Numerical Analysis(INF325)
| Course Code | Course Name | Semester | Theory | Practice | Lab | Credit | ECTS |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| INF325 | Numerical Analysis | 6 | 3 | 0 | 0 | 3 | 4 |
| Prerequisites | ING207 |
| Admission Requirements | ING207 |
| Language of Instruction | |
| Course Type | Compulsory |
| Course Level | Bachelor Degree |
| Course Instructor(s) | İsmail Burak PARLAK bparlak@gsu.edu.tr (Email) |
| Assistant | |
| Objective |
This course, which is offered as a compulsory course to Computer Engineering students, introduces students to solution techniques for numerical problems. Like this; Students will gain basic knowledge and skills for numerical solution of the problems they will encounter both in business life and during their academic careers. In this context, we can list the objectives of this course as follows: To students; Giving ideas about numerical analysis problems, To provide general information about the scope and difficulties of numerical analysis problems, To provide basic knowledge about solution techniques of numerical analysis problems, To provide students with the ability to apply complex numerical analysis, solving techniques and typesetting operations. |
| Content |
Week 1 Fixed point, floating point arithmetic, IEEE 754 standard Week 2 Introduction to Python 3.0 programming language Week 3 Linear system equations Week 4 LU, Cholesky, Crout, Doolitle matrix decomposition methods Week 5 Interpolation, Extrapolation, Line Estimation Week 6 Polynomial Interpolation, Cubic Splines and Least Squares Method Week 7 Linear equation solutions 8th Week Midterm Exam Week 9 Bisection, Newton Raphson Method Week 10 Numerical Differentiation-Richardson Extrapolation Week 11 Numerical Integral Week 12 Newton Cotes Method, Gauss Integral, Multiple Integral Solutions Week 13 Initial Value Problems Week 14 Euler, Second and Fourth Order Runge-Kutta Solutions |
| Course Learning Outcomes |
The student who successfully completes this course will have proficiency in the following subjects: 1: Ability to apply deterministic solution methods to current engineering problems, 2: The ability to decompose engineering problems and propose detailed approaches with sub-problems, 3: Ability to perform sensitivity analysis and rank solutions using numerical analysis methods, 4: Ability to analyze a numerical problem with Python programming language |
| Teaching and Learning Methods |
Lectures Problem Section, labs |
| References |
1- Numerical Methods in Engineering with Python 3, Jaan Kiusalaas, Cambridge University Press, 2013 2- Learning Python, Fifth Edition, Mark Lutz, O'Reilly, 2013 3- Scipy and Numpy, Eli Bressert, O'Reilly, 2012 |
Theory Topics
| Week | Weekly Contents |
|---|---|
| 1 | Introduction to analysis |
| 2 | Introduction to programming with MATLAB |
| 3 | Solution of nonlinear equations |
| 4 | Newton and Bisection Methods |
| 5 | Solution of the linear equation systems |
| 6 | LU factorization |
| 7 | Jacobi & Gauss-Seidel Iterative Approaches |
| 8 | Curve fitting and interpolation |
| 9 | Least square method |
| 10 | Midterm |
| 11 | Numerical Derivation |
| 12 | Taylor series expansion |
| 13 | Numerical integration |
| 14 | Trapezoidal & Simpson Methods |
Practice Topics
| Week | Weekly Contents |
|---|
Contribution to Overall Grade
| Number | Contribution | |
|---|---|---|
| Toplam | 0 | 0 |
In-Term Studies
| Number | Contribution | |
|---|---|---|
| Assignments | 5 | 25 |
| Presentation | 0 | 0 |
| Midterm Examinations (including preparation) | 1 | 25 |
| Project | 0 | 0 |
| Laboratory | 0 | 0 |
| Other Applications | 0 | 0 |
| Quiz | 0 | 0 |
| Term Paper/ Project | 0 | 0 |
| Portfolio Study | 0 | 0 |
| Reports | 0 | 0 |
| Learning Diary | 0 | 0 |
| Thesis/ Project | 0 | 0 |
| Seminar | 0 | 0 |
| Other | 0 | 0 |
| Toplam | 6 | 50 |
| No | Program Learning Outcomes | Contribution | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 1 | Matematik, fizik ve mühendislik bilimlerine özgü konularda yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri, mühendislik problemlerinin modellenmesi ve çözümünde kullanabilme becerisi. | X | ||||
| 2 | Karmaşık bilgisayar mühendisliği problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi. | X | ||||
| 3 | Yazılımsal veya donanımsal karmaşık bir sistemi, süreci veya donanımı gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi. | X | ||||
| 4 | Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi. | X | ||||
| 5 | Analitik düşünce ile bir sistemi, sistem bileşenini ya da süreci analiz etme, modelleme, deney tasarlama ve yapma, veri toplama, çözüm algoritmaları üretebilme, uygulamaya alma ve geliştirme becerileri. | X | ||||
| 6 | Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilme becerisi; bireysel çalışma becerisi. | |||||
| 7 | Türkçe sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; en az iki yabancı dil bilgisi; etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, yazılım ve donanım tasarımını, gerekirse teknik resim metotları kullanarak raporlayabilme, etkin sunum yapabilme becerisi. | X | ||||
| 8 | Bilgiye erişebilme ve bu amaçla kaynak araştırması yapabilme, veri tabanları ve diğer bilgi kaynaklarını kullanabilme becerisi | |||||
| 9 | Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği bilinci; kendini sürekli yenileme becerisi. | |||||
| 10 | Mesleki etik ilkelerine uygun davranma, mesleki sorumluluk bilinci; mühendislik uygulamalarında kullanılan standartlar hakkında bilgi. | |||||
| 11 | Proje yönetimi, risk yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi, iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi; girişimcilik, yenilikçilik hakkında farkındalık; sürdürülebilir kalkınma hakkında bilgi. | |||||
| 12 | Mühendislik uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ve çağın mühendislik alanına yansıyan sorunları hakkında bilgi. | |||||
| 13 | Bilgisayar mühendisliği uygulamalarının hukuki ve etik boyutları konusunda farkındalık. | |||||
| Activities | Number | Period | Total Workload |
|---|---|---|---|
| Class Hours | 14 | 3 | 42 |
| Working Hours out of Class | 14 | 2 | 28 |
| Assignments | 3 | 6 | 18 |
| Midterm Examinations (including preparation) | 1 | 6 | 6 |
| Final Examinations (including preparation) | 1 | 6 | 6 |
| Total Workload | 100 | ||
| Total Workload / 25 | 4.00 | ||
| Credits ECTS | 4 | ||