環境シミュレーション`07 講義の摘要 (Syllabus)

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
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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．
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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