概要:
実数計算を行うにあたっての注意点，数値計算アルゴリズムの基礎を理解させ,これらに基づいてプログラムを作成する能力,工学問題に適用する基礎能力を身につけさせる
授業の進め方・方法:
プログラム言語としてC＋＋を使う。C言語/C＋＋での数値計算上の注意点を述べた後、準備したベクトル、行列演算用のクラスライブラリの使い方をマスターしてもらう。このライブラリを使って数値計算プログラムの作成演習を行う。
関連科目：プログラミングⅠ、Ⅱ、Ⅲ
注意点:
中間試験、定期試験の点数が60点に満たないとき、原則として中間試験、定期試験それぞれに対して再試を実施する。再試の点数は60点を超えていても60点として評価する。
中間試験(あるいはその再試)と定期試験(あるいはその再試)の平均が60点以上のとき、合格とする。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
VC＋＋および Code::Blocks＋MinGW gcc の使い方 |
VC＋＋および Code::Blocks＋MinGW gcc を使うことができる．
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| 2週 |
C言語の復習とC＋＋の入門Ⅰ(データの入出力) |
C言語とC＋＋の入出力を理解できる
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| 3週 |
実数のデータ表現、丸め誤差、打ち切り誤差、桁落ち |
実数のデータ表現、丸め誤差、打ち切り誤差、桁落ちを理解できる
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| 4週 |
実数計算を行うにあたっての注意点 |
実数計算を行うにあたっての注意点を理解できる
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| 5週 |
C言語の復習とC＋＋の入門Ⅰ(ポインタと配列） |
ポインタと配列を理解できる
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| 6週 |
C言語の復習とC＋＋の入門Ⅱ(1次元配列による2次元配列の実装) |
1次元配列による2次元配列の実装を理解できる
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| 7週 |
C＋＋の入門Ⅲ(クラスとオブジェクト) |
クラスとオブジェクトを理解できる
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| 8週 |
C＋＋の入門Ⅳ(関数，演算子のオーバーロード) |
関数，演算子のオーバーロードを理解できる
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| 4thQ |
| 9週 |
C＋＋で作成した数値計算用クラスライブラリの解説 |
C＋＋で作成した数値計算用クラスライブラリを使うことができる
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| 10週 |
数値計算用クラスライブラリを用いた演習Ⅰ |
C＋＋で作成した数値計算用クラスライブラリを使うことができる
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| 11週 |
数値計算用クラスライブラリを用いた演習Ⅱ |
C＋＋で作成した数値計算用クラスライブラリを使うことができる
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| 12週 |
２分法による代数方程式の求解 |
２分法による代数方程式の求解を理解してプログラムを作成できる
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| 13週 |
ニュートン法による代数方程式の求解 |
ニュートン法による代数方程式の求解を理解してプログラムを作成できる
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| 14週 |
連立１次代数方程の解法(ガウス消去法、pivot選択、行列式) |
ガウス消去法、pivot選択を理解して数値計算用ライブラリを利用したプログラムを作成できる
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| 15週 |
連立１次代数方程の解法(逆行列の計算、LU分解法) |
数値計算用ライブラリを利用して逆行列を計算できる．LU分解法について理解できる
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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 |
| 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 | 代入や演算子の概念を理解し、式を記述できる。 | 3 | 後2,後8 |
| プロシージャ(または、関数、サブルーチンなど)の概念を理解し、これらを含むプログラムを記述できる。 | 3 | 後7,後8 |
| 変数の概念を説明できる。 | 3 | 後7,後8 |
| データ型の概念を説明できる。 | 3 | 後2,後5,後7 |
| 制御構造の概念を理解し、条件分岐を記述できる。 | 3 | 後2 |
| 制御構造の概念を理解し、反復処理を記述できる。 | 3 | 後2 |
| 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9,後10,後11,後12,後13,後14,後15 |
| ソフトウェア生成に必要なツールを使い、ソースプログラムをロードモジュールに変換して実行できる。 | 3 | 後1,後3 |
| 与えられたソースプログラムを解析し、プログラムの動作を予測することができる。 | 3 | 後1,後3 |
| ソフトウェア開発に利用する標準的なツールの種類と機能を説明できる。 | 3 | 後1 |
| 要求仕様に従って、いずれかの手法により動作するプログラムを設計することができる。 | 2 | 後3 |
| 要求仕様に従って、いずれかの手法により動作するプログラムを実装することができる。 | 3 | 後3,後14 |
| 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。 | 4 | 後3,後4 |
| 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。 | 4 | 後3,後4 |
| 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12,後13,後14,後15 |
| その他の学習内容 | 少なくとも一つの具体的なコンピュータシステムについて、起動・終了やファイル操作など、基本的操作が行える。 | 4 | 後1,後2,後14 |