授業内容・計画(詳細)の情報


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1.基本事項
2017 年度 秋 学期  
開講クラス 文学部・文明学科
文学部・アジア文明学科
文学部・ヨーロッパ文明学科
文学部・アメリカ文明学科
文学部・北欧学科
文学部・歴史学科-日本史専攻
文学部・歴史学科-東洋史専攻
文学部・歴史学科                -西洋史専攻
文学部・歴史学科-考古学専攻
文学部・日本文学科
文学部・文芸創作学科
文学部・英語文化コミュニケーション学科
文学部・広報メディア学科
文学部・心理・社会学科
政治経済学部・政治学科
政治経済学部・経済学科
政治経済学部・経営学科
法学部・法律学科
教養学部・人間環境学科-自然環境課程
教養学部・人間環境学科-社会環境課程
教養学部・芸術学科-音楽学課程
教養学部・芸術学科-美術学課程
教養学部・芸術学科-デザイン学課程
教養学部・国際学科
体育学部・体育学科
体育学部・競技スポーツ学科
体育学部・武道学科
体育学部・生涯スポーツ学科
体育学部・スポーツ・レジャーマネジメント学科
理学部・数学科
理学部・情報数理学科
理学部・物理学科
理学部・化学科
情報理工学部・情報科学科
情報理工学部・コンピュータ応用工学科
工学部・生命化学科
工学部・応用化学科
工学部・光・画像工学科
工学部・原子力工学科
工学部・電気電子工学科
工学部・材料科学科
工学部・建築学科
工学部・土木工学科
工学部・精密工学科
工学部・機械工学科
工学部・動力機械工学科
工学部・航空宇宙学科              -航空宇宙学専攻
工学部・航空宇宙学科              -航空操縦学専攻
工学部・医用生体工学科
観光学部・観光学科
健康科学部・看護学科
健康科学部・社会福祉学科
授業科目名 プログラミング基礎
曜日 時限 火-3
テーマ 基礎プログラミング能力の習得
キーワード 基本プログラム プログラム作成演習 C言語


2.授業で育成する力・スキル
1.自ら考える力
2.成し遂げ力
3.情報処理力
 

3.授業要旨または授業概要
【授業内容】
 今日では、あらゆる分野でコンピュータが日常的に有効活用されている。特に、理工系
の各種専門分野では複雑な科学技術計算処理を主体とした目的でコンピュータを利用する
場合が多くある。そのような時に、既存の応用ソフトウェアでは対応できない場合や自分
の思った通りの処理をさせる場合にはプログラムが必要となってくる。プログラムとは、
ある一定の処理作業をコンピュータに行わせるために一つ一つの命令を正しい順序で組み
合わせた命令の集まりである。  
 本講義では、具体的な例題によるコンピュータ実習を通じて、さまざまな問題解決にコ
ンピュータを利用する場合に必要となるプログラムに関する基礎知識と技法を習得する事
を目標としている。具体的には、コンピュータの動作原理とプログラムの基礎概念、プロ
グラムの基本的な約束、データの入力・演算・出力、繰り返し処理、条件判別による処理
の流れ変更、配列による多量データ処理(合計、平均、標準偏差)、データの並べ替、共
通する処理プログラムのモジュール化等について分かりやすく解説し、適時、プログラム
作成実習を通じて確認する。
 尚、コンピュータ実習では汎用性が極めて高いプログラム言語Cを使用する。
 また、講義テーマ毎に教師作成資料を配付する。

 


4.学習の到達目標
(1)基本的なプログラムの作成と実行が行える(基礎情報処理力)
(2)自力で正しく読みやすいプログラムを作成できる(成し遂げ力)
(3)エラーを見つけ、正しく修正することができる(自ら考える力・成し遂げ力)
(4)反復や条件による分岐命令を修得し、目的に合ったプログラムを作成できる
   (自ら考える力)
(5)構造化プログラミングをもとに自力でプログラミングできる(情報処理力)

添付ファイル:プログラミングC_学習達成度確認表.pdf

5.授業スケジュール
 
第01回:ガイダンス
    ・コンピュータの基本構成と動作原理、実習環境設定
    ・データの内部表現(10進数、2進数、8進数、16進数、文字コード)
             
第02回:プログラムの基本概念とデータの入力、計算、答えの書き方(1)
    ・プログラムの作成・翻訳・実行の基本操作(Visual Studio の基本操作)
    ・データの型と変数、標準入出力命令
    ・変数の定義、代入と入力命令、和・差・積・商(四則)の計算、出力命令
    ・プログラム作成の基本的な順番
    ・=の役割、各種計算式の書き方、わかり易い入出力命令の書き方
     例題01.メッセージを出力する
     例題02.二つのデータを入力し、和・差・積・商の計算後、答えを出力する
     練習01.円の面積、球の表面積、球の体積を求める
         課題01.台形の面積と円錐の体積を求める

第03回:データの入力、計算、答えの書き方指定出力(2)
    ・余り、べき乗、各種関数の計算式の書き方と( )の役割
         練習02.複利計算による元利合計の計算(べき乗の計算)
         練習03.2次方程式の根を求める(平方根の計算)
     練習04.sin(x), cos(x), tan(x) の値を計算し小数点以下5桁まで表示する
         課題02.3辺の長さから三角形の面積を求めて小数点以下3桁まで表示する
         課題03.木からの水平距離と仰角から木の高さを求めて小数点以下3桁までを
         表示する

第04回:繰り返し回数がわかっている場合の繰り返し命令( for文 )
         例題03.1からnまでの合計を求める
      例題04.小数点以下6桁までを表示する三角関数表を作成する
     練習05.1からnまでの偶数と奇数の合計を求める
     練習06.nの階乗を求める
     練習07.初速V0で真上に投げ上げたボールの高さを0秒から6秒まで0.2秒毎に
                 計算し、時間と高さを表示させる
     課題04.n,n2,n3,nの平方根,nの立方根 の数表を作成する
     課題05.eの近似値をnが1から12まで変えながらn,n!,1/n!,e,誤差の
                 値を一覧表として表示させる
           
第05回:繰り返し回数がわからない場合の繰り返し命令( while文 )
     例題05.お小遣いの計算(初日に1円を貰い、翌日は前日の倍のお小遣い貰う
         事を繰り返し、100万円を超えるお小遣いを貰える日は何日目かとお
                 小遣いの額を求める)
         練習08.複利計算の元利合計が単利計算による元利合計の2倍になる年は何年
         後で、その時の金額はそれぞれいくらかを求める
      課題06.eの近似値を、1/n! の値が10の-16乗より小さくなるまで求めて小数
         点以下17桁まで出力する

第06回:条件判定命令( if 文 とswitch 文 )
     例題06.テスト3科目の平均点を求め、成績評価を出力する
         例題07.1〜12月の月を入力して、その月の日数を出力する(switch文)
     練習09.2次方程式の根を判別式によって分類し、答えを出力する
     練習10. 西暦の年を入力して、その年がうるう年か平年かを判定して出力する
     課題07.身長と体重から身体比(BMI)を求めて体型を判定して出力する

第07回:中間試験

第08回:中間試験の解答と解説及び、ここまでの復習

第09回:多量データの取り扱い(配列)
     例題08.10個の測定データの平均値と個々のデータと平均値との差を求める
     練習11.例題06に分散値と標準偏差を求めるプログラムを追加する
     課題08.30個の測定データの平均値、分散値、標準偏差、誤差範囲を求める

第10回:データファイルの取り扱い(1)と文字データ(ファイルからのデータ入力)
     例題09.データファイルにある30個のデータを読み取って1行に10個のデータ
         を5行で表示する。
     練習12.40人分の医師の履歴データをデータファイルから読み取って、一覧表
                 として表示させる(文字データの取り扱い)
     課題09.水平尾翼の板厚をマイクロメータで測定した50個のデータがファイル
                 に保存されている。このデータを読み取って水平尾翼の平均板厚値、
                 分散値、標準偏差、誤差範囲を求めて表示する
           
第11回:データファイルの取り扱い(2)(ファイルへのデータ出力) 
     例題10.角度xを0°から90°まで0.1°毎に変化させた三角関数表をデータ
                 ファイルへ出力する
     練習13.キーボードから20人分の氏名、年齢、性別、出身地、身長、体重の
                 データを入力してデータファイルに出力した後に、そのデータを読み
                 取って画面に表示させる

     課題10.大砲の発射角θと初速V0が与えられた時、砲弾の位置(x,y)を発
         射(t=0秒)から着弾するまで0.1秒ごとに計算して、t,x,yの値
                 をデータファイルへ出力後、Excelで砲弾の軌道をグラフ表示する

第12回:最大値、最小値の求め方とデータの並び替え(ソート)
     例題11.10日間の気温を測定したデータから最高気温とその日を求める
     練習14.例題11のデータから、最低気温とその日を求める
     練習15.変数aと変数bに入っているデータを入れ替える
     課題11.最小値を求める方法とデータの入れ替えを組み合わせて、10日間の気
                 温データを気温の低い順に並び替えて表示する

第13回:関数の定義とその利用方法(1)
     例題12.2点間の座標データ(x1,y1)と(x2,y2)の距離を求めるプログラムを関
                 数f(x,y) として定義し、主プログラムで呼び出してn点の座標を結
                 ぶ距離を効率的に計算する
     例題13.y = ax2 + bx + c の区間x[-10, +10] の面積をシンプソンの1/3公式
                 を使って求める
     練習16.区間 x[0, π/2]の範囲における y=sin(x)+cos(2x) の面積をシンプ
                 ソンの1/3公式を使って求める
         課題12.弾丸を発射した時のライフル銃身内のガス圧分布測定データから銃口
                 を出た時の弾丸の速度を求める

第14回:関数の定義とその利用方法(2)及びポインターの概念
       ・戻り値がある関数と戻り値がない関数の定義と利用
    ・ポインターの概念
     例題14.n個のデータの平均値、分散値、標準偏差、誤差範囲を求める関数プ
         ログラムを定義し、医師の身長と体重をデータファイルから40人分を
                 読み取って、効率よく身長と体重の平均値、標準偏差、誤差範囲を表
         示させる(戻り値が複数ある関数の定義と利用)
     例題15.2変数に格納されているデータを入れ替える関数を定義し、利用する
        (戻り値がない関数の定義と利用)
   
第15回:まとめと期末試験

※【重要項目】:毎回の授業出席時には、必ず、復習・予習と課題実習で4時間の勉強
        を行う事!(講義出席条件です!) 

6.成績評価の基準および方法
 成績は授業中に実施する実習(10%)、課題実習(30%)および期末試験
(60%)を総合して100%として評価する。
総合点数が90%以上は「S」、80%以上は「A」、70%以上は「B」、
60%以上は「C」、60%未満は「E」と評価する。
なお、出席が2/3未満と期末試験を受けなかった学生は「/」と評価する。


7.教科書・参考書
区分 書 名 著者名 発行元 定価
参考書 やさしいC++第4版[やさしいシリーズ] 高橋麻奈 ソフトバンククリエイティブ \2,808


8.その他の教材
・教科書は使用しない。
・教師作成の資料を配布すると同時に授業支援システムを活用する。
・参考書は個々のレベルに合わせて適宜紹介する。


9.担当教員の連絡先
居室:F館2階・情報教育センター第11研究室(月〜水)
E−Mail:takao3@tokai-u.jp

10.授業担当教員からの改善点・コメント
本講義は毎回コンピュータ実習を行うため、欠席すると次の授業でのコンピュータ操作方
法やプログラム作成方法が理解できなくなる。特殊な事情がない限り必ず出席すること。
コンピュータ利用初心者は、空き時間を利用して毎日20分程度、コンピュータを操作し
てコンピュータ操作に慣れて欲しい。また、授業の復習、予習をしっかりと行い、与えら
れた課題は、提出期限までに必ず提出するようにすること!