課程資訊
課程名稱
科學計算一
Scientific Computing (Ⅰ) 
開課學期
101-2 
授課對象
理學院  數學系  
授課教師
王偉仲 
課號
MATH7411 
課程識別碼
221 U3640 
班次
 
學分
全/半年
半年 
必/選修
選修 
上課時間
星期一3,4,@(10:20~) 
上課地點
 
備註
上課教室:新數學館103教室(數學研究中心)。
總人數上限:40人 
Ceiba 課程網頁
http://ceiba.ntu.edu.tw/1012scicomp01 
課程簡介影片
 
核心能力關聯
本課程尚未建立核心能力關連
課程大綱
為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
課程概述

本課程以「三維光子晶體數值模擬中的矩陣計算」為主題,展示「科學計算」跨領域的研究方法與精神。在這門課中,同學將會學到如何利用物理知識、數學模型、矩陣理論、快速演算法、高效能計算以及資料視覺化,處理三維光子晶體 Maxwell 方程的大型矩陣特徵值問題,描繪其相對應的能階結構。

我們的課程將包含現有的重要理論與方法,以及最新的研究成果。透過上課講解、線上影音課程與同儕討論、小型計劃等三種上課方式教學。另外,同學需統整所學,規劃執行一個小組學期計劃,於學期結束前,親手打造一套屬於自己的高效能三維光子晶體能階結構模擬軟體,相信這會是一個寶貴且充實的經驗。

由於涵蓋的內容不少,這門課有相當的挑戰性。但是同學不需擔心對於相關理論或知識不熟悉,我們會完整的將所需背景,仔細的走過一遍,並且透過實作方式協助同學瞭解內容。我們希望透過這門課,讓同學獲得扎實的跨領域訓練,以及接觸最新電腦的機會,也希望帶給同學嶄新的視野、挑戰的樂趣、與創造的喜悅。歡迎大三以上同學或研究生加入!

詳細內容請下載課程大綱 http://goo.gl/9SC22  

課程目標
See above and syllabus at "http://goo.gl/9SC22".  
課程要求
 
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
另約時間 
指定閱讀
課堂上指定。 
參考書目
See syllabus. 
評量方式
(僅供參考)
 
No.
項目
百分比
說明
1. 
Projects 
90% 
 
2. 
Class attendance and performance 
10% 
 
 
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
2/18  Course introduction 
第2週
2/25  - Scientific computing (00_1_course_intro_sc01.pdf)<br>
- Photonic crystal (pp. 1-17)<br>
- Periodical matrix and fast mtx-vec multiplication (Maxwell_20120421.pdf)<br>
- Project 1 (P01.pdf) 
第3週
3/04  - Solving (A - \tau I)y=d 
第4週
3/11  - Photonic crystal (pp. 18-48 of 01_1_Photonic_Crystal_introduction.pdf)<br>
- Project discussion<br>
- 分組 
第5週
3/18  - Construction of B matrix<br>
- Project 1 and 2 discussion 
第6週
3/25  - pp. 20-28 of Maxwell_20130303.pdf 
第7週
4/01  - pp. 29-32 of Maxwell_20130303.pdf<br>
- Project 4 part a<br>
- Group term project one-page slide proposal<br>
- Introduction to "sphinx"<br>
- Note: NTNU online course Parts 3, 4, 5, 6, 7 are for linear systems and Parts 8, 9, 10 are for eigenvalue problems 
第8週
4/08  - pp. 33-44 of Maxwell_20130303.pdf<br>
- MKL usage on City Cluster 
第9週
4/15  - pp. 45-51 of Maxwell_20130303.pdf<br>
- Group term project progress report (including task timeline) 
第10週
4/22  - Physics in photonic crystals<br>
- Course video: http://www.tims.ntu.edu.tw/lecture.php?i=3<br> 
第11週
4/29  - Physics in photonic crystals<br> 
第12週
5/06  - Physics in photonic crystals<br> 
第16週
6/03  - 11:20-12:10 :Prof. Takayuki Aoki, Real-World Computer Simulation by Using a Supercomputer