Web Syllabus(講義概要)

2019年度

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計算理工学 (Computer and Visualization Method for Science and Engineering) 河村 政昭
1年 前期 専門科目選択 2単位
【専工前・前期】 19-3-1022-2993

1.
授業の概要(ねらい)・ディプロマポリシーとの関連

教科書による学習だけでなく実際に自分の手を動かしてプログラムを作成していくことが大変重要です。この授業では、C言語にオブジェクト指向を追加したC++の開発ツールであるVisual C++を利用します。まず簡単なゲームプログラムを作りながらVisual C++の基本操作とC++のプログラミング方法について学習します。次に、基礎数学、常微分方程式、偏微分方程式の解法について学習し、様々な物理、工学シミュレーションに取り組むことでより理解を深められるようにします。
この授業では、DP1に関する知識を修得し、DP2に関する能力を修得します。

2.
授業の到達目標

この授業は、学生がC/C++言語による基本的なプログラミング技術を修得し、理工学的な問題に対して数値シミュレーションによりアプローチできるようになることを目的としています。

3.
成績評価の方法および基準・フィードバック方法

授業中に出題する課題で評価します。
出題した課題の進捗は授業の中で随時確認し、その場でコメントしていくことでフィードバックを行います。

4.
教科書・参考書

参考書:『プログラムを作ろう! Visual C++ 2010入門』 WINGSプロジェクト著、日経BP社                        ISBN-13: 978-4822294236
    『Visual C++による理工学問題の解法』 佐藤次男・佐藤裕哉著、日刊工業新聞社                         ISBN-13: 978-4526053597

5.
準備学修の内容・必要な時間

C、Basic、Fortran等の言語について多少知識があると便利ですが、それが苦手でも授業の受講には支障ありません。この授業ではまず基礎的なところから楽しみながらプログラミングが出来るようになることを目的としています。プログラミングスキルをしっかりと身につけるためにも、授業で学んだ内容は次の授業までに必ず復習し、作成したプログラムが確実にコンパイルできることを確認してから次の授業に臨むようにして下さい(1.5時間)。

6.
その他履修上の注意事項

7.
授業内容

【第1回】
プログラミングの基礎(1) 開発環境について
【第2回】
プログラミングの基礎(2) ゲーム作り(メイン画面の設計)
【第3回】
プログラミングの基礎(3) ゲーム作り(プログラミングの基本)
【第4回】
プログラミングの基礎(4) ゲーム作り(プログラミングの応用)
【第5回】
プログラミングの基礎(5) まとめ
【第6回】
シミュレーションの数値計算手法(1) 最小二乗法(直線近似)
【第7回】
シミュレーションの数値計算手法(2) 最小二乗法(指数関数近似)
【第8回】
シミュレーションの数値計算手法(3) 連立方程式(ガウスの消去法)
【第9回】
シミュレーションの数値計算手法(4) 連立方程式(ガウス・ジョルダン法)
【第10回】
シミュレーションの数値計算手法(5) まとめ
【第11回】
物理・工学シミュレーション(1) 常微分方程式(オイラー法)
【第12回】
物理・工学シミュレーション(2) 常微分方程式(ルンゲ・クッタ法)
【第13回】
物理・工学シミュレーション(3) 偏微分方程式(基本方程式)
【第14回】
物理・工学シミュレーション(4) 偏微分方程式(差分法による解法)
【第15回】
物理・工学シミュレーション(5) まとめ