数値計算 B組｜シラバス情報

科目授業名称（和文）　Name of the subject/class (in Japanese)

数値計算 B組

科目授業名称（英文）　Name of the subject/class (in English)

Numerical Computation B組

授業コード　Class code

991235C

科目番号　Course number

12MAISS201

教員名

小林　翔悟、吉原　文樹

Instructor

Fumiki YOSHIHARA, Shogo KOBAYASHI

開講年度学期

2023年度前期

Year/Semester

2023/ First semester

曜日時限

水曜3限、水曜4限

Class hours

From 13:00-16:00, Wednesday

開講学科・専攻　Department

理学部第一部　物理学科

Department of Physics, Faculty of Science Division Ⅰ

単位数　Course credit

4.0単位

授業の方法　Teaching method

演習

Seminar

外国語のみの科目（使用言語）　Course in only foreign languages (languages)

-

授業の主な実施形態　Main class format

ブレンド型授業（半数回以上を対面実施）/ Blended format(over 50% classes on-site)

概要　Description

[授業の概要]
C言語を学び、さらに、さまざまな数値解法の手法を実際のプログラム作成を通して学んでいく。

目的　Objectives

Cによるプログラミング演習を通して、プログラムが作成できるようになるとともに、科学技術計算で利用されている基本的な数値計算のアルゴリズムを学ぶ。さらに、数値計算が実際の問題に適用されるときの問題点、その解決法なども理解する。

なおこの科目は、カリキュラムポリシー7.「自然の各階層に対応した多様な専門科目(選択)」、
また、物理学科のルーブリックの評価軸4「問題発見・解決能力」の項目に該当する科目である。

到達目標　Outcomes

C言語を用いて自分でプログラムの作成ができるようになる。
数値誤差を注意して、数値計算を行えるようになる。
積分や常微分方程式、非線形方程式、行列などを数値的に解けるようになる。
乱数の発生について理解し、モンテカルロ・シミュレーションを行えるようになる。
行列の数値解法を最小二乗法の解法に応用できる。

卒業認定・学位授与の方針との関係（学部科目のみ）

専門学力（現代物理学）/問題発見、解決能力

履修上の注意　Course notes prerequisites

授業はプログラム作成の演習の形態で行うため、プログラミングの基礎を理解しているのが望ましい。
特に情報科学概論２の内容を理解し、簡単なＣ言語プログラムの作成と実行ができること。

BYOD形式で自分のPCに環境を構築して演習を行う。
資料館3Fでの対面講義を基本とするが、遠隔での受講も選択できる。

遠隔でのTAへの質問は各自のPCにインストールしたzoom clientを使って画面共有、チャット機能を用いる。

説明動画を聞くためのイヤホンを持参すること。

アクティブ・ラーニング科目　Teaching type（Active Learning）

実習　Practical learning

-

準備学習・復習　Preparation and review

授業時間外にも課題やレポートの作成のために２時間程度の時間を必要とする

成績評価方法　Performance grading policy

課題を「C,B,A,S」に分類する。
例えば、「C」判定を得るためには、小テスト(配点の20%)で６割の
点数を取得することと、C課題をすべて提出することが必要となる。

学修成果の評価　Evaluation of academic achievement

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

教科書　Textbooks/Readings

教科書の使用有無（有=Y , 無=N）　Textbook used(Y for yes, N for no)

N

書誌情報　Bibliographic information

-

MyKiTSのURL（教科書販売サイト）　URL for MyKiTS(textbook sales site)

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

参考書・その他資料　Reference and other materials

C言語の文法書

授業計画　Class plan

１基本事項である式と計算や入出力の方法を復習し、簡単なCプログラムが作成できるようになる。
２プログラムの基本構造である繰り返し処理、判断と分岐を用いたプログラムを作成できるようになる。
３配列を使えるようになる。
４関数とサブルーチンの概念を理解し、プログラムに組み込めるようになる。
５　C言語の到達度の確認
6 数値の表現を学ぶとともに、数値計算における計算誤差（丸め誤差、累積誤差、打ち切り誤差）を理解する。
7 離散的な数値データを直線補完、ラグランジェ補完などの手法で補完する方法を学ぶ。
8 台形公式、シンプソンの公式を理解し、数値積分ができるようになる。
9 オイラー法、ルンゲクッタ法の手法により、常微分方程式の数値解法を学ぶ。
10 ２分法、ニュートン法の手法を学び、非線形方程式を数値的に解けるようになる。
12 数値的な擬似乱数の発生方法を理解し、モンテカルロシミュレーションの基礎を学ぶ。
13 行列の計算方法を理解し、連立一次方程式を数値的に解けるようになる。
14 連立一次方程式の数値解法を応用して、最小二乗法によるデータ解析ができるようになる。　
15 講義の総括と到達度確認

授業担当者の実務経験　Work experience of the instructor of the class

-

教育用ソフトウェア　Educational software

-

備考　Remarks

-