プログラミング演習

Exercises in Programming

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コース基盤科目

情報科学研究科

1年

KIIMD5MCA3

2.0単位

演習 (Seminar)

2024年度前期

(Spring semester)

鷲津 仁志、芝　隼人、沼田 龍介、井上 寛康

情報科学研究科

日本語

該当なし

授業後適宜対応

鷲津：washizu@gsis.u-hyogo.ac.jp
沼田：numata@gsis.u-hyogo.ac.jp
井上：inoue@gsis.u-hyogo.ac.jp
芝：shiba@gsis.u-hyogo.ac.jp

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1◎／2〇

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【講義目的】
プログラミングの技量は情報科学に関わるどのような職種であれ、素養が必須である。本講義では大学院で行われることに鑑み、高度なプログラミングを指向する。具体的には、HPC (High Performance Computing)や効率の良いプログラミングなどである。HPCは計算科学・データ科学に必須であるのみならず、科学や産業、社会の基盤であり、それを実践的に使いこなすプログラミングを習得する。また効率の良いプログラミングは、正しいデータ構造やアルゴリズムの選択、可読性の高いコードなどであり、これも重要なプログラミングの素養である。プログラミング言語は流行があるため、本講義では１つの言語に捉われることなく、プログラミングの本質の理解のために、あえて複数の言語の演習をし、素養としてのプログラミングの習得を目指す。具体的には、HPC 環境で提供されるコンパイラーとしては Fortarn と C （C++）が一般的であり、プリ・ポスト処理の言語として有用であり、人工知能や機械学習関連の膨大なライブラリが提供されている Pythonも重要であることから、これら言語について演習する。

【到達目標】
計算科学・データ科学で用いられる各種プログラミング言語を学習し、自分から積極的に発展学習をする素養を身につけることを到達目標とする。

【講義内容】
講義と演習を並行して行う。講義では、プログラミング技術の習得に必要な知識や概念について、例題を用いながら説明する。演習では、関連するプログラムを作成することによって、プログラミング技術の定着を図る。

【授業計画】
1. ガイダンス（授業の目的、スパコン接続、ターミナル、シェル、エディタ）
2. Fortran 入門1（入出力、変数、関数、配列）
3. Fortran 入門2（条件分岐、ループ、サブルーチン）
4. Fortran 入門3（スパコンプログラミングの初歩）
5. C言語 環境と文法の基礎１
6. C言語 競技プログラミング環境と文法の基礎２
7. C言語によるデータ構造とアルゴリズム１
8. C言語によるデータ構造とアルゴリズム２
9. Python オブジェクトとデータ型、
10. Python フロー制御、シーケンス型操作
11. Python 関数、モジュール
12. Python  データ処理、NumPy の利用
13. Python PyTorchで機械学習
14. Python PyTorchでGPU
15. Python PyTorchで分散並列計算

※パソコンの利用：毎回使用予定

<<生成AIの利用について>>
・レポート、小論文、学位論文等については、学生本人が作成することを前提としているため、生成系AIのみを用いて作成することはできません。

担当教員から別途通知する。

担当教員から適宜案内する。

講義内容の予習および復習（30時間）
レポート作成（30時間）

講義中の演習は個人で行うが、分からないところは、教員に質問したり、学生同士で教えあったりすることを推奨して、コミュニケーション能力を養う。

【成績評価の基準】
プログラミングの初歩的な部分を理解し、自ら簡単なプログラムの作成・実行ができる者に単位を授与する。文法の知識の習得、プログラム作成能力の到達度に応じてSからCまでの成績を与える。

【成績評価の方法】
課題70%、プログラム作成能力の達成度30%
定期試験は実施せず、課題への取組姿勢と提出、プログラム作成能力の達成度により評価する。

講義中に出した課題の解説は、講義中に行う。
レポートについては、教員室等で質問に応じる。

該当しない。