数値計算法及び演習（Numerical Programming）[3G39]

＜学位授与の方針＞

	1. 基礎知識の習得
○	2. 専門分野知識の習得
◎	3. 汎用的問題解決技能
	4. 道徳的態度と社会性
	5. 創成能力

＜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＞

情報処理入門，情報処理演習を履修していること．受講生はこれらの授業内容を理解していることを前提として授業を行う．

＜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〜第14回　担当：赤松)
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：情報処理入門，情報処理演習の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28回　担当：高羽)
第15回　ソルバー機能を用いた物質収支の取り扱い　
第16回　演習：第15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17回　ソルバー機能を用いた複雑な物質収支の取り扱い
第18回　演習：第17回の内容
　準備：第15-16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反応を伴う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　VBAを使った常微分方程式の数値計算
第22回　演習：第22回の演習
　準備：第19-20回の実習内容を復習しておくこと．
第23回　VBAを使った連立方程式・高階常微分方程式の数値計算
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を使った偏微分方程式の数値計算(差分法)
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　モンテカルロ法
第28回　学習内容の振り返り
　準備：第1-26回の実習内容を復習しておくこと．

＜成績評価方法＞

毎週演習課題を与える．この結果を集計し評価する．ただし欠席の回の演習課題を提出しても評価しない．
定期試験は行わない．
到達目標に照らして，6段階のGrade(A+, A, B, C, D, F)で評価し，D以上の者を合格とする．

＜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＞

赤松：水曜日　17時30分〜18時30分　(7号館104号室)
高羽：金曜日　16時00分〜17時00分　(12号館210号室)

＜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．