2007 Programming

物理科学科 2年次 2007年前期(月5-6, 9-10) プログラミング(4単位必修)

担当者(所属)：高橋信介
(理工学部): taka(_#_)stu.hirosaki-u.ac.jp 　(_#_)を @ に置換えて送信してください
Last modified August 17, 2007

第1回 Apr.09	第2回 Apr.16	第3回 Apr.23	第4回 May.07	第5回 May.14
第6回 May.21	第7回 May.28	第8回 Jun.04	第9回 Jun.11	第10回 Jun.18
第11回 Jun.25	第12回 Jul.02	第13回 Jul.09	第14回 Jul.23	第15回 Jul.30

レポート提出状況

第1回 April 9, 2007 / (Last modified Apr.17,2007)

講義
授業概要の説明。
- シラバスの説明
- 5･6、9･10の両方を合わせて必修4単位
- 関数電卓を持参すること
- コンピュータを使った数値計算の基礎
  1. 変数は整数と実数を区別する
  2. 表現できる最大値、最小値がある
  3. 2進数、10進数
  4. 32ビット、64ビット
- fortranプログラムを書くためのお約束(はじめの一歩)
  1. 第1カラムの c
  2. プログラムは第7～第72カラムに書く
  3. 第2～第5カラムには？
  4. 第6カラムには？
  5. 入力(input)と出力(output)
  6. 式に出てくる　=　の意味は？
- 次の9･10時限までにパスワードを必ず思い出しておくこと
- 欠席した場合は次回までに独力で補っておくことが必須です
  欠席した学生への説明のために授業全体を止めることはしません！
演習
- Linuxを用いたPCへのログインとログアウト
- Linuxでのコマンド
  1. ls (Enterを押す)
  2. cat test.f (Enterを押す)
- emacs
  1. emacs test.f & (Enterを押す)
  2. 編集や修正の後は必ず save　する
  3. 1～1000まで加算する
- f77でコンパイル／実行
  1. f77 test.f (Enterを押す)
    エラーメッセージが出なければＯＫ！　
    エラーがあればよく読み、emacsのウインドウ内で修正した後、
    必ず save してからコンパイルする
  2. ls (Enterを押す)
    a.outというファイルができていればＯＫ！
  3. ./a.out (Enterを押す)
    画面に　1.0 2.0 3.0　と表示されればＯＫ！
    エラーがあればよく読み、emacsのウインドウ内で修正した後、
    必ず save してからコンパイルする
  4. たくさんプログラムを入れる(編集する)前に、saveして、コンパイル、実行する
    たくさん入れてしまうと、エラーもたくさん出て、どこが悪いか探すのに苦労する
- gnuplot
  1. gnuplot
  2. plot sin(x)
  3. set grid
  4. replot
  5. splot x*y
    マウスを使って回転、拡大、縮小の練習
  6. plot "test.dat"
  7. save "test.plt"
  8. exit
連絡
- 次回までに必ず練習しておくことが必要

第2回 April 16, 2007 / (Last modified Apr.17,2007)

講義
- 成績のつけ方の説明(シラバス)
  概ね、小テスト30%、レポート35%、期末筆記試験35%
- 配布プリント有り(8ページ)
- 前回演習の出席記録の確認
- fortranの約束ごと(文法)
  1. はじめのお約束
    コメント行、文番号、実行文の書くところ、使える文字
  2. 宣言文
    暗黙の型宣言、整数型、実数型、倍精度、文字型、複素数型、論理型
    integer, real, real*4, double precision, real*8, character,
    implicit real*8 (a-h,o-z)
  3. 実行文
    read, write, open, close, format,
  4. 演算
  5. 組込関数
  6. 繰り返し計算
演習
- Linuxへのログイン
  1. 2147483647
  2. 変数の型と演算
- プリント末尾の練習問題
- メールの設定(Linux)
  欠席者は友達に聞いて次回までに設定しておくこと
連絡
- emacsでの日本語(2バイト文字)は来週からできるようになります
- レポートの提出はe-mailで行います
- 次回までに必ず練習しておくことが必要

第3回 April 23, 2007 / (Last modified Apr.24,2007)

講義
- 配布プリント有り(9～19page)
- fortran
  1. 配列変数（１次元配列、２次元配列）
  2. 繰り返し（入力出力、ｄｏループ）
  3. data文
  4. ブロックif文、go to、　continue
  5. 最大値、最小値、平均値
  6. 並び替え（大きい順）
- 非線型方程式の解法
  1. ニュートン法
    y = f(x) = 0
    微分可能な関数
    初期値として使える近似解が必要
    x2 = x1 - f(x1) / f '(x1)
    収束条件（繰り返し計算を止める条件）の検討が必要
  2. 無限ループ計算は禁止です!
演習
- メールを使ったレポ－ト送信の練習
  件名に必ず学籍番号とレポート番号を記入する
  件名の例：　06s20xx report01
  これに従わないとレポートが行方不明になるかもしれないので注意
- scriptの練習(レポ－ト提出用ファイルの作成に必要です)
  1. レポート課題のプログラムが完成したら(エラーが無く実行結果にも不都合が無ければ)
  2. script
  3. cat ex0108.f
  4. f77 ex0108.f
  5. ./a.out
  6. 1, 2, 3
  7. exit
  8. typescriptというファイルに、script ～ exit までに表示された内容が書き込まれています
    cat typescript で内容を確認してみること
- emacs内で日本語(２バイト文字)入力の練習
  C-\ (Ctrlキーを押しながら\キーを押す)で日本語入力開始
- レポート課題
  1. report01
  2. report02
連絡・注意
- 次回から関数電卓を必ず持ってくること
- 小テストを実施します

第4回 May 7, 2007 / (Last modified May 8,2007)

講義
- 配布プリント有り(20～21page)
- 6. 非線型方程式の解法
- 小テスト①を実施しました(8点満点)
演習
- 小テスト①の返却(解答付)
- 関数の定義の説明
- ニュートン法の再度の説明
  x2 = x1 - f(x1) / f '(x1)　
  6-1-3 を試して、よく理解しておくことが大切
- 二分法の例題
- レポート課題
- 余力のある者達へ　　　　
  プリント21ページの 6-3 の sample06-3.f を完成してみる
  収束の判定方法に、二分法の　ratio と epsilon の比較を応用してみると役にたちます
- プログラム編集は少しずつ行う
  コンパイル時のエラーを少なくするために
連絡・注意
- メールを使ったレポ－ト送信について(再度の注意)
- 関数電卓が必要
- 理屈はわかっているつもりでも、実際にプログラムを作るには、なかなかうまくいかないものです。何度も繰り返し練習することが必要です。これまでに配布した過去のプリントの例題や練習問題をしっかり練習しておくことが理解の助けになります。いま分からないものを放置しても、あとになればますます分からなくなります。自分自身が早くはじめなければ手遅れになります。
- 次回は数値積分法を予定しています(シンプソン法)

第5回 May 14, 2007 / (Last modified May 14,2007)

講義
- 配布プリント有り(25～29page)
- 数値積分法
- 小テスト②を行いました（配点7点）
演習
- 小テスト②を返却しました
- シンプソン法の例題
- レポート課題
- 副プログラムについて
連絡・注意
- 過去の未提出のレポートもあまり遅くならないうちに提出すること

第6回 May 21, 2007

講義
- 配布プリント有り(32～33page)
- 常微分方程式の解法(１階)
- 小テスト③を行いました（配点7点)
演習
- 小テスト③を返却しました　
- オイラー法およびルンゲ・クッタ法の例題　
- real*8 function f(x,y) を使いました．(副プログラム)
  　最後は、　
  　で終わる
レポート課題
連絡・注意
- 次回は2階の微分方程式を扱います(運動方程式，空気抵抗のある運動，単振動 etc)

第7回 May 28, 2007

講義
- 配布プリント有り(page36～39)
- 運動方程式の解法
  落下運動（空気抵抗なしの場合、ありの場合）
- 小テスト④を行いました（配点7点)
演習
- 小テスト④を返却しました
- オイラー法による自由落下(空気抵抗なし)の例題
- gnuplot の使い方
- epsファイル　の作り方（レポート提出用のグラフのファイル）
レポート課題
連絡・注意
- 観察・考察に「お決まりの文句」が増えていますねえ　！
- 関数電卓を必ず持ってくること
- 欠席した場合は次回までに独力で補っておくことが必須です

第8回 June 4, 2007

講義
- 配布プリント有り(page45)
- 前回の補足説明
  空気抵抗ありのばあいの二次元落下軌道について
  プリント39pageの 9-5 の運動方程式にはVが含まれているので、 x成分とy成分を独立に計算できません。常に
  が成り立つように、計算を進めなければなりません．
- 最小二乗法
- 逆行列の計算法（掃き出し法）
- 小テスト⑤を行いました（配点5点)
演習
- 小テスト⑤を返却しました
- 2次元配列変数の宣言と使い方
- data文による初期値の設定
- 2次元配列変数による行列の表現、処理、表示
- 2×2の行列の逆行列の計算法
  小テスト⑤を解くためのプログラムを作る
レポート課題
連絡・注意
- 過去のプリントをよく復習しておくこと！　
- まだレポート提出のルールを守らない人がいます．次回からは受信拒否をします！
- 観察・考察に「お決まりの文句」が増えていますねえ　！

第9回 June 11, 2007

講義
- 逆行列の計算法を11×11までの行列にもできるようにする
  parameter(ms=11)
  dimension A(ms,ms)
- 行列Ａと行列Ｂの掛け算した結果を行列Ｃに入れて返すサブルーチン
- 配布プリント有り(page48)
- 補間法
  線形補間
  Lagrange補間
- 小テスト⑥を行いました（配点5点)
演習
- 小テスト⑥を返却しました
- あわせて、パソコンの利用時間を積算時間を全員にしらせた
- 逆行列の計算法を11×11までの行列にもできるようにした
- 逆行列と元の行列の積が単位行列になることを確かめる
レポート課題
連絡・注意
- 7月9日に期末試験を予定しています
  試験形式の予定
  　　5・6時限は筆記試験
  　　9・10時限はプログラム作成・実行、時間内のメール送信による提出
- 次週からの小テストはこれまでの知識を問う問題も含みます

第10回 June 18, 2007

講義
- 暗黙の型宣言の解除について
  implicit none
  今後はこれを用いることとし、implicit real*8(a-h,o-z)は使わないこと
- サブルーチンについて再度説明しました
  subroutineの利点をしっかり理解しておくこと。これは大変便利な機能です。
- 配布プリント有り(page51)
- 度数分布 n(x) (ヒストグラム)と確率密度の分布 f(x)
- 一様乱数についての説明をしました
- 小テスト⑦を行いました（配点6点) （サイコロのシミュレーション）
演習
- 小テスト⑦を返却しました
- sample11-4.datというデータファイルの作成
- ファイルからデータを読み込む
  open(1,file='sample11-4.dat',status='old')
  read(1,*) x, y
  close(1) 　
- implicit none
- Lagrange補間(一次：線形近似をする。⊿x=0.05の場合)
レポート課題
連絡・注意
- 過去の未提出や未完成のレポートはあまり遅くならないうちに提出すること
- 欠席した場合は次回までに独力で補っておくことが必須です

第11回 June 25, 2007

講義
- 配布プリント有り(page54
- 乱数
- 一様乱数から任意の確率分布に従う乱数の発生法
- 平均自由行程　t=-λ×logξ
- 小テスト⑧を行いました（配点7点) （自由行程のシミュレーション）
演習
- 小テスト⑧を返却しました
- 一様乱数の度数分布(100000個)
  sample12-7-0.f
  描画：　gnuplot
- 自由行程のシミュレーション
レポート課題
連絡・注意
- 関数電卓が必要です。

第12回 July 2, 2007

講義
- 配布プリント有り(page57)
- レポート課題ＲＥＰＯＲＴ１１を出題しました
  データの追加：　x=4.0, y=0.ab この ab には学籍番号の下2桁を入れる
  遅れても必ず提出すること。遅れると実習室利用可能な 1日あたり 2/100 点減点。
  提出期限：7月20日(金)20時　　最終は8月10日(金)20時
- シラバスに記載されている成績のつけ方について
- 期末試験について
演習
- REPORT11の説明
- ファイル編集。データの読み込み。その確認。配列変数の宣言。行列へ代入、、、
レポート課題
連絡・注意
- 来週9日に予定していた期末試験を取りやめ9日を休講とします．期末試験は７月23日に実施予定とします．
- 考察はしっかり考えて書くべきです。
- 意味の無い考察が、しかも同じ内容の意味の無い文章が多く見られます。

第13回 July 9, 2007
休講です

第14回 July 23, 2007
期末試験を予定しています(7/9から変更しました)

第15回 July 30, 2007

講義
- 期末筆記試験を返却しました。
演習
- 期末試験(プログラム)を返却しました。
連絡・注意
- 過去のレポートの再提出・修正提出は８月３日（金）１８時までです。

レポート提出状況　(0以上の数値：レポ－トメールの受信，　_：未着信)
(Last modified 17:30, August 17, 2007)
レポートをメール送信したはずなのに下表に反映していない場合は８月２４日までに必ず高橋へ連絡すること。
その際、メールの写しを持参或いは送信することが望ましい。
　

出題日	4/16		4/23	5/7	5/14	5/21	5/28		6/4	6/11	6/18		6/25	7/2	*	*
締切日	4/23		5/7	5/14	5/21	5/28	6/4		6/11	6/18	6/25		7/2	7/20 (最終締切8/10)	*	*
配点	1	1	3	3	3	5	7		9	7	7		7	10%	*	*
	r0	r1	r2	r3	r4	R5	R6	Figure	R7	R8	R9	Figure	R10 (with Figure)	REPORT11(受信日)	*	*
01	1	1	3	3	3	4	6	○	9	7	7	○	7	7/20	_	_
02	1	1	3	3	3	4	7		8	6	6	○	6	7/20	_	_
03	1	1	3	3	3	_	_		9	7	10	○	7	7/20	_	_
04	1	1	3	3	3	5	7	○	9	7	6	○	6	7/24	_	_
05	1	1	3	3	3	5	7	○	9	6	3	○	10	7/23	_	_
06	1	1	3	3	3	5	8	○	9	7	9	○	4	7/20	_	_
07	1	1	3	4	3	5	7	○	9	7	9	○	6	7/20	_	_
08	1	1	3	1	3	3	.1		9	7	7	○	4	7/24	_	_
09	1	1	3	1	3	_	_		9	_	7	○	4	7/24	_	_
10	1	1	2	2	3	3	_		9	7	7	○	4	8/07	_	_
11	_	_	_	_	_	_	_		_	_	_		_	_	_	_
12	1	1	3	3	3	.2	7	○	9	7	6	○	6	7/20	_	_
13	.2	1	3	3	3	5	7	○	9	6	6	○	6	7/24	_	_
14	1	1	3	1	00	3	.1		9	7	7	○	4	7/20	_	_
15	1	1	1	0	3	.2	.1	△	9	1	6	○	4	7/24	_	_
16	1	1	3	2	3	4	7	△	9	7	6	○	7	7/27	_	_
17	_	1	2	3	4	4	7	○	11	_	7	○	7	7/23	_	_
18	1	1	3	3	3	5	_		9	7	3	○	7	7/24	_	_
19	1	1	3	2	3	4	7		9	7	7	○	7	7/27	_	_
20	1	1	3	3	3	.2	6	○	9	7	7	○	4	7/23	_	_
	r0	r1	r2	r3	r4	R5	R6	fig	R7	R8	R9	fig	RA	RB	*	*
21	1	1	3	3	3	5	7	○	9	7	7	○	10	7/20	_	_
22	1	1	3	3	3	3	7	○	9	4	7	○	4	7/20	_	_
23	1	1	3	3	3	3	7	○	9	7	7	○	4	7/20	_	_
24	1	1	3	3	3	5	7	○	9	7	6	○	6	7/24	_	_
25	1	1	_	0	3	5	7	○	0	7	10	○	10	7/20	_	_
26	1	1	3	2	3	4	7.5		8	6	6	○	6	7/20	_	_
27	1	1	3	0	3	4	_		9	3	3	○	4	7/20	_	_
28	1	1	3	_	2	3	_		7	.2	4	○	4	7/23	_	_
29	.5	1	2	2	.1	3	_		9	6	9	○	4	7/30	_	_
30	1	1	1	0	3	4	6		9	4	6	×	5	7/26	_	_
31	1	1	3	2	3	5	6		5	7	7	○	7	7/24	_	_
32	1	1	2	3	2	3	7	△	9	6	7	○	4	7/24	_	_
33	1	1	2	2	3	4	6	△	9	4	3	○	_	7/24	_	_
34	1	1	0	0	3	.2	6	△	9	4	7	○	5	7/23	_	_
35	1	1	2	3	3	5	6		9	6	3		4	7/23	_	_
36	_	1	_	_	_	_	_		_	_	_		_	_	_	_
37	1	1	2	2	1	_	6	○	9	7	7	○	4	7/20	_	_
38	1	1	3	3	3	5	7	○	9	7	10	○	6	7/24	_	_
39	1	1	3	3	3	4	7	○	10	7	10	○	10	7/23	_	_
40	1	1	3	3	3	4	7	○	9	7	7	○	4	7/20	_	_
41	_	1	3	2	3	4	7		8	6	_		_	_	_	_
42	1	1	3	3	3	5	7	○	9	7	6	○	7	7/24	_	_
	r0	r1	r2	r3	r4	R5	R6	fig	R7	R8	R9	fig	RA	RB	*	*

taka(_#_)stu.hirosaki-u.ac.jp

物理科学科 2年次 2007年 前期(月5-6, 9-10) プログラミング(4単位必修)

物理科学科 2年次 2007年前期(月5-6, 9-10) プログラミング(4単位必修)