数値情報工学セミナー

Advanced Seminar on Numerical Information Engineering

専門教育科目

工学研究科

工学研究科

1年

HETDA7MCA3

2.00単位

演習 (Seminar)

2025年度後期

(Fall semester)

小橋 昌司、礒川 悌次郎、新居 学、森本 佳太、和田 孝之

工学研究科

その他言語

受講生の希望に合わせて，日本語または英語で行います

目標9

木曜３時限目　小橋　6313号室

unipaのQ&Aで全担当教員に連絡してください

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1◎／2〇／3〇

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講義目的

顕著に発展してきた電子情報工学の成果として得られる数値データは、これも電子情報工学の発展成果である計算機により数値処理が行われる。情報システムのハードウェアに不可欠な位相同期系、大容量の高精細度3次元画像解析理論、画像データ伝送方式の最適化、並列計算機による差分方程式の解法およびニューラルシステムにより知能を数値的に処理する情報システムの技術、すなわち知能数値情報工学、並列数値計算工学および離散情報工学に関する技術を知るための演習を行う。

達成目標
画像データ処理や数値解析を行うためのモデル作成､高度かつ専門的なアルゴリズムの開発ならびに出力数値データを処理するプログラムを実装する。

サブタイトル： 先端数値解析技術
キーワード：並列計算技術，数値解析とモデリング，ニューラルネットワークと機械学習，データ処理とアルゴリズム開発，プログラミングと実装スキル

講義内容
近年､ 顕著に発展してきた電子情報工学の成果として得られる数値データは､ これも電子情報工学の発展成果である計算機により数値的処理が行われる｡ 本セミナーでは､ 数値計算に基づくシミュレーション､ 並列計算機による差分方程式の解法およびニューラルネットワークシステムにより知能を数値的に処理する情報システム実装に関する演習を行う｡

授業計画
以下のオムニバス方式で演習を行う．

小橋：数値計算工学に関する演習
1. 数値計算工学の概説
2. 偏微分方程式偏微分方程式から差分方程式への変換
3. 数値計算工学の最新研究に関するプレゼンテーション

担当：和田　分野：確率的計算工学
4. 差分方程式による数値的解法
5. 数値的解法の各種スキームのレビュー
6. 数値計算の工学的利用に関するプレゼンテーション

担当：礒川　分野：離散情報工学
7. 離散構造を持つ並列計算機
8. 並列計算機による数値演算処理と動的再構成機構
9. 並列計算機の数値演算処理・動的再構成機構の工学的利用に関するプレゼンテーション

担当：新居　分野：知能数値情報工学
10. 機械学習と学習機構
11. 学習機構を伴うニューラルネットワークと知的情報処理機構の概説
12. 知能数値情報工学的利用に関するプレゼンテーション

担当：森本　分野：最適化工学
13. 最適化問題
14. トポロジー最適化の実装方法
15. 構造最適設計の工学的利用に関するプレゼンテーション

レポート作成やプレゼンテーション資料作成に生成AIの利用について制限を設けませんが，生成AIによって生成された文章そのままの提出は認められません．提出物は必ず自分で文章を書き直す必要があります．生成AIを認められる範囲を超えて使用した場合，単位の認定をしない，または認定を取り消すことがあります．

各担当教員より適宜指示します．

Pythonによる数値計算とシミュレーション

出版社 ‏ : ‎ オーム社
ISBN-13 ‏ : ‎ 978-4274221705

【予習】
1. 授業に使用するテキスト等教材の部分の予習： 各授業に先立ち，指定されたテキスト教材の関連部分を事前に読むこと．目安として合計２０時間を想定．
2. プレゼンテーションの準備： 授業内でのプレゼンテーションに向けて，準備と練習を行う．５回のプレゼンテーションで合計１５時間の準備時間を想定
【復習】
1. レポート作成： 講義に関連する内容で，５回のレポート作成を行う．合計で１５時間の作製時間を目安とする
2. 講義内容の復習： 授業で学んだ内容の理解を深め，定着させるために，テキスト教材を再度読み直す．合計で１０時間を想定

採用しない

【成績評価の基準】
本講義では，画像データ処理や数値解析に必要なモデル作成に知識，高度かつ専門的なアルゴリズムの開発技術，および出力数値データを処理するプログラムの実装技術についての理解度を評価します．
レポート及びプレゼンテーションを通じて，これらのスキルと知識を明確に⽰すことができる学生には，講義目的と到達目標に基づいて，以下の基準に従って成績が付与されます： S(90点以上），A(80点以上），B(70点以上），C(60点以上）

【成績評価の方法】
定期試験は実施しません．評価は，レポート(30%)とプレゼンテーション(70%)に基づき行います．
レポートは5回課され，各レポートを100点満点で評価します．
プレゼンテーションも5回課され，各プレゼンテーションを100点満点で評価します
加えて，受講態度(積極的な質問等）を含めて総合的な評価を行います．

レポートに関して，ユニバーサルパスポートの「クラスプロファイル」機能を通じて講評を提供します．
プレゼンテーションについては，プレゼンテーション内容についてクラス内で議論を行います．

1. 本講義はオムニバス形式で行われるため，担当教員が変わることに注意してください．
2. 受講態度は採点において重要な要素ですので、積極的に講義に参加し，意欲的な学びを心がけることが望まれます．
3. 予習と復習は講義の理解を深めるうえで欠かせない要素です．各講義の内容に合わせて適切な予習と復習を行い，講義で学んだ知識を定着させる努力をしてください．

該当しない