2019年 理工学部 シラバス - 土木工学科
設置情報
| 科目名 | プログラミングⅡ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 土木工学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 鈴村・小林・相馬 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 火曜3 火曜4 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | A23P A24O |
| クラス | 1組 、 2組 | ||
| ポリシー | ディプロマ・ポリシー【DP】 カリキュラム・ポリシー【CP】 | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | プログラミング I で学んだ知識をもとに機能別に分割された構造化プログラミングの技術を習得し，連立方程式の数値解法など数値解析法を理解し，簡単な数値シミュレーションが行えるようになることを目標とする． |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
パソコン演習室において，基本事項について講義の後，実際にパソコンを使用して演習を行い，理解を深める． 一般の語学の学習と同じで講義を聴いているだけでは習得できない．このため，実際にパソコンを利用して使用経験を多く積むように演習を行うと共に課題を課す． |
| 履修条件 | 基礎教育科目 専門選択 プログラミング I を履修していること． |
授業計画
| 第1回 | 授業内容：授業スケジュール、評価方法などについて説明する． VBAによるプログラミングの基本を復習する. 事後学習：前期のプログラミング I の内容（教科書66ページまで）を復習しておくこと．（240分） |
|---|---|
| 第2回 | 事前学習：Function プロシージャについて予習しておくこと（教科書 1.11.1 節）．（60分） 授業内容：Function プロシージャについて講義する．/ 戻り値 / 引数 / 再帰 / 事後学習：練習問題 問1，問2 のプログラムを作成し，E-mail 等で提出すること．提出されたプログラムは添削 し，次回授業の初めに返却する．（120分） |
| 第3回 | 事前学習：Sub プロシージャについて予習しておくこと（教科書 1.11.2 〜 3 節）．（60分） 授業内容：Sub プロシージャについて講義する．/ 引数の値渡と参照渡 / 変数の通用範囲 / 変数の有効期間 / 事後学習：練習問題 問3 のプログラムを作成し，E-mail 等で提出すること．提出されたプログラムは添削し， 次回授業の初めに返却する．（120分） |
| 第4回 | 事前学習：ニュートン法について予習しておくこと（教科書 2.1 節）．（120分） 授業内容：代数方程式，非線形方程式の数値解法について講義する．/ 二分法 / ニュートン・ラプソン法 / 事後学習：一端固定，他端ヒンジ支持の長柱の座屈荷重を求めるプログラムを作成し，E-mail 等で提出すること． 提出されたプログラムは添削し，次回授業の初めに返却する．（120分） |
| 第5回 | 事前学習：Gauss の消去法について予習しておくこと（教科書 2.2.1 〜 2 節）．（120分） 授業内容：連立方程式の直接法による解法について講義する． 事後学習：Gauss の消去法を用いた連立方程式の解を求めるプログラムを作成し，E-mail 等で提出すること． 提出されたプログラムは添削し，次回授業の初めに返却する．（180分） |
| 第6回 | 事前学習：逆行列を求める方法について予習しておくこと（教科書 2.2.3 節）．（120分） 授業内容：連立方程式の解を逆行列や LU 分解を用いて求める方法について講義する． 事後学習：LU 分解を利用した連立方程式の解を求めるプログラムを作成し，E-mail 等で提出すること． 提出されたプログラムは添削し，次回授業の初めに返却する．（120分） |
| 第7回 | 事前学習：連立方程式の反復解法について予習しておくこと．（120分） 授業内容：連立方程式の反復解法であるヤコビ法や SOR 法について講義する． 事後学習：SOR 法を利用した連立方程式の解を求めるプログラムを作成し，E-mail 等で提出すること． 提出されたプログラムは添削し，次回授業の初めに返却する．（120分） |
| 第8回 | 事前学習：線形代数学で学んだテイラー展開について復習しておくこと．（60分） 授業内容：テイラー展開，漸近展開を用いて関数値の近似値を求める方法，補間多項式を用いた関数近似について 講義する． 事後学習：指数関数の近似値を求めるプログラムを作成し，E-mail 等で提出すること． 提出されたプログラムは添削し，次回授業の初めに返却する．（120分） |
| 第9回 | 事前学習：データの解析で学んだ最小自乗法について復習，三角関数の直交性について予習しておくこと（60分） 授業内容：n 次多項式や三角関数を用いて関数近似する方法について講義する． 事後学習：三角関数を用いて関数を近似する（フーリエ近似）プログラムを作成し，E-mail 等で提出すること． 提出されたプログラムは添削し，次回授業の初めに返却する．（180分） |
| 第10回 | 事前学習：微分方程式の初期値問題の解法であるオイラー法，ルンゲ・クッタ法について予習しておくこと （教科書 2.3 節）（120分） 授業内容：微分方程式の初期値問題の数値解法について講義する． 事後学習：ルンゲ・クッタ法で微分方程式の近似解を求めるプログラムを作成し，E-mail 等で提出すること． 提出されたプログラムは添削し，次回授業の初めに返却する．（120分） |
| 第11回 | 事前学習：微分積分学で学んだ差分について復習しておくこと．（60分） 授業内容：微分方程式の初期値問題を差分法を用いて解く数値解法について講義する． 事後学習：中央差分を用いて振動方程式を解くプログラムを作成し，E-mail 等で提出すること． 提出されたプログラムは添削し，次回授業の初めに返却する．（180分） |
| 第12回 | 事前学習：構造力学のはりのたわみ理論を復習し，たわみを計算するプログラムの構成を考えてくる．（120分） 授業内容：微分方程式の境界値問題を差分法を用いて解く数値解法について講義する． 事後学習：外力が作用しているはりのたわみを計算するプログラムを作成するために，境界条件によって連立方程 式の係数行列がどのようになるかまとめる．（120分） |
| 第13回 | 事前学習：中央差分を用いて，梁のたわみを求めるアルゴリズムを考えてくる．（120分） 授業内容：機能別に副プログラムを作成し，それらをどのように組み合わせて目的とする機能を有するプログラム を作成するか？構造化プログラミングについて講義する． 事後学習：事前に考えてきたアルゴリズムを改良，最終プログラム構成案を作成する．（120分） |
| 第14回 | 事前学習：最終プログラム構成案にしたがって，副プログラム群を作成してくる．（120分） 授業内容：副プログラム群を組み上げて，全体プログラムが作成できるように個別指導する．． 事後学習：全体プログラムを作成する．（180分） |
| 第15回 | 事前学習：外力が作用しているはりのたわみを計算するプログラムを作成してくる．（180分） 授業内容：プログラムのデバッグ，検証を個別に行う． 事後学習：1週間後を締め切りとしてプログラムを完成させ，E-mail 等で提出すること． （完成するまで，研究室で個別に対応する）（120分） |
その他
| 教科書 |
鈴村・相馬・小林・西川・栃木・久保田 『ＶＢＡによるプログラミングの理解と実際』 化学工業社 2013年 第1版
第１回目に説明する。
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| 参考書 |
特に指定しない。
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| 成績評価の方法 及び基準 |
全授業回数の 2/3 ( 10 回 ) 以上の出席者に対して，提出された演習課題プログラムで評価する． 全授業回数の 1/3 ( 5 回 ) 以上欠席した場合は，課題の評価結果にかかわらず不合格とする． |
| 質問への対応 | 授業後，教室で，あるいはオフィスアワーに研究室で受け付ける． |
| 研究室又は 連絡先 |
鈴村：タワー・スコラ S1130 研究室 小林：タワー・スコラ S1104 研究室 |
| オフィスアワー |
月曜 駿河台 16:40 ～ 18:10 タワー・スコラ S1130 研究室 担当：鈴村
水曜 駿河台 12:10 ～ 13:20 タワー・スコラ S1104 研究室 担当：小林
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| 学生への メッセージ |
パソコンの台数に限りがあるため定員を設定しています。定員を超える受講希望がある場合には、第１回目等において抽選等を行い、受講者制限をします。 |