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Oggetto:

Laboratorio di Calcolo Scientifico

Oggetto:

Scientific Computing Lab

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Anno accademico 2023/2024

Codice attività didattica
CHI0197
Docenti
Roberto Cavoretto (Titolare)
Alessandra De Rossi (Titolare)
Corso di studio
Scienza dei Materiali [0205L31]
Anno
1° anno
Periodo
Primo semestre
Tipologia
Altre attività
Crediti/Valenza
2
SSD attività didattica
MAT/08 - analisi numerica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Frequenza alle lezioni facoltativa. Frequenza al laboratorio obbligatoria
Tipologia esame
Prova pratica
Propedeutico a

Altri insegnamenti che richiedono calcoli scientifici e numerici.


Other courses that require scientific and numerical computations.
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Il laboratorio si propone di introdurre gli studenti e le studentesse 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. Il laboratorio vuole dunque consentire agli studenti e alle studentesse di acquisire competenze nell’utilizzo di software scientifici, con particolare riferimento alle strutture algoritmiche e alle procedure computazionali e informatiche, utilizzando il software numerico MATLAB, anche come specifico linguaggio di programmazione, di avvicinarsi al mondo del Calcolo Scientifico ed alle simulazioni numeriche di modelli matematici attraverso conoscenze di base relative alla matematica numerica fino all’analisi e all'interpretazione dei risultati. Infine il laboratorio fornisce uno strumento computazionale da poter autonomamente utilizzare come ausilio informatico nei corsi della Laurea Magistrale, nonché in ambito lavorativo. L’estrema flessibilità del software scientifico proposto potrà mettere gli studenti e le studentesse in condizione di adattarsi rapidamente all’evoluzione degli strumenti informatici e di mantenere adeguate le proprie competenze scientifiche.

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. So, by studying the structures of the algorithms and the computational procedures with MATLAB scientific software, also used as a programming language, the laboratory intends to approach the students to manage scientific software for Scientific Computing problems and numerical simulations of mathematical models by means of basic knowledge of numerical mathematics, concluding with the analysis and the interpretation of results. Finally the laboratory provides a computational tool to be used in Master’s Degree courses and in future work. The proposed software is so flexible to let the student quickly adapt to the evolution of computing tools and maintain his scientific abilities suitable.

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Risultati dell'apprendimento attesi

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

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE Acquisizione di conoscenze teoriche e operative relative al software di calcolo scientifico di base, con specifico riferimento a tematiche di rilievo numerico.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE Acquisizione della capacità di applicare le conoscenze relative alsoftware di calcolo scientifico di base alla risoluzione di esercizi e di problemi, con specifico riferimento a tematiche di rilievo numerico.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO Acquisizione di consapevole autonomia di giudizio con riferimento a valutazione e interpretazione di dati numerici per scelte strategiche in situazioni nuove.

ABILITÀ COMUNICATIVE Acquisizione di competenze e strumenti per la comunicazione nella forma scritta e orale, in lingua italiana, unitamente all'utilizzo di linguaggi di programmazione, logici e formali.

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO Acquisizione di capacità autonome di apprendimento e di autovalutazione della propria preparazione, atte ad intraprendere gli studi successivi con un alto grado di autonomia.

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

KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING Acquisition of theoretical and applicative skills concerning scientific computing software with a focus on numerically relevant issues.

APPLYING KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING Acquisition of the ability to apply the  scientific computing software knowledge to the solution of problems and exercises, with a focus on numerically relevant issues.

MAKING JUDGEMENTS Acquisition of aware judgment autonomy concerning evaluation and interpretation of numerical data in order to achieve strategic choices in unkonw situations.

COMMUNICATION SKILLS Acquisition of oral and written communication skills and expertise, in italian, as well as the ability to use programming, logical and formal languages.

LEARNING SKILLS. Acquisition of autonomous learning capacity and self-assessment of its preparation, in order to undertake subsequent studies with a high degree of autonomy.

 

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Programma

Panoramica sui software per il calcolo scientifico e approfondimento del software scientifico MATLAB con applicazioni a problemi di analisi numerica:

- aritmetica di macchina ed errori;

- risoluzione numerica di sistemi lineari;

- approssimazione di dati e di funzioni;

- calcolo numerico di integrali;

- approssimazione di zeri di equazioni non lineari;

- risoluzione numerica di equazioni differenziali ordinarie ai valori iniziali.

Survey on scientific computer softwares and in-depth analysis of MATLAB scientific software with applications to numerical analysis problems:

- computer arithmetic and round-off errors;

- numerical methods for solving linear systems;

- polynomial interpolation and approximation;

- numerical integration;

- numerical solutions of non linear equations;

- numerical solution of ordinary differential equations with initial conditions.

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Modalità di insegnamento

L'insegnamento prevede 32 ore complessive (2 CFU) in laboratorio su calcolatore.

The course consists of 32 hours (2 CFU) of laboratory with a computer.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Prova finale al calcolatore in laboratorio informatizzato. Valutazione approvato/non approvato

Exam in laboratory with a computer. Assessment approved/non approved.

Testi consigliati e bibliografia



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Libro
Titolo:  
Laboratorio di calcolo numerico. Esercizi di calcolo numerico risolti con MATLAB
Anno pubblicazione:  
2005
Editore:  
CLUT
Autore:  
Letizia Scuderi
Obbligatorio:  
No
Oggetto:

- Dispense dei docenti.

- A. Quarteroni, F. Saleri, Introduzione al Calcolo Scientifico. Esercizi e problemi risolti con MATLAB, Springer, 2006.



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Note

Gli/le studenti/esse con DSA o disabilità, sono pregati di prendere visione delle modalità di supporto (https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-e-studentesse-con-disabilita e di accoglienza (https://www.unito.it/accoglienza-studenti-con-disabilita-e-dsa) di Ateneo, ed in particolare delle procedure necessarie per il supporto in sede d’esame (https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-e-studentesse-con-disturbi-specifici-di-apprendimento-dsa/supporto)
 
Link per scaricare gratuitamente il software MATLAB (consentito agli studenti UniTO per uso accademico):
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Ultimo aggiornamento: 03/05/2024 14:12
Location: https://stmateriali.campusnet.unito.it/robots.html
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