情報科学部Faculty of Computer and Information Sciences
COT311KA-CS-352（計算基盤 / Computing technologies 300）科学技術計算Scientific Computing
岩沢 美佐子Misako IWASAWA
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 情報科学部Faculty of Computer and Information Sciences |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2022 |
| 授業コードClass code | J0560 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 秋学期授業/Fall |
| 曜日・時限Day/Period | 月1/Mon.1 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 / Koganei |
| 教室名称Classroom name | 各学部・研究科等の時間割等で確認 |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | 2 |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 他学部公開科目Open Program | |
| 他学部公開（履修条件等）Open Program (Notes) | |
| グローバル・オープン科目Global Open Program | |
| 成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | ○ |
| 成績優秀者の他学部科目履修（履修条件等）Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) |
（１） 受講希望者 (受講検討中の者も含む) は、情報科学部学部Googleフォーム（https://forms.gle/ECvwxVe2NcxmrbTK9）で初回講義前までに希望申請をしてください。（※以下URLのご案内があるGoogleフォームとは異なるのでご注意ください。） （２） 以下のURLと教育開発支援機構事務局の案内に従って、履修希望の申請を行ってください。 https://www.hoseikyoiku.jp/risyu/index.html （３） 履修取消については、ご自身の所属学部の履修取消期間内に必ず同時に履修削除を行ってください。 |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| SDGsCPSDGs CP | |
| アーバンデザインCPUrban Design CP | |
| ダイバーシティCPDiversity CP | |
| 未来教室CPLearning for the Future CP | |
| カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
| 千代田コンソ単位互換提供（他大学向け）Chiyoda Campus Consortium | |
| 選択・必修Optional/Compulsory | |
| カテゴリー（2022年度以降入学者）Category (2022~) | |
| カテゴリー（2021年度以前入学者）Category (~2021) | |
| カテゴリーCategory |
専門教育科目 専門科目 |
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Outline (in English)
The computer simulation is important in solution of scientific problem. This courses introduces a basis of computational approach to students taking this course.
At the end of the course, students are expected to understand the numerical methods of differentiation, integration and equations.
Before/after each class meeting, students will be expected to spend four hours to understand the course content.
Final grade will be decided based on the following.
Term-end examination: 40%, Problems and reports: 60%
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
近年では材料開発や構造解析といった科学技術的課題の解決に計算機シミュレーションは必須である。そこで使われる計算技術の基礎を学ぶ。
到達目標Goal
・科学技術計算の基礎である微分法、積分法、方程式の解法を理解する。
・数値計算手法をプログラムとしてコーディングできる。
・プログラムを実行し、結果を可視化できる。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち「DP3-1」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
この講義では、実際に様々な課題について問題を解くことで必要な技術を身に付ける。それを通して、コンピュータ科学、ネットワーク等の様々な情報科学分野を専攻する者を対象に、最近の計算技術を活かした解析手法修得の基礎となる数値解析の考え方や方法について基礎知識を学ぶ。
課題等の提出・フィードバックは「学習支援システム」を通じて行う予定である。
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
あり / Yes
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
授業形態/methods of teaching：対面/face to face
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
1[対面/face to face]：科学技術計算の基礎
科学技術計算を学ぶ上での前提知識
2[対面/face to face]：差分化とその誤差
数値微分と数値計算における誤差の評価
3[対面/face to face]：数値積分法の比較（１）
台形公式、シンプソン法による数値積分
4[対面/face to face]：数値積分法の比較（２）
重み付き積分法による数値積分
5[対面/face to face]：代数方程式の解法（１）
二分法、Newton法による方程式の解法
6[対面/face to face]：代数方程式の解法（２）
連立1次方程式の解法
7[対面/face to face]：行列問題の解法
実対称行列の対角化
8[対面/face to face]：データ解析（１）
数値補間法
9[対面/face to face]：データ解析（２）
最小二乗法によるフィッティング
10[対面/face to face]：常微分方程式の解法（１）
オイラー法にて常微分方程式を解く
11[対面/face to face]：常微分方程式の解法（２）
ルンゲ・クッタ法にて常微分方程式を解く
12[対面/face to face]：常微分方程式の解法（３）
2階常微分方程式を解く
13[対面/face to face]：常微分方程式の解法の評価
常微分方程式の解法の応用とまとめ
14[対面/face to face]：まとめ
全体の復習
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
復習として、授業中に出た課題はできるようにする。
本授業の準備・復習時間は各4時間を標準とする。
テキスト（教科書）Textbooks
計算物理学I・II、小柳義夫監訳、朝倉書店
参考書References
授業で指示
成績評価の方法と基準Grading criteria
提出課題、レポート等の評点（60％）と期末試験（40％）の総点で評価する。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
分かりやすい説明を心掛ける
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
貸与PC、学習支援システム