概要:
身近な家電品などさまざまなものにコンピュータが組み込まれており、最近ではさらにIoTが多く導入されている。また、電気工学や電子工学の様々な問題を解くのに多くの計算を必要とするし、実験データの処理にもコンピュータを利用することが多い。製品の開発、現象の解析、実験結果の処理などあらゆる場面でコンピュータを使うが、目的にあわせてコンピュータ上で処理をするには、プログラムが必要となる。
この講義では、プログラミング言語として現在最も普及しているC言語を用いて,プログラミングの基礎を学ぶ。特に電気電子システム工学科で今後学ぶ様々な課題を解く手法としてプログラミングが利用する方法を検討する。また、IoTシステムの概略を理解し、マイコンとクラウドサービスを利用したIoTを構築する。さらにIoTの応用方法を検討する。
授業の進め方・方法:
各回の授業は、補助教材の説明と演習(教科書の例題と演習)を例に取り組む。
プログラムは、その授業時間に学ぶ内容だけでなく、それまでに学習した内容を理解していないと理解できない。例題、補助教材の内容を復習しながら、演習課題のプログラムを作成・実行する実習を行う。毎回課題があり、課題の結果(実行例)とプログラムソースなどをTeams等指定の方法で提出する。
プログラミングの応用方法、使用例として、IoTシステムの概略を理解し、マイコンとクラウドサービスを利用したIoTシステムを構築する。さらにIoTの応用方法を検討、提案する。
注意点:
演習課題は授業時間中に出すので、欠席が目立つ場合や授業への取り組み方に問題がある場合には、課題提出が難しくなるので注意すること。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
プログラミングについて IoTの概略および要素 |
IoTの概略および用いられるセンサー、マイコン、クラウドサービスの働きを理解し、説明できる。
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2週 |
IoTシステムの構築 |
簡単なIoTシステムを構築し、利用できる。また応用方法を提案できる。
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3週 |
IoTシステムの応用 |
提案したIoTシステムの応用方法の概要を他人に説明できる。
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4週 |
変数の読込・表示と演算(1) |
変数の種類(型)や定義、変数の読み込みや表示補法と演算のルールを含むプログラムを理解する。 参考:1,2,7章
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5週 |
変数の読込・表示と演算(2) |
変数の種類(型)や定義、変数の読み込みや表示補法と演算のルールを含むプログラムを理解する。 参考:1,2,7章
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6週 |
プログラムの流れと分岐:if文、switch文 |
プログラムの流れを制御(分岐)命令であるif文、switch文を理解する。 参考:3章
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7週 |
前期中間試験 |
試験時間:50分
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8週 |
前期中間試験の解説と発展授業 |
前期中間試験の解答を行い、問題および解答の内容を理解する。
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2ndQ |
9週 |
プログラムの流れと繰り返し処理(1):do文、while文、for文 |
プログラムの流れを制御(分岐)命令であるdo文、while文、for文を理解する。 参考:4章
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10週 |
プログラムの流れと繰り返し処理(2):do文、while文、for文 |
プログラムの流れを制御(分岐)命令であるdo文、while文、for文を理解する。 参考:4章
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11週 |
配列(1) |
配列変数を理解する。 参考:5章
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12週 |
配列(2) |
配列変数を理解する。 参考:5章
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13週 |
演習:アルゴリズムの基礎 |
計算の手法、プログラムの流れが異なっていても同じ演算ができることを理解する。
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14週 |
まとめと演習(1) |
前期の学習内容を確認する。
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15週 |
まとめと演習(2) |
前期の学習内容を確認する。
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16週 |
前期末試験 17週:前期末試験の解説と発展授業 |
試験時間:50分 17週:前期末試験の解説
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後期 |
3rdQ |
1週 |
前期の復習と演習 |
前期の授業内容を復習し、学習内容の確認を行う。
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2週 |
関数を含むプログラミング(1) |
関数の機能と使い方を理解する。 参考:6,8章
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3週 |
関数を含むプログラミング(2) |
関数の機能と使い方を理解する。 参考:6,8章
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4週 |
いろいろなプログラム(1) |
再帰、関数形式マクロ、文字列等を含む様々なプログラムの書き方を理解する。 参考:6,8章
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5週 |
いろいろなプログラム(2) |
再帰、関数形式マクロ、文字列等を含む様々なプログラムの書き方を理解する。 参考:6,8章
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6週 |
いろいろなプログラム(3) |
再帰、関数形式マクロ、文字列等を含む様々なプログラムの書き方を理解する。 参考:6,8章
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7週 |
後期中間試験 |
試験時間:50分
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8週 |
後期中間試験の解説と発展授業 |
後期中間試験の解答を行い、問題および解答の内容を理解する。
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4thQ |
9週 |
基数変換と論理演算 |
変数の型を復習し、10進数を2、8、16進数に変換するプログラムを理解する。 参考:7章
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10週 |
関数を含むプログラムの復習 |
中間試験までの範囲を復習するとともに関数を複数含むプログラムの動作の復習を行う。
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11週 |
ポインタ(1):文字列と配列 |
ポインタの使い方、考え方を理解する。 参考:9~13章
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12週 |
ポインタ(2):ファイルの読み書き |
テキストファイルから文字列、データの読み込みの方法を理解する。 参考:9~13章
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13週 |
ポインタ(3):ファイルの読み書き |
テキストファイルから文字列、データの書き込みの方法を理解する。 参考:9~13章
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14週 |
まとめと演習(1) |
1年間の学習内容を振り返り確認する。
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15週 |
まとめと演習(2) |
1年間の学習内容を振り返り確認する。
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16週 |
前期末試験 17週:前期末試験の解説と発展授業 |
試験時間:50分 17週:前期末試験の解説
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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 | 論理演算と進数変換の仕組みを用いて基本的な演算ができる。 | 3 | 後9 |
情報伝達システムやインターネットの基本的な仕組みを把握している。 | 3 | 前1,前2,前3 |
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知っている。 | 3 | 前13,前14,前15,後2,後3,後4,後5,後6,後9,後10,後12,後13,後14,後15 |
与えられた基本的な問題を解くための適切なアルゴリズムを構築することができる。 | 3 | 前4,前5,前6,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後2,後3,後4,後5,後6,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15 |
任意のプログラミング言語を用いて、構築したアルゴリズムを実装できる。 | 3 | 前4,前5,前6,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後2,後3,後4,後5,後6,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15 |