概要:
コンピュータを利用して工学の諸問題を解析するためには、プログラミング技法や数値解析法を習得することが必須である。本授業では、C 言語の高度なプログラミング技法と C 言語を用いて工学に関わる具体的な数値解析法を修得することを目的としている。本科目は、授業で保証する学習時間と、予習・復習及び課題レポート作成に必要な標準的な自己学習時間の総計が、90時間に相当する学習内容である。
授業の進め方・方法:
パワーポイントによる講義を実施することで、視覚的に理解しやすくし、講義の残り時間や講義外で演習とするプログラムを作成する。
注意点:
自ら積極的にコンピュータを利用しようとする姿勢が大切である。課題は自力で行い、提出期限を厳守すること。
合格の対象としない欠席条件(割合) 1/3以上の欠課
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
C 言語の復習
基本事項、数学関数、制御構造、繰り返し処理や配列などについて復習する。 |
基本事項、数学関数、制御構造、繰り返し処理や配列などについて理解できる．
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| 2週 |
ポインタ(1)
ポインタの基礎やポインタの制御などについて説明する。 |
ポインタの基礎やポインタの制御などについて理解できる．
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| 3週 |
ポインタ(2)
ポインタと配列の関係、ポインタ配列、多重間接参照について説明する。 |
ポインタと配列の関係、ポインタ配列、多重間接参照について理解できる．
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| 4週 |
関数(1)
関数のプロトタイプや再帰関数などについて説明する。 |
関数のプロトタイプや再帰関数などについて理解できる．
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| 5週 |
関数(2)
引数の引渡しと参照渡しやmain関数の引数などについて説明する。 |
引数の引渡しと参照渡しやmain関数の引数などについて理解できる．
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| 6週 |
ファイル入出力
ファイルシステムの基礎、ファイルの読み出しと書き込み方法について説明する。 |
ファイルシステムの基礎、ファイルの読み出しと書き込み方法について理解できる．
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| 7週 |
構造体
構造体の基礎、ポインタ、配列について説明する。 |
構造体の基礎、ポインタ、配列について理解できる．
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| 8週 |
中間試験（またはレポート課題）
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| 2ndQ |
| 9週 |
非線形方程式の反復解法
ニュートン法と 2 分法による非線形方程式の解法について説明する。 |
ニュートン法と 2 分法による非線形方程式の解法について理解できる．
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| 10週 |
連立一次方程式の解法(1)
直接解法であるクラメル法とガウス・ジョルダン法について説明する。 |
直接解法であるクラメル法とガウス・ジョルダン法について理解できる．
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| 11週 |
連立一次方程式の解法(2)
反復解法であるヤコビ法とガウス・ザイデル法について説明する。 |
反復解法であるヤコビ法とガウス・ザイデル法について理解できる．
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| 12週 |
補間法
ラグランジュの補間法とニュートンの補間法について説明する。 |
ラグランジュの補間法とニュートンの補間法について理解できる．
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| 13週 |
関数近似
最小二乗法による関数近似について説明する。 |
最小二乗法による関数近似について理解できる．
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| 14週 |
数値積分
台形公式とシンプソンの公式による数値積分について説明する。 |
台形公式とシンプソンの公式による数値積分について理解できる．
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| 15週 |
常微分方程式の解法
オイラー法、ホイン法、ルンゲ・クッタ法による数値解法について説明する。 |
オイラー法、ホイン法、ルンゲ・クッタ法による数値解法について理解できる．
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| 16週 |
期末試験（またはレポート課題）
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| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 基礎的能力 | 自然科学 | 化学(一般) | 化学(一般) | 物質が原子からできていることを説明できる。 | 3 | |
| 単体と化合物がどのようなものか具体例を挙げて説明できる。 | 3 | |
| 同素体がどのようなものか具体例を挙げて説明できる。 | 3 | |
| 純物質と混合物の区別が説明できる。 | 3 | |
| 混合物の分離法について理解でき、分離操作を行う場合、適切な分離法を選択できる。 | 3 | |
| 物質を構成する分子・原子が常に運動していることが説明できる。 | 3 | |
| 物質の三態とその状態変化を説明できる。 | 3 | |
| 原子のイオン化について説明できる。 | 3 | |
| 代表的なイオンを化学式で表すことができる。 | 3 | |
| 原子番号から価電子の数を見積もることができ、価電子から原子の性質について考えることができる。 | 3 | |
| 元素の性質を周期表(周期と族)と周期律から考えることができる。 | 3 | |
| 構造式や電子式により分子を書き表すことができる。 | 3 | |
| 自由電子と金属結合がどのようなものか説明できる。 | 3 | |
| 金属の性質を説明できる。 | 3 | |
| アボガドロ定数を理解し、物質量(mol)を用い物質の量を表すことができる。 | 3 | |
| 分子量・式量がどのような意味をもつか説明できる。 | 3 | |
| 化学反応を反応物、生成物、係数を理解して組み立てることができる。 | 3 | |
| 化学反応を用いて化学量論的な計算ができる。 | 3 | |
| モル濃度の説明ができ、モル濃度の計算ができる。 | 3 | |
| 酸化還元反応について説明できる。 | 3 | |
| 化学実験 | 化学実験 | 実験の基礎知識(安全防具の使用法、薬品、火気の取り扱い、整理整頓)を持っている。 | 3 | |
| 事故への対処の方法(薬品の付着、引火、火傷、切り傷)を理解し、対応ができる。 | 3 | |
| 測定と測定値の取り扱いができる。 | 3 | |
| 有効数字の概念・測定器具の精度が説明できる。 | 3 | |
| レポート作成の手順を理解し、レポートを作成できる。 | 3 | |
| ガラス器具の取り扱いができる。 | 3 | |
| 基本的な実験器具に関して、目的に応じて選択し正しく使うことができる。 | 3 | |
| 試薬の調製ができる。 | 3 | |
| 代表的な気体発生の実験ができる。 | 3 | |
| 代表的な無機化学反応により沈殿を作り、ろ過ができる。 | 3 | |
| 分野横断的能力 | 態度・志向性(人間力) | 態度・志向性 | 態度・志向性 | 自らの考えで責任を持ってものごとに取り組むことができる。 | 3 | |
| 目標の実現に向けて自らを律して行動できる。 | 3 | |