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C 言語で数値計算プログラミング

桂田祐史

Date: 2003年6月9日

- 1.1 はじめに
  - C の勉強の仕方
  - どういうプログラムに C 言語を用いるべきか
目次
1. コンパイル、実行の仕方
- 1.1 はじめに
- 1.2 とにかくコンパイル
- 1.3 実行形式の名前の指定 (-o オプション)
  - 一口メモ
- 1.4 システムのライブラリィをリンクする (-l オプション)
- 1.5 複数のソース・ファイルからなるプログラムのコンパイル&リンク
- 1.6 cco コマンド
- 1.7 -I, -L, -R
- 1.8 便利なオプション -- 最適化 -O, 警告レベルをあげる -W -Wall
- 1.9 -g
- 1.10 -pg
- 1.11 -E
- 1.12 -S
- 1.13 GNU Emacs の利用
2. 数値計算のための C プログラミング入門
- 2.1 イントロ -- サンプル・プログラムによる勉強
  - 2.1.1 最初のプログラム
  - 2.1.2 if 文と goto 文
- 2.2 数列
  - 2.2.1 for ループと数列
  - 2.2.2 極限の推定
- 2.3 級数の和
  - 2.3.1 簡単な例
  - 2.3.2 Taylor 級数の計算
    - の近似計算
    - $\sin 1$ の近似計算
- 2.4 方程式を解く
  - 2.4.1 二分法
  - 2.4.2 Newton 法
- 2.5 常微分方程式の初期値問題
  - 2.5.1 Euler 法
  - 2.5.2 Runge-Ketta 法
3. グラフを描こう (1)
- 3.1 fplot ライブラリィ, ccx コマンド, f77x コマンド
- 3.2 関数・サブルーチン一覧
- 3.3 図の印刷法
- 3.4 例題による解説
  - 3.4.1 変数関数のグラフ
  - 3.4.2 簡単な動画
- 3.5 サンプル・プログラム (解説抜き)
  - 3.5.1 定数係数線型常微分方程式の相図
  - 3.5.2 熱方程式の初期値境界値問題の可視化
- 3.6 ccx, f77x の正体
- 3.7 TEX への取り込み
- 3.8 ccg の関数 fsymbol() の実現法
4. 数値計算プログラミング
5. グラフを描こう (2) GLSC
- 5.1 はじめに -- GLSC とは
  - glscwin -- Windows 版 GLSC
- 5.2 6701 号室では？
- 5.3 GLSC のサンプル・プログラム
- 5.4 GLSC+ について
- .1 よく使う関数の説明
- .2 PostScript への変換 (g_out に関するノウハウ)
- .3 桂田研学生向け
- .4 Cygwin+XFree86 環境での利用
A. 常微分方程式
B. 常微分方程式の初期値問題 -- とにかく始めてみよう
- B.1 はじめに
- B.2 目的とする問題
- B.3 離散変数法
- B.4 Euler 法
- B.5 Runge-Kutta 法
- B.6 漸化式のプログラミング
  - B.6.1 が実数値の場合
  - B.6.2 がベクトル値の場合
- B.7 プログラミング課題
C. 常微分方程式の初期値問題の数値解法
- C.1 はじめに
  - C.1.1 常微分方程式って何だったっけ -- 復習
  - C.1.2 これからの目標
- C.2 数値解法(1)
- C.3 Runge-Kutta (ルンゲ-クッタ)法
- C.4 対数グラフに関するメモ
D. 定数係数線形常微分方程式
- D.1 問題の説明 -- 定数係数線形常微分方程式
- D.2 例題プログラムによる実験
  - D.2.1 例題プログラムの使い方
  - D.2.2 解説
- D.3 補足 -- 紙と鉛筆で解く方法
  - D.3.1 定数係数線形常微分方程式の解の公式, 行列の指数関数
  - D.3.2 の場合の $e^{t A}$ , $e^{t A}\vec x_0$
E. 力学系とリミット・サイクル
- E.1 力学系と Poincare のリミット・サイクル
- E.2 追加の問題
- E.3 プログラム
  - E.3.1 dynamics.f
  - E.3.2 dynamics.c
- E.4 参考文献
参考文献
A. ヒント集
- A.1 インデンテーション
  - A.1.1 GNU indent
- A.2 参考になる文書
B. がらくた箱
- B.1 参考書
- B.2 C 言語の種類
- B.3 UNIX 上の C コンパイラーの使い方
- B.4 数値データの種類、変数宣言
- B.5 数の型とのおつきあい
- B.6 数学関数の使い方
- B.7 配列の使い方
  - B.7.1 添字は 0 から
  - B.7.2 配列の大きさは整定数
- B.8 ANSI C のプロトタイプ宣言とは？
- B.9 コンパイラーなどのエラーメッセージを読むための単語帳
- B.10 ``Segmentation fault'', ``Bus error'' って何ですか？
- B.11 数学定数どうしよう？
- B.12 C で負の添字を使う方法
- B.13 scanf() を使うのは邪道だと言われちゃった
- B.14 ポインターについてどれだけ知ればいいですか？
- B.15 行列はどうする？
- B.16 FORTRAN プログラムを C に書き換える
- B.17 NaN って何ですか
- B.18 コンパイルとは何ですか
- B.19 NEmacs 虎の巻 @(#) Oct 4 1992
  - B.19.1 NEmacs 入門編
  - B.19.2 NEmacs 初級編
C. Fortran と一緒に使う
- C.1 UNIX における C と Fortran の併用
- C.2 プログラムの書き方
  - C.2.1 副プログラムの名前について
  - C.2.2 引数について
- C.3 配列
  - C.3.1 プログラム例
- C.4 コンパイルの仕方
- C.5 LAPACK
D. C++ を使ってみよう
- D.1 C++ について私が考えること
- D.2 簡単な入門
- D.3 vector
- D.4 ファイル入出力
- D.5 数学関数
- D.6 複素数の扱い
- D.7 new と delete … 動的メモリー確保
- D.8 C で書かれたライブラリィとのリンク
- D.9 書式付き出力
- D.10 クラス定義についての注意
- D.11 valarray
- D.12 注目しているソフトウェア
- D.13 URL
- D.14 参考文献
参考文献
E. Java もやってみよう
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平成18年4月28日