2022年度 プログラミングと数値解析応用   Applied programming and numerical analysis

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開講元
融合理工学系
担当教員名
秋田 大輔  高橋 邦夫 
授業形態
講義 / 演習    (対面型)
メディア利用科目
曜日・時限(講義室)
水1-4(学術国際情報センター3F 第1実習室)  
クラス
-
科目コード
TSE.A324
単位数
2
開講年度
2022年度
開講クォーター
4Q
シラバス更新日
2022年9月8日
講義資料更新日
-
使用言語
英語
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講義の概要とねらい

 本講義の前半のねらいは,「プログラミンと数値解析」を引き継いで,最近広く使われるようになったプログラミングPythonの基本的なプログラミング手法を学び,数値解析のためのプログラムを作成できるようになることである。Pythonの初歩的な文法から,リスト,配列というデータ構造を学習する。そして,統計解析や信号画像処理のアルゴリズムを学び,実際にプログラミングを体験する。
 後半のねらいは,「プログラミングと数値解析」を引き継いで,応用的な数値計算手法や計算結果の可視化など,より実践的な力を養うことにある。グループワークでは,数値計算やプログラミングだけでなく,問題の設定やモデル化から結果の評価/理解までシミュレーションの流れを一通り経験する。

到達目標

本講義を履修することにより次の能力を習得する.
(1) プログラミング言語Pythonの使い方を習得し,
(2) 統計処理,信号画像処理のアルゴリズムを理解し,
(3) 基本的なプログラムを作成できるようになる.

キーワード

プログラミング,数値計算,アルゴリズム,Python,統計処理,信号画像処理, モデル化, 可視化

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

専門力 教養力 コミュニケーション力 展開力(探究力又は設定力) 展開力(実践力又は解決力)

授業の進め方

講義前半にプログラミング言語の文法やアルゴリズムについて学習し,後半にプログラミングを実践する。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 Pythonの基本文法と制御構造 分岐やループを含む簡単なPythonプログラムを作成できる。
第2回 基本データ構造とソート リストや配列,そのデータをソートするPythonプログラムを作成できる。
第3回 統計処理 データから,平均や分散を計算し,検定するPythonプログラムが作成できる
第4回 Paraviewを使った結果の可視化と3Dモデル作成 Paraviewを使って結果を可視化できる。
第5回 Newton流解析 Newton流解析ができる。
第6回 連立1次方程式の復習と楕円型偏微分方程式の解法 楕円型偏微分方程式を数値的に解ける
第7回 グループワーク グループワーク発表会の準備

授業時間外学修(予習・復習等)

学修効果を上げるため,教科書や配布資料等の該当箇所を参照し,「毎授業」授業内容に関する予習と復習(課題含む)をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

特になし

参考書、講義資料等

John V. Guttag, 「Python言語によるプログラミング イントロダクション」(第2版), 久保幹夫(監訳),近代科学社, 2016

成績評価の基準及び方法

プログラミング手法を習得し,数値解析のアルゴリズムを用いてプログラムを作成できる。
演習とレポート(100%)

関連する科目

  • TSE.A307 : プログラミングと数値解析基礎

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

なし

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