プログラミング実習（C言語）

プログラミング実習（Ｃ言語）
ハードウェアとソフトウェアとの関係
の理解のためのプログラミング体験
講師：坂口利裕
横浜市立大学・国際総合科学研究院
自己紹介

氏名


本務先


横浜市立大学
専門分野


坂口利裕
社会工学（都市・地域計画，都市解析）
その他は．．．

後ほどホームページで
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
2
テキストp.15
「プログラミング実習」で学ぶこと

コンピュータそのものの理解



ハードウェアとソフトウェアの違いと関係
情報の内部表現・データの抽象化
ソフトウェアの働きを理解するためのプログラ
ミング体験


アルゴリズム
プログラミング環境
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
3
成績評価について

原則



全時限出席（実習なので当然(^^)）
受講レポート（アンケート形式の自己診断表）
の提出
欠席は１時限まで

出席３時限以下の場合は不合格となります
2008.08.07～08
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第1日の目標




ハードウェアとソフトウェアの違いと関連を確認
プログラミングに必要な概念・用語の学習
プログラミングツールを使ったプログラミング体験
プログラミング内容は




データの表示のさせ方
データの記憶のさせ方
計算の表現
条件判断の表現
（テキストp.38あたりまで）
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.17～19
コンピュータの概念的構造
本体

概念的装置

制御装置
５大機能
演算装置
入力装置
主記憶装置
マイクロ
プロセッサ
（MPU）
出力装置
補助記憶装置
周辺装置
2008.08.07～08
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テキストp.17～19
ノイマン型コンピュータの要件

電子回路による動作



二進数による演算



物的動作（歯車や電磁石）を伴わずに純粋に電子の
力で動作
速度の向上、耐久性
回路の簡素化
データの信頼性
プログラムの（主記憶装置への）内蔵

プログラムの変更の容易さ、汎用性の向上
2008.08.07～08
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テキストp.17～19
ハードウエアとの関係
ワープロ／表計算
電子メール
Windows
MacOS
Linux

基本ソフトはハード
ウェアの制御を担当し、
応用ソフトウェアから
要求される機能を同じ
水準で実現する
DOS/Vマシン
Apple系マシン
スーパーコンピュータ
携帯電話
2008.08.07～08
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テキストp.17～19
電子計算機

初の電子計算機


動作方式



ＥＮＩＡＣ
十進数
ワイヤードプログラム
特徴


軍事目的
超巨大
2008.08.07～08
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テキストp.17～19
マイクロプロセッサ




2008.08.07～08
コンピュータの心臓部
半導体の集積技術の
高度化による単体化
パソコン用のプロセッ
サでは，1秒あたりの
処理回数→数百万回
～数億回
10年前のスーパーコ
ンピュータなみ
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.17～19
ハードウェアとソフトウェアの関係（まとめ）

ハードウェアの特徴




概念的には５つの装置から構成される
制御・演算装置の仕組みは想像するよりも単純である
複雑な処理を、適切な順序の単純処理の組合せで表
現することで、ハードウェアの能力を補うことができる
→プログラム
プログラムも記憶装置上のデータとして電子化されて
いる
2008.08.07～08
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（休憩）

休憩後に本日分の出欠をとります

やむを得ず２時限目を欠席される方は個別に
申し出てください（１時限目終了時）
2008.08.07～08
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テキストp.19～21
低水準言語（低級言語）

プログラム（ソフトウェア）




ハードウェアが理解可能→2進数
メインメモリに記憶されているものだけが有効
１つ１つの動作は，ハードウェア（マイクロプロ
セッサ）に依存しておりシンプル
プログラムの表現の工夫

2進数のままでは，操作が難しい


記号的表現の導入
抽象的表現の導入
2008.08.07～08
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テキストp.19～21
高水準言語（高級言語）

ＣＰＵの働きをより人間の言葉（英語風の
文法）に近い表現で制御する




変数（英数字の記号によるデータの表現）
（予約された、使用目的の定められた）キー
ワード（予約語）
（条件判断や反復処理のような）制御構造
副手続き（サブルーチン・プロシジャ・関数）の
定義による構造化（処理の分担）
2008.08.07～08
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テキストp.19～21
プログラミング言語の種類

高級言語（高水準言語）の種類

汎用言語


Fortran,Cobol,PL/I,BASIC,Pascal,
Ｃ,Ｃ++,Lisp,Prolog,
Java,AWK,Perl,Tcl など
特定目的のための専用言語

SAS,TSP,S,Mathematica,
DYNAMO,
TeX,HTML,PostScript
など
2008.08.07～08
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テキストp.21～22
プログラミングツールの役割

高級言語によって表現されたプログラムの
実行



そのままでは，CPUは理解不能
（その言語専用の）翻訳ソフトウェア＝プログ
ラミングツールを用いてCPUが理解可能な状
態に翻訳する
いったん翻訳されたものは，繰り返して実行可
能
2008.08.07～08
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テキストp.23～24
実習（１）－その１

Windowsへのログオン


ユーザ名とパスワードが必要
Webブラウザを使って教材をセットアップ
→この作業は1回きりでよい


補足資料p.2～3
セットアッププログラムを「実行」
プログラミングツールの起動

Visual Studio を起動
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.25
実習（１）－その２

既存ファイルの読込み




補足資料p.4～9
Win32プロジェクトを新規作成（内容は空に）
既存ファイルを項目として追加
［ソースファイル］からダブルクリックで読込み
コンパイルと実行




［ビルド］メニューから［～のビルド］
エラーがないことを確認
［デバッグ］メニューから［デバッグなしで実行］
実行後は，Enterキーを押下して復帰
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.25～26，91～92
プログラムの観察－Ｃ言語の文法

予約語



文字列の表記のルール


役割が決まっているもの
変えてはならないキーワード
ダブルクォート「”」で両端をくくる
注釈の書き方

覚え書き→コンパイルには影響なし
／＊
注釈の開始
何を書いてもよい
＊／
2008.08.07～08
注釈の終了
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.26，98
出力関数ｐｒｉｎｔｆ()の使い方（１）


printf：print in formatting(書式付けて出力)
一般形式


引数の与え方


printf(引数[ひきすう,argument]【，第２の引数…】) ;
複数の場合はコンマ「，」で区切る
引数は最低ひとつ。２つ目以降は必要に応じて
表現しておく


第１引数は，書式の内容を示す文字列
第２引数以降は，出力する内容（数値，変数，式）
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.26，98
出力関数ｐｒｉｎｔｆ()の使い方（２）

書式の表し方－データがない場合

英数字・漢字は、そのまま出力される


printf(“Enter Height  (within 3digits) “) ;
\■のパターンは特殊文字を示す

printf (“Hello!\n How are you ?”) ;
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.26～27，98
実習（１）－その３

プログラムの改変の手順


修正→実行の反復練習
コンパイルエラー（文法的間違い）への対処


ワープロ感覚で編集
改変部分が実行結果にどう影響するかを観察


補足資料p.8
意図的にエラーを発生させて操作手順を確認
手順が納得できたら休憩
2008.08.07～08
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（休憩）

（頭と体を十分リラックスさせましょう）
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.29
実習（２）－その１

作成中のプログラムの閉じ方



補足資料p.10
［ファイル］メニューから
［ソリューションを閉じる］
いったん終了して，Visual Studioを再起動して
もよい
別のプログラムの開き方


Visual Studio起動後に開く場合と同じ
プロジェクト名などは読み替える
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.29～31，93～96
データ表現の基本

問題の抽象化



変数によるデータ表現





プログラム＝与えられたデータに対する加工（計算）手順の指示
具体的数値でなく抽象的記号（変数）による記述
アルファベットと数字の組合せ
最初はアルファベット
単一文字でもよい（が，見直す時に不便）
英単語は（予約語と同じになる場合があるので）避けローマ字で
数式


＋－＊／や（）によって表現。
結果を記憶させる変数を左にして，＝を挟み，式を記述。
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.31，95～96
データの記憶と抽象化－変数

データ表現


基本の型（type）－属
性




実数（小数以下を持
つ）と整数（小数以下な
し）
一定の記憶量で「実用
的に」まかなえる範囲
データの性質に応じて
使い分け
float（実数）またはint
（整数）で宣言
2008.08.07～08
値を記憶させるには代
入を使用
float ｘ;
ｘ＝３．１；
ｘ＝４．５；
３．１
４．５
プログラミング実習(C言語)
変数ｘ
３．１
４．５
３．１
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テキストp.31～32，98
出力関数ｐｒｉｎｔｆ()の使い方（３）

書式の表し方－データを表示する場合

データを埋める場所には，%■のパターンを
記述

printf(“Square = %g \n“, menseki ) ;

実数の場合
printf(“Your answer is %d\n Is it OK?”,ans) ;
整数の場合
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.31～32，98
出力関数ｐｒｉｎｔｆ()の使い方（４）

データの与え方




printf("Pi Number = %g\n", 3.14159) ; 定数
printf(“Answer = %g [km/h]\n”,jisoku) ; 変数
printf("Square = %g\n", takasa*teihen/2) ; 式
printf(“Vector=(%g %g %g)\n”,x,y,z) ；複数
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.32
実習（２）－その２

3.3.1 の練習内容に即して


データの変更と結果の確認
内容の作り変え




式は考えましょう！（中学レベル）
順序も大事！
代入の形は常に変数＝式；！
できた（と思う）方から一休み
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.33～34，99
実習（２）－その３

任意のデータを外部から入力できるように，
プログラムsample2.cを改良

代入文によるデータ設定



手軽な設定で，固定値の場合は十分
別の値に対する結果を得るには再コンパイルが必
要
外部からのデータ入力

プログラミング言語には必ずある機能
2008.08.07～08
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テキストp.33～34，99
入力関数scanｆ()の使い方（１）


scanf：scan in formatting(書式付けて入力)
一般形式


引数の与え方


scanf(引数[ひきすう,argument]【，＆第２の引数…】) ;
複数の場合はコンマ「，」で区切る
引数は最低ひとつ。２つ目以降は必要に応じて表現して
おく


第１引数は，書式の内容を示す文字列
第２引数以降は，入力した内容を覚える変数（のアドレス）
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.33～34，99
入力関数scanｆ()の使い方（２）

書式の表し方

データを受け取る場所に，%■のパターンを記述



scanf(“%g“, &takasa ) ; 実数の場合
scanf(“%d”, &n) ; 整数
複数のデータの与え方

scanf(“%g %g”, &x, &y ) ;
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.34～37，93～94，97
条件式の表現

数値的な比較のみ可能



式の結果は真偽のみ


1 == 0
1 と0は等しいかどうか
x != 3
x（にこの時点で記憶されているデータ）が3と異なっているかどう
か
0→偽，0以外（通常は1）→真と扱われる
複数の条件は論理和（～または(or)～）および論理積（～
かつ(and)～）を用いて結合可能


or
and
2008.08.07～08
→ ||
（縦バーを間にスペースを置かずに２つ）
→ && （&を間にスペースを置かずに２つ）
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.35～37
実習（２）－その４

プログラム sample3.c の実行と内容の観察



条件式の使い方・組合わせ方の確認
フローチャートの見方
改変



角度も考慮した種別判定へ
表4.1（p.36）をうまく埋める
フローチャートを考えましょう


1度の判断で2つに区分できるのだから，７種の判定を行うに
はいくつの判断（if構文）が必要か？
時間内に考えつけなかった方は宿題！
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.37～38
実習（２）－その５


補足資料p.10
Visual Studioの終了
Windowsの終了と電源切断
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
35
（1日目終了！）

お疲れ様でした．．．

今夜は無理をせず明日に備えましょう(^_^)
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
36

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