Informatik 2

Letzte Änderung:
Maschinenbau und Mechatronik B.Sc. (MM) , SPO-Version: 12 , Stand vom: 25.01.2017
Informatik 2
Kennnummer
1
2
Workload
Credits/LP
Studiensemester
180 Std.
6
2
Lehrveranstaltungen
Häufigkeit
des Angebots
Jedes Semester
Dauer
1 Semester
Sprache
Kontaktzeit
Selbststudium
Geplante Gruppengröße
a) Grafische Programmierung/DV Projekt a) Deutsch
a) 22,5 Std.
a) 67,5 Std.
a) 70
b) Ingenieur-Mathematik
b) 22,5 Std.
b) 67,5 Std.
b) 70
b) Deutsch
Lernergebnisse/Kompetenzen
Nach erfolgreicher Teilnahme am Modul können die Studierenden...
Wissen (1)
... für DV Projekt...
... wichtige Prinzipien der objektorientierten Programmierung anhand vorhandener Bibliotheken beschreiben.
... Klassen und Methoden aus den Java-Bibliotheken nutzen.
... die wichtigsten Interpolationsverfahren für Funktionen, Kurven und Flächen sowie deren Vor-und Nachteile beschreiben.
... oder für grafische Programmierung...
... • die Struktur von LabVIEW-Programmen beschreiben.
... • Datentypen und fehlerhafte Verbindungen im Blockdiagramm erkennen.
... • die wichtigsten Interpolationsverfahren für Funktionen, Kurven und Flächen sowie deren Vor-und Nachteile
beschreiben.
Verständnis (2)
... für DV Projekt...
... die objektorientierte Denkweise in der Programmierung verstehen.
... Verständnis für die Notwendigkeit guter Kommunikation, frühzeitiger Zeiteinteilung und Organisation für die Arbeit im
Team gewinnen.
... • verstehen, dass bei schlecht konditionierten Problemen kleine Fehler in den Eingangsdaten zu großen Fehlern in den
Ausgangsdaten führen können.
... begreifen, wie man bei Ausgleichsproblemen die Güte misst und was man unter einer optimalen Lösung versteht.
... oder für grafische Programmierung...
... verstehen, dass bei schlecht konditionierten Problemen kleine Fehler in den Eingangsdaten zu großen Fehlern in den
Ausgangsdaten führen können.
... • begreifen, wie man bei Ausgleichsproblemen die Güte misst und was man unter einer optimalen Lösung versteht.
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Lernergebnisse/Kompetenzen
Anwendung (3)
... für DV Projekt...
... viele Programmiertechniken der objektorientierten Programmierung anwenden.
... eigene Klassen mit Vererbung, Objektsammlungen, Schleifen und Bedingungen entwickeln.
... eigene Programme durch Ausnahmebehandlung und Dateiverwaltung ergänzen.
... im Team kommunizieren und Projekte organisieren.
... oder für grafische Programmierung...
... • Eigene LabVIEW-Programme und wiederverwendbare Programmeinheiten (SubVIs) entwickeln und dokumentieren.
... • darstellen, wie man SubVIs gegen Fehlbedienung absichert.
... • Arrays, Schleifenkonstrukte, Fallunterscheidungen, Sequenzen und Formelknoten sinnvoll nutzen.
... • Cluster nutzen.
... • den Datenfluss in einem LabVIEW-Programm beschreiben.
... • externen Code (DLLs, ActiveX Controls, MATLAB Scripts) in LabVIEW-Programmen verwenden.
... und für beide...
... numerische Standardverfahren für die Interpolation und die Lösung von nichtlinearen Gleichungssystemen und
Ausgleichsproblemen anwenden.
... grundlegende Verfahren der Bildverarbeitung anwenden.
... MATLAB-Programme mit grafischer Oberfläche programmieren und Callback-Funktionen zur Verarbeitung von
Ereignissen einsetzen.
Analyse (4)
... für DV Projekt...
... die Anforderungen an ein Programm analysieren und in einen objektorientierten Programmentwurf umsetzen, sowie aus
einer Problemstellung sinnvolle Testfälle ableiten.
... durch systematisches Testen Laufzeitfehler aufdecken.
... Laufzeitfehler durch systematische Anwendung des Debuggers diagnostizieren.
... oder für grafische Programmierung...
... • Laufzeitfehler in LabVIEW-Programmen durch systematische Anwendung des Debuggers diagnostizieren.
... und für beide...
... geeignete Interpolationsverfahren bzw. Verfahren zur Lösung von Ausgleichsproblemen auswählen.
3
Inhalte
a) Für Grafische Programmierung
-
Virtuelle Instrumente, SubVIs, Dokumentation von VIs
Schleifen, Arrays, Debugging
Case-Struktur, Sequenzen, Formelknoten
Datenerfassung: Analoge Ein- und Ausgabe, Digitale Ein- und Ausgabe, Instrumentensteuerung
Externen Code in LabVIEW nutzen
Für DV-Projekt
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b) 4
Statische und dynamische Konzepte eines objektorientierten Entwurfs einsetzen
Java-Bibliotheksklassen in eigenen Programmen einsetzen
Fehlerbehandlung mit Exceptions
Testmethoden einsetzen
Datenstreaming
grafische Benutzungsoberflächen
eigenständiges Bearbeiten eines Softwareprojekts im Team (Analyse, Entwurf, Implementierung und Test)
Numerische Lösung nichtlinearer Gleichungssysteme (Newtonverfahren), numerische Differentiation
Koordinatensysteme, Rotationsmatrizen, Grafische Oberflächen mit MATLAB
Interpolationsverfahren: Polynominterpolation, Splineinterpolation; Interpolation von Kurven; mehrdimensionale
Interpolation
Minimierung: Least Squares
Bildverarbeitung: Grundlegende Verfahren
Lehrformen
a) Vorlesung / Praktikum
b) Vorlesung / Übung
5
Teilnahmevoraussetzungen
Kenntnisse einer textbasierten Programmiersprache; Kenntnisse der Grundlagen der Programmierung (binäre Darstellung,
Hexadezimale Darstellung, Datentypen);
Beherrschung der Grundlagen der linearen Algebra (Matrizen und Determinanten) und der Analysis (Differentialrechnung mit
mehreren Veränderlichen, Kurven)
6
Prüfungsformen
a) Prüfungsleistung 1sbL (Laborarbeit) (3 LP)
b) Studienleistung 1sbA (Praktische Arbeit) (3 LP)
7
Verwendung des Moduls
Maschinenbau und Mechatronik B.Sc. (MM)
8
Modulbeauftragte/r und hauptamtlich Lehrende
Prof. Dr. Edgar Jaeger (Modulverantwortliche/r)
Prof. Dr. Kirstin Tschan (Modulverantwortliche/r)
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Literatur
a)
W. M.Georgi, E.: Einführung in LabVIEW, Hanser Fachbuchverlag, 4. Aufl., April 2009
D.Barnes / M.Kölling, Java lernen mit BlueJ, Pearson Verlag
D. Abts, Grundkurs Java: Von den Grundlagen bis zu Datenbank- und Netzanwendungen, Springer Verlag
R. Schiedermeier, Programmieren mit Java, Pearson Verlag
S. Horstmann / G.Cornell, Core Java, Addison-Wesley Verlag
b)
MATHWORKS: MATLAB App Building. http://www.mathworks.com/help/pdf_doc/matlab/buildgui.pdf
H. Sormann, Numerische Methoden in der Physik, 2006
http://itp.tugraz.at/LV/sormann/NumPhysik/Skriptum/kapitel3.pdf
https://itp.tugraz.at/LV/sormann/NumPhysik/Skriptum/kapitel4.pdf