Suchergebnis: Katalogdaten im Herbstsemester 2018

Rechnergestützte Wissenschaften Bachelor Information
Bachelor-Studium (Studienreglement 2012 und 2016)
Grundlagenfächer
Block G1
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
401-0353-00LAnalysis III Information O4 KP2V + 2UA. Figalli
KurzbeschreibungIn this lecture we treat problems in applied analysis. The focus lies on the solution of quasilinear first order PDEs with the method of characteristics, and on the study of three fundamental types of partial differential equations of second order: the Laplace equation, the heat equation, and the wave equation.
LernzielThe aim of this class is to provide students with a general overview of first and second order PDEs, and teach them how to solve some of these equations using characteristics and/or separation of variables.
Inhalt1.) General introduction to PDEs and their classification (linear, quasilinear, semilinear, nonlinear / elliptic, parabolic, hyperbolic)

2.) Quasilinear first order PDEs
- Solution with the method of characteristics
- COnservation laws

3.) Hyperbolic PDEs
- wave equation
- d'Alembert formula in (1+1)-dimensions
- method of separation of variables

4.) Parabolic PDEs
- heat equation
- maximum principle
- method of separation of variables

5.) Elliptic PDEs
- Laplace equation
- maximum principle
- method of separation of variables
- variational method
LiteraturY. Pinchover, J. Rubinstein, "An Introduction to Partial Differential Equations", Cambridge University Press (12. Mai 2005)
Voraussetzungen / BesonderesPrerequisites: Analysis I and II, Fourier series (Complex Analysis)
402-0811-00LProgramming Techniques for Scientific Simulations IO5 KP4GR. Käppeli
KurzbeschreibungThis lecture provides an overview of programming techniques for scientific simulations. The focus is on advances C++ programming techniques and scientific software libraries. Based on an overview over the hardware components of PCs and supercomputer, optimization methods for scientific simulation codes are explained.
Lernziel
401-0663-00LNumerical Methods for CSE Information O8 KP4V + 2U + 1PR. Alaifari
KurzbeschreibungThe course gives an introduction into fundamental techniques and algorithms of numerical mathematics which play a central role in numerical simulations in science and technology. The course focuses on fundamental ideas and algorithmic aspects of numerical methods. The exercises involve actual implementation of numerical methods in C++.
Lernziel* Knowledge of the fundamental algorithms in numerical mathematics
* Knowledge of the essential terms in numerical mathematics and the
techniques used for the analysis of numerical algorithms
* Ability to choose the appropriate numerical method for concrete problems
* Ability to interpret numerical results
* Ability to implement numerical algorithms afficiently
Inhalt1. Direct Methods for linear systems of equations
2. Least Squares Techniques
3. Data Interpolation and Fitting
4. Filtering Algorithms
8. Approximation of Functions
9. Numerical Quadrature
10. Iterative Methods for non-linear systems of equations
11. Single Step Methods for ODEs
12. Stiff Integrators
SkriptLecture materials (PDF documents and codes) will be made available to the participants through the course web page:
Link
LiteraturU. ASCHER AND C. GREIF, A First Course in Numerical Methods, SIAM, Philadelphia, 2011.

A. QUARTERONI, R. SACCO, AND F. SALERI, Numerical mathematics, vol. 37 of Texts in Applied Mathematics, Springer, New York, 2000.

W. Dahmen, A. Reusken "Numerik für Ingenieure und Naturwissenschaftler", Springer 2006.

M. Hanke-Bourgeois "Grundlagen der Numerischen Mathematik und des wissenschaftlichen Rechnens", BG Teubner, 2002

P. Deuflhard and A. Hohmann, "Numerische Mathematik I", DeGruyter, 2002
Voraussetzungen / BesonderesThe course will be accompanied by programming exercises in C++ relying on the template library EIGEN. Familiarity with C++, object oriented and generic programming is an advantage. Participants of the course are expected to learn C++ by themselves.
Block G2
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
401-0603-00LStochastik Information O4 KP2V + 1UM. H. Maathuis
KurzbeschreibungDie Vorlesung deckt folgende Themenbereiche ab: Zufallsvariablen, Wahrscheinlichkeit und Wahrscheinlichkeitsverteilungen, gemeinsame und bedingte Wahrscheinlichkeiten und Verteilungen, das Gesetz der Grossen Zahlen, der zentrale Grenzwertsatz, deskriptive Statistik, schliessende Statistik, Statistik bei normalverteilten Daten, Punktschätzungen, und Vergleich zweier Stichproben.
LernzielKenntnis der Grundlagen der Wahrscheinlichkeitstheorie und Statistik.
InhaltEinführung in die Wahrscheinlichkeitstheorie, einige Grundbegriffe der mathematischen Statistik und Methoden der angewandten Statistik.
SkriptVorlesungsskript
LiteraturVorlesungsskript
252-0834-00LInformation Systems for Engineers Information O4 KP2V + 1UG. Fourny
KurzbeschreibungThis course provides the basics of relational databases from the perspective of the user.

We will discover why tables are so incredibly powerful to express relations, learn the SQL query language, and how to make the most of it. The course also covers support for data cubes (analytics).

After this course, you will be ready for Big Data for Engineers.
LernzielAfter visiting this course, you will be capable to:

1. Explain, in the big picture, how a relational database works and what it can do in your own words.

2. Explain the relational data model (tables, rows, attributes, primary keys, foreign keys), formally and informally, including the relational algebra operators (select, project, rename, all kinds of joins, division, cartesian product, union, intersection, etc).

3. Perform non-trivial reading SQL queries on existing relational databases, as well as insert new data, update and delete existing data.

4. Design new schemas to store data in accordance to the real world's constraints, such as relationship cardinality

5. Explain what bad design is and why it matters.

6. Adapt and improve an existing schema to make it more robust against anomalies, thanks to a very good theoretical knowledge of what is called "normal forms".

7. Understand how indices work (hash indices, B-trees), how they are implemented, and how to use them to make queries faster.

8. Access an existing relational database from a host language such as Java, using bridges such as JDBC.

9. Explain what data independence is all about and didn't age a bit since the 1970s.

10. Explain, in the big picture, how a relational database is physically implemented.

11. Know and deal with the natural syntax for relational data, CSV.

12. Explain the data cube model including slicing and dicing.

13. Store data cubes in a relational database.

14. Map cube queries to SQL.

15. Slice and dice cubes in a UI.

And of course, you will think that tables are the most wonderful object in the world.
InhaltUsing a relational database
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1. Introduction
2. The relational model
3. Data definition with SQL
4. The relational algebra
5. Queries with SQL

Taking a relational database to the next level
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6. Database design theory
7. Databases and host languages
8. Databases and host languages
9. Indices and optimization
10. Database architecture and storage

Analytics on top of a relational database
=================
12. Data cubes

Outlook
=================
13. Outlook
Literatur- Lecture material (slides).

- Book: "Database Systems: The Complete Book", H. Garcia-Molina, J.D. Ullman, J. Widom
(It is not required to buy the book, as the library has it)
Voraussetzungen / BesonderesFor non-CS/DS students only, BSc and MSc
Elementary knowledge of set theory and logics
Knowledge as well as basic experience with a programming language such as Pascal, C, C++, Java, Haskell, Python
401-0647-00LIntroduction to Mathematical OptimizationO5 KP2V + 1UD. Adjiashvili
KurzbeschreibungIntroduction to basic techniques and problems in mathematical optimization, and their applications to a variety of problems in engineering.
LernzielThe goal of the course is to obtain a good understanding of some of the most fundamental mathematical optimization techniques used to solve linear programs and basic combinatorial optimization problems. The students will also practice applying the learned models to problems in engineering.
InhaltTopics covered in this course include:
- Linear programming (simplex method, duality theory, shadow prices, ...).
- Basic combinatorial optimization problems (spanning trees, shortest paths, network flows, ...).
- Modelling with mathematical optimization: applications of mathematical programming in engineering.
LiteraturInformation about relevant literature will be given in the lecture.
Voraussetzungen / BesonderesThis course is meant for students who did not already attend the course "Mathematical Optimization", which is a more advance lecture covering similar topics. Compared to "Mathematical Optimization", this course has a stronger focus on modeling and applications.
Block G3
Die Lehrveranstaltungen von Block G3 finden im Frühjahrssemester statt.
Block G4
Studierende, die aus einem anderen ETH-Studiengang in das zweite Studienjahr des Bachelor-Studiengangs RW übergetreten sind und deren Basisprüfung das Fach "Physik I" nicht umfasst, müssen im Prüfungsblock G4 anstelle von "Physik II" (im Frühjahrssemester) den Jahreskurs "Physik I und II" (402-0043-00L und 402-0044-00L) aus dem Bachelor-Studiengang Chemie belegen und die entsprechende Prüfung ablegen.
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
402-0043-00LPhysik IW4 KP3V + 1UJ. Home
KurzbeschreibungEinführung in die Denk- und Arbeitsweise in der Physik unter Zuhilfenahme von Demonstrationsexperimenten: Mechanik von Massenpunkten und starren Körpern, Schwingungen und Wellen.
LernzielVermittlung der physikalischen Denk- und Arbeitsweise und Einführung in die Methoden in einer experimentellen Wissenschaft. Die Studenten und Studentinnen soll lernen, physikalische Fragestellungen im eigenen Wissenschaftsbereich zu identifizieren, zu kommunizieren und zu lösen.
InhaltMechanik (Bewegung, Newtonsche Axiome, Arbeit und Energie, Impulserhaltung, Drehbewegungen, Gravitation, deformierbare Körper)
Schwingungen und Wellen (Schwingungen, mechanische Wellen, Akustik)
SkriptDie Vorlesung richtet sich nach dem Lehrbuch "Physik" von Paul A. Tipler.
LiteraturTipler, Paul A., Mosca, Gene, Physik (für Wissenschaftler und Ingenieure), Springer Spektrum
Kernfächer
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
151-0107-20LHigh Performance Computing for Science and Engineering (HPCSE) IO4 KP4GP. Koumoutsakos
KurzbeschreibungThis course gives an introduction into algorithms and numerical methods for parallel computing for multi and many-core architectures and for applications from problems in science and engineering.
LernzielIntroduction to HPC for scientists and engineers
Fundamental of:
1. Parallel Computing Architectures
2. MultiCores
3. ManyCores
InhaltParallel Programming models and languages (OpenMP, MPI). Parallel Performance metrics and Code Optimization. Examples based on grid and particle methods for solving Partial Differential Equations and on fundamentals of stochastic optimisation and machine learning.
SkriptLink
Class notes, handouts
Bachelor-Arbeit
Wenn Sie anstelle von 401-2000-00L Scientific Works in Mathematics die Lerneinheit 402-2000-00L Scientific Works in Physics anrechnen lassen möchten (dies ist erlaubt im Studiengang Rechnergestützte Wissenschaften), so wenden Sie sich nach dem Verfügen des Resultates an das Studiensekretariat (Link).
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
401-2000-00LScientific Works in Mathematics
Zielpublikum:
Bachelor-Studierende im dritten Jahr;
Master-Studierende, welche noch keine entsprechende Ausbildung vorweisen können.
O0 KPE. Kowalski
KurzbeschreibungIntroduction to scientific writing for students with focus on publication standards and ethical issues, especially in the case of citations (references to works of others.)
LernzielLearn the basic standards of scientific works in mathematics.
Inhalt- Types of mathematical works
- Publication standards in pure and applied mathematics
- Data handling
- Ethical issues
- Citation guidelines
SkriptMoodle of the Mathematics Library: Link
Voraussetzungen / BesonderesWeisung Link
401-2000-01LRecherchieren in der Mathematik [wird überarbeitet]
Für Details und zur Registrierung für den freiwilligen MathBib-Schulungskurs: Link
Z0 KPReferent/innen
KurzbeschreibungFreiwilliger Kurs "Recherchieren in der Mathematik" angeboten von der Mathematikbibliothek.
Lernziel
402-2000-00LScientific Works in Physics
Zielpublikum:
Master-Studierende, welche noch keine entsprechende Ausbildung vorweisen können.

Weisung Link
W0 KPC. Grab
KurzbeschreibungLiterature Review: ETH-Library, Journals in Physics, Google Scholar; Thesis Structure: The IMRAD Model; Document Processing: LaTeX and BibTeX, Mathematical Writing, AVETH Survival Guide; ETH Guidelines for Integrity; Authorship Guidelines; ETH Citation Etiquettes; Declaration of Originality.
LernzielBasic standards for scientific works in physics: How to write a Master Thesis. What to know about research integrity.
401-3990-01LBachelor-Arbeit Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Nur für Rechnergestützte Wissenschaften BSc, Studienreglement 2012 und 2016.

Voraussetzung: erfolgreicher Abschluss der Lerneinheit 401-2000-00L Scientific Works in Mathematics oder 402-2000-00L Scientific Works in Physics
Weitere Angaben unter Link
O8 KP11DBetreuer/innen
KurzbeschreibungDie Bachelor-Arbeit bildet den Abschluss des Studiengangs. Sie soll einerseits dazu dienen, das Wissen in einem bestimmten Fachgebiet zu vertiefen sowie in einen ersten Kontakt mit Anwendungen zu kommen und Probleme aus solchen Anwendungen in einer bestehenden wissenschaftlichen Gruppe rechnergestützt anzugehen. Die Bachelor-Arbeit umfasst ca. 160 Stunden.
LernzielDie Bachelorarbeit soll einerseits dazu dienen, das Wissen in einem bestimmten Fachgebiet zu vertiefen sowie in einen ersten Kontakt mit Anwendungen zu kommen und Probleme aus solchen Anwendungen rechnergestützt anzugehen. Andererseits soll auch gelernt werden, in einer bestehenden wissenschaftlichen Gruppe mitzuarbeiten.
Voraussetzungen / BesonderesDer verantwortliche Leiter der Bachelorarbeit definiert die Aufgabenstellung und legt den Beginn der Bachelorarbeit und den Abgabetermin fest. Die Bachelorarbeit wird mit einem schriftlichen Bericht abgeschlossen. Die Leistung wird mit einer Note bewertet.
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