Tähtitieteen käytännön menetelmiä Kevät 2009

Transkriptio

1 Tähtitieteen käytännön menetelmiä Kevät

2 Yleistä Luennot Luennoija Aikataulu Observatoriolla Maanantaisin Ohjattua harjoittelua maanantaisin Muutokset ilmoitetaan kurssin kotisivuilla ja luennoilla Luentomateriaali Kurssipruju kurssin kotisivuilla Lisäksi linkkejä itseopiskeluun sopivaan materiaaliin

3 Yleistä Kurssi Tähtitieteen käytännön menetelmiä (kämmi) 5 op Ei pakollisia harjoituksia Ei läsnäolovelvollisuutta Suoritus lopputyöllä Lopputyö Kaksi eritasoista vaihtoehtoa Tarkemmat ohjeet kurssin kuluessa Palautus mennessä Lisäajasta voi sopia

4 Yleistä Kurssin tavoite Kurssin tavoitteena on esitellä tutkijan tarvitsemat työkalut Tähtitieteen laitos kouluttaa tutkijoita Tutkija tarvitsee työssään huomattavan määrän erilaisia taitoja ja työkaluja Osaa näistä työkaluista tarvitaan jo kandi- ja graduvaiheessa Painotus harvemmin opetettavissa asioissa Opetettavien asioiden määrä on suuri Osaan on tarjolla omia kurssejaan (ohjelmointi, statistiikka) Painotetaan siis asioita joita ei opeteta juuri muuten (Linux, LAT E X, Python) Käytännön harjoittelu ja itseopiskelu luennoilla annetuista linkeistä lähes välttämätöntä.

5 Yleistä Tutkijan työ Mitä tutkija tekee? Tutkii Kirjoittaa tutkimuksestaan (tieteellinen kirjoittaminen, kirjoittaminen) Etsii rahoitusta (kirjoittaminen, viestintätaidot, onni) Vaikuttaa (viestintä, esiintymistaidot) Kirjoittaa huvikseen, tieteen popularisointi (kirjoittaminen) Opettaa (pedagogiset taidot, esiintyminen) Ohjaa (pedagogiset taidot, sosiaaliset taidot) Tutkijan ura Kandi ( 3 vuotta), Gradu ( 2 vuotta) Väitös (0-70 vuotta) Posdoc (n vuotta) Virka (...sitten joskus...)

6 Sisältö Sisältö

7 Sisältö TKM on ATK-kurssi Nykyisin tähtitiede tehdään suurelta osin tietokoneella Havainnot, havaintojen suunnittelu Datan käsittely, simulaatiot Julkaisut, hakemukset, raportit, oppimateriaalit Usein erikoistyökaluja, jotka pitää asentaa itse Käyttöympäristön (= Linux) perusteet hallittava Ei tenttiä, vaan harjoitustyö ATK-osaamisen arvioiminen kynällä ja paperilla hankalaa

8 Linux Linux Mikä Linux? Unix-ystävällinen käyttöjärjestelmä. Miksi Linux? Suosittu luonnontieteissä Säästää aikaa, vaivaa ja rahaa Ilmaiset ohjelmointityökalut oletusasennuksessa Supertietokoneet pyorivät Linux- ja Unix-järjestelmin, tärkeää jos haluaa ajaa omia ohjelmiaan. Haittaohjelmia vähän Unix-ajan perintönä paljon ohjelmia, jotka helppo siirtää Linuxiin Usein tarvittavia ohjelmia ei saa Windows-puolelle

9 LAT E X L A T E X Mikä L A T E X Ladontaohjelma Käyttäjä hoitaa asiasisällön, L A T E Xulkonäön Tuottaa mm. Postscript, PDF ja HTML-muotoa Käytetään julkaisujen, hakemusten, raporttien ja materiaalin kirjoittamiseen Suurimmat aikakauslehdet ja sähköiset preprint -kokoelmat käyttävät L A T E X:ia Miksi L A T E X Helposti ammattimaisen näköinen työselostus, kandi, gradu, julkaisu, kirja, etc. Monimutkaisetkin yhtälöt suhteellisen helposti Paljon (tuhansia) valmiita paketteja eri tehtäviin Suurimmat aikakauslehdet ja sähköiset preprint -kokoelmat käyttävät L A T E X:ia

10 Ohjelmointi Ohjelmointi ja skriptit Miksi tähtitieteilijän tulee osata ohjelmoida Harvaan tutkimuksessa tarvittavaan tehtävään on täysin valmiita ratkaisuja Simulaatiot ja raskas datan käsittely onnistuvat standardiohjelmilla ( helpot laskut on jo laskettu ) Automatisointi vaatii ohjelmointia (usein ns. skriptikielillä) Tärkeää tietää ja tuntea Ohjelmoinnin peruskäsitteet ja ainakin yksi oikea kieli (C,C++,FORTRAN) Kun perusteet hallussa, uuden kielen oppiminen tarvittaessa helppoa Jonkin verran tieteellistä ohjelmointia, kuinka kirjoittaa tehokasta koodia Valmiit kirjastot: edut, rajoitukset, ja soveltuvuus Yleiset tähtitieteessä käytettävät tiedostomuodot

11 Ohjelmointi Python Mikä Python Tulkattu, vuorovaikuttava olio-ohjelmointikieli Ei yhtä tehokas kuin käännetyt kielet (C,FORTRAN), mutta hyvin monipuolinen ja ohjelmointikieleksi helppo oppia Suosittu tähtitieteessä ja luonnontieteissä, skriptikielenä yleinen Miksi Python Olennaisimmissa tähtitieteen ohjelmistoissa (mm. Pyraf, PyMidas) Python-rajapinta Valtava määrä valmiita paketteja mitä erilaisimpiin tehtäviin Helppo yhdistää muihin kieliin: mahdollista kirjoittaa vaativaa laskentaa tarvitsevat osat tehokkaammalla kielellä Ilmainen, avoin, saatavilla kaikille yleisille käyttöjärjestelmille (Linux, Mac, Windows)

12 Ohjelmointi Python Ei pakkopythonia, harjoitustyön voi tehdä myös ympäristössä, joka täyttää seuraavat ehdot: Luennoija ymmärtää sitä Työn tekijä ymmärtää sitä Käytettävissä Observatoriolla Esim. C, C++, FORTRAN (77/95/2003), Octave, Matlab, Java

13 WWW WWW ja tähtitiede Mitä kaikkea verkosta löytyykään? Sähköiset julkaisut ja preprintit Tietokannat ja julkaisut Kohteita, havaintodataa, artikkeleita Työkaluja, ohjelmistoja, havaintolaitteiden manuaaleja, konferensseja, rahoitus,... Miten ja mistä tietoa etsiä julkaisutietokannat kohdetietokannat PhD- ja PostDoc ilmoituslistat Tärkeitä linkkejä ilmestyy kurssin kotisivuille

14 Statistiikka Statistiikka Tilastolliset menetelmät Tärkeitä tähtitieteessä Havaintojen suunnittelu Havaintojen käsittely Havaintojen analyysi Teoreettinen mallinnus Signaalien metsästys etc. Keskiarvot, odotusarvot, jakaumat, hajonnat Signaali/kohina-suhde Ja kaikki muu kiva

15 Seuraava luento: Linux