2,3年次の情報処理Ⅰ~Ⅳで学んだC言語プログラミングの応用として,数値計算のアルゴリズムやWindowsアプリケーションについて学ぶ.
JABEE(2012)基準 1(2)(d)(2)
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教育プログラムの科目分 (3)②
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JABEE(2012)基準 2.1(1)②
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教育プログラムの学習・教育到達目標 3-2
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本科(準学士課程)の学習・教育到達目標 3-b
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概要:
C言語の文法を修得し,非線形方程式,連立一次方程式,関数近似,数値微分,数値積分,常微分方程式の解法の基礎を理解・修得する.
授業の進め方・方法:
本科目は例題,演習を主体となる.学生諸君には積極的に課題に取り組む姿勢をもってもらいたい.
注意点:
疑問が生じた場合は直ちに質問し,理解を深めることを要望する.
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
C言語の基本文法 |
変数・演算・簡単な入出力(printf,scanf)について理解し,各種プログラムを作ることができる. 条件分岐構造の書式と動作,条件式について理解し,各種プログラムを作ることができる. 繰り返し構造の各書式と動作について理解し,各種プログラムを作ることができる.
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2週 |
C言語の基本文法 |
配列の宣言・要素・利用方法について理解し,各種プログラムを作ることができる. 自作関数の定義・利用方法について理解し,各種プログラムを作ることができる. ファイルのオープン,クローズ,ファイルからデータの読み込み,ファイルへの書き込みについて理解し,各種プログラムを作ることができる.
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3週 |
C言語プログラミングの応用 |
C言語を拡張したプログラミング言語であるC++を用いることによってWindowsの初歩的なアプリケーションを作製できる.
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4週 |
C言語プログラミングの応用 |
C++によるWindowsアプリケーションを用いて数値データをグラフとして視覚的に表示できる.
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5週 |
数値計算と誤差,非線形方程式の解法 |
丸め誤差,桁落ち,情報落ち,打ち切り誤差,離散化誤差の意味を理解し,説明できる. 二分法とニュートン法の計算アルゴリズムを理解,応用し,プログラムを作ることができる.
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6週 |
連立一次方程式の解法 |
ガウス・ジョルダン法,ガウスの消去法の計算アルゴリズムを理解し,応用できる.また,プログラムを作ることができる.
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7週 |
連立一次方程式の解法・関数近似 |
最小二乗法の原理,係数決定の計算アルゴリズムについて理解し,応用できる.また,プログラムを作ることができる.
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8週 |
関数近似 |
最小二乗法の原理,係数決定の計算アルゴリズムについて理解し,応用できる.また,プログラムを作ることができる.
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2ndQ |
9週 |
数値微分 |
前進差分公式,後退差分公式,中心差分公式の導出と計算アルゴリズムを理解し,応用できる.また,プログラムを作ることができる.
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10週 |
数値積分 |
区分求積法,台形公式,シンプソンの公式の原理と計算アルゴリズムを理解し,応用できる.また,プログラムを作ることができる.
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11週 |
数値積分 |
区分求積法,台形公式,シンプソンの公式の原理と計算アルゴリズムを理解し,応用できる.また,プログラムを作ることができる.
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12週 |
常微分方程式の解法 |
オイラー法,ルンゲ・クッタ法の原理と計算アルゴリズム理解し,応用できる.また,各種回路の応答を求めるプログラムを作ることができる.
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13週 |
常微分方程式の解法 |
オイラー法,ルンゲ・クッタ法の原理と計算アルゴリズム理解し,応用できる.また,各種回路の応答を求めるプログラムを作ることができる.
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14週 |
常微分方程式の解法 |
オイラー法,ルンゲ・クッタ法の原理と計算アルゴリズム理解し,応用できる.また,各種回路の応答を求めるプログラムを作ることができる.
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15週 |
試験答案の返却・解説 |
試験において間違った部分を自分の課題として把握する(非評価項目).
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16週 |
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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 | 工学基礎 | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 実験テーマの目的に沿って実験・測定結果の妥当性など実験データについて論理的な考察ができる。 | 3 | |
実験ノートや実験レポートの記載方法に沿ってレポート作成を実践できる。 | 3 | |
実験データを適切なグラフや図、表など用いて表現できる。 | 3 | |
実験の考察などに必要な文献、参考資料などを収集できる。 | 3 | |
実験・実習を安全性や禁止事項など配慮して実践できる。 | 3 | |
個人・複数名での実験・実習であっても役割を意識して主体的に取り組むことができる。 | 3 | |
共同実験における基本的ルールを把握し、実践できる。 | 3 | |
レポートを期限内に提出できるように計画を立て、それを実践できる。 | 3 | |
専門的能力 | 分野別の工学実験・実習能力 | 電気・電子系分野【実験・実習能力】 | 電気・電子系【実験実習】 | 電圧・電流・電力などの電気諸量の測定が実践できる。 | 3 | |
抵抗・インピーダンスの測定が実践できる。 | 3 | |
オシロスコープを用いて実際の波形観測が実施できる。 | 4 | |
電気・電子系の実験を安全に行うための基本知識を習得する。 | 4 | |
直流回路論における諸定理について実験を通して理解する。 | 4 | |
交流回路論における諸現象について実験を通して理解する。 | 4 | |
キルヒホッフの法則を適用し、実験結果を考察できる。 | 4 | |
分流・分圧の関係を適用し、実験結果を考察できる。 | 4 | |
ブリッジ回路の平衡条件を適用し、実験結果を考察できる。 | 4 | |
重ねの理を適用し、実験結果を考察できる。 | 4 | |
インピーダンスの周波数特性を考慮し、実験結果を考察できる。 | 4 | |
共振について、実験結果を考察できる。 | 4 | |