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2014/04/17 担当 堀江 コンピュータ演習2回目 コンピュータ演習 → 技術
2014/04/17 担当 堀江 コンピュータ演習2回目 概要 1~ 5回堀江担当(Excel のツール) 6~10回今駒先生担当(VBA プログラム基礎) 11~15回大村先生担当(VBA プログラム応用) コンピュータ演習 → 技術計算のための Excel ◆表計算ソフト 数値データの集計・分析に用いられる作表アプリケーションソフト。縦横に並んだマス 目(セル)に数値や計算ルールを入力していくと、表計算ソフトが自動的に数式を分析し、所 定の位置に計算結果を代入してくれる。 ◆化学工学→モデル解析 プロセスおよびの本質を見極めモデル化すること プロセスのモデル化→現象を数式(微分方程式など)化すること →数式により現象を表現できれば、実際に起こる現象を予想することができる 計算機性能の向上により、非線形連立方程式や微分方程式を誰でも解くことができるよう になった。その手法として・・・ Excel のワークシート(初級編) Excel 上のプログラミング VBA(中級~上級編) <モデル式> <Excel 上のツール> 連立1次方程式 ワークシート関数 非線形方程式(1変数) ゴールシーク 連立非線形方程式(多変数) ソルバー 最小2乗法などの最適化 ソルバー (連立)常微分方程式 VBA ゴールシーク:未知数を変化させて繰り返し計算を行い、条件に合う未知数を探索する。 ソルバー:多変数の連立非線形方程式の解法に用いられる。また、最小2乗法などの最適 化にも用いられる。 マクロ(VBA) :エクセルが BASIC 言語で記述されるようになり、エクセル上でプログラ ミングを直接行える。汎用性があるが、使いこなすにはコンピュータ言語に関す る学習が必要。 準備(コンピュータ演習を行う前に) ◆Excel 2010 は以下の手順を行う。 1. ファイルタブを左クリックしてオプションを左クリック 2. アドインを左クリック 3. アクティブなアプリケーションアドインの項目に「ソルバーアドイン」、「分析ツール」 、 「分析ツール VBA」があるかを確認 4. なければ、アドイン「設定」を左クリック 5. 「ソルバーアドイン」 、「分析ツール」、「分析ツール VBA」にチェックをして OK 6. インストールしますか?ときいてくるので「はい」 開発タブの表示 1. ファイルタブを左クリックしてオプションを左クリック 2. リボンのユーザー設定を左クリック 3. 右メインタブの開発にチェックを入れる 4. OK をクリック ◆Excel 2007 は以下の手順を行う。 1. Office ボタンを左クリックして Excel オプションを左クリック 2. 左のメニューバーのアドインを左クリック 3. アクティブなアプリケーションアドインの項目に「ソルバーアドイン」、「分析ツール」 、 「分析ツール VBA」があるかを確認 4. なければ、管理 Excel アドイン設定を左クリック 5. 「ソルバーアドイン」 、「分析ツール」、「分析ツール VBA」にチェックをして OK 6. インストールしますか?ときいてくるので「はい」 開発タブの表示 1. Office ボタンを左クリックして Excel オプションを左クリック 2. 基本設定 3. [開発]タブをリボンに表示するにチェックを入れる 4. OK ************ 「ソルバーアドイン」→ソルバーを使うとき 「分析ツール」→ヒストグラムなどをつくるとき 「分析ツール VBA」→Visual Basic プログラムを使うとき 1.エクセル(表計算ソフト) ◆エクセル必須機能 表計算:関数の種類(sum, exp, ln, log, average, sin, asin, sinh, min, max, pi, rand, stdev, var, mod, row, column など 300~400 種) ・・・ (合計、エクスポネンシャル、自然対数、対 数、平均、サイン、アークサイン、ハイパボリックサイン、最小値、最大値、π、ランダ ム、標準偏差、分散、余り、行、列) 使い方:セルの中に =sum(この部分はマウスで範囲指定) pi(), rand()などは括弧だけでよい その他の機能 1) +マークダブルクリック 6) Ctrl+V 2) $マーク(絶対参照) 7) ウィンドウ枠の固定 3) Ctrl+Shift+矢印 8) 並べ替え機能 4) Shift+矢印 9) 条件付き書式 5) Ctrl+C(または Ctrl+X) データの読み込み テキスト形式データ、CSV(実験装置からのデータ出力で多く用いられる) 正規分布図 ◆標準偏差(standard deviation) 標準偏差、データが有限個の場合は (x i )2 68.27% N 1 xi は個々の測定値、は平均値である。 分散値は標準偏差の二乗で表される。 95.45% 99.73% ちなみに偏差値は T 50 10 xi で表される。 -3σ -2σ -σ μ σ 2σ 3σ 演習1:ゴールシークを使ってみる ゴールシーク(1 変数の非線形方程式を解く) 𝑓(𝑥) = (𝑥 + 1)3 − 𝑒 𝑥 + 3 ln(𝑥 + 1) − 10 = 0 −1<𝑥 <6 を満たす x を求めよ。という問題を解く場合、これを“x =”の形にすることは難しい。 この解を瞬時に求めてくれるのがゴールシーク。 練習:初期値を変化させて上の問題を解け 【ふろく】 テキストファイルの開き方 エクセル開く⇒開く⇒すべてのファイル⇒課題テキストファイルを開く テキストファイルウィザード⇒次へ⇒カンマにチェック⇒完了 ヒストグラムの作り方 データ分析というタブをクリック⇒ヒストグラムを選択⇒OK 出力先⇒今回は$D$1 を選択 グラフ作成にチェック 入力範囲およびデータ区間を選択⇒OK (おまけ) エラーバーの付け方(基礎) グラフツール⇒レイアウト⇒誤差範囲▼ 課題 2-1 kadai2-1 は成績の分布をテキスト形式で保存したファイルである。 3-4 ページのヒントを利用して、別紙の通り、Excel の表を作成せよ。ウィンドウ枠の固 定も行うこと。 課題 2-2(宿題) kadai2-2 は、身長の分布表をテキスト形式で保存したファイルである。 課題 2-1 と同様に表を作成せよ。