Dersin Adı: Hesaplamalı Bilime Giriş

Derece: Lisansüstü (YL ve DR)

Kodu

Yıl/Yarıyılı

Kredisi

AKTS Kredisi

Ders Uygulaması,  Saat/Hafta

Ders

Uygulama

Laboratuvar

CSE 511

1/1 (Güz)

3

7.5

3

0

0

Bölüm

Hesaplamalı Bilim ve Mühendislik

Dersin veren Öğretim Üyesi

 Dr. Öğr. Üyesi Orhan Özgür AYBAR

İletişim Bilgileri

E-mail: oaybar@pirireis.edu.tr

Görüşme Saatleri

Ders Notları için web adresi

http://www.pirireis.edu.tr

Dersin Türü

 Zorunlu

Dersin Dili

İngilizce

Dersin Önkoşulları

  Giriş seviyesinde programlama dil bilgisi (C / C++)

Dersin mesleki bileşene katkısı, %

Temel Bilim

Temel Mühendislik

Mühendislik Tasarım

İnsan ve Toplum Bilim

80

20

-

-

Dersin İçeriği

Bu ders iki temel konuyu içermektedir:

1. Uygulamalı matematik (mühendislik ve uygulamalı bilimler için lineer cebir, sayısal analiz ve diferansiyel denklemler)
2. Hesaplamalı bilimler (Matematik, fizik, biyoloji ve mühendislikteki uygulamalar)

Dersin Amacı

Bu ders uygulamalı ve hesaplamalı bilimlere temel matematik bilgisi ve bilimsel modellemede kullanabilecek hesaplamalı programlama dilleri kavramına giriş sağlayacaktır

Dersin Öğrenme

Çıktıları

Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenciler

1. hesaplamalı bilim ve mühendisliğin önemli unsurlarını anlayabilir
2. hesaplamalı bilimdeki temel sayısal yöntemleri anlayıp uygulayabilir
3. bilgisayar tabanlı modellemenin prensiplerini ve sayısal analizleri bilimsel hesaplamayla ilişkilendirebilirler
4. matematiksel modelleme alanında kullanılan hesaplamalı programlama dillerini kullanarak benzetim uygulayabilir ve algoritma geliştirebilir
5. bilimsel ve mühendislik problemleri için yenilikçi, etkili ve yaratıcı hesaplamalı ve matematiksel yaklaşımlar formüle edebilirler

Öğretim Yöntem ve Teknikleri

Kitap, ders notları ve ilgili bilgisayar programlama araçları

Varsa, Uygulamanın (staj) yapıldığı yer

Sınıf ve Laboratuar

Eş dönemli koşul

Ders Kitabı

1. Stephen Lynch, Dynamical Systems with Applications using Mathematica, Birkhauser Boston, 2007

Diğer Kaynaklar

1. Stephen Lynch, Dynamical Systems with Applications using MATLAB, Birkhäuser, 2004
2. Steven H. Strogatz, Nonlinear Dynamics and Chaos: with applications to Physics, Biology, Chemistry, and Engineering, Perseus Books Publishing, 1994
3. E. Ott, Chaos in Dynamical Systems, Cambridge, 2002
4. Ali H. Nayfeh, B. Balachandran, Applied Nonlinear Dynamics: Analytical, Computational, and Experimental Methods, Wiley, 2004

Ödevler ve Projeler

Derslerde yapılan konulara ait ödevler düzenli olarak verilecektir

Laboratuvar Uygulamaları

Sınıfta yapılan konuların bilgisayar programları düzenli olarak bilgisayar laboratuvar projelerinde geliştirilecektir

Bilgisayar Kullanımı

Programlama dilleri (C, C++, Mathematica, Matlab, Maple)

Diğer Aktiviteler

Haftalık içerik sınıfın gelişimine göre değişiklik gösterebilir

Başarı Değerlendirme

Sistemi

Yarıyıl içi Çalışmaları

Adedi

Değerlendirmedeki Katkısı, %

Devam

Yıl İçi Sınavları

1

30

Kısa Sınavlar

Ödevler

Dönem Ödevi/Projesi

Laboratuvar Uygulaması

1

20

Uygulama

Derse Özgü Staj(Varsa)

Seminer

Sunum

Alan Çalışması

Final Sınavı

1

50

TOPLAM

100

Yarıyıl İçi Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı

50

Yarıyıl Sonu Sınavının Başarı Notuna Katkısı

50

TOPLAM

100

AKTS/ İŞ YÜKÜ TABLOSU

Faaliyetler

Sayı

Saat

Toplam İş Yükü

Ders

14

3

42

Ara Sınav

1

50

50

Quiz

Ev Ödevi

Dnem ödevi/Proje

Laboratuar

15

3.5

52.5

Uygulama

Denetimli çalışma (Tutorial)

Seminer

Sunum

Saha Çalışması

Final Sınavı

1

43

43

Toplam İş Yükü

187.5

Toplam İş Yükü/25

187.525

Dersin AKTS Kredisi

7,5

Hafta

Konular

Dersin

Çıktıları

1

Hesaplamalı bilime giriş

I-II-III-IV-V

2

Bilgisayar aritmetiği ve hesaplamalı bilimdeki yaklaşımlar

I-II

3

Lineer denklemler

I-II

4

Lineer olmayan denklemler

I-II

5

Düzlemsel sistemler, etkileşimli türler, limit çevrimleri

I-II-III

6

Programlama dillerine giriş

II-III-IV

7

Uygulamalı bilimlerde geniş ölçüde kullanılan hesaplama paketlerine giriş

II-III-IV-V

8

Ara sınav

9

Uygulamalı bilimlerdeki bilimsel programlama

IV-V

10

Uygulamalı bilimlerdeki ileri bilimsel programlama

I-II-III-IV-V

11

Kaotik dinamikler ve uygulamaları, çatallanma teorisi, yerel ve global çatallanma

I-II-III-IV-V

12

Üç boyutlu otonom sistemler ve kaos

I-II-III-IV-V

13

Hesaplamalı bilimde araştırmaya giriş

I-II-III-IV-V

14

Hesaplamalı bilimde uygulamalar

I-II-III-IV-V

Programın mezuna kazandıracağı bilgi ve beceriler programa ait çıktılar

Katkı Seviyesi

1

2

3

a

Hesaplama araçları ve teknikleriyle sayısal benzetim ve modellemenin temellerini bilmek

X

b

İleri seviye hesaplamalı problemleri çözmek veya yaklaşık çözümleri bulmak için bilgisayar bilimi ve hesaplama metotlarının görevini anlamak

X

c

İleri seviye hesaplamalı bilim problemlerini saptayıp, formüle edip kademeli olarak çözmek için bilgisayar biliminin teorik temellerini anlamak

X

d

Bilimsel ve mühendislik problemlerindeki hesaplamalı çözüm stratejilerini geliştirip uygulayabilmek

X

e

Bilgisayar bilimlerinin prensiplerini, gerçek yaşam problemlerine yol açan lineer ve lineer olmayan dinamik sistemlerde kullanabilmek ve uygulayabilmek

X

f

Diferansiyel denklemler aracılığıyla matematik, fizik, kimya, biyoloji, malzeme bilimi ve mühendisliğin diğer alanlarındaki dinamik sistemleri modelleyip analiz edebilmek

X

g

İncelenen dinamik sistemi çözmek için algoritma ve hesaplamalı yaklaşım geliştirebilmek ve uygun programlama dilini kullanarak matematiksel analizleri tamamlayabilmek

X

h

Endüstriyel işlerdeki kriterleri karşılamak için bilgisayar tabanlı bir sistemi tasarlayıp uygulamak ve program geliştirmek

X

Düzenleyen

Dr. Öğr. Üyesi Orhan Özgür AYBAR

Tarih

5/02/2018

İmza