Inhalt
Der Erwerb der genannten Kompetenzen und Fähigkeiten erfolgt durch Behandlung folgender Themen:
Laplace-Transformation (Eigenschaften, Transformation elementarer Funktionen, Rücktransformation mittels Korrespondenztabellen, Anfangswertaufgaben).
Differentialrechnung mehrerer Variablen (partielle Ableitungen, Gradient, Richtungsableitung, Extremwerte mit und ohne Nebenbedingungen, Ausgleichsrechnung, totales Differenzial und Fehlerrechnung, Taylorreihen).
Integralrechnung mehrerer Variabler (Doppel- und Dreifachintegrale, Schwerpunkte, Trägheitsmomente, Linienintegrale in Skalar- und Vektorfeldern, Potentialfunktion mit Anwendung auf exakte Differenzialgleichungen)
Grundlagen: Computerorganisation, Algorithmen, Programmierkonzepte, Zahlensysteme, Darstellung von Zahlen und Zeichen im Computer, numerische Probleme, Programmerstellung
Syntax: Grundelemente des Sprache, elementare Datentyen, Konstanten, Operatoren; Kontrollstrukturen (Blöcke, Bedingte Anweisungen, Schleifen); Methoden; Referenzdatentypen (ein- und mehrdimensionale Felder, Klassen)
einfache Algorithmen und Datenstrukturen, Anwendungen auf Probleme des Maschinenbaus
Grundbegriffe der objektorientierten Programmierung
Lernergebnisse
Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls können die Studierenden
Fachkompetenz/Mathematik
die Methoden der Differenzial- und Integralrechnung für Funktionen in mehreren Variablen nutzen, um Anwendungsprobleme (insbesondere in der Fehler- und Ausgleichsrechnung) zu lösen
die Laplace Transformation zur Lösung von anwendungsorientierten Problemen einsetzen
Fachkompetenz/Programmieren
Grundprinzpien der Programmierung (Variablen, Kontrollstrukturen, Funktionen) kennen und anwenden
Einfache Programme in einer modernen Programmiersprache erstellen
Praktische Problemformulierungen in Code umsetzen
Fehlerquellen in Programmen erkennen
Methodenkompetenz:
Reale Probleme mit Hilfe mathematischer Modelle beschreiben und systematisch mit mathematischen Hilfsmitteln lösen
Einfache Problemstellungen in der Softwareentwicklung analysieren
Programmieraufgaben systematisch angehen und erstellte Programme testen
Sozial- und Selbstkompetenz:
mit anderen Studierenden in Kleingruppen zusammenarbeiten, um Lösungswege zu abstrakten und praktischen Aufgabenstellungen zu entwickeln
kleine Programmieraufgaben im Team lösen
programmierte Lösungen vor anderen erklären und verteidigen
Progammieraufgaben aus der Praxis mit Computerfachleuten besprechen
die eigenen Fähigkeiten bei der Analyse von Problemstellungen und der Erarbeitung von Lösungswegen einschätzen
Literatur
D. Ratz, J. Scheffler, D. Seese, J. Wiesenberger. Grundkurs Programmieren in Java. Carl Hanser Verlag, 2007.
H. Herold, B. Lurz, J. Wohlrab. Grundlagen der Informatik. Pearson Studium, 2007.
F. Jobst. Programmieren in Java. Carl Hanser Verlag, 2006.
J. Erven, D. Schägerl. Mathematik für Ingenieure. Oldenburg Verlag, 2008.
L. Göllmann, R. Hübl, S. Pulha u.a.. Mathematik für Ingenieure: Verstehen-Rechnen-Anwenden. Springer Verlag, 2017.