- 発売日：2024/12/18
- 出版社：ビー・エヌ・エヌ
- ISBN：9784802513210
通常価格
3,520 円（税込）
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商品説明
シミュレーションの基礎がわかる！
「これから人口はどう増加／減少するのか？」「火災はどこまで広がるか？」「被食者と捕食者の数はどう変動するのか？」などなど、自然現象や社会現象の予測はどのように行われるのか、その仕組みを学びたい人のための入門書。四則演算のみで数理モデルを作り、オープンソースで無料のビジュアライゼーションツールProcessingを使って視覚的に結果を確認しながら作ることで、コンピュータシミュレーションの基礎が身につきます。
「シミュレーション」は、物理学や生物学、経済学、社会学など、多岐にわたる分野で利用されています。たとえば天候の予測、自動車の操作性や安全性の検討、建築物の強度に関する設計や評価、経済の動向予測など、現実の問題を解決するために使われています。また、ビデオゲームやVR（仮想現実）などのエンターテイメントの分野でも、よりリアルな世界を再現するためにシミュレーションが使われています。本書で取り上げる13個のテーマを通じてシミュレーションを学ぶことで、それぞれの分野における考え方の違い、そして共通した部分を知ることになるでしょう。
「これから人口はどう増加／減少するのか？」「火災はどこまで広がるか？」「被食者と捕食者の数はどう変動するのか？」などなど、自然現象や社会現象の予測はどのように行われるのか、その仕組みを学びたい人のための入門書。四則演算のみで数理モデルを作り、オープンソースで無料のビジュアライゼーションツールProcessingを使って視覚的に結果を確認しながら作ることで、コンピュータシミュレーションの基礎が身につきます。
「シミュレーション」は、物理学や生物学、経済学、社会学など、多岐にわたる分野で利用されています。たとえば天候の予測、自動車の操作性や安全性の検討、建築物の強度に関する設計や評価、経済の動向予測など、現実の問題を解決するために使われています。また、ビデオゲームやVR（仮想現実）などのエンターテイメントの分野でも、よりリアルな世界を再現するためにシミュレーションが使われています。本書で取り上げる13個のテーマを通じてシミュレーションを学ぶことで、それぞれの分野における考え方の違い、そして共通した部分を知ることになるでしょう。
目次
Part 1
Processing入門
Chapter 1 環境を整える
1.1 Processingをダウンロードする
1.2 Processingをインストールする
1.3 Processingの環境を知る
1.4 試してみる
1.5 プログラムを保存する
Chapter 2 プログラムを書く
2.1 使用できる文字
2.2 コメントを書く
2.3 スペース
2.4 ファンクション（関数）
Chapter 3 描く
3.1 点を描く
3.2 図形を描く
3.3 描く順序
3.4 色で描く
Chapter 4 平行移動と回転
4.1 平行移動
4.2 回転
4.3 移動や回転の範囲を限定する
Chapter 5 変数にデータを保存する
5.1 変数とは
5.2 変数の種類と定義の方法
5.3 システム変数
5.4 配列
Chapter 6 演算子
6.1 四則演算
6.2 比較演算
Chapter 7 アニメーションを作る
7.1 draw()
7.2 setup()
7.3 マウスの位置を使う
Chapter 8 制御構造
8.1 反復構造
8.2 分岐構造
Chapter 9 ファンクション（関数）の作り方
9.1 ファンクションを作る
9.2 戻り値のあるファンクション
Chapter 10 オブジェクト指向プログラミング
10.1 ボールの運動
10.2 オブジェクト指向
10.3 ボールを追加する
10.4 50個のボール
10.5 自由に運動するボール
Part 2
コンピュータシミュレーション
Chapter 1
これから人口はどう増加／減少するのか？
──人口変化の数学モデル
Chapter 2
勝つのはどっち？ ウサギとキツネの攻防戦
──生態系における被食者と捕食者の数学モデル
Chapter 3
新型インフルエンザが発生した場合、感染はどのように拡大するか？
──感染病流行の数学モデル
Chapter 4
投げ上げたボールの軌跡
──ニュートンの運動法則
Chapter 5
アルミ缶とゴムひも
──振動のバネマスモデル
Chapter 6
水がなくなるまでの時間はどれくらいか？
──穴から溢れ出る水の数学モデル
Chapter 7
熱が伝わる時間はどれくらいか？
──熱伝導の数学モデル
Chapter 8
垂れ下がる紐
──弾性体の変形と釣り合い
Chapter 9
貝殻の模様はどのようなルールで形成されるのか？
──セルオートマトン
Chapter 10
ライフゲーム
──相互作用の作り出すパターン
Chapter 11
動物の表皮の模様はどのように生まれるのか？
──チューリングの反応拡散方程式
Chapter 12
火災はどこまで広がるか？
──森林火災の数理モデル
Chapter 13
鳥の群れ
──ボイドモデル
Chapter 14
草とウサギ
──被食者と捕食者のエージェントモデル
付録A
微分方程式
付録B
ベクトル演算
付録C
十進数と二進数
Processing入門
Chapter 1 環境を整える
1.1 Processingをダウンロードする
1.2 Processingをインストールする
1.3 Processingの環境を知る
1.4 試してみる
1.5 プログラムを保存する
Chapter 2 プログラムを書く
2.1 使用できる文字
2.2 コメントを書く
2.3 スペース
2.4 ファンクション（関数）
Chapter 3 描く
3.1 点を描く
3.2 図形を描く
3.3 描く順序
3.4 色で描く
Chapter 4 平行移動と回転
4.1 平行移動
4.2 回転
4.3 移動や回転の範囲を限定する
Chapter 5 変数にデータを保存する
5.1 変数とは
5.2 変数の種類と定義の方法
5.3 システム変数
5.4 配列
Chapter 6 演算子
6.1 四則演算
6.2 比較演算
Chapter 7 アニメーションを作る
7.1 draw()
7.2 setup()
7.3 マウスの位置を使う
Chapter 8 制御構造
8.1 反復構造
8.2 分岐構造
Chapter 9 ファンクション（関数）の作り方
9.1 ファンクションを作る
9.2 戻り値のあるファンクション
Chapter 10 オブジェクト指向プログラミング
10.1 ボールの運動
10.2 オブジェクト指向
10.3 ボールを追加する
10.4 50個のボール
10.5 自由に運動するボール
Part 2
コンピュータシミュレーション
Chapter 1
これから人口はどう増加／減少するのか？
──人口変化の数学モデル
Chapter 2
勝つのはどっち？ ウサギとキツネの攻防戦
──生態系における被食者と捕食者の数学モデル
Chapter 3
新型インフルエンザが発生した場合、感染はどのように拡大するか？
──感染病流行の数学モデル
Chapter 4
投げ上げたボールの軌跡
──ニュートンの運動法則
Chapter 5
アルミ缶とゴムひも
──振動のバネマスモデル
Chapter 6
水がなくなるまでの時間はどれくらいか？
──穴から溢れ出る水の数学モデル
Chapter 7
熱が伝わる時間はどれくらいか？
──熱伝導の数学モデル
Chapter 8
垂れ下がる紐
──弾性体の変形と釣り合い
Chapter 9
貝殻の模様はどのようなルールで形成されるのか？
──セルオートマトン
Chapter 10
ライフゲーム
──相互作用の作り出すパターン
Chapter 11
動物の表皮の模様はどのように生まれるのか？
──チューリングの反応拡散方程式
Chapter 12
火災はどこまで広がるか？
──森林火災の数理モデル
Chapter 13
鳥の群れ
──ボイドモデル
Chapter 14
草とウサギ
──被食者と捕食者のエージェントモデル
付録A
微分方程式
付録B
ベクトル演算
付録C
十進数と二進数
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