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プログラミング実習 事前講義 稲⽥和⺒ @筑波⼤学⼤学院 1
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稲⽥ 和⺒ ● 筑波⼤学⼤学院 博⼠課程 1年 ● 1997年⽣まれ、⼤阪出⾝ ● メディアアート‧メディア表現 ● つくばエキスポセンター（アルバイト） 2 作ってるものや研究のことは https://www.nandenjin.com を みてください
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本⽇のおしながき ● 「プログラム」って何？ ● プログラミングを使った研究あれこれ ● 宿題の振り返り 4 このスライドはあとで⾒返せるように配布します。 メモを取るときは「画⾯に書いてないことだけ」でOKです
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「プログラム」って何？ 5
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「プログラム」って何？ 6 プログラム 物事の進⾏について、 順序⽴てて説明した「⼿順」 プログラミング プログラムをつくる作業のこと え？コンピュータは？
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「プログラム」って何？ コンピュータを使わなくても 「プログラム」 ● 運動会や学芸会とか 7 プログラム 物事の進⾏について、順序⽴てて説明した「⼿順」 どんなときに、なにが、 どんな順番で起こるか？
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コンピュータを使わないプログラム：鉄道ダイヤ どのように運転すれば 滞りなく、安全に⾛れるか？ 予め設計し、それに従って 操縦する 8 画像出典：Wikimedia Commons（Author: K.Kitaguchi、運動会プロテインパワー）
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コンピュータを使わないプログラム：郵便配達 どんな⼿順（道順）で配達すると 無駄なく早く届けられる？ 表にしてまとめている 9 出典：NHK「テキシコー」#1 https://www.nhk.or.jp/school/sougou/texico/onair/
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では、コンピュータとは何？ 10 プログラム 物事の進⾏について、 順序⽴てて説明した「⼿順」 コンピュータ ⼿順に従って、計算を⾃動でおこなう機械 = （計算をする）プログラムを 実⾏する機械
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初期のコンピュータは、⼈⼒の計算を肩代わりさせるために作られた 11 バベッジの階差機関、イギリス・ 1840年頃 ENIAC、アメリカ・1940年頃 画像出典：Wikimedia Common（File:Difference_engine.JPG, Glen_Beck_and_Betty_Snyder_program_the_ENIAC_in_building_328_at_the_Ballistic_Research_Laboratory.jpg）
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コンピュータを使ったプログラミングの強み 12 ⾃動化 できる シミュレー ション できる ⾃分で 「つくる」 ができる
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コンピュータを使ったプログラミング：⾃動化 複雑なことや退屈なこと、 プログラムにしてしまえば 何度でも同じように動かせる 13 ⾃動列⾞運転装置 ATO（Automatic Train Operation） 発⾞して停⾞するまでの動きをプログラムし 電⾞を⾃動的に⾛らせる https://youtu.be/K_Wuthvin3M?t=50
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コンピュータを使ったプログラミング：シミュレーション 実際にできないことでも、 コンピュータと データを使って正確に試せる 14 NTTドコモ 「検証 全員歩きスマホ in 渋⾕スクランブル交差点」 交差点を渡る⼈が全員歩きスマホ！ どうなるのか確かめてみる https://youtu.be/6Pkzjm75KnU
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さまざまなテクノロジーで、 ⾃分の考えたことを すぐに「作って試す」できる コンピュータを使ったプログラミング：⾃分で作る 15 “The Floppotron” コンピュータの周辺機器を使って（？） ⾳楽を奏でることができる システムを作った https://youtu.be/Oym7B7YidKs?t=15
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プログラミングを使った研究あれこれ 16 じゃあ、研究では どうやって使うの？
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プログラミングを使った研究あれこれ ● 宮本知世 ○ みやもと‧ちせ ○ ⼤学院 博⼠前期課程1年 ⽣物系 ● 岡村美紀 ○ おかむら‧みき ○ ⼤学院 博⼠前期課程1年 情報系 17
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宮本知世 18 情報科学が⽣物学でどのように活躍しているか？
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l ( ) l : ( ) l : lSKIP 2 1 :
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l : l ( ) ( ) 2
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DNA : l l4 (A, T, G, C) l 4 DNA
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: l : DNA (A, T, G, C) 5
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6 DNA DNA
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岡村美紀 19 オノマトペからダンスを⽣成
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⾼校⽣向け勉強会（先週やった） ● 情報学って何ができるの？ ● コンピュータを使った アート作品 もっと知りたい：情報学とメディアアート 20 興味のある⼈はこちらもどうぞ！ https://speakerdeck.com/nandenjin/intro duction-to-informatics-and-media-arts-fo r-highschool-students
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事前課題のフィードバック 21
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問題を⾒返してみましょう コンピュータになにかをしてもらうためには、ただ「◯◯をし てほしい」と伝えるのではなく、「どのような動きをどう組み 合わせるか」を論理的に伝えなければいけません。 課題ではその練習として、「⽇常のある場⾯を、動作に分解す る」ことに取り組んでもらいます。 22
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問題を⾒返してみましょう 23 1. 「図書館で本を探して借りる」動作を分解してください。 ただし、借りる本は決まっているものとします。 2. ⽣活の中にあるものごとを⾃由にひとつ選び、 動作に分解してください。 （なにを選んだかも書いてください）
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これの何が難しいのか 誰がやっても同じになるように するのはすごく難しい。 でも、プログラミングは そういう⾔葉でしかできないように なっている…… 24 Josh Darnit “Exact Instructions Challenge” ジョナとエヴァンは、パパにサンドイッチの作り⽅を 「正確に」教えられるだろうか？ https://youtu.be/cDA3_5982h8
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問1: 図書館で本を探して借りる 25 探す 歩き回る 借りる みんなの答え
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問1: 図書館で本を探して借りる 26 １、図書館に⾏く ２、借りる本がどこにあるか検索をする ３、検索した結果の場所に⾏く ４、探していた本をとる ５、借りるために受付に⾏く ６、受付で借りる ７、家に帰る みんなの答え
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問1: 図書館で本を探して借りる 27 ①借りたい本のジャンルのコーナーに⾏く ②借りたい本の筆者名もしくは作品名のコーナーに⾏く ③本を⼿に取る ④借りたい本か確認する ⑤③〜④を借りたい本の確認が取れるまで繰り返す ⑥借りる ⑦⾒つからない ⑧司書さんに聞く みんなの答え
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問1: 図書館で本を探して借りる 28 ①図書館にいるか [はいの場合→] ②借りる本を探す ③借りる本が⾒つかったか [はいの場合②→] ④図書カードを持って 職員のところに⾏く ⑤本と図書カードを渡して 本を借りる みんなの答え [いいえの場合②→] ④ʻ②に戻る [いいえの場合→] ②’図書館に⾏く ③ʻ①に戻る
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問2: 新しく発売された本を図書館で借りる 29 新しい本が発売されたかを調べる 予約する 図書館に借りに⾏く みんなの答え 「発売された = 図書館にある」でOK？ なかったときどうしよう？
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問2: 部活を始めるまでの動作 30 更⾐室に⾏く 鍵が空いている→更⾐室の中で着替える 鍵が空いていない→トイレに⾏って着替える グラウンドに出る コーチがいる→挨拶をする コーチがいない→コーチが来たら挨拶をする グラウンドに挨拶をする みんなの答え コーチがいないとき、 コーチが来るまで なにしてよう……
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問2: ⻭磨き 31 ①⻭ブラシを⼿に取る。 ②⻭磨き粉はある？ [はいの場合→] ③⻭磨き粉を⻭ブラシにつける。 [いいえの場合→] ③’⽔を⻭ブラシにかける。 ④右上を磨く。 ⑤左上を磨く。 ⑥左下を磨く。 ⑦右下を磨く。 みんなの答え ⻭ブラシやタオルの 有無もチェックすると どんどん複雑になる ⑧コップはある？ [はいの場合→] ⑨コップに⽔を⼊れる ⑩⼝に⽔を⼊れる [いいえの場合→] ⑨’⼿に⽔をためる ⑩’⼝に⽔を⼊れる ⑪⼝をゆすぐ ⑫⽔を吐き捨てる。 ⑬タオルで⼝を拭く。
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プログラムの3つの制御構造 32 順次 順番に次を実⾏する 繰り返し 何度も戻って繰り返す 分岐 条件によって枝分かれ
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まとめ ● 「プログラム」はものごとを進める⼿順のこと。 コンピュータ以外もアリ ● 「どういうふうに動いてほしいのか」を きちんと説明できることが重要そう。 ● 指⽰を組み合わせて作る。 条件で分かれ道を作ったり、繰り返したりできる 33
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実習に続く。 34
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去年の様⼦ 35
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実習で使う機材「マイクロビット」 36 https://microbit.org/ja/get-started/features/overview/
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実習課題 micro:bitを使って ⼩さなプログラム（アプリケーション）をつくる ● たのしいものならなんでもOK ● 研究や⽣活の役に⽴つものならGood👍 ● ボタン‧コンパス‧温度計‧LED‧スピーカなどなど 37 何が作れるか考えてみよう