数値解析実習

科目基礎情報

学校	舞鶴工業高等専門学校	開講年度	2019
授業科目	数値解析実習
科目番号	0159	科目区分	専門 / 必修
授業形態	授業	単位の種別と単位数	履修単位: 1
開設学科	電気情報工学科	対象学年	3
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	教科書：栗原正仁著「わかりやすい数値計算入門」（ムイスリ出版）/moodleに資料をアップロードする
担当教員	片山 英昭,芦澤 恵太

到達目標

１　コンピュータ上での数値の表現方法が誤差に関係することを理解している。
２　コンピュータ上で数値計算を行う際に発生する誤差の影響を理解している。
３　コンピュータ向けの主要な数値計算アルゴリズムの概要や特徴を説明できる。
４　与えられた簡単な問題に対して，それを解決するためのソースプログラムを記述できる。

ルーブリック

	理想的な到達レベルの目安	標準的な到達レベルの目安	未到達レベルの目安
評価項目1	コンピュータ上での数値の表現方法が誤差に関係することを理解し，避けることができる。	コンピュータ上での数値の表現方法が誤差に関係することを理解している。	コンピュータ上での数値の表現方法が誤差に関係することを理解していない。
評価項目2	コンピュータ上で数値計算を行う際に発生する誤差の影響を理解し，避けることができる。	コンピュータ上で数値計算を行う際に発生する誤差の影響を理解している。	コンピュータ上で数値計算を行う際に発生する誤差の影響を理解していない。
評価項目3	コンピュータ向けの主要な数値計算アルゴリズムの概要や特徴を説明でき，使い分けすることができる。	コンピュータ向けの主要な数値計算アルゴリズムの概要や特徴を説明できる。	コンピュータ向けの主要な数値計算アルゴリズムの概要や特徴を説明できない。
評価項目4	与えられた簡単な問題に対して，それを解決するためのソースプログラムを記述でき，適切な解を得ることができる。	与えられた簡単な問題に対して，それを解決するためのソースプログラムを記述できる。	与えられた問題に対して，それを解決するためのソースプログラムを記述できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 (D) （実験・実習・演習により現象の理解を深め，実践力を身につける。）

学習・教育到達度目標 (H) （コンピュータを技術の実践に活用できる。）

教育方法等

概要:

講義では，すでによく知られ広く利用されている種々な解析手法を学ぶことに主眼を置く。また基礎的な数値解析のプログラムを作成することで，理論だけでなく実践的な技術の習得も目指す。

授業の進め方・方法:

講義を中心に授業は行うため，板書された内容はノートの記録すること。また内容の理解の確認のため，適宜演習を行う。

注意点:

【成績の評価方法・評価基準】
２回の試験（後期中間，後期期末）を行う。時間は50分とする。レポートの内容評価（40％）と試験結果(60%)とから総合的に評価する。到達目標の各項目の達成度を評価基準とする。

【備考】
授業時間中に演習問題を解くため，必ず電卓を持参すること。

【連絡先】
研究室:A棟3階（A-323)　e-mail:ashizawa(AT)maizuru-ct.ac.jp
※(AT)は@にかえること

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	シラバス内容の説明　数値計算の基礎知識	１　コンピュータ上での数値の表現方法が誤差に関係することを理解している。 ２　コンピュータ上で数値計算を行う際に発生する誤差の影響を理解している。
		2週	非線形方程式　（２分法，ニュートン法）	３　コンピュータ向けの主要な数値計算アルゴリズムの概要や特徴を説明できる。
		3週	非線形方程式　（収束の速さ，割線法）	３　コンピュータ向けの主要な数値計算アルゴリズムの概要や特徴を説明できる。
		4週	連立一次方程式の直接解法　（ガウス消去法）	３　コンピュータ向けの主要な数値計算アルゴリズムの概要や特徴を説明できる。
		5週	連立一次方程式の反復解法　（反復法）	３　コンピュータ向けの主要な数値計算アルゴリズムの概要や特徴を説明できる。
		6週	プログラム演習	２　コンピュータ上で数値計算を行う際に発生する誤差の影響を理解している。 ４．与えられた簡単な問題に対して，それを解決するためのソースプログラムを記述できる。
		7週	プログラム演習	２　コンピュータ上で数値計算を行う際に発生する誤差の影響を理解している。 ４　与えられた簡単な問題に対して，それを解決するためのソースプログラムを記述できる。
		8週	中間試験
	4thQ
		9週	前期期末試験返却，到達度確認，補間（１次のラグランジュ補間）	３　コンピュータ向けの主要な数値計算アルゴリズムの概要や特徴を説明できる。
		10週	補間　（高次のラグランジュ補間，チェビシェフ補間）	３　コンピュータ向けの主要な数値計算アルゴリズムの概要や特徴を説明できる。
		11週	数値積分　（台形公式，シンプソン公式）	３　コンピュータ向けの主要な数値計算アルゴリズムの概要や特徴を説明できる。
		12週	数値積分　（台形公式の漸増計算）	３　コンピュータ向けの主要な数値計算アルゴリズムの概要や特徴を説明できる。
		13週	常微分方程式　（１段階法と多段階法，オイラー法，修正オイラー法）	３　コンピュータ向けの主要な数値計算アルゴリズムの概要や特徴を説明できる。
		14週	常微分方程式　（ルンゲ・クッタ法，高階微分方程式）	３　コンピュータ向けの主要な数値計算アルゴリズムの概要や特徴を説明できる。
		15週	プログラム演習	２　コンピュータ上で数値計算を行う際に発生する誤差の影響を理解している。 ４　与えられた簡単な問題に対して，それを解決するためのソースプログラムを記述できる。
		16週

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

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	情報リテラシー	情報リテラシー	与えられた基本的な問題を解くための適切なアルゴリズムを構築することができる。	3
				任意のプログラミング言語を用いて、構築したアルゴリズムを実装できる。	3
専門的能力	分野別の専門工学	情報系分野	プログラミング	与えられた問題に対して、それを解決するためのソースプログラムを記述できる。	3	後6,後7,後15
			情報数学・情報理論	コンピュータ上での数値の表現方法が誤差に関係することを説明できる。	3	後1,後7
				コンピュータ上で数値計算を行う際に発生する誤差の影響を説明できる。	3	後1,後6,後7
				コンピュータ向けの主要な数値計算アルゴリズムの概要や特徴を説明できる。	3	後2,後3,後4,後5,後7,後10,後11,後12,後13,後14
	分野別の工学実験・実習能力	情報系分野【実験・実習能力】	情報系【実験・実習】	与えられた問題に対してそれを解決するためのソースプログラムを、標準的な開発ツールや開発環境を利用して記述できる。	3

評価割合

	試験	発表	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	60	0	0	0	40	0	100
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	60	0	0	0	40	0	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0