科目ナンバー

SE-IG2-4C11

履修条件・関連科目等

　情報処理、情報処理演習で学ぶプログラミングの基礎を習得していることを前提として授業を行う。

授業で使用する言語

日本語

授業で使用する言語（その他の言語）

授業の概要

　工学の扱う問題の中には数学的に理論的な解の得られるものは必ずしも多くない。コンピュータを用いればそうした問題を実用的な範囲で解くことができ、また、そのためのさまざまな手法が開発されている。コンピュータを利用する場合に、それらの手法を知らずにプログラムを作ることは、無駄な努力や誤りを招くことになりかねない。本授業では、コンピュータを用いて計算を行う手法とそれを用いる場合の注意点について学ぶ。

科目目的

コンピュータを用いて計算を行う手法とそれを用いる場合の注意点について学ぶ。

到達目標

　コンピュータを用いて問題を解く場合の手法についての基本的理解。計算工学的なセンスを磨くこと。特に次の項目の達成をめざす．
・計算工学の基本的な概念について理解する
・授業で触れる各種アルゴリズムについて、その手法の特性、適用できる範囲、用いる場合の注意や条件を正しく理解する
・それらのアルゴリズムについてMATLABのプログラムを作成できる

授業計画と内容

　コンピュータを用いた基礎的な問題解決手法を紹介し、実際にプログラムを作成して理解を深める。
毎授業，MATLABを用いたプログラミング演習を行う．
１.　アルゴリズム
　　　講義/学習の進め方
　　　コンピュータを用いた問題解決
２.　計算工学の準備とデータの可視化
　　　MATLABの基本：ファイルの扱い，グラフ描画
　　　各種のデータ構造の表現と処理
３.　数値積分と数値微分①
　　　前方差分，後退差分，中心差分
４.　数値積分と数値微分②
　　　台形積分，シンプソンの公式
５.　数値計算と誤差
　　　数値計算：必要性と利用上の注意
　　　計算誤差：丸め誤差，桁落ち誤差，情報落ち誤差，対策
６.　非線形方程式
　　　逐次近似法：逐次接近法，逐次代入法
　　　二分法，線形逆補間，ニュートン・ラフソン法
７.　前半内容の総演習
８.　常微分方程式の数値的解法①
　　　微分方程式，オイラー法
９.　常微分方程式の数値的解法②
　　　ルンゲクッタ法
10.　常微分方程式の数値的解法③
　　　連立一階の微分方程式の数値解法
11.　常微分方程式の数値的解法④
　　　高階の微分方程式の数値解法
12.　常微分方程式の数値的解法⑤
　　　境界値問題，有限差分法
13.　まとめと総演習
14.　理解度・達成度の確認

授業時間外の学修の内容

指定したテキストやレジュメを事前に読み込むこと

授業時間外の学修の内容（その他の内容等）

授業スライドが配布されるので、予習復習を行うこと。レポートに対するコメントを利用して理解を深めること。

授業時間外の学修に必要な時間数／週

・毎週１回の授業が半期（前期または後期）または通年で完結するもの。１週間あたり４時間の学修を基本とします。
・毎週２回の授業が半期（前期または後期）で完結するもの。１週間あたり８時間の学修を基本とします。

成績評価の方法・基準

成績評価の方法・基準（備考）

課題や試験のフィードバック方法

授業時間に限らず、manabaでフィードバックを行う

課題や試験のフィードバック方法（その他の内容等）

アクティブ・ラーニングの実施内容

実施しない

アクティブ・ラーニングの実施内容（その他の内容等）

授業におけるICTの活用方法

実施しない

授業におけるICTの活用方法（その他の内容等）

実務経験のある教員による授業

いいえ

【実務経験有の場合】実務経験の内容

【実務経験有の場合】実務経験に関連する授業内容

テキスト・参考文献等

　テキストは特に定めない。
　参考書については授業で紹介する予定だが、コンピュータを用いた計算手法については多くの出版物があるのでそれらを適宜参考にすることを勧める。

その他特記事項

参考URL