数値計算を始めたいのですが・・・

質問

もうすぐ大学2年生になる物理を専攻している学生です。
大学での物理を学び、コンピュータを用いて数値計算をしたいと思うようになりました。
中学生のときにC言語を独学で学んで言語について入門書レベルの理解はあるのですが、
実際の数値計算となると、アルゴリズムを学んだり、グラフや図形にしたりという作業が必要です。
質問したいことは大きく分けて2つです。

(1)中学生のときはコマンドプロンプトとフリーのテキストエディタで勉強していました。
しかし、大学で物理の数値計算をするとなればVisual stdioなどを用いてプログラミングしたほうがよいのでしょうか？
ダウンロードしてみたのですが、今のところいろんなコマンドが多くて難しいです・・・
どちらのスタイルでプログラミングした方がいいかとかはあるのでしょうか？
どうもCUIだと図形描画はできないようなのですが・・・そうなのでしょうか？

(2)数値計算をしたとき、グラフやアニメーションにしたいと思うのですが、
WindowsAPI、Gnuplot、OpenGL、他にも色々あるみたいなのですが、
どのようなツールを使えばよいのでしょうか・・・？
色々調べてはみたのですが・・・

どちらか1つでもよいのでご教授ください。
お願いします。

回答No.2

pascal3 · ベストアンサー

No.1の方の内容とかなり重複しますが、まず、
周囲に経験者がおられる場合はその方に合わせるのがおすすめです。
そうでない場合は、
> 中学生のときはコマンドプロンプトとフリーのテキストエディタで勉強していました
とのことですので、その延長線上で考えて
「数値計算結果はファイルに書き出す」→「その結果を別のソフトで可視化する」
というスタイルから入るのがよいと思います。
現在のプログラミング言語において、数値計算と可視化を同じソフトで行うのは
初心者にとってハードルが高すぎるからです。
このスタイルが気に入ったらそれを続けるのも良し、
気に入らない場合は、ある程度の実力がついてから、
Java とか C# とかに移行して数値計算と可視化を一体化する方法に切り替えても良いと思います。

ちなみに、牧野淳一郎「パソコン物理実地指導」では、
数値計算はC++で可視化はgnuplotです。
将来的に、分子動力学(MD)などの本格的な計算をやろうと思うなら、
この本の内容は押さえておくべきです。
ただし、この本は決して入門書ではないので
（たとえばRunge-Kutta法などは既習事項と仮定しているに等しい）、
入門書は別途必要ですが、どのみち本気で勉強するなら後日この本も必要になるでしょう。
そのスタイルに最初から合わせておくというのもひとつの手かもしれません。

参考URL：

http://www.artcompsci.org/~makino/pcphysics/

お礼

回答ありがとうございました。

まずは数値計算をC言語で行い、テキストに書き出す。
そして、それをgnuplotに描画させるという方向でやってみます。
大学の先生方にも聞いてみます。
本まで紹介していただいてありがとうございました。
がんばります！

回答No.1

f272

> 大学で物理の数値計算をするとなればVisual stdioなどを用いてプログラミングしたほうがよいのでしょうか？

それでも良いし，cygwinやMinGWとgcc等を使っても良いし，あなたの判断です。周りの人がやってるのと同じやり方が，分からなくなったときに聞くことが出来るので，あなたの周りでどういうのが主流がを調べてみましょう。

> どうもCUIだと図形描画はできないようなのですが・・・そうなのでしょうか？

そんなことはありません。色々とやり方はあります。

> どのようなツールを使えばよいのでしょうか・・・？

これもあなたの判断です。私は，「WindowsAPI、Gnuplot、OpenGL、他にも色々」のすべてを使います。

私の勧めるスタイルは数値計算はCUIで計算だけを行わせる。結果はテキストファイルに書き出す。
そのテキストファイルを別プログラムでグラフやアニメーションにする。

お礼

回答ありがとうございました。

周りの人ですか・・・
まずは、大学の先生や先輩に聞いてみますね。
CUIで数値計算をして、結果をグラフやアニメーション。
わかりました！