Εκτύπωση     Κλείσιμο

Προβολή Στοιχείων Μαθήματος

Τμήμα Μαθήματος: Τμήμα Φυσικής
Κωδικός Μαθήματος: ΦΥΣ 347
Τίτλος Μαθήματος: Υπολογιστική Φυσική
Αριθμός Κατανεμόμενων Πιστωτικών Μονάδων (ECTS): 6
Επίπεδο Μαθήματος: 1ος Κύκλος (Πτυχίο) 
Έτος Σπουδών (κατά περίπτωση):
Εξάμηνο/Τρίμηνο όταν Προσφέρεται το Μάθημα: Χειμερινό Εξάμηνο 
Όνομα Διδάσκοντος (-ων): Halil Saka 
Διαλέξεις/Εβδομάδα: 1 (2 ώρες ανά διάλεξη) 
Εργαστήρια/Εβδομάδα: 1 (3 ώρες ανά διάλεξη) 
Φροντιστήρια/Εβδομάδα: -- 
Σκοπός και Στόχοι του Μαθήματος:
Να αναδείξουν την δυναμική και χρησιμότητα των υπολογιστικών μεθόδων στην επίλυση προβλημάτων φυσικής που δεν μπορούν να λυθούν με συνήθεις μεθόδους που παρέχουν η πειραματική και θεωρητική προσέγγιση. Να παρουσιάσουν τη χρησιμότητα και εφαρμογή των μεθόδων όχι μόνο στη φυσική αλλά και σε προβλήματα άλλων επιστημών και της καθημερινής ζωής. Να εισάξουν τους φοιτητές σε μοντέρνα γλώσσα προγραμματισμού και να αναδείξουν τη χρησιμότητα του αντικειμενοστραφούς προγραμματισμού. Να επιτρέψει τους φοιτητές να αναπτύξουν τα απαραίτητα προσόντα για την εφαρμογή των διαφόρων υπολογιστικών μεθόδων στην επίλυση προβλημάτων προσφέροντας ικανοποιητικό χρόνο πρακτικής εξάσκησης αντί της παρουσίασης αφηρημένων ιδεών και υπολογιστικών μεθόδων.
 
Μαθησιακά Αποτελέσματα του Μαθήματος:
Μέσω του μαθήματος αναμένεται οι φοιτητές να μάθουν μια σειρά από υπολογιστικές μεθόδους και να τις εφαρμόζουν στην επίλυση προβλημάτων από διαφορετικά ερευνητικά πεδία της Φυσικής. Να αναπτύξουν την ικανότητα να μοντελοποιούν και να αναλύουν μεγάλο όγκο δεδομένων και να εξάγουν με τη χρήση κατάλληλων γραφικών λογισμικών συμπεράσματα για την στατιστική περιγραφή των δεδομένων αυτών. Να αναπτύξουν την ικανότητα να σχεδιάζουν τη στρατηγική ώστε να επιλύουν ένα δεδομένο πρόβλημα χρησιμοποιώντας μία ή περισσότερες υπολογιστικές μεθόδους, να την κωδικοποιούν μέσω της χρήσης της γλώσσας προγραμματισμού, να τρέχουν το πρόγραμμά τους και να αναλύουν κριτικά τα αποτελέσματά τους, να τα εξηγούν και να τα παρουσιάζουν με επιστημονικό ύφος. Να εμπεδώσουν τη σημασία και χρησιμότητα των δεξιοτήτων που αποκομίζουν μέσω της γνώσης υπολογιστικών μεθόδων στη μετέπειτα σταδιοδρομία τους τόσο σε ερευνητικό όσο και εργασιακό επίπεδο.
 
Προαπαιτούμενα: Δεν Εφαρμόζεται 
Συναπαιτούμενα: Δεν Εφαρμόζεται 
Περιεχόμενο Μαθήματος:
Τα θέματα που καλύπτονται στο μάθημα περιλαμβάνουν εισαγωγή στη χρήση της γλώσσας προγραμματισμού C++, και χρήση της στην επίλυση υπολογιστικών προβλημάτων Φυσικής όπως λύση γραμμικών συστημάτων, εύρεση ιδιοτιμών και ιδιοσυναρτήσεων, λύση κανονικών και μερικών διαφορικών εξισώσεων, λύση χαοτικών και στοχαστικών καταστάσεων, χρήση Μαρκοβιανών αλυσίδων, Monte Carlo προσομοιώσεων με εφαρμογές στη φυσική, τυχαίοι περίπατοι και το 2-Δ μοντέλο Ising, προσαρμογές δεδομένων με και χωρίς περιορισμούς.
 
Διδακτικές Μέθοδοι:
Διαλέξεις και υποχρεωτικά εργαστήρια στα οποία οι φοιτητές μπορούν να αναπτύξουν πρακτική εμπειρία και να εμπεδώσουν τη χρήση της γλώσσα προγραμματισμού και των υπολογιστικών μεθόδων.
 
Απαιτούμενη Βιβλιογραφία:
«Numerical Recipes» – W. H. Press et al. – εκδ. Cambridge University Press.
«Numerical Methods for Physics» – A. Garcia – εκδ. Prentice Hall. 
«An Introduction to Computer Simulation Methods” – H. Gould and J. Tobochnik – εκδ. Addison-Wesley.
«Computational Physics» - N. Giordano – εκδ. Prentice Hall. 
«C++ Primer» - S. B. Lippman, J. Lajoie, B. E. Moo - εκδ. Addison-Wesley .
 
Μέθοδοι Αξιολόγησης και Κριτήρια:
Ο τελικός βαθμός στηρίζεται σε μια σειρά αξιολογήσεων που περιλαμβάνει υποχρεωτικές εβδομαδιαίες εργαστηριακές ασκήσεις, κατ’ οίκον εργασίες κάθε δεύτερη εβδομάδα με επιλεγμένα προβλήματα από άλλα μαθήματα, εκπόνηση και παρουσίαση μίας εργασίας από ερευνητική περιοχή της φυσικής, μία ενδιάμεση γραπτή εξέταση και μια τελική γραπτή εξέταση. Η αξιολόγηση για κάθε τμήμα της ομάδας αντιστοιχεί σε συγκεκριμένο ποσοστό και ο τελικός βαθμός αξιολόγησης προκύπτει από τις επιμέρους αξιολογήσεις. Αποτυχία στο μάθημα ή μέρους των υποχρεωτικών εργαστηρίων ισοδυναμεί με επανάληψη του μαθήματος και επαναξιολόγηση όλων των απαιτήσεων της αξιολόγησης.
 
Γλώσσα Διδασκαλίας: Αγγλικά
Τρόπος Παράδοσης: Πρόσωπο με Πρόσωπο 
Πρακτική Άσκηση: Δεν Εφαρμόζεται