Bilgi Paketi / Ders Kataloğu
Bilgisayar Uygulamalı Sayısal Doğrusal Cebir
Ders Kodu: MCS536
Ders Türü: Seçmeli
Ders Grubu: Yüksek Lisans
Eğitim Dili: İngilizce
Staj Durumu: Yok
Teori: 3
Uyg.: 0
Kredi: 3
Laboratuvar: 0
AKTS: 6
Amaç

Bu ders;yüksek lisans düzeyindeki mühendislik öğrencilerine elektrik şebekeleri, katıların mekaniği, sinyal analizi ve optimizasyon gibi bilimin pekçok farklı alanında ortaya çıkan lineer cebir problemlerinin yaklaşık çözümlerinin elde edilmesinde kullanıllan sayısal yöntemlerin anlaşılması ve kullanılması için gerekli uzmanlığı kazandırmak amacıyla tasarlanmıştır. Ele alınan problemin matematiksel yapısı bakımından en iyi algoritmanın seçimi, yuvarlama(hataları)nın algoritmalar üzerine etkileri ile lineer denklem sistemlerinin çözümü, en küçük kareler problemi, özdeğer-özvektör problemi gibi lineer cebir problemlerinin sayısal çözümünde kullanılan yöntemler; üzerinde en çok durulan konulardır.

Özet İçerik

Kayan Noktalı Hesaplamalar. Vektör ve Matris Normları. Lineer Denklem Sistemlerinin Çözümü İçin Doğrudan Çözüm Yöntemleri. En Küçük Kareler Problemleri. Özdeğer Problemleri. Tekil Değer Ayrışımı. Lineer Denklem Sistemleri İçin Yinelemeli Yöntemler.

Dersi Veren Öğretim Görevlisi/Görevlileri
Öğrenme Çıktıları
1.Bu dersin sonunda öğrenci: Belirli bir uygulama alanında ortaya çıkan (büyük) lineer denklem sistemleri, özdeğer problemleri ve ek küçük kareler problemlerinin çözümü için etkin bir yöntemi seçebilir.
2.Sayısal yöntemleri ve/veya algoritmaları karalılık, uygulanabilirlik, güvenilirlik, kondisyon, doğruluk, hesaplama karmaşıklığı ve verimlilik bakımıdan değerlendirir.
3.Yöntemi ve/veya algoritmaları bilgisayar programına(kodlara) dönüştürür ve onları kullanarak uygulamalı problemleri çözer.
4.Sayısal yöntemlerin avantaj, dezavantaj ve kısıtlayıcılarını belirler ve çözüme en etkin bir şekilde yakınsayan algoritmayı seçer.
5.Hata analizi yapar ve ilgili yöntemin yakınsaklık koşullarını belirler.
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
1.L.N. Trefethen and D. Bau, III, Numerical Linear Algebra, SIAM, 1997.
2.A. Greenbaum, Iterative Methods for Solving Linear Systems, SIAM, 1997.
3.C.D. Meyer, Matrix Analysis and Applied Linear Algebra, SIAM, 2000
4.O. Axelsson, Iterative Solution Methods, Cambridge University Press, 1996.
5.J.W.Demmel, Applied Numerical Linear Algebra, SIAM, 1997
Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği
1. Hafta - Teorik
Sayısal hesaplamalara giriş. Vektör ve Matris Normları.
2. Hafta - Teorik
Şartlandırma sayıları ve şartlandırma, Kararlılık, Yuvarlama hatalarının yayılımı
3. Hafta - Teorik
Lineer denklem sistemleri için doğrudan çözüm yöntemleri, Gauss yoketme yöntemi, Pivot işlemi, Kararlılık. LU ve Cholesky ayrışımları
4. Hafta - Teorik
LU ve Cholesky ayrışımları(devam), İşlem sayıları, Hata analizi, Pertürbasyon Teorisi, Özel(yapıda) lineer sistemler
5. Hafta - Teorik
En Küçük Kareler. Ortogonal matrisler, Normal denklemleri, QR ayrışımı
6. Hafta - Teorik
Gram-Schmidt ortogonalleştirmesi, Householder üçgenleştirmesi, En Küçük Kareler problemleri
7. Hafta - Teorik
ÖzDeğer-Özvektör Problemi, Özdeğerler ve özvektörler, Gersgorin Çember Teoremi
8. Hafta - Teorik
Özdeğer problemi için sayısal yöntemler: Kuvvet, Ters Kuvvet ve Kaydırılmış Kuvvet Yöntemleri.
9. Hafta - Teorik
Rayleigh Oranı, Benzerlik dönüşümleri, Hessenberg ve üçgensel biçimlere indirgeme
10. Hafta - Teorik
Özdeğerler ve özvektörler için QR algoritması, diğer özdeğer algoritmaları. Tekil Değer Ayrışımı(TDA)
11. Hafta - Teorik
TDA(devam) ve En Küçük Kareler problemi ile ilişkisi, QR algoritmasının kullanılarak TDA’nın hesaplanması
12. Hafta - Teorik
Lineer sistemler için Yinelemeli yöntemler. Temel yinelemeli yöntemler, Jacobi ve Gauss-Seidel yöntemleri
13. Hafta - Teorik
Bilgisayar Uygulamaları sunumları-1
14. Hafta - Teorik
Bilgisayar Uygulamaları sunumları-2
Değerlendirme
Değerlendirme TürüAdetYüzde
Derse Katılım (Performans)1%5
Proje1%10
Ara Sınav (Vize)1%15
Dönem Sonu Sınavı (Final)1%70
İş Yükü Hesaplaması
EtkinlikSayısıÖn HazırlıkSüreToplam Iş Yükü (Saat)
Kuramsal Ders143384
Proje120323
Bireysel Çalışma140114
Ara Sınav110313
Dönem Sonu Sınavı115318
TOPLAM İŞ YÜKÜ (Saat)152
Program ve Öğrenme Çıktıları İlişkisi
PÇ-1
PÇ-2
PÇ-3
PÇ-4
PÇ-5
PÇ-6
PÇ-7
PÇ-8
PÇ-9
OÇ-1
4
5
3
2
2
3
3
2
4
OÇ-2
2
3
2
2
2
2
2
2
5
OÇ-3
5
3
4
4
3
4
3
2
4
OÇ-4
3
3
3
4
2
3
3
3
4
OÇ-5
2
4
2
2
1
2
2
2
3
Adnan Menderes Üniversitesi - Bilgi Paketi / Ders Kataloğu
2026