• Σπουδαιότητα του μαθήματος

    Οι επιστημονικοί υπολογισμοί είναι η βάση για πολλούς τομείς στην έρευνα, τεχνολογία και εκπαίδευση. Πραγματικά προβλήματα, όπως η πρόβλεψη καιρού, κατασκευή κυκλωμάτων, κατασκευή μηχανών, προσομοίωση κινητήρων, δημιουργία φαρμάκων κλπ., χρειάζεται να μοντελοποιηθούν σωστά και να λυθούν με ακρίβεια και ταχύτητα σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Αυτό απαιτεί πολλά στάδια, στα οποία συμμετέχουν πολλές επιστήμες, Φυσική, Χημεία, Βιολογία κ.α., Μαθηματικά και Επιστήμη Ηλεκτρονικών Υπολογιστών. Ο τομέας των Επιστημονικών Υπολογισμών (Scientific Computing) περιέχει μεγάλο μέρος από όλες τις προηγούμενες επιστήμες με έμφαση στα Μαθηματικά και στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές. Ένας δυνατός ηλεκτρονικός υπολογιστής είναι ουσιατστικά μηδενικής σημασίας και χρησιμότητας, αν δεν υλοποιηθούν σωστά οι κατάλληλες μαθηματικές μέθοδοι που θα λύσουν προβλήματα (είτε μοντέλα είτε πραγματικά). Το μέρος των Επιστημονικών Υπολογισμών που θα "ακουμπήσουμε" στο μάθημα, έχει να κάνει περισσότερο με τα Μαθηματικά και του Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές. Από τα Μαθηματικά, θα δούμε βασικές και πολύ γνωστές μεθόδους για επίλυση ορισμένων προβλημάτων και θα επιβεβαιώσουμε τις ιδιότητες τους (ακρίβεια και ταχύτητα) προγραμματίζοντας τις και κάνοντας εκτενείς πειραματισμούς.


  • Ύλη

    Θεωρία
    Αριθμητική Κινητής Υποδιαστολής. Μέθοδοι προσέγγισης συναρτήσεων και δεδομένων με πολυώνυμα, τμηματικά πολυωνυμικές συναρτήσεις, και σειρές Fourier. Αριθμητικές μέθοδοι επίλυσης γραμμικών και μη γραμμικών συστημάτων (άμεσες και επαναληπτικές). Αριθμητική προσέγγιση ιδιοτιμών και ιδιοδιανυσμάτων πινάκων. Αριθμητική ολοκλήρωση και παραγώγιση. Μέθοδοι επίλυσης Συνήθων και Μερικών Διαφορικών Εξισώσεων. Εισαγωγή στον επιστημονικό προγραμματισμό με C/C++, Matlab, Octave, Excel.
    Εργαστήριο
    Προγραμματισμός με χρήση Octave/MATLAB: δομές δεδομένων (διανύσματα, πίνακες και μιγαδικοί αριθμοί), δομές ελέγχου, ορισμός και κλήση συναρτήσεων. Εισαγωγή και χρήση των εργαλείων (toolbox) του MATLAB. Δημιουργία γραφικών παραστάσεων για δεδομένα δύο(2) και τριών(3) διαστάσεων. Δημιουργία Γραφικών Διαδραστικών Περιβάλλοντων (GUIs). Αλληλεπίδραση του MATLAB με FORTRAN και C. Εισαγωγή στον οντοκεντρικό προγραμματισμό.


  • Προτεινόμενα βιβλία

    1. Αριθμητικές Μέθοδοι και Εφαρμογές για Μηχανικούς, Ι. Σαρρής – Θ Καρακασίδης, Εκδόσεις Α. Τζιόλα & Υιοί Ο.Ε., 2014, Θεσ/νίκη (EUDOXUS CODE: 32997499)
    2. Αριθμητικές Υπολογιστικές Μέθοδοι στην Επιστήμη και τη Μηχανική, C. Pozrikidis, Εκδόσεις Α. Τζιόλα & Υιοί Ο.Ε., 2006, Θεσ/νίκη (EUDOXUS CODE: 18548823)
    3. Matlab 6 για Μηχανικούς, A. Biram – M. Breiner, Εκδόσεις Α. Τζιόλα & Υιοί Ο.Ε., 2003, Θεσ/νίκη (EUDOXUS CODE: 18548801)
    4. MATLAB για Επιστήμονες και Μηχανικούς, Ε. Β. Χατζίκος, Εκδόσεις Α. Τζιόλα & Υιοί Ο.Ε., 2013, Θεσ/νίκη (EUDOXUS CODE: 18548956)


  • Προαπαιτούμενα – Συνιστώμενα

    Νέο Πρόγραμμα Σπουδών
    ΗΥ110 Λογισμός Ι, ΗΥ120 Προγραμματισμός Ι, ΗΥ112 Γραμμική Άλγεβρα
    Παλαιότερα Προγράμματα Σπουδών
    ΗΥ112 Γραμμική Άλγεβρα. ΗΥ120 Προγραμματισμός Ι ή ΗΥ122 Προγραμματισμός ΙΙ