Paola Gervasio - DICATAM - University of Brescia - paola.gervasio_at_unibs.it
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CALCOLO SCIENTIFICO -- A.A. 2021/2022

Ing. Informatica (INFLM)
Ing. Elettronica (ELELM)
Ing. delle Telecomunicazioni (TLCLM)


Orario delle lezioni ed esercitazioni (dal 19/09/2021 al 21/12/2021):
Lezione lunedì 9:00 - 11:00 Aula MTA
Laboratorio lunedì 11:00 - 12:00 MLAB1
Laboratorio martedì 8:00 - 10:00 MLAB1
Ricevimento studenti
Il ricevimento studenti si potrà svolgere in due modalità
  1. tramite e-mail (in tal caso potete inviarmi file MATLAB, scansioni o foto di esercizi per cui chiedete chiarimenti, stando attenti che la dimensione dei file sia ragionevole: non più di 500KB per immagine),
  2. in presenza o tramite piattaforma teams o google meet. Per concordare un incontro scrivete a paola.gervasio_at_unibs.it
Modalità di svolgimento delle lezioni A.A. 2021/22
Le lezioni/esercitazioni di questo corso si svolgeranno in modalità mista: in presenza (con prenotazione obbligatoria) ed in streaming tramite Microsoft Teams.

Teams   
   Canale teams del corso
   Cartella con le registrazioni delle lezioni
   Link al meeting di lezione


moodle   
   Comunità didattica Moodle del corso


Licenza campus per Matlab e Simulink

Libro di testo


Slide delle lezioni

Le slide delle esercitazioni sono indicate nella terza colonna della tabella. Per la parte di teoria, gli argomenti svolti a lezione possono essere letti, studiati e approfonditi sul libro di testo Calcolo Scientifico. Le Sezioni indicate di volta in volta (nella terza colonna della tabella in corrispondenza di ogni lezione) contengono gli argomenti spiegati a lezione (a volte le sezioni del libro sono più ricche di quanto fatto a lezione).

Prima settimana
Lunedì 20.09.21,
h. 9:00-11:00, Aula MTA.
Lezione, 1-2
Introduzione al corso.
Aritmetica di macchina. Notazione posizionale ed esponenziale. Numeri floating point, esempio di sistema floating point.
intro_2122.pdf
libro
( Cap. 1, Sez 1.2, 1.2.1)
Lunedì 20.09.21,
h. 11:00-12:00, MLAB1
Laboratorio, 1
Istruzioni fondamentali in matlab e octave. matlab1.pdf


Martedì 21.09.21,
h. 8:00-10:00, MLAB1
Laboratorio, 2-3
Istruzioni fondamentali in matlab e octave.
Rudimenti di grafica. M-files.
matlab1.pdf



Seconda settimana
Lunedì 27.09.21,
h. 9:00-11:00, Aula MTA.
Lezione, 3-4
Aritmetica di macchina. Precisione di macchina. Propagazione degli errori di arrotondamento. Proprietà del sistema floating point. Equazioni e sistemi non lineari. Introduzione. Metodo di bisezione. libro: Cap. 1, Cap. 2
Lunedì 27.09.21,
h. 11:00-12:00, MLAB1
Laboratorio, 4
Elementi di sintassi in MATLAB/Octave. matlab2.pdf


Martedì 28.09.21,
h. 8:00-10:00, MLAB1
Laboratorio, 5-6
Esercizi su propagazione degli errori di arrotondamento. Implementazione del metodo di bisezione. cancellazione.pdf
aritmetica_macchina1.pdf



Terza settimana
Lunedì 04.10.21,
h. 9:00-11:00, Aula MTA.
Lezione, 5-6
Equazioni non lineari. Metodo di Newton e metodo delle secanti. Test d'arresto sull'incremento e sul residuo. libro
( Cap. 2, Sez 2.3, 2.4, 2.6.1)
Lunedì 04.10.21,
h. 11:00-12:00, MLAB1
Laboratorio, 7
Implementazione del metodo di bisezione e del metodo di Newton. Esercizi su calcolo di radici di equazioni non lineari. bisezione.pdf
eqnonlin1.pdf

Martedì 05.10.21,
h. 8:00-10:00, MLAB1
Laboratorio, 8-9
Implementazione del metodo delle secanti. Analisi della convergenza di Newton a radici semplici e multiple. Calcolo delle radici di un polinomio. Stabilità nel calcolo delle radici di un'equazione non lineare. Cenno a problemi di ottimizzazione. eqnonlin1.pdf
eqnonlin2.pdf
eqnonlin4.pdf
eqnonlin5.pdf

Quarta settimana
Lunedì 11.10.21,
h. 9:00-11:00, Aula MTA.
Lezione, 7-8
Sistemi di equazioni non lineari. Introduzione. Il metodo di Newton ed il metodo di Broyden.
Equazioni e metodi di punto fisso.
libro
( Cap. 2, Sez 2.5, 2.6)
Lunedì 11.10.21,
h. 11:00-12:00, MLAB1
Laboratorio, 10
Problema di ottimizzazione.
Implementazione di Newton per sistemi. File matlab
eqnonlin5.pdf
sisnonlin.pdf

Martedì 12.10.21,
h. 8:00-10:00, MLAB1
Laboratorio, 11-12
Esercizi su sistemi di equazioni non lineari ed equazioni di punto fisso. Provare a svolgere di compito l'esercizio contenuto nel file eqnonlin6.pdf. eqnonlin3.pdf
sisnonlin_gnss.pdf

Quinta settimana
Lunedì 18.10.21,
h. 9:00-11:00, Sala Consiliare.
Lezione, 9-10
Sistemi Lineari. Introduzioni. Metodi diretti. Sostituzioni in avanti e all'indietro per sistemi triangolari. Metodo di Eliminazione di Gauss. Pivotazione per righe. libro
( Cap. 5)
sl_intro.pdf
Lunedì 18.10.21,
h. 11:00-12:00, MLAB1
Laboratorio, 13
Esercizi su equazioni non lineari. eqnonlin5.pdf
eqnonlin6.pdf

Martedì 19.10.21,
h. 8:00-10:00, MLAB1
Laboratorio, 14-15
Implementazione dei metodi diretti per la risoluzione di sistemi lineari. Sistemi lineari. Fattorizzazione LU. sl_diretti1.pdf
fattorizzazione_lu.pdf

Sesta settimana
Lunedì 25.10.21,
h. 9:00-11:00, Aula MTA.
Lezione, 11-12
Sistemi lineari. Fattorizzazione LU, fattorizzazione di Cholesky. Numero di condizionamento. Stima a priori dell'errore di risoluzione di un sistema lineare.
Metodi iterativi. Metodi del gradiente e del gradiente coniugato.
Link alle function matlab per la comprensione dei metodi del gradiente e del gradiente coniugato
libro
( Cap. 5)
Lunedì 25.10.21,
h. 11:00-12:00, MLAB1
Laboratorio, 16
Efficacia della pivotazione per righe. Fill-in in seguito all'implementazione di un metodo diretto. Calcolo del determinante di una matrice. fattorizzazione_lu.pdf
sl_pivot.pdf
sl_fillin.pdf
sl_inv_det.pdf

Martedì 26.10.21,
h. 8:00-10:00, MLAB1
Laboratorio, 17-18
Calcolo dell'inversa di una matrice. Stima a priori dell'errore. Risoluzione di sistemi lineari con metodi iterativi. sl_inv_det.pdf
sl_stima_a_priori.pdf
sl_iterativi.pdf

Settima settimana
Martedì 02.11.21,
h. 8:00-10:00, MLAB1
Laboratorio, 19-20
Matrici sparse. Generalizzazione del metodo del Gradiente Coniugato a matrici non simmetriche definite positive. Esercizi su metodi diretti e iterativi per la risoluzione di sistemi lineari. sl_sparse.pdf
sl_iter1.pdf
slide_capillari.pdf
Capillari.zip

Ottava settimana
Lunedì 08.11.21,
h. 9:00-11:00, Aula MTA.
Lezione, 13-14
Sistemi lineari sovradeterminati. Fattorizzazione QR.
Approssimazione di funzioni e dati. Introduzione. Approssimazione nel senso dei minimi quadrati.
libro
( Cap. 5, Sez 5.7) ( Cap. 3, Sez 3.6)
Lunedì 08.11.21,
h. 11:00-12:00, MLAB1
Laboratorio, 21
Risoluzione sistemi lineari. Sovlgimento del Tema d'esame del 27/01/2017. link slide_capillari.pdf
Capillari.zip

Martedì 09.11.21,
h. 8:00-10:00, MLAB1
Laboratorio, 22-23
Correzione del tema d'esame del 27/01/2017.
Risoluzione di sistemi rettangolari e di problemi ai minimi quadrati.
minquad.pdf


Nona settimana
Lunedì 15.11.21,
h. 9:00-11:00, Aula MTA.
Lezione, 15-16
Approssimazione di funzioni e dati. Interpolazione di Lagrange semplice e composita; spline. libro
( Cap. 3, Sez. 3.3, 3.3.1, 3.3.3, 3.4, 3.5)
Lunedì 15.11.21,
h. 11:00-12:00, MLAB1
Laboratorio, 24
Esercizi su interpolazione di Lagrange e spline. interpolazione1.pdf

Martedì 16.11.21,
h. 8:00-10:00, MLAB1
Laboratorio, 25-26
Esercizi su interpolazione di Lagrange e spline. interpolazione2.pdf
spline.pdf
interpolazione3.pdf


Decima settimana
Lunedì 22.11.21,
h. 9:00-11:00, Aula MTA.
Lezione, 17-18
Integrazione numerica. Formule di quadratura interpolatorie. Formule semplici e composite di punto medio, trapezi, Simpson. Formula di Simpson adattiva. libro
( Cap. 4, Sez 4.3, 4.4, 4.5)
Lunedì 22.11.21,
h. 11:00-12:00, MLAB1
Laboratorio, 27
Esercizio su interpolazione composita e spline. Implementazione di formule di quadratura. interpolazione3.pdf
quadratura_t.pdf
quadratura1.pdf

Martedì 22.11.21,
h. 8:00-10:00, MLAB1
Laboratorio, 28-29
Implementazione della formula di Simpson adattiva. Esercizi su formule di quadratura. quadratura1.pdf
simpsonad.pdf

Undicesima settimana
Lunedì 29.11.21,
h. 9:00-11:00, Aula MTA.
Lezione, 19-20
Approssimazione di derivate. Metodi alle differenze finite.
Approssimazione di equazioni differenziali ordinarie. Richiami sul problema di Cauchy del primo ordine. Il metodo di Eulero in avanti (esplicito).
libro
( Cap. 4, Sez 4.2, Cap. 8, Sez 8.1, 8.2, 8.3)
Lunedì 29.11.21,
h. 11:00-12:00, MLAB1
Laboratorio, 30
Esercizi su formule di quadratura. Script della giornata: es3quadratura.m, es_integrazione.m
Si consiglia: Tema d'esame del 9 luglio 2018: link
quadratura1.pdf

Martedì 30.11.21,
h. 8:00-10:00, MLAB1
Laboratorio, 31-32
Esercizi su derivazione numerica. Implementazione del metodo di Eulero esplicito. edge.pdf
trecolori.png
mozilla-logo.png
mozilla-logo-800.png
eqdiff1.pdf

Dodicesima settimana
Lunedì 06.12.21,
h. 9:00-11:00, Aula MTA.
Lezione, 21-22
Approssimazione di equazioni differenziali ordinarie. metodi di: Eulero all'indietro, Crank-Nicolson, Heun. Metodi espliciti e impliciti. Convergenza, consistenza, zero-stabilità. libro
( Cap. 8, Sez 8.3, 8.4, 8.5)
intro-ode-pde.pdf
Lunedì 06.12.21,
h. 11:00-12:00, MLAB1
Laboratorio, 37
Implementazione del metodo di Eulero all'indietro. Analisi di convergenza dei metodi di Eulero. eqdiff1.pdf
eqdiff2.pdf

Martedì 07.12.21,
h. 8:00-10:00, MLAB1
Laboratorio, 38-39
Approssimazione di equazioni e sistemi di eq. differenziali ordinarie. Metodo di Eulero adattivo. fiamma.pdf
eqdiff4.pdf
eqdiff_adapt.pdf


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