課程資訊
課程名稱
科學計算導論
Introduction to Scientific Computing 
開課學期
103-2 
授課對象
理學院  應用數學科學研究所  
授課教師
王偉仲 
課號
MATH5413 
課程識別碼
221 U5670 
班次
 
學分
全/半年
半年 
必/選修
選修 
上課時間
星期三5,6,7(12:20~15:10) 
上課地點
天數102 
備註
上課時間:13:30~16:20
總人數上限:30人 
Ceiba 課程網頁
http://ceiba.ntu.edu.tw/1032sc 
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

科學計算是一門跨領域的學科,透過應用領域、數學演算法與電腦計算等多面向的知識與技術,處理科學與工程上重要的問題。從應用與數學演算法的角度來看,主要內容包含熱傳導建築結構分析中的線性系統問題,大數據監督式學習中的奇異值分解與更新,以及光子元件模擬的特徵值問題。從電腦的角度來看,則包含平行計算與軟體開發。

上課方式包含教師講授,翻轉教室,以及學期計畫。教師講授部分比較偏向廣度視野的建立,著重在課題的基礎知識與工具,以及課題間的連結。翻轉教室的方式主要是學習平行計算,軟體開發基本工具,與程式庫。在學期計畫中,同學須從中選擇特定主題,研讀與討論論文,深入探討原理並深化理解,再透過規劃與執行計畫,整合學期所學,實作一個兼具應用價值,數學理論,與高校能計算的軟體。

我們希望透過這門課,掌握基本知識後有解決問題、創造新知、發展軟體工具的能力。讓同學獲得扎實的跨領域訓練,也希望帶給同學寬廣的視野、挑戰的樂趣與創造的喜悅。 

課程目標
認知當代重要應用問題,善用平行電腦與軟體開發工具,了解最新的高效能矩陣計算方法,培養跨領域的獨立與合作研究能力。  
課程要求
大學部高年級或研究所同學,具備大學部基本數學能力 (例如微積分、線性代數、計算數學導論等課程),基本電腦操作與程式寫作能力 (例如程式語言等課程),以及主動積極的態度。 
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
 
指定閱讀
課堂中指定。 
參考書目
課堂中提供。 
評量方式
(僅供參考)
 
No.
項目
百分比
說明
1. 
Term project 
40% 
 
2. 
Homeworks 
60% 
 
 
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
2/25  Course introduction 
第2週
3/04  Domain decomposition and hierarchical Schur 
第3週
3/11  Fast singular value decomposition 
第4週
3/18  Nonlinear structure analysis 
第5週
3/25  Nonlinear structure analysis 
第6週
4/01  春假 
第7週
4/08  Active supervised learning 
第8週
4/15  Parallel computing with MPI 
第9週
4/22  Parallel computing with MPI 
第10週
4/29  Parallel computing with MPI 
第11週
5/06  Parallel computing with MPI 
第12週
5/13  Parallel computing with MPI 
第13週
5/20  自主學習 
第17週
6/17  Final project presentations 
第18週
6/22  Final project presentations