Seminar GNU Octave Grundlagen

Inhaltsverzeichnis

• Abstract
• Zielgruppe
• Voraussetzungen
• Lernziele
• Agenda (2 Tage)
• Praxisworkshops
• Transfer in den Arbeitsalltag

Abstract

Das Grundlagen-Seminar vermittelt einen strukturierten Einstieg in GNU Octave als Arbeitsumgebung für numerische Aufgaben. Behandelt werden Sprachelemente, Datenstrukturen, Matrix- und Vektorrechnung, Skripte, Funktionen sowie grundlegende Ein- und Ausgabe von Daten. Ein Schwerpunkt liegt auf der sauberen Arbeitsweise: reproduzierbare Skripte, sinnvolle Variablennamen, Fehlersuche und nachvollziehbare Visualisierung. Praxisblöcke führen von kurzen Rechenaufgaben über kleine Datenpipelines bis zu wiederverwendbaren Funktionen. Nach dem Seminar können typische Analyse- und Rechenaufgaben eigenständig umgesetzt, Ergebnisse geplottet und einfache Projekte strukturiert werden.

Zielgruppe

• Einsteiger in GNU Octave
• Technik, Engineering, Forschung, Lehre
• Teams mit Bedarf an reproduzierbaren numerischen Skripten

Voraussetzungen

• Grundverständnis mathematischer Notation (Vektoren, Matrizen)
• Keine Octave-Vorkenntnisse erforderlich
• Optional: Erfahrung mit einer beliebigen Programmiersprache

Lernziele

• Octave-Umgebung sicher bedienen (Konsole, Skripte, Pfade)
• Vektoren und Matrizen korrekt erzeugen und bearbeiten
• Funktionen und Skripte schreiben und strukturieren
• Daten einlesen, bereinigen und ausgeben
• Ergebnisse sinnvoll visualisieren und interpretieren
• Fehler systematisch lokalisieren und beheben

Agenda (2 Tage)

• Tag 1
  • Arbeitsumgebung, Dateien, Workspace, Hilfe-System
  • Datentypen, Vektoren, Matrizen, Indexierung, Slicing
  • Operatoren, elementweise vs. Matrix-Operationen
  • Kontrollstrukturen: if, for, while
  • Erste Plots: Linien, Achsen, Beschriftungen
  • Rechenaufgaben und Mini-Analysen
• Tag 2
  • Funktionen, Parameter, Rückgabewerte, Funktionshandles
  • Strukturierte Skripte: Projektordner, Pfade, Wiederverwendung
  • Datenimport/-export: Text, CSV-ähnliche Formate, MAT-ähnliche Speicherung
  • Fehlersuche: Fehlermeldungen, einfache Debug-Strategien
  • Visualisierung vertieft: Subplots, Legenden, Skalierungen, Export
  • End-to-end Pipeline

Praxisworkshops

• Workshop A: Matrix-Grundlagen und Indexierung
  • Matrix erstellen (z. B. mit zeros, ones, rand, eye)
  • Zeilen- und Spaltenzugriff per Index prüfen
  • Slicing anwenden, Teilmatrix extrahieren
  • Elementweise Operationen vs. Matrixmultiplikation vergleichen
  • Ergebnisvalidierung mit Dimensionen (size) und Plausibilitätschecks
• Workshop B: Datenpipeline mit Visualisierung
  • Beispieldaten als Tabelle (Matrix) anlegen oder aus Datei laden
  • Spalten als Variablen interpretieren (Zeit, Messwert, Zusatzgröße)
  • Ausreißerregel definieren und Werte maskieren oder ersetzen
  • Kennzahlen berechnen (Mittelwert, Standardabweichung, Min/Max)
  • Zeitreihe plotten, Achsen beschriften, Legende ergänzen
  • Ergebnis als Datei exportieren
• Workshop C: Funktion bauen und wiederverwenden
  • Funktionsdatei anlegen und Signatur definieren
  • Eingaben prüfen (Dimensionen, leere Werte, Datentyp)
  • Kernberechnung implementieren
  • Testaufrufe mit typischen und fehlerhaften Eingaben ausführen
  • Kurze Hilfe-Headerzeile und Beispielaufruf ergänzen

Transfer in den Arbeitsalltag

• Vorlage für Projektstruktur: src, data, results, docs
• Checkliste für reproduzierbare Auswertung: feste Eingaben, klare Outputs, Plot-Export, Funktionskapselung