fi3201-01 2021-2

Fisika Komputasi menyampaikan materi terkait akar-akar persamaan, optimisasi, fitting kurva serta interpolasi, integrasi – diferensiasi, dan kecerdasan buatan sebagaimana tercantum dalam silabus singkatnya [1]. Untuk mata kuliah ini terdapat 5 luaran dan kuliah dilaksanakan dalam 16 minggu pertemuan yang disediakan, dengan silabus lengkapnya meliputi Pendahuluan yang berisi review alur berfikir komputasi, algoritma-pseudicode, bahasa pemrograman terstruktur (C++), dan pengantar Matlab; Metoda pencarian akar persamaan dan garis singgung kurva dengan beberapa metoda; Operasi aljabar menggunakan matriks dan mencari solusi dari program linear dengan beberapa metoda termasuk eliminasi gauss serta solusi persoalan eigen secara numerik; Optimasi sistem, curve fitting, interpolasi dan diferensial-integral numerik; Beberapa metoda untuk solusi numerik Persamaan Differensial Biasa dan Persamaan Differensial Parsial; Khusus untuk Persamaan Differensial parsial metode yang diberikan hanyalah finite difference dengan bantuan tools software Matematica; dan Soft Computing atau kecerdasan buatan yang berisi materi tentang Sistem Jaringan Saraf Tiruan, Kernel Machine dan Genetic Algorithm [2]. Tedapat tiga pustaka utama yang digunakan dengan tahun terbit 2012 [3], 2002 [4], dan 2001 [5]. Terdapat pula catatan perkuliahan sebelumnya tahun 2016 [6].

outcomes

Terdapat lima luaran kuliah ini, yaitu (1) mampu membuat code dalam matlab sebagai tools interface antara algoritma dan computer, (2) dapat mengubah sistem kontinu menjadi bentuk diskrit, (3) mampu melakukan analisis persoalan fisis melalui penyederhanaan, (4) mampu membuat model fisis dari persoalan yang harus diselesaikan, dan (5) memiliki pengetahuan dan wawasan bahwa sistem fisis tidak perlu untuk disederhanakan terlalu banyak sehingga membuang aspek fisis yang sesungguhnya.

topics

1. Pendahuluan:
   • Pemecahan masalah: Algoritma, Pseudocode, Diagram Alir, Paradigma Pemrograman,
   • Sekilas repositori GitHub,
   • Metode Dasar
2. Mencari akar:
   • Akar-akar Persamaan,
   • Metode Analitik: Formula Kuadrat,
   • Metode Iteratif: Bisection, Newton-Raphson, Secant, Fixed Point Iteration, Regula-Falsi,
3. Sistem Persamaan Linier dan Matriks:
   • Matriks dengan list Python: Penjumlahan, Pengurangan, Matriks Nol, Perkalian dengan Skalar, Perkalian dengan Matriks, Transpos Matriks, Pustaka Matrix,
   • Metode Eksak: Eliminasi Gauss-Jordan,
   • Metode Iteratif: Conjugate Gradient,
4. Optimisasi: Linear Programming, Quadratic Programming,
5. Curve Fitting: Regresi Linier, Regresi Non-Linier,
6. Interpolasi: Interpolasi Linier, Interpolasi Polinomial,
7. Integrasi Numerik: Segiempat, Trapesium, Simpson,
8. Diferensiasi Numerik: Beda Hingga,
9. Persamaan Diferensial Biasa: Euler, Beda Hingga, Runge-Kutta,
10. Persamaan Diferensial Parsial: Beda Hingga:
    • Metode Eksplisit,
    • Metode Implisit,
    • Metode Crank-Nicolson,
11. Artificial Neural Network:
    • Pendahuluan, Satuan Pembelajaran, Proses Pembelajaran, Paradgima Pembelajaran, Hyperplane
    • Perceptron, Feed Forward, Jenis-Jenis Jaringan, Deep Learning,
    • Visualisasi: ConvnetJS, Neural network playground, interactive-bpann, TensorFlow Playground,
12. Machine Learning: Support Vector Machine: Hyperplane, Kernel
13. Genetic Algorithm,
14. Molecular Dynamics Method,
15. Agent-Based Model,
16. System Dynamics

note

1. “Kurikulum dan Silabus Program Studi Sarjana Fisika”, Physics, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Institut Teknologi Bandung, 2021, url https://fi.itb.ac.id/kurikulum-dan-silabus-program-studi-sarjana-fisika/ [20210111].
2. “Silabus Mata Kuliah FI3201 - 2019”, Sistem Informasi Akademik, Direktorat Pendidikan, Institut Teknologi Bandung, url https://akademik.itb.ac.id/app/x:00000000/kurikulum/silabus/40267/view [20220111].
3. Krister Ahlersten, “An Introduction to Matlab”, Bookboon, 2012, url https://bookboon.com/de/an-introduction-to-matlab-ebook [20220111]. PDF
4. William H. Press, Brian P. Flannery, Saul A. Teukolsky, William T. Vetterling, “Numerical Recipes in C: The Art of Scientific Computing”, Cambridge University Press, 2nd Edition, Dec 1992, Reprinted with corrections, 1993, 1994, 1995, 1997, 2002, url https://isbnsearch.org/isbn/9780521431088 [20220111]. Buy PDF
5. Franz J. Vesely, “Computational Physics: An Introduction”, Springer, 2nd Edition, Dec 2001, url https://isbnsearch.org/isbn/9780306466311 [20220111]. Buy PDF
6. Sparisoma Viridi, “Komputasi Fisika”, Prodi Fisika, FMIPA, Institut Teknologi Bandung, Dec 2016, url http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.21787.87844.

comments