大学院
過去（2017年度）の授業の情報です
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最終更新日：2024年4月22日
授業計画や教室は変更となる可能性があるため、必ずUTASで最新の情報を確認して下さい。
UTASにアクセスできない方は、担当教員または部局教務へお問い合わせ下さい。
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物質科学のための計算数理I
物質科学のための計算数理Ⅰ
Numerical Analysis for Material Science Ⅰ
（目標）
物質科学の問題に現れる計算の数理を理解し、その計算プログラムを実際に作成できるようになる。また並列計算のような、より高度な数値計算を実行できるようになるための基礎的事項を習得する。
（概要）
計算物質科学の基礎的な問題を例にとり、微分方程式、モンテカルロ法、線形代数計算を中心に、その数理的側面についての講義を行うと同時に、Fortran90を 用いたプログラム作成の実習を行う。また並列計算機の利用やプログラムのチューニングなど、より高度な数値計算を実行するために必要となる基礎的事項の講義も行う。
(Course Objectives)
We aim to understand mathematical and algorithmic foundation of computations appearing in material sciences, and to be able to write the program codes for such problems. In addition, we also learn the basics of high-performance computing such as parallel computations.
(Course Overview)
Taking the typical problems in material sciences, we learn the mathematical and algorithmic foundation of the computational aspects of the problems, such as differential equations, Monte Carlo methods, and linear algebra, in classroom lectures, and perform the practice to create the actual Fortran 90 programs for those problems. In addition, we also learn basic things of high-performance computing such as parallel computations and program code tunings.
物質科学の問題に現れる計算の数理を理解し、その計算プログラムを実際に作成できるようになる。また並列計算のような、より高度な数値計算を実行できるようになるための基礎的事項を習得する。
（概要）
計算物質科学の基礎的な問題を例にとり、微分方程式、モンテカルロ法、線形代数計算を中心に、その数理的側面についての講義を行うと同時に、Fortran90を 用いたプログラム作成の実習を行う。また並列計算機の利用やプログラムのチューニングなど、より高度な数値計算を実行するために必要となる基礎的事項の講義も行う。
(Course Objectives)
We aim to understand mathematical and algorithmic foundation of computations appearing in material sciences, and to be able to write the program codes for such problems. In addition, we also learn the basics of high-performance computing such as parallel computations.
(Course Overview)
Taking the typical problems in material sciences, we learn the mathematical and algorithmic foundation of the computational aspects of the problems, such as differential equations, Monte Carlo methods, and linear algebra, in classroom lectures, and perform the practice to create the actual Fortran 90 programs for those problems. In addition, we also learn basic things of high-performance computing such as parallel computations and program code tunings.
時間割／共通科目コード
コース名
教員
学期
時限
35603-0110
物質科学のための計算数理I
岩田 潤一
金曜3限
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講義使用言語
日本語/英語
単位
2
実務経験のある教員による授業科目
NO
他学部履修
可
開講所属
理学系研究科
授業計画
（順番は多少入れ替わることがあります）
第１回：ガイダンス
第２回：計算機入門、実習機の利用
第３回：プログラミング基礎（１）（Fortran90入門）
第４回：プログラミング基礎（２）（演習）
第５回：物質科学と微分方程式（座学）
第６回：常微分方程式の数値計算（１）（座学）
第７回：常微分方程式の数値計算（２）（演習）
第８回：線形代数の数値計算法（座学）
第９回：計算の高速化（並列計算と単体チューニング）（座学）
第10回：MPI, OpenMP, BLAS, LAPACKの実習
第11回：モンテカルロ法（並列計算の応用）
第12回：差分法（BLAS,LAPACKの応用）
第13回：最終課題（線形代数 and/or モンテカルロ法）
1st: Guidance
2nd: Introduction to use our computers
3rd: Basics of programming (1) (Fortran 90)
4th: Basics of programming (2) (Practice)
5th: Differential equations in material science
6th: Ordinary differential equations (1) (Lecture)
7th: Ordinary differential equations (2) (Practice)
8th: Numerical methods for linear algebra (Lecture)
9th: Performance improvement (Parallelization and 1-CPU tuning) (Lecture)
10th: Practice for MPI, OpenMP, BLAS, and LAPACK
11th: Monte Carlo method (Application of parallel computation)
12th: Finite-difference method (Application of BLAS and LAPACK)
13th: Final report problems (Linear algebra and/or Monte Carlo Method)
授業の方法
講義および実習による
By lecture and practice
成績評価方法
レポート提出
Submission of reports
教科書
独自の資料を配布
Distribute our own lecture materials
履修上の注意
教育用計算機システム(ECCS)のアカウントをお持ちでない方は、なるべく早い時期に利用講習会（予約不要）に参加しアカウントを取得してください。講習会の会場およびスケジュールは下記URLで確認してください。
If you don't have the account of Educational Campuswide Computing System (ECCS), you should attend the User Seminar and get your account as soon as possible. The place and schedule of the seminar is shown in the following web site.
その他
工学系研究科の大越孝洋助教も講義に参加します
Dr. Takahiro Ohgoe also supports this lecture.
