Programování pro fyziky 2022/23: cvičení s L. H.

Tato stránka shrnuje průběh cvičení k předmětu Programování pro fyziky cvičícím L. H. Primárním zdrojem informací je samotná přednáška, dvojí poznámky k ní (stránka L. H. a stránka paralelky T. L.) a učebnice Numerical Recipes. Zde se zabýváme více technickými otázkami a vůbec zábavou kolem praktického programování numerických aplikací. Používáme rychlý Fortran a populární Python. Omezujeme se na programování typické pro fyzika, tedy terminálové aplikace doprovázené následnou vizualizací jinými programy – zde gnuplotem a ParaView. Příležitostně se obracíme k systému GNU Octave (nevlastní bratr Matlabu), užitečnému nástroji pro numerické aplikace. Tyto stránky jsou vytvořeny v systému Sphinx na bázi Pythonu.

e-mail pro zasílání domácích úkolů: ladislav.hanyk@mff.cuni.cz

AI experiment: Google Translate CZ⇒EN

• Cvičení č. 1: Programovací jazyky a editory
  • Bod nula: Notepad
  • Instalace softwaru
  • Akce Command Prompt
  • VS Code
  • Závěrem
  • P. S. Pascal, Matlab, Octave
• Cvičení č. 2: Počítáme π
  • Machinovy vzorce
  • Leibnizův a Eulerův součet
  • Viètovy odmocniny
  • DÚ: Wallisův součin
• Cvičení č. 3: Procedurální styl
  • Ramanujanův součet
  • Funkce
  • DÚ: Lissajousovy obrazce
  • P. S. ParaView
• Cvičení č. 4: Fraktál
  • Mandelbrotova množina
  • Fortran
  • Benchmark
  • DÚ: Fraktál v gnuplotu
• Cvičení č. 5: Prvočísla
  • Dynamická pole
  • Prvočísla v SymPy
  • Eratosthenovo síto
  • Textové a binární soubory
  • DÚ: Prvočíselná dvojčata
  • P. S. Goldbachova hypotéza
• Cvičení č. 6: Numerické integrování
  • SymPy a SciPy
  • Lichoběžníkové pravidlo
  • Více dimenzí
  • DÚ: Kruh a koule
• Cvičení č. 8: Lineární algebra
  • Python: numpy.linalg
  • Fortran: BLAS a LAPACK
  • Matlab/Octave: * a \
  • DÚ: Inverzní Hilbertovy matice
• Cvičení č. 9: Polynomická aproximace
  • Polynomická interpolace
  • Polynomická regrese
  • DÚ: Kreslení regresních polynomů
• Cvičení č. 10: Obyčejné diferenciální rovnice
  • Rungovy-Kuttovy metody
  • DÚ: Lorenzův atraktor
• Cvičení č. 12: Koleda, koleda, Štěpáne
  • Počítačový tón
  • Stupnice
  • Notový zápis
  • DÚ: WAV soubory
• Cvičení č. 13: Vizualizace ve třech dimenzích
  • Parametrické funkce
  • Implicitní funkce
  • Sférické harmonické funkce
  • Atomové orbitaly

Odkazy

• poznámky k přednášce Programování pro fyziky: stránky L. H., stránky T. L. (paralelka)

• odkazy na software

• stránky Numerical Recipes a knihy pro C a Fortran

• poznámky Poprvé s MATLABem a Octavem, poznámky Poprvé s Pythonem

• poznámky Poprvé s gnuplotem, poznámky Poprvé s ParaView

• poznámky Poprvé se Sphinxem (nástroj užitý ke zhotovení této stránky)

• soubory v textu: vzorce s pí PDF

Domácí úkoly

student	1/VSCode	2/Wallis	3/Liss	4/Mandel	5/Erato	6/K+K	7/Newton	8/Hilbert	9/LSQ	10/Lorenz	11/vrh	12/wav	13/orbital
Fed. M.	ok	ok+	ok+	ok
Hol. M.	ok	ok+	ok	ok	ok	1/2
Mar. M.	ok	ok+	ok+	ok	ok+	ok	ok	ok	ok	ok		ok
Mat. K.	ok	ok+	ok+	ok+	ok+ & Č	ok+	ok	ok+	ok	ok+	ok	ok & Z
Pet. H.	ok	ok+	ok	ok	ok
Rum. M.	ok+	ok+	ok+	ok	ok & Č	ok+	ok	ok	ok	ok+	ok	ok & Z
Spu. M.	ok	ok+	ok+	ok
Šim. A.	ok	ok+	ok	ok	ok+
Viz. D.	ok	ok+	ok			ok		ok		1/2		ok

Vysvětlivky: ok = OK, ok+ = zvláštní pochvala, ok– = OK s výčitkou, Č = čokoláda, Z = zápočet, 1/2 = doručeno, ale něco tomu chybí, prázdno = nedoručeno.

Zápočet se uděluje za splnění všech domácích úkolů až na jeden libovolný.