Transcript 講義用パワーポイント

Summer Science Camp 2014 Aug. 21-23
東京工科大学 コンピュータサイエンス学部
初めてのソフトウェア開発体験
～オブジェクト指向でゲーム開発に挑戦～
東京工科大学
コンピュータサイエンス学部
亀田弘之
スケジュール（1日目）
14:00-14:20 スケジュール確認、自己紹介、
開始時アンケート等
14:20-14:30 課題ゲームGreepsの紹介
14:30-16:00 Greenfootの体験
・開発環境操作法とプログラミングの基礎
・講義付き演習および相互教え合い
16:00-16:20 チームビルディング
16:20-17:00 施設見学(各種デモゲーム体験)
2
スケジュール（２日目）
9:30-10:00 ソフトウェア工学入門（講義）
（ソフトウェア開発の現状と開発プロセスについて）
10:00-10:10 ゲーム大会の説明
（チャレンジ内容の説明・確認）
10:10-12:00 Greenfootでゲームプログラミング
(一部講義・対話形式)
13:00-16:00 Greepsゲームの作成（実習）
16:00-17:00 ファイナルゲーム大会と
成果発表会
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スケジュール（３日目）
9:30-10:00 ソフトウェア開発と
プロジェクトマネジメント（講義）
10:00-11:00 RPG型プロジェクトマネジメント
教育システムによるPM体験
11:00-12:00 自作ゲームの開発企画書作成
（講義付き演習）
13:00-14:30 ゲーム作りに役立つ関連知識の
紹介（既存のツールなど）
14:30-15:00 最終アンケート、表彰式、閉会式
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ソフトウェアの現状
社会基盤
大規模化
複雑化
安心・安全
変更
高度なソフトウェア
エンジニアが必要
5
産業界からの要望
6
産業界からの要望
•即戦力型ICTエンジニア
•実用システム開発ができるエンジニア
7
産業界からの要望
大学
プロジェクトマネジメント
ソフトウェア開発プロセス
プログラミング
RP演習
システム
教材開発
高校生のレベル
8
講義概要
今日からプログラマーへの第一歩
を踏み出そう！ プログラミング初
心者でもOK。まずは簡単なゲーム
プログラミングから始めてみよう！
9
まずは予備知識から
焦らずに、
まずはゆっくりと
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第１部
1. ハードウェアとソフトウェア
2. ソフトウェア開発とその手順
– ソフトウェアの開発ってどんなことをするの？
3. プログラマーとは
4. ゲーム制作に関わる人たち
– 誰がどんなことをするの？
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ハードウェアとソフトウェア
s(A,C):-n(A,B),vp(B,C).
vp(A,C):-v(A,B),np(B,C).
np(A,C):-d(A,B),n(B,C).
n([tom|T],T).
n([cup|T],T).
v([broke|T],T).
d([the|T],T).
英語の文を解析する
人工知能プログラム
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ソフトウェア開発
ゲーム、知的情報検索システム、
携帯電話システムなどに関する
ソフトウェアを開発すること。
（注） ソフトウェア開発 ≠ プログラミング
13
プログラマー
≠
ソフトウェア開発者
14
ソフトウェア開発プロセス
15
ソフトウェア開発プロセス（１）
1.
2.
3.
4.
5.
6.
要求分析
設計
プログラミング
デバッグ
テスト
運用
⇒再び１へ戻る
ソフトウェア開発プロセス（２）
1.
2.
3.
4.
5.
6.
何（どんなもの）を作ればいいの？
どう作ればいの？
作成作業そのもの（デバッグもやりながら）
本当にちゃんとできたのかな？
実際に使おう！
ちょっと変更したいな。
プログラマーとは
• ソフトウェアの設計図に基づき、ソースコード
を作成する人たち
18
ゲーム作成に関わる人たち
1.
2.
3.
4.
ゲームクリエータ
アーティスト
レベルデザイナ
ゲームプログラマ
19
第２部
1. プログラミングに必要なものとは．．．
2. プログラミング言語とは
20
プログラミングに必要な知識・技能
• PCの基本的操作（ITリテラシー）
• プログラミング言語
• プログラム開発ツール
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プログラミングに必要な知識・技能
• PCの基本的操作
– ウィンドウズの操作方法
• プログラミング言語
– Java言語やC言語
• プログラム開発ツール
– エディタや統合開発環境ツール
• （ソフトウェア開発プロセス）
• （プロジェクトマネジメント）
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PCの基本操作は
知っているものとしましょう。
23
プログラミング言語とは
• プログラムを作成するための言語。
• プログラムとは、コンピュータに行ってもらい
たい仕事（の手順）を書いたもの。
24
豆知識
25
プログラミング言語の種類
•
•
•
•
手続き型言語
関数型言語
論理型言語
オブジェクト指向型言語
26
手続き型言語
•
•
•
•
•
BASIC言語
C言語
Fortran言語
Pascal言語
Cobol言語
27
関数型言語
• ML
• Haskell
• Lisp
28
論理型言語
• Prolog
29
オブジェクト指向型言語
•
•
•
•
•
Smalltalk
C++
C#
Java
Eiffel
プログラミング言語は少なくとも
約８０００種類あると言われています。
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東京工科大学で学ぶ言語
1. 必須言語
– Java
2. 第２言語
– C言語
3. その他の言語
– C++
– Prolog
– Php, Ruby など
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第３部
• いよいよ本題です！
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今日の目標
• 簡単なソフトウェアゲームを作ろう！
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今日の内容
• プログラミング基礎の基礎
変数、代入、条件文、繰り返し文
• コンピュータの計算モデル
• Greenfootの紹介
• ゲーム作成のデモ
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行動指針
1. サイエンスキャンプを楽しむ
2. お互いに教え合う（他利的に行動する）
3. 主体的に行動する
（考える・質問する・教える）
（注） 他利的(altruistic)  利己的(egoistic)
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プログラミングの基礎の基礎
• その前に
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コンピュータ
＝ ソフトウェア ＋ ハードウェア
プログラム
main ( ) {
int i, n = 10; double mean = 0;
for ( i = 0; i < n; i++) {
mean += I;
}
mean = means / n;
printf(“mean=%lf”, mean);
}
37
コンピュータの基本構成要素
1.
2.
3.
4.
5.
入力装置
出力装置
CPU（中央演算装置）
記憶装置
制御装置
コンピュータの基本構成図
（出典） http://www.infonet.co.jp/ueyama/ip/
concept/composition.html
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• ハードウェア
– メモリ
• 箱（複数個）
• 作業台（１つ）
– 作業者(CPU+制御+バス)
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プログラミング入門
• （各自図書あるいはWebで勉強してください。
１つの言語をしっかりと学ぶことから始めてく
ださい。英語の勉強，古典（日本語）の勉強な
ど，自分の過去の経験も活用してください。
学び方を学ぶためにも，知っている学び
方を応用してみよう！）
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本サイエンスキャンプでの
キーワード
•
•
•
•
変数
代入
条件文
繰り返し文
今回は，この２つが最も大切
この用語の意味と実際の
書き方を学ぶことで
ブログラムは記述できるよ。
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１～５までの和を求める
プログラムの例（C言語）
main( ) {
int A ＝ 0; int k = 0;
for( k = 1; k <=5; k++ ){
A ＝ A ＋ k;
}
printf(“1+2+3+4+5 = %d\n”, A );
}
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第３部後半
• 簡単なゲームを作ってみましょう！
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まとめ
• ソフトウェアの重要性
• 実践的エンジニアが求められている
• プログラマ
•
•
•
•
≠
ソフトウェアエンジニア
コンピュータの基本構成要素
コンピュータのモデル
変数・代入・条件文・繰り返し文
Greenfoot
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学びの方法は，PBLで
• 今回のサイエンスキャンプでは，PBL形式で行
います。
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目的達成のための方法論
• Virtual Company (VC) を立ち上げ、
体験的かつ主体的に
実践的な知識・スキルを身につけよう！
 PBL(Problem Based Learning) による主体的学び
で実践力を培う
PBLとは…
• Project Based Learning のこと
• 従来の勉強方法
– 座学
– 演習
– 実習・実験
従来の勉強方法
1. 座学 先生の話をみんなが聴いて、ノートにメ
モを取ったりしながら学ぶ。途中で質疑討論す
ることもある。
2. 演習 座学で教わったものを練習問題を解く
ことで確認する学習形態。例えば、Javaのfor文
を座学で教わったら、for文を使う練習問題を解
いてみるなど。
3. 実習・実験 事前に用意されたテキストなどに
従って、体験的に学ぶ。座学で教わったものの
応用練習などが目的。
これからの学び PBL
• 手引書のない実習・実験に相当。より実践的な状況で
の主体的な学び。
• 例えば、座学で電気回路を学んだとする。その後、電
気回路の問題集を解くのは演習授業。どのような知識
を使って解けばいいのか分かっている。
• 一方、PBLでは
「いまここに電機系が故障しているトースタがある。
原因を追求し、使えるようにしなさい。」
となる。電気関係の知識を使えばいいのだろうが、ど
の知識をつかえばいいのかは自分で考える。必要な
らば役に立ちそうな新しい知識を自分で学ぶ。
PBLの実施方法
1. グループに分かれる
2. Vurtual (VC)を立ち上げる。
チームシート
•
•
•
•
•
•
•
会社名
業務内容・規模
チーム構成
提案先
課題
チームの目的・行動指針
活動に関しての留意点
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The
nd
2
Day
53
これからの作業内容
1. ゲーム制作
–
–
–
–
–
–
–
ゲームプランニング
企画書作成
（要件定義）
設計（外部設計など）
コーディング
試験（テスト）
プレゼンテーション
54
企画書作成
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
提案先が抱えている問題・利用者の不満
経営課題を解決するための方法
システム化の範囲
機能概要・前提条件・制約条件
情報の流れ
想定する利用者
システムのハードウェア・ソフトウェア構成
システム化にかかる費用とそれによる効果
提案システムのアピールポイント
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企画書
1. ゲームコンセプト（ゲームの概要）
–
–
–
–
タイトル
ジャンル
想定される利用者
面白さの根拠
2. システム化にかかる費用と効果
3. アピールポイント（何が凄い？）
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費用対効果
1. 必要なハードウェア
2. 既存のソフトウェア
3. ソフトウェア開発費
– 人件費など
4. 維持管理費（開発費用の約10%）
5. 売上予想
6. 総合的な費用対効果
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大事なこと
• ホウレンソウ
– 報告（ほうこく）
– 連絡（れんらく）
– 相談（そうだん）
• ほんの少しの勇気と思いやり
まとめ
• ソフトウェア開発には手順（工程）がある。
– すぐプログラミングをはじめるのは間違い！
（なぜ？ その理由を考えてみなさい。）
• 要求分析に基づき企画書（システム提案書）
を作成する。
– 企画書が没になると開発できない！
（企画書には何をどのように書くべきか？ それ
はなぜか？）
• 企画が通ったら外部設計、内部設計を行い、
それに基づきコーディングをする。
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進んだアドバイス
• ソフトウェア開発の現場では，学術的な意味
での“正解”は存在しません。関係当事者間
の“合意”があるだけです。
• 詳しくは，ソフトウェア工学やソフトウェア開発
論などを将来勉強してください。
60
The
rd
3
Day
61
プレゼンテーション
• 表紙：ゲームタイトルとチーム名・メンバー名
• 内容：
– ジャンル
– 利用者
– 面白さ
– 苦労した点・工夫したところ
– アピールポイント など
各グループ ５分程度
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総合的まとめ
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プログラム名
• ゲームソフトウェア創りを楽しもう
～体験的ソフトウェア開発入門～
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プログラムの概要
• プログラミング導入教育のために開発された
Greenfootという開発環境を用い、ソフトウェア
開発を実際に体験します。まず、プログラム
開発環境の操作方法とそれを利用したJava言
語による簡単なプログラミングに慣れる。その
後、少人数からなるゲーム開発会社を仮想
的に設立し、ゲームソフトウェアの開発（提案
・設計・実装・プレゼンテーション）をグループ
で実際に行います。
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プログラムの概要（続き）
• P B L(Project-Based Learning)という手法に基
づき指導しますので、作成するゲームは各グ
ループが自由に決定するなど、参加者の主
体性を重視します。なお、プログラミングに関
する知識等はていねいに説明しますので、プ
ログラミング初心者とともにプログラミング経
験者も歓迎です。
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何をやってきたか
• 知る
– プログラミングとはどのようなものか
まずは体験することが大切！
– 新しいプログラミング開発環境
（学習環境, Greenfoot）
使って慣れることが大切！
– 新しいプログラミング学習法(ClassFirst)
– 新しいソフトウェア開発学習法
（PBL; Project-Based Learning）
– ソフトウェア開発とはどのようなことをするのか
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• 知る（自分自身）
– 自分の知識・技能（スキル）
自分の特技・長所の確認（気付き）
自分の足りない点・短所の確認（気付き）
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今後どうするのか
• 学びたいこと、自分のすすむべき道を明確に
定める
• 自分の長所を知る（気付く）
– 長所は徹底的に伸ばす
個性の確立
• 自分の短所（足りない点）を知る（気付く）
– 不足部分は人並みに
「飽きず・焦らず・諦めず」の精神で
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キーワード
• プログラミング
• ソフトウェア開発
• ソフトウェア開発工程（段取り）
（作るものを明確に定義してから実現する）
• ゲームコンセプトの提案、企画書作成、
プログラミング、テスト、納品
• Java言語、クラス、インスタンス（オブジェクト）
• オブジェクト指向分析・設計
• クラス図（UML図）
• プロジェクトマネジメント（PM)
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最後に
本資料は，サイエンスキャンプにおいて直接
お見せしていないものも入っておりますが，高
校生のみ何にお役に立つことを願って削除し
ませんでした。ご了承ください。
平成26年8月25日（月）
東京工科大学
コンピュータサイエンス学部
亀田弘之 ([email protected])
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おわりに
• ３日間ご苦労様でした。今回の経験をこれか
らの人生に役立ててください。
どうもありがとうございました。
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