理工学部Faculty of Science and Engineering
COT100XB（計算基盤 / Computing technologies 100）プログラミング言語Ｆｏｒｔｒａｎ（機械）Programming Language Fortran
平野 元久Motohisa HIRANO
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学部Faculty of Science and Engineering |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2021 |
| 授業コードClass code | H5114 |
| 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 | 水3/Wed.3 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | |
| 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) | |
| 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 | |
| カテゴリー＜理工学部＞Category |
機械工学科機械工学専修 学科専門科目 |
すべて開くShow all
すべて閉じるHide All
Outline (in English)
The goal is to acquire Fortan 90/95 as a programming language required for executing computer engineering design engineering, that is, "digital engineering", which is essential for the development of automobiles and aircraft. The academic achievement obtained in this lesson is not only the development of machine design, fabrication and control technology using computers, but also the foundation of computer simulation development of various physicochemical phenomena.
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
自動車・航空機開発で必須となる，コンピュータを活用した設計工学，すなわち「デジタルエンジニアリング」を実行するのに必要となるプログラミング言語としてFortan90/95を修得することを授業目標とする．この授業で得る学力は，コンピュータを用いた機械設計・製作・制御技術の開発のみならず，さまざまな物理化学現象のコンピュータシミュレーション開発の基礎力となる．
到達目標Goal
プログラミング言語Fortranを用いて計算プログラムを作成し，コンピュータを用いて必要な計算処理を実行できる学力は，技術・教育の現場において必須の技術力である．この授業の到達目標は，(1)歴史と実績のあるプログラミング言語Fortranを用いてプログラムを作成・実行できるようになること，(2)その技能を基に，理工学の問題，例えば，飛翔体の軌道計算や乱数によるモンテカルロ計算の問題に対して解法手順を立案でき，(3)数値計算・データ処理のプログラムを自ら作成・実行し，自立して問題解決を成し遂げる学力を備える
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、「DP1」と「DP2」と「DP4」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. ）
コンピュータシステムの概要と操作方法をWindowsを例として学習し，コンピュータ操作に慣れるようにする．プログラミング学習として科学技術計算用として活用されるFortan90/95を学習する．飛翔体の軌道計算や乱数を用いて円周率を求めるなど，数値計算の基礎を例題の演習を通して理解を深める．本講義で修得する学力は，CAE(計算機支援工学)を用いた数値解析，計算工学シミュレーション等の基礎となる．適時、提出された課題に対してフィードバックを行う。 適時、学習等の実施内容に対してフィードバックを行う。 適時、質疑によって受講生の疑問にフィードバックを行う。
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.)
なし / No
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
※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。
第1回：フォートラン文法の基礎(1)
代入文，演算式，入出力文，変数，型宣言
第2回：フォートラン文法の基礎(2)
くり返し計算，組込み関数，整数型除算
第3回：計算アルゴリズム(1)
疑似乱数の生成
第4回：計算アルゴリズム(2)
(1)乱数発生
(2)MATLABデータの入出力と作図
第5回：計算機シミュレーションアルゴリズム(1）
(1)くり返し(DO文)
(2)DO文の活 用法．
(3)モンテカルロ法による円周率の計算
第6回：計算機シミュレーションアルゴリズム(2）
(1)条件分岐(IF文)．
(2)関係演算子・論理演算子
第7回：フォートラン文法理解度確認試験
フォートラン文法の基礎
第8回：中間プログラミング試験
プログラム作成，数値計算
第9回：運動方程式の数値計算 (1)
(1)1 ・2 次元配列
(2)オイラー法による運動方程式の解 法
第10回：運動方程式の数値計算 (2)
(1) 摩擦抵抗のある運動方程式の解法
(2)MATLABによるデータ作図
第11回：2進数変換(1)
①2進数変換・n進数変換のプログラミング．
第12回：2進数変換(2)
(1)2進数変換
(2)IEEE浮動小数点数
第13回：判断と分岐・最小二乗法
ルート探索最適化問題解法のプログラ
ミング
第14回：最終プログラミング試験
プログラム作成の応用
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.)
【本授業の準備・復習等の授業時間外学習は、4時間を標準とする】(1) 各授業テーマ課題に関するテキスト，宿題を実施する．(2) 授業中の学習だけでは本当の理解を得られない．自発的に学ぶ学習態度が必須である．
テキスト（教科書）Textbooks
担当教員が作成する教材を教科書として「授業支援システム」により配布する．
参考書References
戸川隼人 著：「ザ・Fortran90/95」，サイエンス社
成績評価の方法と基準Grading criteria
授業中の課題：20%，プログラミング試験20%，定期試験：60%の配分で評価する．出席日数が全体の2/3に満たない学生は評価の対象外とする．また，30分以上遅刻した場合は，特別な理由が無い限り欠席扱いとする．
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
(1) 演習課題・小テストを実施し，理解度を確認して進める．(2) 演習課題の実施によって，Fortranプログラムを自力で作成できるようにする．(3) 理解度を上げるため，理解の状況や進捗に合わせて授業計画の順序や内容を柔軟に変更する．
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
特になし．PC教室で実施する．
その他の重要事項Others
「教職課程「数学」の教科に関する専門科目のコンピュータの分野であるから，教員免許状取得を考えている場合には受講すること．」大学生活は，社会に出て就職する前の最後の準備期間(学習期間)である．社会に出ると，学生時代のような手厚い教育を受ける機会は激減する．そのため，ぜひ社会に出るまでに，自力で学習できる技術と能力，精神，考えを身に付けられると良い．この能力は一生ものであり，社会に出た後，どの分野に進んだとしても必ず役に立つ。