| 授業の目的 【日本語】 | | |
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| 授業の目的 【英語】 | | | Electronic structure calculation methods developed to understand large-scale multilayer complex systems such as macromolecular systems |
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| 到達目標 【日本語】 | | | 今日の超高速コンピュータとネットワーク環境は，超大自由度の複雑系を，その構成要素が従う明確な自然法則に基づいて運動する超大規模な非線形システムとして捉え，あるがままにシミュレートする戦略研究（ab initio複雑系科学）を可能にした。まず，超大自由度多階層複雑系の構成単位である下位スケールの要素が従う法則や性質を理解した上で，上位スケールでの複雑系が呈する構造と機能を計算して理解することを目的とする。 |
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| 到達目標 【英語】 | | | Today's ultra-high speed computers and network environment enables us to understand the complex system bearing ultra large degrees of freedom as a very large scale nonlinear system in which the constituent elements of the system move according to a clear natural law and simulate it as it is (Ab initio Complex Systems Science). The aim of this course is to help students calculate and understand the structure and function exhibited by the complex system in the upper scale after understanding the rules and properties followed by the elements of the lower scale, which is the constituent unit of the ultra-large degrees of freedom multi-layer complex system. |
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| 授業の内容や構成 | | 本特論１では，巨大分子系などの大規模多階層複雑系を理解するために開発された電子状態計算法を例に，タンパク質のような巨大生体分子の丸ごと計算を紹介する。これらの計算法を概観したのち，フラグメント分子軌道法によるタンパク質とリガンドの複合体計算の例を紹介し，分子間相互作用に基づいたタンパク質の分子認識機構を理解する。大容量データの効率的保存処理の実現についての知識も深める。
「計算量子物質科学特論１」（春１期），「計算量子物質科学特論２」（春２期），「大規模複雑系計算特論２」（春２期），及び「大規模並列数値計算特論」（春１・２期）を合わせて履修することが望ましい。
〔計画〕
1. はじめに
2. 大規模複雑系の構造をどう捉えるか
3. 大規模複雑系の電子状態をどう表すか
4. 大規模複雑系の下位レベルの自然法則
5. 巨大分子系の取り扱い
6. 大容量データの効率的保存処理
7. おわりに | This course introduces the calculation of the whole system for macrobiomolecules like proteins, taking as an example the electronic structure calculation methods developed to understand large-scale multilayer complex systems such as macromolecular systems. After overviewing these calculation methods, this course introduces calculation examples of complex of protein and ligand by fragment molecular orbital method to understand the molecular recognition mechanism of protein based on intermolecular interaction. This course also deepens our knowledge of the efficient storage process of large volume data. It is desirable to take together " Large-scale Complex Systems Computation 2" and " Advanced Lectures on Large-scale Parallel Computing".
1. Introduction
2. How to capture the structure of a large complex system
3. How to represent the electronic state of a large complex system
4. Natural law of lower level of large complex system
5. Handling of macromolecular systems
6. Efficient storage processing of large volume data
7. Conclusion
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| 履修条件・関連する科目 | | |
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| 成績評価の方法と基準 | | | 上記の課題に対する解答と出席・質問を評価し，合計１００点満点で６０点以上を合格とする。 | | Your final grade will be calculated according to the following process: Exercises (30%) and Term-end report:70 %. To pass, students must earn at least 60 points out of 100. |
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| 教科書・参考書 | | | 担当教員が作成した資料を配布する。参考文献は必要に応じて指示する。 | | Several exercises are assigned to students. |
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| 課外学習等（授業時間外学習の指示） | | | 講義において説明した理論を理解するために課題を与える。 | | Several exercises are assigned to students. |
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| 授業開講形態等 | | |
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| 遠隔授業（オンデマンド型）で行う場合の追加措置 | | |
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