環境シミュレーション 環境シミュレーション'07 講義の摘要 (Syllabus) 井手 慎司 (研究室：B1-207，E-mail：[email protected]) １．担当 ：環境科学部環境計画学科 ２．教科書 ：なし ３．参考書 ：「Excel コンピュータシミュレーション」三井和男（森北出版） 「Excel で遊ぶ 手作り数学シミュレーション」田沼晴彦（講談社） その他，授業中に適宜，紹介する． ４．教室 ：A4-105 ５．日程 ：後期水曜 2 時限目 7) 11/21 オイラー法（河川モデル）(2) 10/01 後期開始 1) 10/03 はじめに，囚人のジレンマ 8) 11/28 栓をし忘れ浴槽に水(ﾙﾝｹﾞ･ｸｯﾀｰ法) 2) 10/10 モンテカルロで乾 π(1) 9) 12/05 食うか食われるか，生態系のカオス 3) 10/17 モンテカルロで乾 π(2) 10) 12/12 一番いい答え 4) 10/24 ベスト・メートを探して 11) 01/23 パソコンの中の湖(1) 12) 01/30 パソコンの中の湖(2) 10/31 休講 5) 11/07 数値計算事始め 6) 11/14 オイラー法（河川モデル） 講義のキーワード： モデルシミュレーションとは，Excel VBA について(Excel 関数，グラフ化，ユーザ定義関数，マクロ，プロ シージャー他)，物質収支と反応速度論，支配方程式(基礎方程式)，初期条件，数値解析(データ型，誤差， テイラー展開，数値積分，常微分方程式の解法)，湖沼生態モデル，河川モデル，ゲーミング理論，連続系 シミュレーション，離散系シミュレーション，モンテカルロ法など -1- 環境モデリング ６．授業の進め方 この授業では，環境問題の理解と解決のために利 用されている様々なタイプのモデルと，それらモデ ルを作成するためのモデリング手法，モデルを使っ たシミュレーション技法について学ぶ．最も大切な ことは，自分で実際，シミュレートしてみるという ことである． http://www.ses.usp.ac.jp/ses/kyouin/shakei/ gallery/idemodel.html ・ 本授業では基本的に Excel を使用する．最近のソ フトに共通する特徴として，Excel にはオンライ ン･マニュアルが用意されており，かなり細かな 使用方法まで調べられるようになっている．しか し，必ずしも初心者が使いやすい形にはなってい ないため，オンライン･マニュアルの使用に慣れ ていないものは，各人で Excel(特に Excel VBA) に関するマニュアル本を購入することをすすめ る． モデルシミュレーションのためのツールとして は，Microsoft (MS) Excel を使用する．Excel には， プログラミング言語として VBA (Visual Basic for Applications)が用意されている．この VBA と Excel 本来の表計算機能を用いてシミュレーションプロ グラムを構築してゆく(ただし授業中にパソコンを 使う演習は，いっさい行わない)． ・ 私語その他，講義の妨げとなる(特に他人の迷惑 となるような)行為を厳禁する．授業中，目に余 るものについては注意を与える．注意が 3 回に達 したものは，その時点から授業への出席を禁止す る．ただし，定期試験を受ける権利まで剥奪する ものではない． モデルやシミュレーションの概念は非常に幅広 い．主眼は数学モデルとそのコンピュータ・シミュ レーションに置くが，より多様な概念まで含めて理 解してもらうために様々なモデルを紹介する． ７．成績の付け方 授業の成績は，以下にしめす出席点と定期試験の 点数の合計で評価する． ・ 授業の始めにその日に使うハンドアウトを配布 するが，欠席者の分まで取ってはならない．欠席 者は，必ず友達にコピーさせてもらうように． 出席点 ・担当教員の名前くらいは憶えておくこと． 一回の出席について 3 点を与える．ただし，1 分 でも遅刻した場合には 1 点に，30 分以上の遅刻に ついては 0 点とする． 数学モデル 定期試験 モデル（モデリング） 定期試験期間中に試験を実施する（持ち込み可）． 試験は筆記試験問題が 3 題（うち 1 題はプログラム 課題）と Excel を使ったプログラム問題が 1 題で計 70 点満点．試験は CAI 教室で実施する予定．プロ グラム問題の解答（Excel ファイル）は，メールに 添付する形で提出を求める． シミュレーション コンピュータ・シミュレーション プログラミング ８．Office Hours 授業についての質問や相談を受けつけるための Office Hours(研究室：B1-207)を設ける．日時は， 基本的に毎月曜日の 4，5 時限（事前のメールによ る予約が望ましい）．Office Hours 外の質問は，多 忙でないときにのみ受けつける． 図 ９．注意事項，その他 ・ 本授業では不定期に課題を出す．しかし，課題は 各自の復習のためであり，成績には勘案しない． 出席もそれほど重視しない．単位を取得したい者 は，Excel VBA によるシミュレーションプログラ ムの作成に習熟し，試験でいい点を取ること．授 業で習ったことを自らがパソコンに向かって復 習することも暗黙の課題である．ちなみに本授業 で使用するプログラムすべてと，昨年度までの試 験問題は下記の URL でダウンロードできるよう になっている． -2- Excel 関数 Excel グラフ VBA 関数 モデリング・シミュレーション・プログラミングの関 係
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