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Numerik, Computer, Simulationen - Was Supercomputer und Fußball verbindet

 
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Die Simulation von Prozessen am Computer und die damit verbundene numerische Lösung mathematischer Probleme hat sich in den letzten Jahrzehnten zu einem zentralen Pfeiler wissenschaftlichen Arbeitens entwickelt. In der Veranstaltung soll zum Einen notwendiges Grundwissen erörtert werden (insbesondere zum Problem einer beschränkten Rechengenauigkeit), zum Anderen sollen Einblicke in aktuelle Forschung und grundlegende Entwicklungen gegeben werden, die als Beispiele im Unterricht Verwendung finden können. Insbesondere sind folgende 4 Vorlesungen geplant:

 

Prof. Dr. Angermann:

Wie kommen die Zahlen in den Computer? - Computerzahlen und Computerarithmetik


Die wohl am weitesten verbreitete Form der Darstellung reeller Zahlen im (Digital-)Computer basiert auf dem sog. Gleitkommazahlensystem. Die Menge der Gleitkommazahlen ist eine Teilmenge der rationalen Zahlen, in der entsprechende Versionen der Standard-Rechenoperationen mit reellen Zahlen defi niert sind (Gleitkommaarithmetik). Der Vortrag stellt neben grundlegenden Informationen über Gleitkommazahlen und -arithmetik einige - teilweise überraschende - Konsequenzen für die Bewältigung praktischer Berechnungen, etwa bei numerischen Simulationen, vor.


Prof. Dr. Herget:

Mit Fehlern ist zu rechnen!

In Mathe, das wissen alle ganz genau, sind alle Zahlen ganz genau - hier gibt es vollkommene Genauigkeit und Sicherheit. Diese Genauigkeit und Sicherheit geht aber unvermeidlich verloren, wenn sich Mathe mit dem Rest der Welt (und der beschränkten Arithmetik von Taschenrechner und Computer) einlässt: Dann sind die meisten der vorkommenden Zahlen zwangsläu fig nur begrenzt genau, und entsprechend ungenau (Wonach richtet sich das?) sind die so ermittelten Ergebnisse. Es gilt, auch dies im Mathematikunterricht zu vermitteln - selbst wenn dies (noch) unbequemer ist als die andere Sicht, die Präzisions-Mathematik.

 

Prof. Dr. Westphal:

Nach dem Spiel ist vor dem Spiel - mathematische Methoden fur die Spielplanoptimierung in der Bundesliga

Die Gestaltung eines optimalen Spielplans für die Fußball-Bundesliga wie auch eines optimalen Schulstundenplan ist ein schweres mathematisches Problem, das eine Vielzahl unterschiedlichster Gegebenheiten zu berücksichtigen hat. Im Vortrag werden wir unterschiedliche Ansätze zur Lösung derartiger Probleme kennenlernen. Dabei beschäftigen wir uns mit der Erstellung von Spielplänen ohne Computer ebenso wie mit der rechnergestützen Suche nach der besten Variante durch das Lösen von Gleichungssystemen mit tausenden von Variablen und Gleichungen.

Prof. Dr. Ippisch:

Supercomputer - Trends und Anwendungen

Die Rechenleistung und Komplexität von Supercomputern ist in den letzten Jahrzehnten stetig gestiegen. Heute bestehen Sie aus zehntausenden von Multiprozessor-Multicore Rechnern, die teilweise mit zusätzlichen Beschleunigerkarten ausgerüstet sind. Die Rechenleistung entspricht der von mehreren Millionen Desktop-Computern. In diesem Block soll auf aktuelle Trends in der Entwicklung von Supercomputern und relevante Anwendungen eingegangen werden. Das verwendete Material kann auch fur Unterrichtszwecke zur Verfügung gestellt werden.

Programm

09.30 - 09.45 Begrüßung
09.45 - 10.45 Wie kommen die Zahlen in den Computer? - Computerzahlen und Computerarithmetik ( Prof. Dr. L. Angermann)
10.45 - 11.15 Kaffeepause
11.15 - 12.15 Mit Fehlern ist zu rechnen! (Prof. Dr. W. Herget)
12.15 - 13.30 Mittag
13.30 - 14.30 Nach dem Spiel ist vor dem Spiel - mathematische Methoden für die Spielplanoptimierung in der Bundesliga (Prof. Dr. S. Westphal)
14.30 - 15.00 Kaffeepause
15.00 - 16.00 Supercomputer - Trends und Anwednungen (Prof. Dr. O. Ippisch)
16.00 - 16.30 Diskussion und Schlusswort

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Thema
Numerik, Computer, Simulationen - Was Supercomputer und Fußball verbindet
Veranstaltung KBS512059
Ort
Institut für Mathematik der TU Clausthal
Erzstraße 1
38678 Clausthal-Zellerfeld
Zeit
18. März 2015
9.30 Uhr bis 16.30 Uhr
Referenten
Herr Prof. Dr. L. Angermann,
Herr Prof. Dr. W. Herget,
Herr Prof. Dr. O. Ippisch,
Herr Prof. Dr. S. Westphal
Bemerkung
Die Kosten für die Teilnahme liegen bei 25 Euro pro Teilnehmer und werden über das Kompetenzzentrum Lehrerfortbildung Braunschweig (KLBS) abgerechnet.
Die Anmeldung kann bis zum 6. März 2015 unter vedab.nibis.de erfolgen.
Direktlink: vedab.nibis.de/veran.php?vid=6595
Kontakt
Dr. Henning Behnke
Institut für Mathematik
Erzstraße 1
38678 Clausthal-Zellerfeld
Telefon: +49 5323 72-3183
Fax: +49 5323 72-2304
E-Mail: behnke@math.tu-clausthal.de

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