2020年 理工学部 シラバス - 電気工学科
設置情報
科目名 | コンピュータアルゴリズム | ||
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設置学科 | 電気工学科 | 学年 | 2年 |
担当者 | 戸田・大貫 | 履修期 | 後期 |
単位 | 1 | 曜日時限 | 水曜3 水曜4 |
校舎 | 駿河台 | 時間割CD | I33M I34N |
クラス | A・B | ||
履修系統図 | 履修系統図の確認 |
概要
学修到達目標 | アルゴリズム(問題の解法)は,コンピュータにおけるデータ処理の基盤となる概念である.本授業では,数値解析ソフトウェア「GNU Octave」によるプログラミングを通して,アルゴリズムをコンピュータでの処理に置き換える論理的思考力を習得する.以下の学修内容を到達目標とする. ・GNU Octaveにおける変数の取り扱いや行列の基本的な演算方法を説明できる. ・スクリプトファイルを用いて基礎的なプログラミングがすることができる. ・情報(データ)の可視化としてGNU Octaveによる2D,3Dグラフィックスのプログラミングすることができる. ・電気回路や電磁気学における基礎的な物理現象を可視化することができる. ・ソートや最小二乗法といったアルゴリズムの基本をプログラミングすることができる. |
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授業形態及び 授業方法 |
・オンデマンド型授業. ・PCを使用する演習形式. ・プログラミングツールとして数値解析ソフトウェア「GNU Octave」を使用する. |
履修条件 | PCで数値解析ソフトウェア「GNU Octave」を使用できること. |
授業計画
第1回 | 15回の授業実施の概要について把握する.授業形態および演習・課題レポートの提出方法について把握する.GNU Octaveのインストール状況を確認する. 【事前学習】シラバスの内容を確認の上、授業に臨むこと.授業管理支援システムを通して講義内容を確認し,理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと.(0.5時間) 【事後学習】講義の内容を演習を通して復習し,疑問点を整理し質問できるようにまとめておくこと.(0.5時間) |
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第2回 | GNU Octaveにおける変数の取り扱いや行列の基本的な演算方法について演習する. 【事前学習】授業管理支援システムを通して講義内容を確認し,理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと.(0.5時間) 【事後学習】講義の内容を演習を通して復習し,疑問点を整理し質問できるようにまとめておくこと.(0.5時間) |
第3回 | GNU Octaveにおける2Dグラフィックス表示によるデータの可視化(1):電気回路や電磁気学の物理現象を理解するうえで強力なツールとなる2Dグラフィックス表示のシミュレーションを実習する. 【事前学習】授業管理支援システムを通して講義内容を確認し,理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと.(0.5時間) 【事後学習】講義の内容を演習を通して復習し,疑問点を整理し質問できるようにまとめておくこと.(0.5時間) |
第4回 | GNU Octaveにおける3Dグラフィックス表示によるデータの可視化(2):電気回路や電磁気学の物理現象を理解するうえで強力なツールとなる3Dグラフィックス表示のシミュレーションを実習する. 【事前学習】授業管理支援システムを通して講義内容を確認し,理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと.(0.5時間) 【事後学習】講義の内容を演習を通して復習し,疑問点を整理し質問できるようにまとめておくこと.(0.5時間) |
第5回 | GNU Octaveにおけるスクリプトファイルの作成:電気回路や電磁気学における物理現象のシミュレーションに必要となる行列の演算,for文や条件分岐のスクリプト化を実習する. 【事前学習】授業管理支援システムを通して講義内容を確認し,理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと.(0.5時間) 【事後学習】講義の内容を演習を通して復習し,疑問点を整理し質問できるようにまとめておくこと.(0.5時間) |
第6回 | スクリプトファイルからの2D/3Dグラフィックス表示:電気回路や電磁気学で定式化される物理現象を行列の演算、forループ文、条件文等を用いてスクリプト化し,2D/3Dグラフィックス表示による可視化を実習する.また文章問題をプログラムに書き換える思考を養う. 【事前学習】授業管理支援システムを通して講義内容を確認し,理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと.(0.5時間) 【事後学習】講義の内容を演習を通して復習し,疑問点を整理し質問できるようにまとめておくこと.(0.5時間) |
第7回 | スクリプトファイルを用いた物理現象の可視化(1):RC直列回路の充放電特性等について物理現象をスクリプト化し,2Dプロットによる過渡現象の可視化を実習する. 【事前学習】授業管理支援システムを通して講義内容を確認し,理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと.(0.5時間) 【事後学習】講義の内容を演習を通して復習し,疑問点を整理し質問できるようにまとめておくこと.(0.5時間) |
第8回 | スクリプトファイルを用いた物理現象の可視化(2):最大供給電力の定理をスクリプト化し,2Dプロットによる過渡現象の可視化を実習する. 【事前学習】授業管理支援システムを通して講義内容を確認し,理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと.(0.5時間) 【事後学習】講義の内容を演習を通して復習し,疑問点を整理し質問できるようにまとめておくこと.(0.5時間) |
第9回 | 中間演習:第1回~第8回までの講義内容について理解度を確認する.演習後の解説を行う. 【事前学習】第1回~第8回までの講義内容及び演習内容を確認しておくこと.(0.5時間) 【事後学習】演習及び解説の理解を通して復習し,疑問点を整理し質問できるようにまとめておくこと.(0.5時間) |
第10回 | スクリプトファイルを用いた物理現象の可視化(4):電磁気学で学んだ点電荷が作る電場(電位や電界)について,スクリプト化し,2D/3Dグラフィックス表示によるプログラミングを通して,理解を深める. 【事前学習】授業管理支援システムを通して講義内容を確認し,理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと.(0.5時間) 【事後学習】講義の内容を演習を通して復習し,疑問点を整理し質問できるようにまとめておくこと.(0.5時間) |
第11回 | スクリプトファイルを用いた物理現象の可視化(5):電磁気学で学んだ点電荷が作る電場(電位や電界)について,スクリプト化し,2D/3Dグラフィックス表示によるプログラミングを通して,理解を深める. 【事前学習】授業管理支援システムを通して講義内容を確認し,理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと.(0.5時間) 【事後学習】講義の内容を演習を通して復習し,疑問点を整理し質問できるようにまとめておくこと.(0.5時間) |
第12回 | ソーティングアルゴリズム:データソーティングの基本原理及びそれを行う基礎的なアルゴリズムとして線形探索法について演習を通して理解する.線形探索法に基づくソーティングアルゴリズムとしてバブルソートと選択ソートのプログライミングを通し,データ構造の理解と操作の理解を深める. 【事前学習】授業管理支援システムを通して講義内容を確認し,理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと.(0.5時間) 【事後学習】講義の内容を演習を通して復習し,疑問点を整理し質問できるようにまとめておくこと.(0.5時間) |
第13回 | (線形)最小2乗法(1):最小2乗法のアルゴリズムをプログラミングを通して理解する. 【事前学習】授業管理支援システムを通して講義内容を確認し,理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと.(0.5時間) 【事後学習】講義の内容を演習を通して復習し,疑問点を整理し質問できるようにまとめておくこと.(0.5時間) |
第14回 | (線形)最小2乗法(2):Web上に公開されているデータを取得し,最小2乗法による近似直線・曲線を求める実習を行う. 【事前学習】授業管理支援システムを通して講義内容を確認し,理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと.(0.5時間) 【事後学習】講義の内容を演習を通して復習し,疑問点を整理し質問できるようにまとめておくこと.(0.5時間) |
第15回 | 総合演習及びその解説 【事前学習】第1回~第14回までの講義内容及び演習内容を確認しておくこと.(0.5時間) 【事後学習】講義の内容を演習を通して復習し,疑問点を整理し質問できるようにまとめておくこと.(0.5時間) |
その他
教科書 |
毎回授業にて講義資料および演習課題を配布する.
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参考書 |
奥野貴俊, 中島弘史 『MATLABではじめるプログラミング教室』 コロナ社 2017年 第1版
青山貴伸, 蔵本一峰, 森口肇 『最新使える! MATLAB第2版』 講談社 2016年 第2版
高井信勝 『 『MATLAB画像処理入門』 工学社 2013年 第1版』 I/O BOOKS 第2版
本来コンピュータ演習室でMatlabを利用する演習科目であるが,今年度は新型コロナウィルスの影響から演習室が利用できないため,またMatlabのオンライン無料使用期間が2020年9月までで終了するため,Matlabクローン(ほぼ互換性のある)GNU Octaveはを使用することになった.従って参考書籍はMatlabのものでよい.
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成績評価の方法 及び基準 |
提出課題:60%,演習:40%. |
質問への対応 | 授業時間にZoomにて対応する. |
研究室又は 連絡先 |
E-mail: toda.takeshi@nihon-u.ac.jp |
オフィスアワー |
水曜 駿河台 13:20 ~ 16:30 授業時間中にZoomにて質問対応します
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学生への メッセージ |
出席,講義や資料の配布,課題の提出はCSTポータルIIを通じて実施します.またそれらに関する連絡もポータルを通じて行ないますので毎回確認をしてください. |