2007 年度情報数値解析シラバス

【 2007 年度授業概要】
学習・教育目標			工学系複合プログラム	ＪＡＢＥＥ基準１（１）
科　　　目			情報数値解析 ( Numerical Analysis of Information )
担当教員			中西宏
対象学年等			都市工学科・4年・後期・必修・1単位 ( 学修単位I )
学習・教育目標			A-3(100%)	(c),(d)1
授業の概要と方針			自然界の工学的諸問題は通常，微分方程式で示されるがそのうちの殆どは解析的に解を求めることができない。この授業では，FORTRAN言語による基本プログラム知識をもとに計算アルゴリズムの考え方を習得するとともに，種々の工学的諸問題を数値的に解析する方法を学ぶことを目的とする。
到達目標		1	【A-3】　 Linuxの基礎知識が理解できまた基本操作ができる。
		2	【A-3】　 FORTRAN言語による基本的なプログラムが作成できる。
		3	【A-3】　方程式の求根の数値解法“Newton法，Regula falsi法”の手法が理解でき，プログラムが作成できる。
		4	【A-3】　連立一次方程式の数値解法“Gauss-Jordan法(掃き出し法)” の手法が理解でき，プログラムが作成できる。
		5	【A-3】　固有値解法“べき乗法”の手法が理解でき，プログラムが作成できる。
		6	【A-3】　微分方程式の解法“Runge-Kutta法”について説明できる。
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評価方法と基準	到達目標毎	1	Linuxの基礎知識が理解できまた基本操作ができるかは，課題レポートで評価する。
		2	FORTRAN言語による基本的なプログラムの作成については，課題レポートで評価する。
		3	数値解法“Newton法，Regula falsi法”の手法が理解でき，プログラムが作成できるかは，演習課題の提出と中間試験で評価する。
		4	数値解法“Gauss-Jordan法(掃き出し法)” の手法が理解でき，プログラムが作成できるかは，演習課題の提出と定期試験で評価する。
		5	固有値解法“べき乗法”の手法が理解でき，プログラムが作成できるかは，課題レポートと定期試験で評価する。
		6	Runge-Kutta法が理解でき，プログラムが作成できるかは，課題レポートで評価する。
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	総合評価		成績は，試験50%　レポート50%　として評価する。100点満点とし60点以上を合格とする。試験成績は中間試験，定期試験の平均点とする。
テキスト			プリント講義
参考書			「FORTRANと数値計算法」武藤・杉江・岡崎共著（培風館）「ザ・FORTRAN 77」戸川隼人著（サイエンス社）「FORTRANの数値計算入門」金田数正著(内田老鶴圃新社)
関連科目			情報基礎，情報処理
履修上の注意事項

【授業計画（情報数値解析）】
回	上段：テーマ／下段：内容（目標、準備など）
1	基礎知識--Linuxの基本（1）
1	Linuxの基本について説明。UNIX環境について説明する。
2	基本操作--Linuxの基本（2）
2	プログラムの作成やコマンドの実行などプログラム演習に必要な作業について説明する。デスクトップ，エディタ，コンパイルとプログラムの実行，リストと結果の印刷，ファイル操作の基本コマンドなどの説明をする。
3	C言語の基礎の復習
3	2年時に習得したC言語の基礎（文法）について復習する。
4	FORTRAN基礎の演習I
4	繰り返し，判断，分岐，書式などによる簡単なプログラミング演習をする。
5	FORTRAN基礎の演習II
5	配列，サブルーチン，関数などによるプログラミング演習をする。
6	方程式の求根（1）説明，演習
6	高次方程式や非線形方程式の根を求める数値解法“Newton法，Regula falsi法”について説明，演習をする。
7	方程式の求根（2）プログラミング演習
7	“Newton法及びRegula falsi法”のプログラムの説明とそのプログラミング演習を行う。
8	中間試験
8	Linuxの基本， FORTRANの基礎， FORTRANによるプログラミング，高次方程式の数値解法などについて出題する。
9	長柱の座屈方程式（構造力学の柱）
9	Newton法により構造力学の長柱の座屈方程式が解法できるので，Newton法のプログラムを適用して，長柱の座屈荷重及び座屈応力度を求める。
10	連立一次方程式（1）説明，演習
10	構造力学の解法などは多元連立一次方程式を解くことになる。ここでは連立一次方程式の数値解を求める“GaussJordan法(掃き出し法)”のプログラムについて説明，演習をする。
11	連立一次方程式（2）プログラミング演習
11	“Gauss-Jordan法”のプログラミング演習と構造力学の各種ラーメン構造物の連立一次方程式を解法する。
12	固有値解法”べき乗法”（1）
12	固有値解法の”べき乗法”について説明，演習をする。
13	固有値解法”べき乗法”（2）
13	固有値解法の”べき乗法”のプログラミング演習をする。
14	微分方程式の解法（1）プログラミング演習
14	実際の技術計算で最も多く使われている“Runge-Kutta法”のプログラムの説明とプログラミング演習をする。
15	微分方程式の解法（2）プログラミング演習
15	“Runge-Kutta法”のプログラミング演習をする。
備考	中間試験および定期試験を実施する。