•APPROSSIMAZIONE DI DATI E FUNZIONI CON APPLICAZIONI ALLA GRAFICA COMPUTERIZZATA, TRASFORMAZIONI 2D E 3D BASATE SU AFFINITA’: ROTAZIONE, RIFLESSIONE, SCALING, SHEARING, TRASLAZIONI.
•CALCOLO NUMERICO PARALLELO: IL PARADIGMA DELLO SCAMBIO DI MESSAGGI. LO STANDARD MPI (MESSAGE PASSING INTERFACE). CALCOLO NUMERICO MATRICIALE SU GRAPHICS PROCESSING UNITS (GPUS).
•INTRODUZIONE A PHYTON: SVILUPPO DI LIBRERIA DI SOFTWARE MATEMATICO.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
L’INSEGNAMENTO HA COME OBIETTIVO RENDERE LO STUDENTE CAPACE DI RISOLVERE PROBLEMI DI CALCOLO SCIENTIFICO PRESENTI NELLE APPLICAZIONI INFORMATICHE, MEDIANTE LO SVILUPPO E L’UTILIZZO DI SOFTWARE MATEMATICO NEI PIU’ DIFFUSI AMBIENTI DI CALCOLO E LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE.
Prerequisiti
ELEMENTI DI MATEMATICA DISCRETA E ALGEBRA LINEARE: SPAZIO DELLE MATRICI SU CAMPO REALE. ELEMENTI DI ANALISI MATEMATICA: FUNZIONI CONTINUE E PRINCIPALI TEOREMI, CONCETTO DI DERIVATA.
Contenuti

•NOZIONI DI ANALISI DEGLI ERRORI. ERRORI E LORO PROPAGAZIONE.
•SISTEMI DI EQUAZIONI LINEARI. METODI DIRETTI: METODO DI GAUSS. METODI ITERATIVI PER SISTEMI SPARSI A GRANDI DIMENSIONI: JACOBI, GAUSS – SEIDEL. CONVERGENZA.
•AUTOVALORI DI MATRICI. METODI ITERATIVI: METODO POTENZE E POTENZE INVERSE. METODI BASATI SU TRASFORMAZIONI PER SIMILITUDINE: METODO QR. MATEMATICA DEL WEB: IL PROBLEMA DI GOOGLE E PAGERANK.
•APPROSSIMAZIONE. INTERPOLAZIONE POLINOMIALE: ERRORE, CONVERGENZA. INTERPOLAZIONE CON FUNZIONI POLINOMIALI A TRATTI E SPLINE. APPROSSIMAZIONE NEL SENSO DEI MINIMI QUADRATI. APPLICAZIONI ALLA GRAFICA COMPUTERIZZATA, TRASFORMAZIONI 2D E 3D BASATE SU AFFINITÀ: ROTAZIONE, RIFLESSIONE, SCALING, SHEARING, TRASLAZIONI.
•CALCOLO NUMERICO PARALLELO: IL PARADIGMA DELLO SCAMBIO DI MESSAGGI. LO STANDARD MPI (MESSAGE PASSING INTERFACE). CALCOLO NUMERICO MATRICIALE SU GRAPHICS PROCESSING UNITS (GPUS).
•AMBIENTE DI CALCOLO MATLAB, PHYTON. LINGUAGGIO C CON PRIMITIVE DI MPI E CUDA PER IL CALCOLO PARALLELO.
•SVILUPPO DI ELEMENTI DI SOFTWARE MATEMATICO RELATIVI AI PRINCIPALI ALGORITMI TRATTATI
Metodi Didattici
4 CFU, 32 ORE, PER
-LEZIONI FRONTALI
2 CFU, 20 ORE PER
-LABORATORIO
-SVILUPPO DI ELEMENTI DI SOFTWARE MATEMATICO
OBIETTIVO DELLE LEZIONI IN LABORATORIO È RICHIAMARE L’ATTENZIONE DEGLI STUDENTI SUI PRINCIPI SU CUI SI BASA LO SVILUPPO DI SOFTWARE MATEMATICO EFFICIENTE, CON RIFERIMENTO ALLA STIMA DELL'ATTENDIBILITÀ DEI RISULTATI OTTENUTI, ALLA VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI DEL SOFTWARE SVILUPPATO O UTILIZZATO, AL CONFRONTO TRA LE PRESTAZIONI DI CODICI BASATI SU METODI NUMERICI DIFFERENTI, ALLA SCRITTURA DELLA DOCUMENTAZIONE INTERNA ED ESTERNA DEL SOFTWARE SVILUPPATO
Verifica dell'apprendimento
•PROVA PRATICA: TESTING E VALUTAZIONE DEL SOFTWARE MATEMATICO SVILUPPATO O UTILIZZATO NELLE LEZIONI DI LABORATORIO PER VERIFICARE LE CAPACITÀ DELLO STUDENTE DI VALUTARE ATTENDIBILITÀ, ACCURATEZZA ED EFFICIENZA, E DI CONFRONTARE LE PRESTAZIONI DI CODICI DIVERSI.
•COLLOQUIO ORALE SUI CONTENUTI TEORICI PER VERIFICARE LA CONOSCENZA DELLE NOZIONI DI BASE DEI METODI NUMERICI E I PRINCIPI PER LA RISOLUZIONE DI SEMPLICI PROBLEMI DI CALCOLO SCIENTIFICO.
•PER GLI STUDENTI CHE FREQUENTANO IL CORSO È PREVISTA UNA PROVA IN ITINERE.


Testi
1A) G.MONEGATO, FONDAMENTI DI CALCOLO NUMERICO, CLUT
OPPURE
1B) A. QUARTERONI, F.SALERI, ESERCIZI E PROBLEMI RISOLTI CON MATLAB E OCTAVE, SPRINGER.
2)A. MURLI, LEZIONI DI CALCOLO PARALLELO. LIGUORI EDITORE SRL, 2006. CAPITOLI I-IV

TESTI DI APPROFONDIMENTO (MANUALI) PER LO SVILUPPO DI SOFTWARE
3)MATLAB USER’S GUIDE.
4)NVIDIA GPU PROGRAMMING GUIDE
Altre Informazioni
ANCARDONE@UNISA.IT
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2019-03-11]