到達目標
１．システムについて設計、管理、最適化の概念を理解することができる
２．ユーザの要求に従ってシステム設計を行うプロセスを説明することができる。
３．線形、非線形システムの最適化を説明できる。
４．システム設計には、要求される機能をハードウェアとソフトウェアでどのように実現するかなどの要求の振り分けやシステム構成の決定が含まれることを理解している。
５．プロジェクト管理の必要性について説明することができる。
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
（到達目標１、２） | システムに必要な条件と目的をモデル化し具体的な設定、目的関数の最適化を様々な手段で説明し解くことができる。さまざまな一般的システムの設計と必要な管理のポイントを系統的に知りシステム設計と管理においての問題および解決方法を考察できる。 | システムに必要な条件と目的を設定し目的関数の最適化を説明し解くことができる。さまざまな一般的システムの設計と必要な管理のポイントを知りシステム設計の際考慮できる。 | システムに必要な条件と目的を設定し目的関数の最適化を説明できず解くことができない。さまざまな一般的システムの設計と必要な管理のポイントを知らずシステム設計に取り入れられない。 |
| 評価項目2
（到達目標３） | 線形最適化問題と非線形最適化問題の違いを説明でき、最適化問題について様々な方法がある事を理解しそれを利用して解くことができる。 | 線形最適化問題と非線形最適化問題の違いを説明し、簡単な最適化問題について解くことができる。 | 線形最適化問題と非線形最適化問題の違いが説明できず、簡単な最適化問題についても解くことが出来ない。 |
| 評価項目3
（到達目標４、５） | 一般的システムの設計に際しハードウェアとソフトウェアの両面からシステムを考え運用の際に出てくる問題を考察でき、対処するためのプロジェクト管理の重要性を説明できる。 | 一般的システムの設計に際しハードウェアとソフトウェアの両面からシステムを考えることができ、運用までのプロジェクト管理の重要性を説明できる。 | 一般的システムの設計に際しハードウェアとソフトウェアの両面からシステムを考えることができずプロジェクト管理を説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
システムとは何か、システム工学の考え方、システム設計管理および最適化手法を中心にコンピュータが関わるシステムの在り方を学ぶ。
授業の進め方・方法:
予備知識：微分積分、線形代数、確率統計を基礎とし、コンピュータの基本的知識を理解しておくこと。
講義室：5S教室
授業形式：講義と演習
学生が用意するもの：ノート、電卓
注意点:
評価方法：中間・定期試験の試験の得点を平均して評価し，60点以上を合格とする。
自己学習の指針：授業内容におけるコンピュータとシステム工学の関わりと手法概要を自己学習で把握し、講義中の練習問題と解法について理解すること。
オフィスアワー：なし
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
システムの定義、歴史、考え方 |
システムの定義とシステム工学の考え方が理解できる
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| 2週 |
システムの様々な例と設計方針 |
要求と目的に合ったシステムの設計方針と構成の決定の考え方を理解できる
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| 3週 |
システムとモデル |
要求に従った様々なシステムモデルと設計プロセスを説明できる
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| 4週 |
システムの設計と管理 |
プロジェクト管理の必要性について説明することができる
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| 5週 |
コンピュータシステムと数学 |
コンピュータシステムと数学の関わる例を説明できる
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| 6週 |
シミュレーションと確率分布 |
コンピュータシミュレーションの必要性を理解できる
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| 7週 |
線形システムの最適化と最小二乗法 |
線形システムの最適化と最小二乗法について説明できる
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
目的関数と最適化 |
目的関数と最適化手法の関連性を説明できる
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| 10週 |
順問題と逆問題 |
順問題と逆問題を理解し逆問題の解法を理解できる
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| 11週 |
逆行列と一般化逆行列 |
逆行列と一般化逆行列を理解して計算できる
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| 12週 |
ラグランジュの未定乗数法 |
ラグランジュの未定乗数法を説明できる
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| 13週 |
微分法と凸関数 |
微分法と凸関数の特徴を説明できる
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| 14週 |
線形計画法、シンプレックス法 |
線形計画法、シンプレックス法を用いて計算できる
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| 15週 |
線形システム最適化のまとめ |
ざまざまな線形システム最適化について理解できる
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
線形システムと非線形システム |
線形システムと非線形システムの違いを説明できる
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| 2週 |
非線形システムとコンピュータ |
非線形システムとコンピュータの関わりを理解できる
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| 3週 |
最急降下法 |
最急降下法を用いて計算できる
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| 4週 |
共役勾配法 |
共役勾配法を用いて計算できる
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| 5週 |
勾配法の利点、欠点 |
勾配法の利点、欠点を説明できる
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| 6週 |
シミュレーテッドアニーリング |
シミュレーテッドアニーリングを説明できる
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| 7週 |
非線形システム最適化のまとめ |
さまざまな非線形システム最適化について理解できる
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
動的計画法 |
動的計画法と多段過程の関わりを説明できる
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| 10週 |
ベルマンの最適性の原理 |
ベルマンの最適性の原理を理解できる
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| 11週 |
最短経路問題 |
最短経路問題を動的計画法を用いて計算できる
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| 12週 |
システムとコンピュータ |
システムの最適化とコンピュータの関わりについて理解できる
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| 13週 |
システムプロジェクト管理 |
システム設計と計画、工程の管理について理解できる
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| 14週 |
システム設計とハードウェア |
システム設計に要求される機能をハードウェアでどのように実現するかなどの要求の振り分けやシステム構成の決定が含まれることを理解している
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| 15週 |
システム設計とソフトウェア |
システム設計に要求される機能をソフトウェアでどのように実現するかなどの要求の振り分けやシステム構成の決定が含まれることを理解している
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| 16週 |
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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 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |