Υπολογιστική Φυσική Ι

Εξάσκηση

Πώς να μελετήσετε

Το μάθημα βασίζεται στην πρακτική εξάσκηση, και για την απόκτηση των απαραίτητων δεξιοτήτων για τις οποίες εκπαιδεύεστε πρέπει να εξασκηθείτε μπροστά στον υπολογιστή. Διαβάστε το βιβλίο εκτελώντας ταυτόχρονα τις εντολές και τις διαδικασίες που περιγράφονται. Αν η συμβουλή αυτή δεν ακολουθηθεί, θα δυσκολευτείτε στην κατανόηση, αλλά και στην ολοκλήρωση μιας οποιασδήποτε άσκησης.

Πώς να αποκτήσετε πρόσβαση στα απαραίτητα εργαλεία

Το υπολογιστικό περιβάλλον που είναι απαραίτητο για να εξασκηθείτε είναι διαθέσιμο στα εργαστήρια προσωπικών υπολογιστών της ΣΕΜΦΕ και στα ΔΕΠΥ του ΕΜΠ. Για να εξασκηθείτε με έναν δικό σας υπολογιστή, τα απόλύτως απαραίτητα εργαλεία είναι ένας καλός επεξεργαστής κειμένων για προγραμματιστές, ένας μεταγλωττιστής Fortran και ένα πρόγραμμα που να φτιάχνει της γραφικές παραστάσεις δεδομένων και συναρτήσεων. Στο μάθημα χρησιμοποιούνται:

• Περιβάλλον λειτουργικού συστήματος της οικογένειας GNU/Linux και τα βασικά του εργαλεία (τέτοιο περιβάλλον είναι διαθέσιμο και σε άλλα λειτουργικά συστήματα, δείτε παρακάτω).
• Ο μεταγλωττιστής Fortran gfortran, ο οποίος είναι ελεύθερα διαθέσιμος για τα κυριότερα λειτουργικά συστήματα υπό άδεια ελεύθερου λογισμικού στη θέση www.gfortran.org.
• Ο επεξεραγαστής κειμένου Emacs, ο οποίος προσφέρει ισχυρά εργαλεία στους προγραμματιστές. Ο Emacs είναι ελεύθερα διαθέσιμος για τα κυριότερα λειτουργικά συστήματα υπό άδεια ελεύθερου λογισμικού στη θέση www.gnu.org/software/emacs/.
• Το πρόγραμμα απεικόνισης δεδομένων gnuplot. Το gnuplot είναι ελεύθερα διαθέσιμο για τα κυριότερα λειτουργικά συστήματα υπό άδεια ελεύθερου λογισμικού στη θέση www.gnuplot.info.
• Ο φλοιός tcsh. Ο tcsh είναι ελεύθερα διαθέσιμος για τα κυριότερα λειτουργικά συστήματα υπό άδεια ελεύθερου λογισμικού στη θέση www.tcsh.org.
• Τα προγράμματα awk, grep, sort, cat, head, tail, less. Βεβαιωθείτε ότι είναι διαθέσιμα στο υπολογιστικό σας περιβάλλον.

Αν έχετε ήδη εγκαταστήσει μια διανομή GNU/Linux στον υπολογιστή σας, όλο το παραπάνω λογισμικό μπορεί εύκολα και γρήγορα να εγκατασταθεί. Για παράδειγμα, σε μία διανομή τύπου Debian (όπως το Ubuntu) οι εντολές

• sudo apt-get install tcsh emacs gnuplot-qt gnuplot-doc
• sudo apt-get install gfortran gawk gawk-doc binutils
• sudo apt-get install manpages-dev coreutils liblapack3

εγκαθιστούν όλα τα απαραίτητα εργαλεία.

Αν θέλετε να χρησιμοποιήσετε GNU/Linux στον υπολογιστή σας, χωρίς να κάνετε ξεχωριστή εγκατάσταση, μπορείτε να:

• εγκαταστήσετε το Ubuntu σαν ένα οποιοδήποτε πρόγραμμα των Windows 10: Οδηγίες εδώ! (Micorsoft installation guide for Ubuntu, video: installation instructions, video: a tour, video: settings/demonstration). Στη συνέχεια εγκαταστήστε τα απαραίτητα πακέτα: Ανοίξτε το bash και δώστε την εντολή:
  sudo apt-get install x11-apps tcsh emacs gnuplot5-qt gnuplot5-doc gnuplot-doc gfortran gawk gawk-doc binutils manpages-dev coreutils gcc g++
  Στη συνέχεια, ακολουθήστε τις οδηγίες στην ενότητα "Graphical Applications" στον σύνδεσμο "How to run graphical Linux applications on Bash on Ubuntu on Windows 10" (εγκαταστήστε τον VcXsrv Windows X Server και ακολουθήστε τις οδηγίες της σελίδας).
• εκκινήσετε τον υπολογιστή σας με ένα από τα πολλά Live USB/CDs/DVDs με κάποια εκδοχή του Linux (Λ.χ. το Ubuntu προσθέτοντας τα πακέτα που αναφέρονται παραπάνω). Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το πρόγραμμα UNetbootin ή το LinuxLive USB Creator για να φτιάξετε ένα bootable USB/DVD. Δε χρειάζεται δίκτυο εκτός αν πρέπει να εγκαταστήσετε τα πακέτα.
• Για Mac OS μπορείτε να εγκαταστήσετε το Homebrew και να δώσετε τις εντολες:
  • brew install tcsh emacs gnuplot gfortran gcc openblas lapack