プログラミング
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金子邦彦
(プログラミング基礎・用語集・体験)
URL: https://www.kkaneko.jp/pro/man/index.html
資料中の図などは Google Nano Banana 2 を用いて作成
1. プログラミングの創造性と
学ぶ意義
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本授業の図は生成AIである Google Nano Banana 2 を用いて作成
プログラムとは — 命令を書いた手順の集まり
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プログラミングは創造的
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プログラミングを学ぶことで何が身につくか
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2. プログラミングの有用性
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プログラミングで何ができるのか
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プログラムとは — 命令を書いた手順の集まり
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プログラミングの用途① アプリケーションの実現
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プログラミングの用途② 最先端の研究・実験
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プログラミングの用途③ コンピュータの制御
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プログラミングの用途④ コンピュータ同士の接続
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3. ソースコード、開発環境
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ソースコード
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Python プログラムのパソコン上での実行
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作成した Python プログラム
のソースコードを,例えば
「foo.py」という名前のファ
イルに保存
① Python プログラムのファイル保存
② Python プログラムの実行
プログラムを実行するには,
シェル (例えば,Windows の
場合はコマンドプロンプト)
を開き,「python foo.py」の
ようなコマンドで実行
Python プログラムはオンライン実行(例:Trinket )の
ほか,パソコンでも実行可能.(パソコンでの実行の
場合には,Python 処理系のインストールが必要)
実行
結果
コマンドプロンプトによるPython実行
WindowsでコマンドプロンプトからPythonを実行する場合
• Pythonのインストール(https://www.python.org から)
• pythonコマンドでPythonを起動すると,プログラムを入力するたびに
結果が得られる対話的実行が可能
• 終了はexit()コマンド
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• Windows では,python
コマンドで実行
• 終了は exit()
Python
プログ
ラム
コマンドプロンプ
トで Pythonで開始
開発環境とは
開発環境とは、プログラミングにおけるさまざ
まなことを支援する機能をもったプログラム
• プログラムの作成、編集(エディタ)
• プログラム中の誤り(バグ)の発見やテストの支援
(デバッガ)
• プログラムの実行
• マニュアルの表示
• プログラムが扱うファイルのブラウズ
• プログラムの配布(パッケージ機能など),共有,
共同編集
• 公開,共有,共同編集
• バックアップ,バージョン管理
※ これらが簡単に行えるようになる
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実行
結果
Visual Studio Codeによる開発
• Visual Studio Codeは,Microsoftが開発した多言語対応の統合開発環境
• Pythonのインストール(https://www.python.org から)
• Visual Studio Codeのインストール(https://www.microsoft.com/ja-
jp/dev/products/code-vs.aspx)が必要
• 編集画面でプログラムを編集し,ターミナル(端末)で実行結果を確
認できる.デバッグ機能により変数探索も可能である.
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編集
実行ボタン
メニュー
※ 「デバッグ」の機能により変数
探索も可能
Jupyterノートブックによる開発とドキュメント化
Jupyterノートブックは,Anacondaに含まれる対話型の開発環境.
• Pythonのインストール(https://www.python.org から)
• Anacondaに含まれている(https://www.anaconda.com)
• ノートブックの画面上で,コードセルやテキストセルを追加可能
• 実行ボタンで実行でき,グラフ表示や画像の表示が容易である.
• プログラム,実行結果,テキスト,画像を含む全体をノートブックとして保存できる.
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実行ボタン
編集
実行結果
編集
実行結果
編集
実行結果
※ 変数探索は「%whos」
ステップ実行と通常実行の概要
• ステップ実行では,1行ずつの実行が行われ,そのときの
変数の値の変化などを確認できる.プログラムの動作を細
かく追跡でき、不具合が発生している箇所の特定,プログ
ラムの学習に役立つ
• 通常実行は,プログラムを最初から最後まで一度に実行す
るもので,プログラム実行中の変数の値の変化を確認する
などは困難。
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• Python Tutor は Python などのプログラムを書き実行できるサイト.ス
テップ実行,変数の値表示などの機能がある.
• Python Tutorのウェブサイト: https://www.pythontutor.com/ で
「Python」を選択
• メイン画面でプログラムを書き,Visualize Executionボタンをクリックす
ると実行される.通常実行はLastボタン,ステップ実行は他のボタンで行
う.
Python Tutor によるステップ実行の活用
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Visualize Execution ボタン
メイン画面で、プログラムを書く
通常実行: Last
ステップ実行: 他のボタン
変数の値を
視覚的に
確認できる
メイン画面に
戻るには
Edit this code
オンライン実行環境の使いわけ
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この2つは、この授業で使用
別の授業で紹介。自力で調べる
ことも十分に可能
Google Colaboratory
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Google Colaboratory https://colab.research.google.com/
• Python の開発環境
• 人工知能,データサイエンス,その他多数のパッケージがイ
ンストール済み
• コードセル,テキストセルを複数ノートブックにまとめ,保
存や公開できる
• ノートブックにより,記録が簡単に残せる.ビジュアルな表
示も簡単に可能
• プログラムの共有も簡単
Python Tutor
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Python Tutor http://www.pythontutor.com/
• Python, C, Java, JavaScript
• ステップ実行,オブジェクトの表示がビジュアルに