みその計算物理学
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プログラミングの準備
自宅のパソコンでも数値計算可能
大学で数値計算を行うとき、Windows搭載のパソコンを使うと思いますが、UNIX系OSを用いて数値計算を行うところもあります。自分のパソコンを持っている人は、出された課題をやるためや、興味本位で大学だけでなく自宅のパソコンでもプログラミングをしたいと思うでしょう。Windows搭載のパソコンがあれば、Windows 向けの高機能なフリーのコンパイラやエディタがありますので、すぐに数値計算を始められます。インストール作業も難しくありません。ここでは、多くの人が使っているWindowで、数値計算を行う方法を紹介します。

ここでの説明はWindowsXPである使用環境の場合です。よって、環境によって説明内容と違うことがあります。 また、フリーソフトのインストールに関しては自己責任でお願いします。
Visual Studio 2008 Express Edition
Visual Studioとは、マイクロソフトが作った、Windows プログラムを作るための開発ソフトです。大学レベルの数値計算で金を払ってプログラミングするなど邪道と思われるかもしれませんが、使ってみると便利です。私は、Windows プログラミングを学ぼうと買ったのですが、普通の数値計算でも使ってみると、適切なエラーメッセージ、高度なエディタ環境など、便利な機能が多いです。もし、Windows プログラミングにも興味があるなら、おすすめです。

ここまでの話だとVisual Studioは購入しなければならないソフトだと思えますが、フリーで入手できるものもあります。それがVisual Studio 2008 Express Editionです。Visual Studio 2008 Express Editionsにて入手できます。リンク先のサイトにはダウンロード方法、インストール方法が詳しく書かれていますので、難しくありません。C言語プログラムソースをコンパイルし実行するために使うのであれば、Visual C++ 2008 Express Editionのみをインストールすれば大丈夫です。

Visual C++ 2008 Express Editionは、もちろんC言語で書かれたプログラムもコンパイルして、実行できます。基本的に C++言語用のコンパイラは、C言語で書かれたプログラムも問題なくコンパイルできます。これを使ってC言語で書かれたプログラムをコンパイルするには、適切な設定をしなければなりません。大学で学ぶ数値計算プログラムはコマンドプロンプトを用いたコンソールアプリケーションであるタイプで十分であることが多いので、このタイプを作るときの設定の仕方を説明します。

  1. まずVisual C++ 2008 Express Editionを起動して、まずはメニューにて、ファイル→新規作成→プロジェクトと選択します。 すると、新しいプロジェクトとタイトルが付いたウィンドウが表示され、そこでプロジェクトの種類やテンプレートの選択、またはプロジェクト名やその保存場所、ソリューション名を決める事ができます。
  2. プロジェクトの種類は「全般」、テンプレートは「空のプロジェクト」を選択します。プロジェクト名やソリューション名は、どのようなプログラムなのかわかりやすいように決めましょう。
  3. 次にソースファイルを準備します。ソリューションエクスプローラーを見ると、ソースファイル、ヘッダーファイル、リソースファイルというフォルダ名の一覧が表示されていますので、ソースファイルを選択し右クリックでメニューを開き、追加→新しい項目を選択します。すると「新しい項目の追加 - 〜」とタイトルが付いたウィンドウが開きます。そこでC++ファイルを選択しファイル名を入力し追加ボタンを押します。C++であるけど、C形式のプログラムを書いてもまったく問題ありません。あとは、これにソースを打ち込んで、メニューのデバッグから開始を選べばいいです。エラーメッセージが出てきたら、それにしたがって修正し、またデバックから開始を選びましょう。
拡張子について補足
メモ帳やワードなどを使ってファイル名を〜.cとして保存したいときがあると思います。 ここで注意があります。おそらくWindowsのデフォルトの設定では拡張子が自動的に 〜.txt となってしまうと思います。それは登録されている拡張子は表示しないという設定が有効になっているのが原因です。これでは、拡張子が 〜.c ではないのでコンパイルエラーが発生するなど問題が生じます。これを解決するには、マイコンピュータを開き、メニューより、ツール→フォルダオプションと選び、表示ボタンを選択して、詳細設定の登録されている拡張子は表示しないという欄のチェックをはずします。そうしたら適用ボタンを押し最後にOKボタンを押せば終わりです。こうすれば、ファイル名をつけるとき後ろの 〜.○ の○部分次第でファイルの種類を決めることができます。
計算結果をグラフで見る
大学でもよく使うと思いますが、GNUPLOTはWindowsでも手軽にすぐ使うことができます。まず公式FTPサイトへ行ってWindowsで使えるGNUPLOTを入手してきましょう。入手するのはgp400win32.zipです。入手しましたら好きなところへ解凍して、binフォルダにある gnuplot.exe を実行して使います。
使い方は、gnuplot tips に詳しく書かれいてわかりやすいです。