到達目標
1. 与えられた問題を解決するためのソースプログラムを C 言語により記述し,コンパイル・リンク・実行できる。
2. 基本的な整列・探索アルゴリズムが問題を解決してゆく過程を説明できる。
3. リスト構造,スタック,キューといった基本的なデータ構造の概念と操作を説明できる。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 与えられた複雑な問題を解決するための無駄のないソースプログラムをC言語により記述し，コンパイル・リンク・実行できる． | 与えられた単純な問題を解決するためのソースプログラムをC言語により記述し，コンパイル・リンク・実行できる． | 与えられた単純な問題を解決するためのソースプログラムをC言語により記述できない． |
| 評価項目2 | 基本的な整列・探索アルゴリズムが問題を解決してゆく過程を，図と文章でわかりやすく説明し，アルゴリズムをソースプログラムに記述できる． | 基本的な整列・探索アルゴリズムが問題を解決してゆく過程を，図と文章で説明できる． | 基本的な整列・探索アルゴリズムが問題を解決してゆく過程を説明できない． |
| 評価項目3 | リスト構造，スタック，キューといった基本的なデータ構造の概念と操作を図と文章でわかりやすく説明し，これらをソースプログラムに記述できる． | リスト構造，スタック，キューといった基本的なデータ構造の概念と操作を図と文章で説明できる． | リスト構造，スタック，キューといった基本的なデータ構造の概念と操作を説明できない． |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 システム制御情報工学科の教育目標 ①
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学習・教育到達度目標 本科の教育目標 ③
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教育方法等
概要:
開発ツールとして,Linux 上で動作する C コンパイラ(gcc)を使用する。前期では,C 言語を用いたより高度なプログラミングと,これを応用した基本的なデータ構造を学ぶ。後期では,CAD/CAM 技術の基礎となる平面図形の表現方法や計算幾何を 学び,これらを C 言語で記述する。最後に,基本的な整列・探索アルゴリズムを学び,計算幾何へこれらを応用する。
授業の進め方・方法:
教科書と配布プリントを用いて内容を説明した後にプログラミングや演習を行い，その結果をレポートとして提出する．
注意点:
2 年生の情報処理で学んだ C 言語の基礎(構文や主要なライブラリ関数の使い方など)を充分理解しておくこと。プログラムを書く時は,単純な論理を一つずつ丁寧に積み重ねることを心がけること。目的に応じたプログラムを自分自身で書けるように なることを目標として,小テストを適宜実施するので,復習を欠かさないこと。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ファイル入出力 |
文字列や数値を取り扱うために，バイナリファイルやテキストファイルを読み書きする方法がわかる．
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| 2週 |
ファイル入出力 |
文字列や数値を取り扱うために，バイナリファイルやテキストファイルを読み書きする方法がわかる．
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| 3週 |
分割コンパイル |
大きなプログラムを機能別に複数のファイルに分割することで，可読性の高いプログラムにする方法がわかる．
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| 4週 |
分割コンパイル |
大きなプログラムを機能別に複数のファイルに分割することで，可読性の高いプログラムにする方法がわかる．
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| 5週 |
構造体 |
構造体の宣言方法，構造体のポインタの利用方法，構造体の1次元配列および2次元配列の利用方法がわかる．
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| 6週 |
構造体 |
構造体の宣言方法，構造体のポインタの利用方法，構造体の1次元配列および2次元配列の利用方法がわかる．
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| 7週 |
構造体
次週，中間試験を実施する． |
構造体の宣言方法，構造体のポインタの利用方法，構造体の1次元配列および2次元配列の利用方法がわかる．
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| 8週 |
答案返却&解説 |
学んだ知識の再確認&修正ができる．
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| 2ndQ |
| 9週 |
動的メモリ確保 |
必要に応じて，変数や配列の記憶領域を動的に確保・解放する方法がわかる．
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| 10週 |
動的メモリ確保 |
必要に応じて，変数や配列の記憶領域を動的に確保・解放する方法がわかる．
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| 11週 |
線形リスト |
自己参照型構造体を応用して，基本的なデータ構造である線形リストを表現できる．
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| 12週 |
線形リスト |
自己参照型構造体を応用して，基本的なデータ構造である線形リストを表現できる．
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| 13週 |
スタックとキュー |
自己参照型構造体を応用して，基本的なデータ構造であるスタックとキューを表現できる．
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| 14週 |
スタックとキュー |
自己参照型構造体を応用して，基本的なデータ構造であるスタックとキューを表現できる．
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| 15週 |
ツリー |
自己参照型構造体を応用して，基本的なデータ構造であるツリーを表現できる．
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| 16週 |
期末試験 |
これまで学んだ内容について，試験を通じて確認する．
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
ベクトル |
ベクトルに関する基本的な法則と演算を説明できる．
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| 2週 |
ベクトル
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ベクトルに関する基本的な法則と演算を説明できる．
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| 3週 |
直線 |
直線の数学的表現や直線間の交点計算方法を説明できる．
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| 4週 |
直線 |
直線の数学的表現や直線間の交点計算方法を説明できる．
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| 5週 |
円 |
円と楕円の数学的表現や円と直線の交点計算方法を説明できる．
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| 6週 |
円 |
円と楕円の数学的表現や円と直線の交点計算方法を説明できる．
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| 7週 |
ベクトル，直線，円のプログラミング
次週，中間試験を実施する． |
ベクトル，直線，円に関する各種計算をC言語によるプログラムとして表現できる．
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| 8週 |
整列アルゴリズム |
単純ソート，選択ソート，バブルソート，挿入ソートといった基本的なデータ整列アルゴリズムを説明できる．
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| 4thQ |
| 9週 |
整列アルゴリズム |
単純ソート，選択ソート，バブルソート，挿入ソートといった基本的なデータ整列アルゴリズムを説明できる．
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| 10週 |
探索アルゴリズム |
線形探索，2分探索といった基本的なデータ探索アルゴリズムを説明できる．
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| 11週 |
探索アルゴリズム |
線形探索，2分探索といった基本的なデータ探索アルゴリズムを説明できる．
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| 12週 |
探索アルゴリズム |
線形探索，2分探索といった基本的なデータ探索アルゴリズムを説明できる．
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| 13週 |
計算幾何への応用 |
凸包計算や三角形分割といった問題に対して，アルゴリズムとデータ構造を応用できる．
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| 14週 |
計算幾何への応用 |
凸包計算や三角形分割といった問題に対して，アルゴリズムとデータ構造を応用できる．
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| 15週 |
期末試験 |
これまで学んだ内容について，試験を通じて確認する．
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| 16週 |
答案返却&解説 |
学んだ知識の再確認&修正ができる．
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 基礎的能力 | 工学基礎 | 情報リテラシー | 情報リテラシー | 数値計算の基礎が理解できる | 3 | |
| コンピュータにおける初歩的な演算の仕組みを理解できる。 | 3 | |
| データの型とデータ構造が理解できる | 3 | |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 情報系分野 | プログラミング | 要求仕様に従って、標準的な手法により実行効率を考慮したプログラムを設計できる。 | 3 | |
| ソフトウェア | アルゴリズムの概念を説明できる。 | 3 | |
| 与えられたアルゴリズムが問題を解決していく過程を説明できる。 | 4 | |
| 同一の問題に対し、それを解決できる複数のアルゴリズムが存在しうることを説明できる。 | 4 | |
| 時間計算量や領域計算量などによってアルゴリズムを比較・評価できることを理解している。 | 3 | |
| 整列、探索など、基本的なアルゴリズムについて説明できる。 | 3 | |
| コンピュータ内部でデータを表現する方法(データ構造)にはバリエーションがあることを説明できる。 | 4 | |
| 同一の問題に対し、選択したデータ構造によってアルゴリズムが変化しうることを説明できる。 | 4 | |
| リスト構造、スタック、キュー、木構造などの基本的なデータ構造の概念と操作を説明できる。 | 3 | |
| ソフトウェアを中心としたシステム開発のプロセスを説明できる。 | 3 | |
| ソースプログラムを解析することにより、計算量等のさまざまな観点から評価できる。 | 3 | |
| 同じ問題を解決する複数のプログラムを計算量等の観点から比較できる。 | 3 | |
| 分野別の工学実験・実習能力 | 情報系分野【実験・実習能力】 | 情報系【実験・実習】 | 与えられた問題に対してそれを解決するためのソースプログラムを、標準的な開発ツールや開発環境を利用して記述できる。 | 3 | |
| ソフトウェア生成に利用される標準的なツールや環境を使い、ソースプログラムをロードモジュールに変換して実行できる。 | 3 | |
| ソフトウェア開発の現場において標準的とされるツールを使い、生成したロードモジュールの動作を確認できる。 | 3 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 小テスト | レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 60 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 45 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 15 | 15 | 75 |
| 専門的能力 | 15 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5 | 5 | 25 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |