Digitale Werkzeuge

In der Veranstaltung werden grundlegende Pythonkenntnisse für das Bearbeiten von ingenieurwissenschaftlichen Problemen vermittelt. Nach erfolgreichem Abschluss der Veranstaltung beherrschen die Studierenden:

• die Grundlagen der Programmierung in Python (Variablen und Ausdrücke, Kontrollstrukturen, Funktionen sowie gängige Datenstrukturen)
• die Grundlagen des umfangreichen wissenschaftlichen Werkzeugkastens von Python (NumPy, SciPy, Matplotlib, Pandas, Python Control)
• das Auffinden, Lesen und Verstehen von Dokumentationen
• den Umgang mit den erforderlichen Programmen zur Entwicklung und Ausführung von Pythonprogrammen
• die Anwendung dieser Kenntnisse zur Lösung typischer ingenieurwissenschaftlicher Problemstellungen

Python Grundlagen:

• Typen, Werte, Variablen, Ausdrücke, Operatoren
• Verzweigungen, Schleifen
• Funktionen
• Basisdatenstrukturen

Objektorientierte Programmierung:

• Klassen und Objekte
• Attribute und Methoden
• Vererbung
• Polymorphismus
• "Dataclasses"

Wissenschaftliches Rechnen mit Python:

• NumPy: Arrays, vektorisierte Operationen, lineare Algebra
• Matplotlib: diverse Diagramme, interaktive Darstellungen und Animationen
• SciPy: numerische Integration, Gleichungen lösen, Optimierung
• Pandas: Reihen, Tabellen, Statistiken und andere Aggregationen
• Python Control Systems Library: Übertragungsfunktionen, Zustandsraumdarstellung, Arbeiten mit linear zeitinvarianten Systemen

Pythonprojekte:

• Strukturierung und Aufsetzen von Projekten
• Testen
• Programmierpraktiken

Die vorlesungsbegleitenden Materialien für die Veranstaltung "Digitale Werkzeuge" werden auf der "Python for Engineers" Webseite und auf StudIP bereitgestellt. Diese beinhalten im Wesentlichen das Skript, Übungsaufgaben, eine online Entwicklungsumgebung sowie optionales Zusatzmaterial.