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コンピューティング２
| 令和２年度以降入学者 | コンピューティング２ | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 令和元年度以前入学者 | コンピューティング２ | ||||
| 教員名 | 尾上洋介 | ||||
| 単位数 | 2 | 学年 | 3 | 開講区分 | 文理学部 |
| 科目群 | 情報科学科 | ||||
| 学期 | 後期 | 履修区分 | 選択必修 | ||
| 授業の形態 | 対面授業 BlackboardのコースID：20224419 |
|---|---|
| 授業概要 | 数値計算やシミュレーション、情報可視化の入門的内容を題材として取り上げ、高度なコンピュータプログラムの実装について理解を深める。JavaScript言語を利用し、コンピュータを用いた効率の良い計算方法について学ぶだけでなく、計算過程の視覚的表現についても学修する。 企業でのソフトウェア開発経験をもとに、プログラミングに関する実務的な観点からも授業を行う。 |
| 授業のねらい・到達目標 | コンピュータを用いた効率の良い計算方法について説明できるようになる。 また、それらの知識に基づいたプログラムを作成できるようになる。 この科目は文理学部(学士(理学))のディプロマポリシーDP6及びカリキュラムポリシーCP9に対応している。 なお，新カリキュラム（令和2年度以降入学者対象）では，この科目は文理学部（学士(理学)）のディプロマポリシー DP3-5及びカリキュラムポリシー CP3-5に対応している。 ・仮説に基づく課題や問題を提示し，客観的な情報を基に，論理的・批判的に考察できる（A-3-3）。 ・問題を分析し，複数の解決策を提示した上で，問題を解決することができる（A-4-3）。 ・責任と役割を担い，新しい問題に取り組む意識を持ち，そのために必要な情報科学の知識・情報を収集することができる（A-5-3）。 |
| 授業の方法 | 授業の形式：【講義】 講義形式の説明とその内容に関する実習とを織り交ぜて行う。 毎回授業終了後にリアクションペーパーを提出すること。 リアクションペーパーの内容は次回授業時に適宜フィードバックする。 到達度を確認するために3回のレポート課題を課す。 提出されたレポート採点・コメントして返却する。 オンライン参加の要件：学部の方針に従う。 学部が定める要件を満たし、オンライン参加が認められた場合の受講方法： ・授業時間帯にYouTube Liveにて授業に参加する。 ・上記以外の事項（レポート〆切等）は、対面参加学生と同条件とする。 |
| 履修条件 | 「Webプログラミング」の内容を修得済みであることが望ましい。 |
| 授業計画 | |
|---|---|
| 1 |
ガイダンスとJavaScript言語の復習
【事前学習】基礎プログラミング1・2の内容を復習しておく （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、JavaScript言語を用いたプログラミングについて復習しておく （2時間） |
| 2 |
浮動小数点数と近似・誤差
【事前学習】コンピュータのデータ表現について復習しておく （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、浮動小数点数と近似・誤差について説明できるようにしておく （2時間） |
| 3 |
方程式の数値解法（1）：非線形方程式の数値解法
【事前学習】微積について復習しておく （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、非線形方程式の数値解法について説明できるようにしておく （2時間） |
| 4 |
方程式の数値解法（2）：常微分方程式の初期値問題の数値解法
【事前学習】常微分方程式について復習しておく （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、常微分方程式の初期値問題の数値解法について説明できるようにしておく （2時間） |
| 5 |
方程式の数値解法（3）：数値補間
【事前学習】常微分方程式の初期値問題の数値解法について復習しておく （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、数値補間について説明できるようにしておく （2時間） |
| 6 |
方程式の数値解法（4）：ベクトル場の可視化
【事前学習】常微分方程式の初期値問題の数値解法と数値補間について復習しておく （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、ベクトル場の可視化について説明できるようにしておく （2時間） |
| 7 |
乱数とシミュレーション（1）：モンテカルロシミュレーション
【事前学習】乱数について復習しておく （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、モンテカルロシミュレーションについて説明できるようにしておく （2時間） |
| 8 |
乱数とシミュレーション（2）：擬似乱数の生成
【事前学習】コンピュータ上での乱数の利用について復習しておく （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、擬似乱数の生成について説明できるようにしておく （2時間） |
| 9 |
乱数とシミュレーション（3）：非一様乱数の生成
【事前学習】擬似乱数の生成について復習しておく （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、非一様乱数の生成について説明できるようにしておく （2時間） |
| 10 |
乱数とシミュレーション（4）：ランダムウォーク
【事前学習】コンピュータシミュレーションについて復習しておく （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、ランダムウォークについて説明できるようにしておく （2時間） |
| 11 |
物体の運動（1）：Verlet積分
【事前学習】方程式の数値解法について復習しておく （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、Verlet積分について説明できるようにしておく （2時間） |
| 12 |
物体の運動（2）：バネモデルによるネットワーク可視化
【事前学習】Verlet積分について復習しておく （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、バネモデルによるネットワーク可視化について説明できるようにしておく （2時間） |
| 13 |
物体の運動（3）：N体シミュレーション
【事前学習】バネモデルによるネットワーク可視化について復習しておく （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、N体シミュレーションについて説明できるようにしておく （2時間） |
| 14 |
物体の運動（4）：Barnes-Hutのアルゴリズム
【事前学習】N体シミュレーションについて復習しておく （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、Barnes-Hutのアルゴリズムについて説明できるようにしておく （2時間） |
| 15 |
振り返りとまとめ（これまでの復習・解説を行い授業の理解を深める。）
【事前学習】これまでの学習内容で疑問に思ったことをまとめておく （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、理解したこと、今後の課題を自己分析し記録すること （2時間） |
| その他 | |
|---|---|
| 教科書 | なし |
| 参考書 | William H.Press ほか著 ; 丹慶勝市 ほか訳 『ニューメリカルレシピ・イン・シー 日本語版―C言語による数値計算のレシピ』 技術評論社 1993年 |
| 成績評価の方法及び基準 | レポート:全3回のレポートの評価(80%)、授業参画度:毎回のリアクションペーパーの評価(20%) オンライン参加の場合の評価は対面参加と同等に扱う。 |
| オフィスアワー | 随時受け付ける。授業時に伝えるメールアドレスにてアポイントを取ること。 |