Computación Científica I
(Curso Académico 2021 - 2022)
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1. Datos descriptivos de la asignatura
  • Código: 279191106
  • Centro: Facultad de Ciencias
  • Lugar de impartición: Facultad de Ciencias
  • Titulación: Grado en Física
  • Plan de Estudios: 2009 (publicado en 25-11-2009)
  • Rama de conocimiento: Ciencias
  • Itinerario/Intensificación:
  • Departamento/s:
  • Área/s de conocimiento:
    • Astronomía y Astrofísica
  • Curso: 1
  • Carácter: Obligatorio de Rama
  • Duración: Primer cuatrimestre
  • Créditos ECTS: 6,0
  • Modalidad de impartición: Presencial
  • Horario: Ver horario
  • Dirección web de la asignatura: Ver web de la asignatura
  • Idioma: Castellano
2. Requisitos para cursar la asignatura
No aplicable
3. Profesorado que imparte la asignatura

Profesor/a Coordinador/a: CESAR ANTONIO ESTEBAN LOPEZ

General:
Nombre:
CESAR ANTONIO
Apellido:
ESTEBAN LOPEZ
Departamento:
Astrofísica
Área de conocimiento:
Astronomía y Astrofísica
Grupo:
G1
Contacto:
Teléfono 1:
922 605 243
Teléfono 2:
Correo electrónico:
cesteban@ull.es
Correo alternativo:
cel@iac.es
Tutorías primer cuatrimestre:
DesdeHastaDíaHora incialHora finalLocalizaciónPlantaDespacho
Todo el cuatrimestre Lunes 14:30 16:00 Instituto de Astrofísica de Canarias - EX.1A IAC 1150
Todo el cuatrimestre Martes 14:30 16:00 Instituto de Astrofísica de Canarias - EX.1A IAC 1150
Todo el cuatrimestre Miércoles 14:30 16:00 Instituto de Astrofísica de Canarias - EX.1A IAC 1150
Todo el cuatrimestre Jueves 14:30 16:00 Instituto de Astrofísica de Canarias - EX.1A IAC 1150
Observaciones:
Tutorías segundo cuatrimestre:
DesdeHastaDíaHora incialHora finalLocalizaciónPlantaDespacho
Todo el cuatrimestre Lunes 14:30 16:00 Instituto de Astrofísica de Canarias - EX.1A IAC 1150
Todo el cuatrimestre Martes 14:30 16:00 Instituto de Astrofísica de Canarias - EX.1A IAC 1150
Todo el cuatrimestre Miércoles 14:30 16:00 Instituto de Astrofísica de Canarias - EX.1A IAC 1150
Todo el cuatrimestre Jueves 14:30 16:00 Instituto de Astrofísica de Canarias - EX.1A IAC 1150
Observaciones:
General:
Nombre:
JOSÉ EDUARDO
Apellido:
MÉNDEZ DELGADO
Departamento:
Astrofísica
Área de conocimiento:
Astronomía y Astrofísica
Grupo:
G1
Contacto:
Teléfono 1:
+34 922 605 564
Teléfono 2:
Correo electrónico:
jemd@ull.es
Correo alternativo:
jemd@iac.es
Tutorías primer cuatrimestre:
DesdeHastaDíaHora incialHora finalLocalizaciónPlantaDespacho
Observaciones: Lunes a jueves de 16:30 a 18:00 en la oficina 2323 del Instituto de Astrofísica de Canarias. IAC.
Tutorías segundo cuatrimestre:
DesdeHastaDíaHora incialHora finalLocalizaciónPlantaDespacho
Observaciones: Lunes a jueves de 16:30 a 18:00 en la oficina 2323 del Instituto de Astrofísica de Canarias. IAC.
General:
Nombre:
ANDRÉS
Apellido:
VICENTE ARÉVALO
Departamento:
Astrofísica
Área de conocimiento:
Astronomía y Astrofísica
Grupo:
G2
Contacto:
Teléfono 1:
Teléfono 2:
Correo electrónico:
andres.vicente@iac.es
Correo alternativo:
andres.vicente.arevalo@gmail.com
Tutorías primer cuatrimestre:
DesdeHastaDíaHora incialHora finalLocalizaciónPlantaDespacho
Todo el cuatrimestre Lunes 14:00 16:00 Instituto de Astrofísica de Canarias - EX.1A IAC 0 1401
Todo el cuatrimestre Jueves 14:00 16:00 Instituto de Astrofísica de Canarias - EX.1A IAC 0 1401
Todo el cuatrimestre Viernes 14:00 16:00 Instituto de Astrofísica de Canarias - EX.1A IAC 0 1401
Observaciones:
Tutorías segundo cuatrimestre:
DesdeHastaDíaHora incialHora finalLocalizaciónPlantaDespacho
Todo el cuatrimestre Lunes 14:00 16:00 Instituto de Astrofísica de Canarias - EX.1A IAC 0 1401
Todo el cuatrimestre Jueves 14:00 16:00 Instituto de Astrofísica de Canarias - EX.1A IAC 0 1401
Todo el cuatrimestre Viernes 14:00 16:00 Instituto de Astrofísica de Canarias - EX.1A IAC 0 1401
Observaciones:
General:
Nombre:
CARLOS
Apellido:
WESTENDORP PLAZA
Departamento:
Astrofísica
Área de conocimiento:
Astronomía y Astrofísica
Grupo:
G2
Contacto:
Teléfono 1:
Teléfono 2:
Correo electrónico:
extcwestend@ull.edu.es
Correo alternativo:
carlos.westendorp@iac.es
Tutorías primer cuatrimestre:
DesdeHastaDíaHora incialHora finalLocalizaciónPlantaDespacho
09-11-2020 14-01-2021 Martes 09:00 11:00 Instituto de Astrofísica de Canarias - EX.1A IAC 0 1408
Observaciones:
Tutorías segundo cuatrimestre:
DesdeHastaDíaHora incialHora finalLocalizaciónPlantaDespacho
Observaciones:
4. Contextualización de la asignatura en el plan de estudio
  • Bloque formativo al que pertenece la asignatura: Formación Básica de Rama
  • Perfil profesional:
5. Competencias

Competencias Generales

  • CG1 - Conocer el trabajo en el laboratorio, el uso de la instrumentación, tecnología y métodos experimentales más utilizados, adquiriendo la habilidad y experiencia para realizar experimentos de forma independiente. Ello le permitirá ser capaz de observar, catalogar y modelizar los fenómenos de la naturaleza.
  • CG2 - Adquirir una sólida base teórica, matemática y numérica, que permita la aplicación de la Física a la solución de problemas complejos mediante modelos sencillos
  • CG3 - Desarrollar una clara percepción de situaciones aparentemente diferentes pero que muestran evidentes analogías físicas, lo que permite la aplicación de soluciones conocidas a nuevos problemas. Para ello es importante que el alumnado, además de dominar las teorías físicas, adquiera un buen conocimiento y dominio de los métodos matemáticos y numéricos mas comúnmente utilizados.
  • CG4 - Desarrollar la habilidad de identificar los elementos esenciales de un proceso o una situación compleja que le permita construir un modelo simplificado que describa, con la aproximación necesaria, el objeto de estudio y permita realizar predicciones sobre su evolución futura. Así mismo, debe ser capaz de comprobar la validez del modelo introduciendo las modificaciones necesarias cuando se observen discrepancias entre las predicciones y las observaciones y/o los resultados experimentales.

Competencias Básicas

  • CB1 - Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio

Competencias Especificas

  • CE2 - Conocer, comprender y dominar el uso de los métodos matemáticos y numéricos más comúnmente utilizados en Física.
  • CE14 - Analizar, sintetizar, evaluar y describir información y datos científicos
  • CE20 - Utilizar herramientas informáticas en el contexto de la matemática aplicada.
  • CE21 - Aprender a programar en un lenguaje relevante para el cálculo científico.
  • CE22 - Aprender a utilizar el ordenador como herramienta básica para el cálculo científico y la modelización numérica
  • CE23 - Ser capaz de evaluar claramente los órdenes de magnitud, así como de desarrollar una clara percepción de las situaciones que son físicamente diferentes, pero que muestran analogías, permitiendo el uso de soluciones conocidas a nuevos problemas.
  • CE28 - Adquirir hábitos de comportamiento ético en laboratorios científicos y en aulas universitarias.
  • CE29 - Organizar y planificar el tiempo de estudio y trabajo, tanto individual como en grupo.
  • CE30 - Saber discutir conceptos, problemas y experimentos defendiendo con solidez y rigor científico sus argumentos.
  • CE31 - Saber escuchar y valorar los argumentos de otros compañeros.
6. Contenidos de la asignatura

Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura

- Profesores: César A. Esteban López, Carlos Westendorp Plaza

- Temas (epígrafes):
1. La computación científica y sus herramientas.
2. Introducción a la programación con Python 3.
3. Análisis de errores.
4. Programas ejecutables.
5. Control de flujo.
6. Probabilidad y números aleatorios.
7. Análisis estadístico de datos experimentales.
8. Cálculo numérico con Numpy.
9. Lectura y escritura de ficheros.
10. Representación gráfica de funciones y datos.
11. Ajuste de datos experimentales.
12. Otras aplicaciones de cálculo numérico.
13. Cálculo simbólico.
14. Apéndice a. El sistema operativo GNU/Linux.
15. Apéndice b. Recursos informáticos para el curso.

- Profesores: José Eduardo Méndez Delgado, Andrés Vicente Arévalo

Supervisión de las prácticas del alumnado.

Actividades a desarrollar en otro idioma

7. Metodología y volumen de trabajo del estudiante

Descripción

Las clases se desarrollarán siempre con el uso del ordenador, tanto por parte del profesor como por el alumno. Una fracción de las horas lectivas se dedicarán a clases teóricas que serán siempre complementadas con ejemplos que el alumno podrá realizar paralelamente con su propio ordenador. En otra fracción de las horas lectivas se propondrán cuestionarios o ejercicios de aplicación práctica que deberán resolverse individualmente durante la clase.  Se propondrán ejercicios para resolver fuera de clase. Las clases se impartirán de forma presencial por turnos diarios en el horario oficial establecido. Los turnos se establecerán mediante la confección de grupos utilizando el aula virtual de la asignatura. Además, las clases presenciales se transmitirán simultáneamente de forma audiovisual. De esta manera, los alumnos a los que no les toque asistir ese día, o bien decidan no hacerlo, podrán seguir las clases de forma remota. Dichas clases no se grabarán.

Los exámenes constarán de una serie de ejercicios de un nivel adecuado que deberán resolverse usando un ordenador en el aula o lugar físico donde se lleve a cabo el examen. Las respuestas se almacenarán en el aula virtual para su posterior corrección.

Actividades formativas en créditos ECTS, su metodología de enseñanza-aprendizaje y su relación con las competencias que debe adquirir el estudiante

Actividades formativas Horas presenciales Horas de trabajo autónomo Total horas Relación con competencias
Clases teóricas 23,00 0,00 23,0 [CE31], [CE30], [CE29], [CE28], [CE23], [CE22], [CE21], [CE20], [CE14], [CE2], [CB1], [CG4], [CG3], [CG2], [CG1]
Clases prácticas (aula / sala de demostraciones / prácticas laboratorio) 34,00 0,00 34,0 [CE31], [CE30], [CE29], [CE28], [CE23], [CE22], [CE21], [CE20], [CE14], [CE2], [CB1], [CG4], [CG3], [CG2], [CG1]
Realización de exámenes 3,00 0,00 3,0 [CE31], [CE30], [CE29], [CE28], [CE23], [CE22], [CE21], [CE20], [CE14], [CE2], [CB1], [CG4], [CG3], [CG2], [CG1]
Estudio y trabajo autónomo en todas las actividades 0,00 90,00 90,0 [CE31], [CE30], [CE29], [CE28], [CE23], [CE22], [CE21], [CE20], [CE14], [CE2], [CB1], [CG4], [CG3], [CG2], [CG1]
Total horas
Total ECTS
8. Bibliografía / Recursos

Bibliografía básica

J.A. Perez Prieto, T. Roca Cortés, C. Esteban. Curso de Computación Científica (última versión)

A. Marzal, I. García (2003) Introducción a la programación con Python 3. Universitat Jaume I. http://repositori.uji.es/xmlui/bitstream/10234/102653/1/s93.pdf

Bibliografía complementaria

A. Downey (2008) Think Python – How to think like a computer scientist. Green Tea Press.
 

M.T. Heath (2002) Scientific Computing.  McGraw Hill. 
 

H.P. Langtangen (2012) A primer on scientific  programming with Python. Springer-Verlag. 3rd edition. 

Otros recursos

En relación al software que se utiliza:
Usaremos Python 3.7 en la última versión disponible del proyecto Anaconda tanto para los sistemas operativos Windows, Linux y macOs
La asignatura está integrada en el Aula Virtual de la ULL.

9. Sistema de evaluación y calificación

Descripción

La evaluación de la asignatura se hará atendiendo a la calificación obtenida en el examen final (z) y la calificación de las actividades de evaluación continua realizadas a lo largo del curso (c). Todas las calificaciones se harán en escala de 0 a 10. La calificación total (p) se obtiene aplicando la fórmula que se muestra más abajo y que viene indicada en la Memoria del Grado de Física de la ULL:

p = z + 0.6 * c * (1-z/10)

Para aplicar la formula anterior se requiere que en el examen final se supere 1/3 de la calificación máxima (z mayor o igual a 10/3) y la calificación de las actividades  de evaluación continua (c) sea mayor o igual a 5.

La realización de las actividades  de evaluación continua serán obligatorias para los alumnos que quieran aprobar la asignatura (excepto que se haya renunciado a la evaluación continua de forma expresa) y se deberá justificar la no realización de alguna de dichas actividades. En el caso de haber suspendido la evaluación continua (c<5) y/o haber faltado a alguno de los ejercicios de evaluación continua, la calificación total (p) del alumno será únicamente la del examen final (z), por lo que p = z. Se guardará la nota de los ejercicios de evaluación continua (c) para aquellos alumnos que los tengan aprobados pero sólo para las convocatorias contenidas dentro del mismo curso académico.

La calificación de la evaluación continua (c) se efectuará en base a las siguientes actividades a lo largo del curso (el porcentaje indicado es respecto a la calificación total, recordar que c corresponde a un 60% de la nota total):
• Resolución de programas informáticos que resuelvan ejercicios propuestos en clase y realizados de forma presencial o no presencial (57%). Estos ejercicios son obligatorios
• Participación activa en la clase y en las actividades del aula virtual, incluyendo el Taller sobre búsqueda, evaluación y utilización de fuentes de información impartido por la Biblioteca de la ULL (3%). Estas actividades no son obligatorias pero incrementan la nota de la evaluación continua. 

Los ejercicios de evaluación continua se realizarán de forma presencial o no presencial dependiendo de si el alumno pertenece o no al grupo que puede asistir al aula en la fecha del ejercicio. Se intentará que cada grupo de alumnos pueda presentarse al mismo número de ejercicios presenciales y no presenciales a lo largo del curso. 

El examen final (z) consistirá en la elaboración de programas informáticos que resuelvan ejercicios y en el que se aplican los conocimientos adquiridos durante el curso. El examen final podrá ser presencial o no  presencial dependiendo del número de alumnos y el aforo máximo permitido en el aula de examen.

Estrategia Evaluativa

Tipo de prueba Competencias Criterios Ponderación
Pruebas objetivas [CE30], [CE29], [CE28], [CE23], [CE22], [CE21], [CE20], [CE14], [CE2], [CB1], [CG4], [CG3], [CG2], [CG1] Ejercicios de evaluación continua.
Resolución de un ejercicio por medio de la elaboración de un programa informático. Se valorará la corrección y precisión de la respuesta así como la eficiencia, elegancia y claridad en la escritura del programa.
57,00 %
Pruebas de desarrollo [CE30], [CE29], [CE28], [CE23], [CE22], [CE21], [CE20], [CE14], [CE2], [CB1], [CG4], [CG3], [CG2], [CG1] Examen final de la evaluación continua o de la evaluación única. Resolución de varios ejercicios elaborando programas informáticos y figuras o tablas de salida. Se valorará la corrección y precisión de la respuesta así
como la eficiencia, elegancia y claridad en la escritura del programa.
40,00 %
Técnicas de observación [CE31], [CE30], [CE29], [CE28], [CE23], [CE22], [CE21], [CE20], [CE14], [CE2], [CB1], [CG4], [CG3], [CG2], [CG1] - Participación activa en la clase.
- Participación y calificación en el Taller de la Biblioteca de la ULL
3,00 %
10. Resultados de Aprendizaje
De ámbito general: La asignatura proporciona conocimientos sobre cálculo científico y medios informáticos actuales. Por otra parte, también capacita para realizar programas informáticos de cualquier índole, no necesariamente científicos, en un lenguaje de programación de alto nivel, que dotarán al alumno de habilidades profesionales en el campo de la informática de aplicación muy diversa.

De ámbito particular y de aplicación para la formación en física: el alumno que finalice esta asignatura dispondrá de los conocimientos y habilidades necesarias que le permitirán resolver algoritmos matemáticos con aplicación a problemas físicos, así como el tratamiento, manejo y representación de datos experimentales u observacionales con sus correspondientes errores. Para ello, el alumno adquirirá los siguientes conocimientos:

- Adquisición de los conceptos de la computación científica y sus herramientas básicas.
- Aprendizaje del sistema operativo de distribución libre Linux.
- Conocimiento del lenguaje de programación Python (y de varios de sus módulos científicos) y adquisición de un nivel apropiado en su uso.
- Desarrollar algoritmos numéricos para la evaluación de funciones matemáticas.
- Ser capaz de decidir, entre varios algoritmos posibles para resolver un problema, el más adecuado para cada caso concreto.
- Programar de forma eficiente y optimizada dichos algoritmos.
- Adquirir la capacidad de utilizar herramientas computacionales en la solución de problemas físicos.
- Adquirir soltura en el tratamiento de datos experimentales con sus correspondientes errores.
- Aprendizaje de conceptos básicos sobre el tratamiento estadístico de los datos experimentales y del ajuste de funciones a dichos datos.
- Aprendizaje de conceptos básicos sobre integración numérica, operaciones con matrices y resolución de sistemas de ecuaciones lineales.
- Aprendizaje de conceptos básicos sobre cálculo simbólico.
11. Cronograma / calendario de la asignatura

Descripción

* La distribución de los temas por semana es orientativo, puede sufrir cambios según las necesidades de organización docente.

Primer cuatrimestre

Semana Temas Actividades de enseñanza aprendizaje Horas de trabajo presencial Horas de trabajo autónomo Total
Semana 1: 1 Introducción y prácticas de LINUX y de recursos bibliográficos 4.00 4.00 8.00
Semana 2: 1, 2 Computación y resolver problemas de LINUX. Cuestionario 4.00 5.00 9.00
Semana 3: 2, 3 Errores en computación e introducción a Python. Primeros cálculos interactivos iPython. 4.00 4.00 8.00
Semana 4: 4, 5 Programas y control de flujo. Problemas y Cálculos de sumatorios. Cuestionario 4.00 8.00 12.00
Semana 5: 5 Funciones y control de flujo. Programa sencillo de cálculo. 4.00 8.00 12.00
Semana 6: 6, 7 Prácticas con arrays (numpy) y problemas de estadística. Trabajo en casa 4.00 5.00 9.00
Semana 7: 7, 8 Lectura y escritura de ficheros. Representación gráfica de funciones 4.00 4.00 8.00
Semana 8: 9, 10 Representación gráfica de funciones y datos experimentales. Trabajo en casa 4.00 6.00 10.00
Semana 9: 10 Representación gráfica de funciones y datos experimentales. Raíces de ecuaciones. 4.00 4.00 8.00
Semana 10: 10, 11 Ajuste de funciones polinómicas. Resolución de problemas. Resolver en clase un ejercicio. 4.00 6.00 10.00
Semana 11: 11 Ajuste de funciones polinómicas. Resolución de problemas de ajustes sencillos 4.00 4.00 8.00
Semana 12: 12 Modulo Scipy y Linalg. Cuadratura numérica. Problemas de integrales numéricas. Calculando áreas 4.00 4.00 8.00
Semana 13: Semana sin clase en la asignatura 0.00 0.00 0.00
Semana 14: 12 Variables matriz en python. Sistemas de ecuaciones. Resolveer problema en clase 4.00 4.00 8.00
Semana 15: 13 Más aplicaciones. Cálculo simbólico 4.00 4.00 8.00
Semana 16 a 18: Preparación y realización del examen Preparación y realización del examen 4.00 20.00 24.00
Total 60.00 90.00 150.00
Fecha de última modificación: 28-06-2021
Fecha de aprobación: 12-07-2021