MS-C2107: Sovelletun matematiikan tietokonetyöt
| Kurssin nimi | Sovelletun matematiikan tietokonetyöt |
|---|---|
| Kurssikoodi | MS-C2107 |
| Lyhenne | SovMat, SMT (Studio) |
| Ajankohta | I-II ja III-IV periodi |
| Luennoitsija | Kai Virtanen |
Kuvaus
Matematiikan puolen laboratoriokurssi, jossa ideana on soveltaa matematiikkaa ongelmien ratkaisussa ohjelmistojen (= ohjelmoinnin) avulla, kirjoittaa laboratorioraportteja LaTeX-ympäristössä sekä opetella tieteellisen kirjoittamisen perusseikkoja. Kurssi on osana valinnaisia opintoja, mutta sisällöltään erittäin hyödyllinen kanditason opiskelijalle.
Kurssimateriaalit
Viralliset materiaalit
Kurssilla on luentokalvot jokaisen kierroksen aiheille.
Lisämateriaalit
Sisältö ja työläys
Vaatii ohjelmistojen ymmärtämistä ja laboratorioraporttien muodostaminen vie jonkin verran aikaa. TFM-opiskelijan näkökulmasta itse aiheita kurssin aikana ei yleensä ole koettu haastaviksi ja useita aiheita onkin sivuttu muilla kursseilla.
Kokonaistyöläys
Viikkosisältö
| Viikko | Aihe |
|---|---|
| 1 | Johdatus matemaattiseen mallintamiseen ja tieteelliseen kirjoittamiseen - Käydään läpi MATLABin syntaksia, kurssikäytäntöjä ja LaTeX-ympäristön käyttämistä. Työmäärä ei ole valtava, mutta MATLABin opettelu kielenä ja ympäristönä sekä LaTeX-ympäristö uutena asiana voivat tuottaa ylimääräistä vaivaa. Muotoiluvaatimusten opettelu tässä vaiheessa kunnolla on suositeltavaa. |
| 2 | Regressiomallit - Funktioiden sovittamista dataan sekä virherajojen tulkitsemista. Työmäärä alhainen, mikäli LaTeX ja muotoiluvaatimusten seuraaminen tuntuu intuitiiviselta. |
| 3 | Differentiaaliyhtälöt - Differentiaaliyhtälöiden ratkaisemista numeerisesti. Työmäärä melko alhainen. |
| 4 | Monte Carlo -simulointi - Simulointistrategia, jossa hyödynnetään iterointia laajemman ilmiön tunnistamisessa. Työmäärä kohtalainen, sillä palautettavat tehtävät ovat työläämpiä kuin aiemmat. |
| 5 | Symbolinen laskenta - Mathematicalla / Wolframilla matemaattisten tehtävien ratkaisemista symbolisesti. Työmäärä kohtalainen, sillä Wolframin kieli on työläs ja useat opiskelijat eivät pidä siitä käyttöliittymänä. Muuten tehtävät ovat helppoja. |
| 6 | Symbolinen laskenta II - Samanlainen kierros kuin viikko 5. |
| 7 | Dynaamisten systeemien säätö - MATLABin Simulink-ohjelman, eli graafisen dynaamisten systeemien mallintamisen, opettelua. Käyttöliittymä on vaikeaselkoinen sekä tehtävät ovat hieman vaativampia. Usein tämän kierroksen työmäärä on huomattavasti korkeampi aikaisempiin kierroksiin verrattuna. |
| 8 | Optimointi - Matemaattista optimointia MATLABilla. Työmäärä on kohtalainen sillä optimointistrategiat vaativat koodaamista sekä MATLABin ymmärrystä. |
| 9 | Optimointi II - Optimointia MATLABilla ja Excelillä. Työmäärä on melko alhainen, sillä tehtävät ovat suoraviivaisempia kuin viime kierroksella. |
| 10 | Tilastollinen analyysi - Tilastollisen analyysin toteuttamista datajoukoille Excelillä. Tutkitaan mm. datan normaalijakautuneisuutta. Työmäärä melko alhainen, mutta monet opiskelijat ovat pitäneet tehtäviä ja aihetta hieman tylsinä. |
| 11 | Monikriteerinen arviointi - Usean kriteerin perusteella tehtävää päätösanalyysiä. Tehtävissä hyödynnetään Aallon alla kehitettyä Web-HIPRE -ohjelmistoa. Työmäärältään kohtalainen uuden ympäristön ja sen ongelmien johdosta. |
| 12 | Harjoitustyö - Toteutetaan laajempi laboratorioraportti ongelmanratkaisusta, joka liittyy johonkin aikaisemmista kurssilla käydyistä asioista. Työn aihe on satunnainen, mutta opiskelija voi valita optimointi- ja simulointitöiden välillä. Työmäärä on merkittävä, sillä pitkän laboratorioraportin toteutus sekä sen vaatimusten seuraaminen kunnolla vie aikaa (aihe jaetaan noin viikolla 10 ja palautus tenttiviikon lopulla). Työn voi tehdä parityönä, mutta se voi riippuen henkilöstä myös lisätä työmäärää. |
Kurssikäytännöt
Kurssi arvioidaan numeroarvosanalla 1-5. Kurssista 80% pisteistä ansaitaan palautettavista (11 kpl) tehtäväpaketeista ja 20% aikaisemmassa kappaleessa mainitusta harjoitustyöstä.
Palautettavissa tehtävissä 33% pisteistä saa tuntitehtävistä, joiden vastaukset käydään läpi harjoitustilaisuuksissa (laskareissa), 50% pisteistä saa kotitehtävistä sekä 17% pisteistä saa moitteettomasti muotoillusta dokumentista (dokumentti seuraa muotoiluvaatimuksia). Laskareihin osallistuminen ei ole pakollista.
Jokaiseen palautettavaan tehtäväpakettiin on mahdollista tehdä ensimmäisen arvioinnin jälkeen korjauspalautus, jolla voi nostaa palautuksen pisteitä.
Liittyvät kurssit
Viralliset esitiedot
MS-A00XX, MS-A01XX, MS-A02XX, MS-A05XX
Epäviralliset esitiedot
Kurssi on mahdollista suorittaa MS-A00XX ja MS-A01XX avulla (teknisesti ottaen kurssi on mahdollista käydä fuksikeväänä). Muita kursseja ei erityisesti tarvita esitiedoiksi, mutta ne voivat helpottaa tiettyjen tehtävien tekemistä.
Samankaltaisia kursseja
Trivia
- Kurssin suorittaneet ovat kokeneet tämän kurssin lähtökohtaisesti yhdeksi hyödyllisimmistä kursseista yliopistossa.
- Oli aikaisemmin sijoitettuna pakollisena opintona fuksikeväälle kurssin “Fysiikan ja matematiikan menetelmien studio” toisena puolikkaana. Vaikka kurssi koettiin erittäin hyödylliseksi, teki se fuksikeväästä myös huomattavasti raskaamman.
Aikaleima
Perustuu kurssin vuoden 2026 versioon.