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情報理学入門 / Introduction to Computational Science

前期集中 その他 連講. 単位数/Credit(s): 2. 担当教員/Instructor : 村山 卓. 学期/Semester: 前期集中. 開講年度/Year: 2024. 科目ナンバリング/Course code/number: SAG-SCI121J. 使用言語/Language Used in Course: 日本語.

主要授業科目/Essential Subjects

所属講座等

天文学講座

授業題目

情報・計算機科学への入門

Course Title

Introduction to Computational Science

授業の目的と概要

コンピュータ言語(C++)の習得と通じて、コンピュータの操作に慣れ、
情報・計算機科学の基本を学び、さらには、問題を抽象化し数学的に表現するという
理学研究に欠かせない能力を養うこと。
この講義は、情報とデータの基礎(旧講義名:情報基礎AまたはB)を履修した者、またはコンピュータの初歩的利用経験者を対象としている。

Purpose/Abstract

In this course students will learn and experience computer programming (C++)
aiming to develop the ability for abstraction and formulation of problems.
Students will also understand fundamentals of computational science through the practices.

学習の到達目標

具体的な数理的な問題を提示された際に、その問題を表現するためのデータ構造とアルゴリズムを考え、
それを具体的なプログラムの形で表現できるようになること。
さらに、エディターやコンパイラーを含むソフトウェアを連携させながら作業をすすめ、
バグなどの問題を自力で解決する能力を獲得すること。

Goal

To acquire the basic knowledge and skills necessary to computer programming:, students should be able to think of a data structure and algorithm to represent mathematical problems, and express them in program codes.
Furthermore, students will learn how to use text editors and compilers and acquire ability to fix coding bugs by on their own.

授業内容・方法と進度予定

C++言語の例題に取り組みながら実習形式で、C/C++言語によるプログラミングの基礎、
オペレーティングシステムの基礎とUNIX(Linux)環境での計算機操作、
UNIX 上でのプログラミング環境について、習得する。

1. オリエンテーション
基本的事項・システムの使い方
2. プログラミングの基礎(1)
データ型と演算
3. プログラミングの基礎(2)
  変数と配列
4. プログラミングの基礎(3)
  繰り返し処理、条件分岐
5. プログラミングの基礎(4)
  関数
6. プログラミングの基礎(5)
  まとめ
7. 数値計算プログラミング(1)
  連立一次方程式の直接解法1
8. 数値計算プログラミング(2)
  連立一次方程式の直接解法2
9. 数値計算プログラミング(3)
  連立一次方程式の直接解法3
10. 数値計算プログラミング(4)
  非線形方程式を解く1
11. 数値計算プログラミング(5)
  非線形方程式を解く2
12. 数値計算プログラミング(6)
  非線形方程式を解く3
13. 数値計算プログラミング(7)
  数値積分法  
14. 数値計算プログラミング(8)
  常微分方程式の数値解1
15. 数値計算プログラミング(9)
  常微分方程式の数値解2

Contentsandprogressscheduleofthe class

1. Introduction
2. Basics of computer programming (1)
3. Basics of computer programming (2)
4. Basics of computer programming (3)
5. Basics of computer programming (4)
6. Basics of computer programming (5)
7. Numerical computation (1)
8. Numerical computation (2)
9. Numerical computation (3)
10. Numerical computation (4)
11. Numerical computation (5)
12. Numerical computation (6)
13. Numerical computation (7)
14. Numerical computation (8)
15. Numerical computation (9)

成績評価方法

筆記試験は行わない。
・授業に関連する課題をレポートとして提出(5回程度) 80%
・講義および実習に対する姿勢 20%
により成績を評価する。

Grading

Your overall grade in the class will be decided based on the following:
- Mid-term and term-end reports (about fiive reports in total) (80%)
- Attitude in class (20%)

教科書および参考書

教科書は使用しないが、必要があれば一般的なプログラミングの入門書などを参考書として用いてもかまわない。
その他、必要に応じ、講義時に随時紹介する。

授業時間外学習

講義内容の復習および課題に対する取り組みのために、最低週3時間の時間外学習を行うこと。

Preparation and review

At least 3 hours per week for review.

その他

・授業は対面で実施する。
・前期の集中講義は2024年9月9日から9月13日に行う。
・授業に関する連絡はGoogle Classroomを通じて行う。
  クラスコード: (2セメ後期) 7e4l3vy https://classroom.google.com/c/NjYxNzE4MzAyMzUw?cjc=7e4l3vy
          (3セメ前期集中講義) 7ylo6c2 https://classroom.google.com/c/NjYxNzE4MTM0NDY5?cjc=7ylo6c2
・この授業では受講者のPCを使用して実習を行う。事前準備が必要なため、初回の授業の1週間程度前までに自身でこの授業のClassroomに登録し、掲載されている資料をみながら事前準備を完了させておくこと。

Remarks

- Classes will be conducted face-to-face.
- Announcements about this class will be made through Google Classroom.
Class Code: (2nd semester) 7e4l3vy (1st semester intensive course) 7ylo6c2
- The intensive course for the first semester will be held from September 9 to September 13, 2024.

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