この文書は、学部3-4年生から修士1年生くらいを対象にした、 C++ によるプログラミング、数値計算、その他研究に必要な 計算の使いかた解説になる予定である。牧野の研究室向けなので、 FDPS を使ったプログラムを書いてシミュレーションができるように なることがとりあえずの目標である。 以下のような感じで書いていきたい

• C++ 言語のミニマム
• 偏微分方程式
• 常微分方程式
  • 多体問題
  • FDPS を使った多体問題
• 他の話題
  • 線形最適化
  • 非線形最適化
  • 確率的方法：シミュレーテッド・アニーリング
• 非数値アルゴリズム
  • 基本的データ構造
  • サーチ・ソート
  • ツリー構造とその応用

0.1. 言語について

神戸大学惑星学の学生であれば、今までに Fortran による数値計算の 実習をしているものと思う。プログラミングの基礎としてもちろん Fortran をやることに問題はないし、分野によっては主力となる 言語であるが、逆に分野によって、あるいは目的によってはは他 の言語を使うことも必要になっている。その代表が C++ 言語である。

物理・天文・地球科学の分野では、Fortran も使われる一方、 C や C++ 言語 での開発も広く行わている。また、色々な目的で、「スクリプト言語」といわれる、 python (牧野は個人的には ruby を好むが python が一般的になっていることは 否定しがたいので、少なくともこの文書ではスクリプト言語として python を 使う、、、つもり、、、である)が使われる。従って、Fortran の他に

• C/C++
• python 等スクリプト言語

Wondows のマシンを使っている場合、現在、C++ コンパイラ等を使う標準的な方法は、 WSL をインストールして Linux 環境が使えるようにし、それに標準でついてくる GCC を使う、というものになっている。いれかたはネットで検索してそれっぽいものを 発掘できるようになってほしい。