数値計算法及び演習（Numerical Programming）[3374]

＜授業のねらい＞

科学実験を行うと，何らかのデータが得られる．これらの生データは，目的に合わせて適切に整理・処理(＝計算，グラフ化など)・解析されなくてはならない．この授業では，とくに化学系の実験・研究を進めるにあたり，非常に重要なスキルである「目的に応じたデータ整理・処理」や，「現象のモデル化とシミュレーション」が，ExcelやVBAを用いて自在にできる力を身につける．

＜受講にあたっての前提条件＞

情報処理演習I，情報処理演習IIを既習であること

＜具体的な到達目標＞

化学系の実験・研究を進めることを想定し，必要となる以下のスキルを身につけることを到達目標とする．
１．与えられたデータを，Excelを用いて，目的に応じて整理・処理でき，必要に応じて様々なグラフ（2軸グラフ，対数グラフを含む）を作成できる
２．様々な方程式・連立方程式を数値的に解くアルゴリズムを理解する
３．ゴールシーク，ソルバー機能，VBAなどを用いて，様々な方程式・連立方程式の解を求めることができる
４．物理化学的な現象・実験結果をモデル化し，シミュレーションすることができる

＜授業計画及び準備学習＞

第1回　ガイダンス，EXCELの基本操作
第2回　演習：第1回の内容
準備：情報処理演習I，情報処理演習IIのExcel部分のテキストを読んでおくこと．
第3回　グラフの描き方，最小二乗法
第4回　演習：第3回の内容
準備：第1-2回の実習内容を復習しておくこと．
第5回　VBAを用いたプログラミング
第6回　演習：第5回の内容
準備：第3-4回の実習内容を復習しておくこと．
第7回　非線形方程式の解法：二分法
第8回　演習：第7回の内容
準備：第5-6回の実習内容を復習しておくこと．
第9回　非線形方程式の解法：ニュートン法
第10回　演習：第9回の内容
準備：第7-8回の実習内容を復習しておくこと．
第11回　ゴールシーク機能を用いた方程式の解法
第12回　演習：第11回の内容
準備：第9-10回の実習内容を復習しておくこと．
第13回　ソルバー機能を用いた方程式の解法(基礎)
第14回　演習：第13回の内容
準備：第11-12回の実習内容を復習しておくこと．
第15回、第16回　前半内容のまとめ
準備：第1-14回の実習内容を復習しておくこと．
第17回　ソルバー機能を用いた物質収支の取り扱い　
第18回　演習：第17回の内容
準備：第13-14回の実習内容を復習しておくこと．
第19回　ソルバー機能を用いた複雑な物質収支の取り扱い
第20回　演習：第19回の内容
準備：第17-18回の実習内容を復習しておくこと．
第21回　ソルバー機能を用いた反応を伴う物質収支の取り扱い
第22回　演習：第21回の内容
準備：第19-20回の実習内容を復習しておくこと．
第23回　VBAを使った解析プログラム作成（１）
第24回　演習：第23回の演習
準備：第21-22回の実習内容を復習しておくこと．
第25回　VBAを使った解析プログラム作成（２）
第26回　演習：第25回の演習
準備：第23-24回の実習内容を復習しておくこと．
第27回　VBAを使った解析プログラム作成（３）
第28回　演習：第27回の演習
準備：第25-26回の実習内容を復習しておくこと．
第29回，第30回　総合演習
準備：第1回〜第28回の実習・演習内容を復習しておくこと．

＜成績評価方法＞

毎週演習課題を課す．この結果を集計し，60点以上を合格とする．
定期試験は行わない．

＜教科書＞

毎回プリントを配布する．
教科書は指定しない．

＜参考書＞

指定参考書なし．

＜オフィスアワー＞

授業後に質問を受けます．あるいはメールでアポイントメントを取っていただければ適宜対応します．
赤松：居室は7-104で，E-mailアドレスはakamatsu@cc.kogakuin.ac.jp
高羽：居室は12-210で，E-mailアドレスはtakaba@cc.kogakuin.ac.jp

＜学生へのメッセージ＞

毎週の授業と演習をきちんとこなせば，データ整理・処理が素早くできるようになり，解析的に解けない方程式を数値的に処理できるようになります．一緒に頑張りましょう．