2025年 理工学部 シラバス - 物理学科
設置情報
| 科目名 | コンピュータシミュレーション | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 物理学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 藤井・山中 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 月曜1 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | M11M |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 代表的な数値シミュレーション手法を学び、それを用いて物理学の問題を解くためのプログラムを作成し、作図等も行う。Excel,Mathematica,FORTRAN,C言語等を様々な問題に適用できる。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
「対面授業」 駿河台校舎コンピュータ演習室の端末を使用する。板書等を併用した講義を行い、各自でプログラム作成の実習を課す。 |
| 履修条件 | ネットワーク基礎論、数式・画像処理、アルゴリズムとプログラミングⅠを履修していることが望ましい。履修していない場合は、事前に UNIX や FORTRAN の基礎を身につけておくこと。 |
| ディプロマ・ポリシー（DP）及びカリキュラム・ポリシー（CP）との関連 | 本授業科目はDP3及びCP3に該当しています。 |
授業計画
| 第1回 | 計算機使用方法とプログラミングの確認 ・UNIX 基礎コマンドの確認 ・プログラミング言語の復習 ・コンパイル，リンク，実行の理解 ・計算結果のCSV出力とExcelによる描画 | 【事前学修】ネットワーク基礎論，数式・画像処理，アルゴリズムとプログラミングI の復習 | 【事前学習】4時間 |
|---|---|---|---|
| 第2回 | 数値解析（その１：線形計算） ・ベクトルの内積、行列とベクトルの積、行列の積 ・連立１次方程式 ・掃き出し法のプログラミング | 【事後学修】授業内で使った内容の復習および提出した課題の再確認 | 【事後学修】4時間 |
| 第3回 | 流れ図の理解 ・最大値・最小値を求める流れ図 ・２分検索法の流れ図 ・バブルソートの流れ図 | 【事後学修】授業内で使った内容の復習および提出した課題の再確認 | 【事後学修】4時間 |
| 第4回 | 平常試験とその解説 | 【事前学修】前回までの授業内容の復習 | 【事前学修】4時間 |
| 第5回 | 第1-4回の復習 | 【事後学修】提出した課題を再確認する | 【事後学修】4時間 |
| 第6回 | 数値解析（その２：数値積分） ・数値積分法 ・台形則のプログラミング | 【事後学修】授業内で使った内容の復習および提出した課題の再確認 | 【事後学修】4時間 |
| 第7回 | 数値解析（その３：非線形計算） ・方程式の解法 ・Newton法のプログラミング | 【事後学修】授業内で使った内容の復習および提出した課題の再確認 | 【事後学修】4時間 |
| 第8回 | 数値解析（その４：微分方程式） ・微分方程式の解法 ・オイラー法のプログラミング ・ルンゲ・クッタ法のプログラミング | 【事後学修】授業内で使った内容の復習および提出した課題の再確認 | 【事後学修】4時間 |
| 第9回 | 平常試験とその解説 | 【事前学修】前回までの授業内容の復習 | 【事前学修】4時間 |
| 第10回 | 第6-9回の復習 | 【事後学修】提出した課題を再確認する | 【事後学修】4時間 |
| 第11回 | AIの物理学における歴史的経緯、AIと大規模言語モデルの原理、AIとノーベル賞 | 【事後学修】授業内で使った内容の復習および提出した課題の再確認 | 【事後学修】４時間 |
| 第12回 | 機械学習における教師あり学習と教師なし学習、ニューラルネットワーク・スピングラス・AIの相互関係 | 【事後学修】授業内で使った内容の復習および提出した課題の再確認 | 【事後学修】４時間 |
| 第13回 | アルファフォールドの原理、アルファフォールドとノーベル賞 | 【事後学修】授業内で使った内容の復習および提出した課題の再確認 | 【事後学修】４時間 |
| 第14回 | アルファフォールドを使ってみよう（１） | 【事後学修】授業内で使った内容の復習および提出した課題の再確認 | 【事後学修】４時間 |
| 第15回 | アルファフォールドを使ってみよう（２）、アルファホールドと構造生物学 | 【事後学修】授業内で使った内容の復習および提出した課題の再確認 | 【事後学修】４時間 |
その他
| 教科書 |
資料を適宜公開する
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| 参考書 |
薮下 信 『計算物理(I), (II)[4-8052-0159-2][4-8052-0181-9]』 現代の数理科学シリーズ 地人書館 1990年 第4版
佐藤次男・佐藤裕哉 『Visual C++による理工学問題の解法 [9784526053597]』 日刊工業新聞社 2004年
物理学で用いる数値計算手法を解説する本は多数あります。自分に合うものを見つけてください。
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| 成績評価の方法 及び基準 |
第1-10回 講義中に提出する課題 10X10/15% 平常試験(2回)とその復習 90X10/15% 第11-15回 講義中に提出する課題 100X5/15% |
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定期試験等に ついて |
平常点やレポート等の課題による評価予定 |
| 質問への対応 | 授業時間内に質問時間を設ける |
| 研究室又は 連絡先 |
藤井、山中 研究室: 駿河台校舎8号館821教室 メールアドレス: fujii.shiomi@nihon-u.ac.jp メールの件名に、授業科目名と学生番号・氏名を明記すること |
| オフィスアワー |
金曜 駿河台 10:40 ～ 12:10 藤井
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| 学生への メッセージ |
授業計画は授業の進度によって変更になることがある。その場合、平常試験の実施回も変更になるので注意すること。 例示されたプログラムを読むだけでなく、必ず自身の環境で実際にプログラミングを行い、実行して結果を確認すること。これを繰り返すことによって、プログラミングを習得できる。目的意識を持って授業に臨むこと。 |