授業科目名	プログラミングII及び実習
時間割番号	TEE205
担当教員名	本間　聡
開講学期・曜日・時限	前期・月・IV-1-V-1	単位数	2
＜対象学生＞
EE2年次
＜授業の目的＞
現在、工学システムの設計や制御のために、コンピュータによる数値解析やシミュレーションは不可欠な技術となっている。様々な物理現象を表す線形代数学や微分積分学、微分方程式をプログラムで表現する手法、その解析結果を視覚化する手法を学ぶ。電磁気学や様々な力学に係る簡単な事象を例題として、実際に数値解析する。 　上記の課題に取り組むことを通して、主にC言語を用いて自由にプログラミングできる技術を身に着けることを目的とする。
＜本授業科目による獲得・涵養が特に期待されるコンピテンシー＞（能力・資質）
工学部>電気電子工学科向け 記号 コンピテンシー（能力・資質） 説明   EE-A 専門 5.ディジタル回路 手続き型プログラミング言語に習熟し、各種数値計算やシステム制御に応用できる。 ◎ EE-B 共通 汎用能力 ４・論理的思考力 情報を多面的・客観的にとらえ、筋道を立てて根拠を示しながら説明できる。 ○
＜到達目標＞  到達目標とは
目標NO 説明 コンピテンシーとの対応 EE 1 関数，制御ループ，ファイルの入出力，配列の作成，メモリの確保など基本的なCプログラムの記述ができる EE-A 2 ポインタ，間接演算子などを利用して関数間で変数の受け渡しの記述ができる EE-A 3 電磁気学や力学で使用される微分方程式を解く，または連立方程式を解くアルゴリズムを理解し，これをプログラムで記述できる EE-B 4 解析結果を視覚化するプログラムを記述できる EE-A
＜成績評価の方法＞
目標No 割合 評価の観点 1 25% プログラミング言語に習熟し、関数，制御ループ，ファイルの入出力，配列の作成，メモリの確保など基本的なCプログラムの記述ができる 2 25% ポインタ，間接演算子などを利用して関数間で変数の受け渡しの記述ができる 3 25% 電磁気学や力学で使用される微分方程式を解く，または連立方程式を解くアルゴリズムを理解し，これをプログラムで記述できる 4 25% 解析結果を視覚化するプログラムを記述できる 合計 100%
＜授業の方法＞
基本の演習課題に取り組み，C言語のプログラムを記述方法，また開発ソフトの使い方を習得する。また，その発展として，微分方程式や連立方程式を解くアルゴリズムを理解し，この処理をプログラムで記述する力を身に着ける。さらに，物理現象をシミュレーションするような発展的な課題に取り組む。
＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
これまでプログラミングに関連する授業を受けてこられたはずです。それらの講義で習った知識を使っていきますので，必ず復習をしておいてください。
＜テキスト＞
担当教員により講義資料が提供される
＜参考書＞
システム計画研究所編, C言語によるプログラミング 基礎編 第2版, オーム社, ISBN:4274064409, (2001年出版) システム計画研究所編, C言語によるプログラミング 応用編 第2版, オーム社, ISBN:4274064875, (2001年出版)
＜授業計画の概要＞
1 タイトル Cプログラムの基礎　　変数の定義，表示，読み込み， 事前学習 事後学習 講義後，演習問題を行う。次週までに提出する 授業内容 Cプログラムの基礎として，変数の定義，表示，読み込みの方法について解説する。また，プログラムを記述するソフトウェアの使い方を学び，演習問題に取り組む。 2 タイトル Cプログラムの基礎　　ポインタとアドレス 事前学習 事後学習 講義後，演習問題を行う。次週までに提出する 授業内容 Cプログラムの基礎として，ポインタ変数とアドレスの使い方について学ぶ。これを使って関数間で変数のやり取りを行う。演習問題に取り組む。 3 タイトル Cプログラムの基礎　　ポインタと配列 事前学習 事後学習 講義後，演習問題を行う。次週までに提出する 授業内容 Cプログラムの基礎として，配列の定義とそのアドレスについて学ぶ。またポインタとの関係について学ぶ。演習問題に取り組む。 4 タイトル Cプログラムの基礎　　ファイルの読み書き　その他　関数の記述 事前学習 事後学習 講義後，演習問題を行う。次週までに提出する 授業内容 Cプログラムの基礎として，外部のファイルへの読み書きの方法について学ぶ。また関数の記述法について学ぶ 5 タイトル 解析結果をグラフを作成する 事前学習 事後学習 講義後，演習問題を行う。次週までに提出する 授業内容 C言語で計算した結果をグラフに表示する方法について学ぶ。GNUPLOTを使ってグラフを作成する。 6 タイトル グラフの表示と交点の算出 事前学習 事後学習 講義後，演習問題を行う。次週までに提出する 授業内容 複数の関数のグラフを作成し，さらに交点を算出するプログラムを記述する 7 タイトル ニュートン法を用いた解の算出 事前学習 事後学習 講義後，演習問題を行う。次週までに提出する 授業内容 ニュートン法を用いて方程式の解を数値解析により求める方法を学ぶ。 8 タイトル 連立１次方程式をプログラムで解く 事前学習 事後学習 講義後，演習問題を行う。次週までに提出する 授業内容 連立方程式をプログラムを使って解く方法について学ぶ。アルゴリズムを理解し，実際にプログラムに記述する。 9 タイトル 中間審査とこれまでのまとめ 事前学習 事後学習 これまで講義で習ったことを復習する 授業内容 これまでの講義で習ったことについて習得状況を確認する。また出題意図とそのポイントについて解説する。 10 タイトル オイラー法を使って常微分方程式をプログラムで解く 事前学習 事後学習 講義後，演習問題を行う。次週までに提出する 授業内容 オイラー法のアルゴリズムを理解し，これを使って微分方程式をプログラムを使って解く。 電気回路の電流または電圧の応答をプログラムを使って解析する演習に取り組む。 11 タイトル ルンゲクッタ法を使って常微分方程式をプログラムで解く 事前学習 事後学習 講義後，演習問題を行う。次週までに提出する 授業内容 ルンゲクッタ法のアルゴリズムを理解し，これを使って微分方程式をプログラムを使って解く。 オイラー法を使った場合の誤差の比較する。 12 タイトル C++言語の基礎を学ぶ　C言語との違い 事前学習 事後学習 講義後，演習問題を行う。次週までに提出する 授業内容 C言語の拡張版であるC++言語についてその基礎を学ぶ。特にC言語から新たに追加された機能を中心に解説する。 13 タイトル オブジェクト指向の考えと記述 事前学習 事後学習 講義後，演習問題を行う。次週までに提出する 授業内容 オブジェクト指向型プログラムの考え方について学ぶ。 14 タイトル C++言語を使った演習 事前学習 事後学習 講義後，演習問題を行う。次週までに提出する 授業内容 これまで学習したアルゴリズムについてC++言語を使って記述しなおしてみる。より見やすい，使いやすい関数，クラスを自分で記述する。 15 タイトル 最終審査とこれまでのまとめ 事前学習 事後学習 これまで講義で習ったことを復習する 授業内容 これまでの講義で習ったことについて習得状況を確認する。また出題意図とそのポイントについて解説する。 16 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 17 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 18 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 19 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 20 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 21 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 22 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 23 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 24 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 25 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 26 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 27 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 28 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 29 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 30 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容
＜備考＞
(未登録)