プログラム関数電卓でプログラミング

fx-5800Pプログラミング入門のための CasioBasic入門連載中
 
2014/10/05 修正
2014/12/19 fx-9860GII に関する追記
2015/03/12 Hit & Blow に関する追記
2016/04/26 fx-CG20 に関する追記
2017/08/10 fx-CG50 に関する追記
2018/10/31 CcLinker に関する追記
2020/02/25 大幅な加筆修正
2020/04/02 fx-9860GIII について修正
2020/06/02 fx-9750GIII について追記
2021/03/31 fx-7400GIII について追記

Casio Basicプログラミング入門に役立つと思っている

 fx5800P_calc    fx-9860GII    fx-CG20_mid        fx-CG50_small  
 カシオ  fx-5800P   カシオ fx-9860GII     カシオ fx-CG20       カシオ fx-CG50

 fx-5800P、fx-9860GII、fx-CG20、fx-CG50 に搭載されているプログラミング言語は、欧米ではCasio Basic と呼ばれていて、Basic の一種だ。Casio Basic には一部固有の命令や記法があるが、殆どが一般の Basic と同等の言語仕様となっている。Casio Basic固有の仕様として先ず挙げられるのは、代入に = を使わず → を使う点、そして局所(ロ-カル)変数が使えず大域((グローバル)変数のみが使える点、ユーザーが関数を定義して使えない点、などがある。従って、Casio Basic は構造化Basicではないのだが、構造化プログラミングの感覚で構造制御したコーディングができる。

海外専用モデルの Casio fx-CP400 や fx-CG500 に搭載されている Basic は構造化Basic に近いのだが、ループからの脱出方法に制限があることから使いづらく、そもそも動作速度が極めて遅い。これを使ってプログラミングしたいなどと思えない代物である。この言語は、お題目だけ正しくても実用的でない、発展途上の初期の段階のものだ。

形式上は非構造化Basicであっても、構造化プログラミングの感覚で、Gotoに頼らない構造制御を行い、ブロック構造の直列構造で構造制御が可能な Casio Baisc は実用的な言語と言える。

カシオは、プログラム関数電卓 fx-5800P、グラフ関数電卓 fx-9860GII、fx-CG20、fx-CG50 や土木測量向け電卓 fx-FD10 Pro に  Casio Basic を搭載しており、互いに一定レベルの互換性がある。ハードウェア依存の Getkey コマンドや Locate などの入出力関連コマンドについては、fx-5800P とそれ以外でキーコードや表示文字数の違いがあるが、移植は簡単だ。グラフ関数電卓では、fx-9860G OS2.0 以降で動作するプログラムは、fx-9860GII や fx-CG20 / CG50 でそのまま正常動作する(完全上位互換)。なお、fx-CG50 と fx-CG20 は高解像度カラー液晶を搭載しており、解像度の違いとカラーの取扱に新たなコマンドが追加されている。

管理人が最初に出会った Casio Basic は fx-5800P に搭載されているものだったので、当ブログでは fx-5800P のCasio Basic について詳しく解説している。その後 fx-9860GII や fx-CG20、fx-CG50 の Casio Basic について、fx-5800P からの違いを解説するようになった。一部のコマンドを除いて、機種間の違いは少ない。

機種間での Casio Basic の互換性に関しては、以下の記事を紹介するので、ご参考頂きたい。
 ⇒ Casio Basic - 機種間の互換性
 ⇒ fx-CG20 の概要
 ⇒ fx-5800P / fx-9860GII / fx-CG20 / fx-CG50 プログラムライブラリ - キーコード取得 
 ⇒ fx-9860GII USB POWER GRAPHIC 2
 ⇒ fx-9860GII への移植 - ピタゴラス数
 ⇒ fx-9860GII への移植 - 素因数分解
 ⇒ fx-9860GII への移植 - 厄介な旧来の命令
 ⇒ Casio fx-CG50 の概要

Casio Basic を使える fx-5800P は、実売価格、携帯性(コンパクト性)、電池寿命などの点で、圧倒的に優位だ。fx-5800P は Casio Basic 入門機として最適であるだけでなく、Casio Basic は意外に高機能なので、PCでのプログラミング経験者には、すぐにプログラムを書ける実用機でもある。

この記事を初めて書いた当時は、fx-5800P に比べて、fx-9860GII は3倍程度の価格であった。その後、fx-CG50 が登場し、fx-9860GII が国内では販売中止となった。現在では、 fx-CG50 の価格は 並行輸入品で fx-5800P の2倍以下、Amazon USA で購入する場合は 1.3倍程度と、入手し易くなっている。
Casio プログラム電卓の価格動向

fx-5800P の補修部品の供給が 2025年までとなっているので、fx-5800P はその頃までに発売中止になる可能性が高い。プログラム関数電卓のカテゴリーとして fx-5800P の後継モデルが発売されるかどうかは、まだ分からない。

一方で、新モデルが登場している。fx-9860GIII USB POWER GRAPHIC 3 がヨーロッパ市場向けに2020年3月に発売され、fx-9750GIII POWER GRAPHICS 3 が北米市場向けに2020年4月に発売された。fx-9860GIII と fx-9750GIII は殆ど同じ機能を持ち、明らかに fx-9860GII の後継機である。これら機種は Casio Basic は fx-9860GII と完全互換になっている。

ところで、fx-9750GIII は非常に安い価格設定になっており、fx-9860GIII の半額以下になっている点が興味深い。fx-9750GIII は、セカイモンや Amazon USA を使えば日本国内で7千円台で購入でき、fx-5800P の国内実売価格 (6~7千円台) に近い。既にアナウンスされている fx-74000GIII POWER GRAPHICS 3 は2020年下期にヨーロッパで発売された。

fx-5800P の後継モデルが発売されない場合は、fx-9750GIII や fx-740GIII が fx-5800P を引き継ぐ位置づけになるかも知れない。但し、これら新機種が日本国内で発売されるかどうかは今は不明だ。
⇒  速報! CASIO fx-9860GIII 発売間近? - 新しいプログラム電卓
fx-9860GIII の概要
fx-9750GIII の概要
fx-7400GIII の概要 [2021/03/31 追記]

今のうちに fx-5800P を入手されると良いと思う。 

ところで、 "行番号付きの BASIC" しか知らない方は、Casio Basic は別の新しい言語として捉えた方が良いと思う。


プログラム関数電卓でのプログラミング超入門

パソコンのプログラミング入門で、「Hello World と表示させるプログラム」が最初に取り上げられている書籍を以前よく見たものだ。

これを Casio Basic で書くと、

"Hello World"

と、たった1行書くだけ! 出力命令 " " を使っている。そして、幾つかのキー操作で、即実行できる。MS-DOS、Windows、MACだろうが、Visual Basic、VB.net やC、C++だろうが、こんな簡単ではない。

キーボードから、何か数字を入力して、それを表示させるプログラムは、

?→A

はい、たったこれだけ! 

入力して、何か計算をして、結果を出力するのが、プログラムの基本動作だ。上のプログラムは、なにやら暗号のようだが、「入力」と「出力」と言う基本的な2つの仕事を行っている。

「?」 は入力待ちの命令、「→」は入力された数字を変数Aに代入する命令。つまり、1つめの仕事は、数字を入力させ、それを変数に入れると言うもの。A は、変数Aの中身を表示しなさいと言うものだ。

このプログラムを実行すると、画面表示は

?

とそっけない。ここで何か数字を入力してから [EXE]キーを押すと、入力した数字が表示される。


ちょっとグレードアップしてみる。

"INPUT NUMBER"?→A

「?」の前に「"」で挟んだ文字を追加しただけた。これを実行すると、

INPUT NUMBER ?

と表示される。


ここで、何か整数でも少数でも入力すれば、それが表示される。


さて、ここからが関数電卓のプログラムの面白いところだ。

INPUT NUMBER ?

と表示されている時に、sin(30) と打ち込むことも出来る。すると、

0.5

と表示される。

sin(30)の代わりに、数値積分の式を入れても、しっかりその計算結果が表示される。面倒な計算は、関数電卓が持っている機能を使えば良い。プログラムは、手順を示すだけのもので良い。当然、プログラムの中で計算をさせることもできる。


さて、妙な記号ばかり出てきたが、他のコマンドは、分かりやすい。

Goto ~ Lbl
If ~ Then (~ Else) ~ IfEnd
Do ~ LpWhile
While ~ WhileEnd


といった、Basic と同じコマンドが揃っている。

上のコマンドは、それぞれ
  • Goto A は、Lbl A (指定場所)までジャンプしなさい (強制ジャンプ)
  • If の直後の式が正しい場合は Then 以降を実行、そうでなければ Else 以降を実行しなさい (条件分岐)
  • LpWhile 直後の式が正しい間は Do まで戻って処理を繰り返しなさい。LpWhile 直後の式が正しく無い時は Do にジャンプせずに LpWhile の次の行にジャンプしなさい (ループ - 繰り返し処理)
  • While の直後の式が正しい間ば WhileEnd まで実行し While まで戻って処理を繰り返しなさい。While 直後の式が正しくなければ、While まで戻らず WhileEnd の次の行にジャンプしなさい (ループ - 繰り返し処理)
と言う意味だ。英語の意味そのままなので、ちょっと練習すると、簡単にすぐ分かる。

fx-5800P でプログラムを書くのが簡単だとお分かり頂けるだろうか?


プログラム電卓にさせる仕事は、単純な計算だが、条件を種々変更して何度も実行すること、おそらくこれに尽きると思う。
付け加えるならば、パソコンを起動して、上記のような仕事をするには面倒に思う時こそ、プログラム電卓の出番だ。


電卓プログラムで便利な用途

プログラミングに科学技術の知識は殆ど不要だ。関数電卓は使いこなせなくても、プログラム電卓は使いこなせる。言い換えれば、プログラム電卓は関数電卓の延長線上にある必要はない。実際のプログラム電卓は、関数電卓の高機能バージョンとして発売されているから、勘違いされやすいのだが...

プログラミング能力は特別のものでなく、理系か文系、年齢や性別に無関係なのは、IT業界では広く知られている。プログラミング適性は、それ独自のものだ。理系の大学を卒業してもプログラムを書けない人が居ても不思議ではなく、文系でもSEやプログラマで活躍している人が普通にいる。1億3千万人の日本人の半分がプログラミングしても、驚くことではない。

さらに、作るプログラムは、科学技術に関係するものだけでなく、日常生活や事務系や営業系の仕事で便利な実用プログラムもあって、PCやスマホで使っているわけた。 当然、電卓で作るプログラムも同じで、当ブログでは科学技術以外の実用プログラムを紹介している。

電卓で作って・使って便利なプログラムには、どんなものがあるだろうか?
これまでに作ったプログラムを列挙してみる。

▶ 世界時間換算:
今日本は18:00だから、イギリスでは何時?とか カナダの朝9:00に電話するには、日本の何時に電話をかければ良いか?といったことは、グローバル社会では結構ある。海外では夏時間も考えなければならない。そんな時に電卓でパッと海外の相手の時間が分かれば、とても便利だ。このプログラムを作って、私は毎日のように利用している。地域による微妙な時差にも対応している。
Casio Basic入門で取り上げている ⇒ こちら

 年齢換算:
生まれ年から年齢を割り出す。年齢から生まれ年を割り出す。歳の話になって、電卓を持ち出すとその場の空気が淀む可能性あり...
Casio Basic入門で取り上げているこちら

 西暦と和暦の変換計算:
電卓がすぐ横にあることが大前提だが....
Casio Basic入門で取り上げているこちら

温度単位の換算
摂氏(°C)、華氏(°F)、絶対温度(K)の換算。どれか1つを入力すると、他の単位での温度の値が表示されるプログラム。特に摂氏と華氏の換算はたまにアメリカへ出かけると役に立つ。実はプログラムはとても簡単に作れる。
Casio Basic入門で取り上げているこちら

分子量計算:
この手の計算を頻繁に電卓でやりたい人は、何か特定のジャンルの化合物しか扱わないので、電卓に入れておくべき原子量データは知れていると思う。
半導体なら Si、Ga、As、Al、In、N、P、C といった程度だし、組成比が小数ならば電卓が楽だ。
有機化学なら、C、H、O、N、S、P、Mg、Zn、Cl、Br、I にあと数種の原子があれば間に合うだろう。普通の関数電卓で十分と言う人には、はいそうですね、と答えるしかない(-_-)  昔、CASIOのFX-603Pを使っていた時はこれを入れていた!

売り買いに関する計算:
原価計算、見積計算、売値から仕入値(指値)の計算など...
そもそも営業マンで値段をスバっと答える人が少ないと言う話もあるが、おそらく暗算できないという理由では無く、大人の事情があるとは思うが...
原価から各種経費を考えて最終価格を計算したり、最終コストから各種経費を前提に原価、買値を割り出したりするのに便利。
価格交渉の概算用に私の電卓には既に入っている...( ^o^)ノ

寸法精度の計算:
工作現場で、サイン・コサイン・タンジェントが絡む計算で、穴位置や切る位置を、あれこれ現物合わせするのに便利なことが多いように思う。予めプログラムを準備しておくのではなく、その場でチャッチャッチャとプログラムを組む使い方にはなってしまうが...(経験あり)

光学計算:
カメラのセンサとレンズの特性から、分解能、ピクセル数、ピクセルピッチ、センササイズ、レンズのF値、口径、焦点距離などを、色々計算してみたい....電卓でプログラムを使えると便利だ。私の電卓には既に入っていて使っている...

圧力単位の換算:
アメリカがヤード・ポンド法をいまだに使っているため、psi (pounds per square inch) などと厄介な圧力単位がある。いや、アメリカだけが悪いわけでもない。とにかく圧力の単位ってヤツは、Pa (パスカル)、Bar (バール)、Kgf / m、mmHg、mmHO、Atm 等々、技術分野が異なれば使う単位はバラバラ。会議や展示会でアメリカ人(psiを好む)やヨーロッパ人(Barを好む)と圧力の話になると、英語よりも単位換算が追いつかないことも....これはある意味必須で、私の電卓には既に実装済み
Casio Basic で圧力換算プログラム

ゲーム:
プログラミングを始めたら、やはりゲームを作ってみたいものだ。 \(^_^)/
但し、使えるプログラミング言語によって、作れるゲームが大きく異なる。
fx-5800P は動作が遅いのでアクションゲームには不向きかも知れない。

[2014/01/13 追記]
fx-5800Pの実力を確かめるために、アクションゲーム(もぐら叩き)を作ってみたが、そこそこ遊べるゲームが出来た。
【2017/08/10 追記】 もぐら叩きをプログラムライブラリに収録した。
 ⇒
プログラムライブラリ - もぐら叩き (fx-5800P)
 ⇒
プログラムライブラリ - もぐら叩き (fx-9860GII)
 ⇒
プログラムライブラリ - もぐら叩き (fx-CG20 / fx-CG50)

[2014/10/05 追記]
昔のカシオ電卓のプログラムライブラリには必ず Hit & Blow が入っていた。fx-5800P でも Hit & Blow を作ってみた(3桁から5桁に対応してみたが、あまり意味がないかも...)。

[2015/03/12 追記]
Hit & Blow を グラフ関数電卓 fx-9860GII や fx-CG20 / fx-CG50 にも移植した。fx-5800P用 ならびにグラフ関数電卓 用の Hit & Blowを プログラムライブラリに収録した。
 ⇒
プログラムライブラリ - Hit & Blow


どうであろうか?
何かを作ることが好きならば、電卓でのプログラミングも愉しいのではないかと思う。


fx-5800P はプログラミング入門に役立つと思う理由

CASIOの往年の名機とも言われる FX-603P / 602P / 502P は、かなり独特なプログラミング言語を搭載していて、私にはプログラミングの敷居は高かった。一方で、CASIOの現行機 fx-5800P は、一般的な BASIC に近い言語なので、非常に分かりやすい。

Visual Basicなどを触った経験を少しでもお持ちなら、fx-5800Pですぐにプログラミングが出来ると思う。プログラミング経験の無い方でも、何かを作ることが好きだと言う方ならば、fx-5800Pはプログラミング入門に向いていると思う。


fx-5800Pでのプログラミングの敷居が低いのには、訳がある。

非常に限られた機能しか無いので、覚えることが少ない
プログラムを入力すれば、すぐにその場で実行してみることができる
何かエラーがあれば、エラーが発生したところが分かる

といった特性があるからだ。

構造化プログラミングのエッセンスに従って分かり易いプログラムを書ける (構造化プログラミングができる) ので、決してバカにしてはいけない。実用的なプログラムを作れる程度に高機能なのだ。最近発売された 土木測量向け fx-FD10 pro には予め土木・測量で有用なプログラムが搭載されているが、これらは Casio Basicで記述されている。

多くの方のパソコンに入っている EXCELで使えるVBAはBasicだから簡単そうに見え、入門者向けのように言う人も居るが、実はそうでもない。簡単なプログラムでもちゃんと動かすまでに覚えることがそれなりに有る。Webで良いブログを見つけて読み込むか、本を1冊か2冊買って勉強して、Windowsの知識やオブジェクト構造の理解が無いと、Basic のコマンドを知っていても、やりたいことがスグにできないのだ。

私は、CASIOのプログラム電卓しか触ったことが無く、SHARP、HP、TI などのプログラム電卓の言語がどのようなものかは表層的な知識でしか知らない。さらに、全てのCASIO製プログラム電卓を触ったわけでもない。私が触ったことのある製品は、古いもので FX-502P、FX-602P、FX603P、fx-4000P、fx-4500P、fx-7000G、CFX-9850G、fx9850GC PLUS。そして 新世代Casio Basic を搭載している fx-9860G、fx-9860G Slim、fx-5800P、fx-9860GII、fx-9860GII SD、カラー液晶搭載の fx-CG20、fx-CG50、そして最近のモノクロ液晶搭載のfx-9860GIII、fx-9750GIII、fx-7400GIII だ。

これらの機種やパソコンでのプログラミング経験 (C / C++ / C# / VB) から、Casio Basic は入門に役立ち、経験者にはスグに使える実用的な言語だと思う。
Casio  Basic の勧め


fx-5800P がPCリンク可能になっている

2018年に入ってから、ついに fx-5800P がPCリンク可能になり、PC上で コーディングできるようになった。

ついに fx-5800P がPCリンク可能になった
fx-5800P Casio Basic をPCでコーディング

なお、fx-9860GII、fx-CG50、fx-9860GIII、fx-7400GIII はいずれもUSBケーブルを使ってPCリンクが可能だ。


残念なことに...

Casio Basic は実用的なプログラムを作れる程度の機能があるのだが、残念なことに取扱説明書の中でプログラミングに関する説明は、あまりに簡素化されすぎている。プログラミングの素養のある人が見て分かるような書き方しかされていない。


そこで...

fx-5800P の Casio Basic 入門講座の連載を始めている。併せてオリジナルの Casio Basic コマンドリファレンスを拡充中だ。
これから、Casio Basicを始めてみようと言う方、プログラミング経験はあるがチョット忘れかかっている方、を意識して書いている。
よろしければ、どうぞ...

 ⇒ CasioBasic 入門 - 目次-
 ⇒ CasioBasic コマンドリファレンス -目次-
 ⇒ 逆引き Casio Basic -目次-
 ⇒ プログラムライブラリ




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keywords: fx-5800Pプログラミング入門プログラミングプログラム関数電卓

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テーマ : プログラム関数電卓
ジャンル : コンピュータ

Casio Python のポテンシャル

Python Casio Python
 Casioグラフ関数電卓の Python を使ってみる
     - Casio Python のポテンシャル
目次


初版:2020/06/07
更新:2020/06/29
更新:2020/11/03
更新:2021/03/25

 次の記事 - 1. はじめに:電卓で作る初めてのスクリプト



カシオ・グラフ関数電卓にある Pythonモード - Casio Python

[2020/11/03 更新]
カシオグラフ関数電卓に Pythonモード <パイソン・モード> が搭載されるようになり、casioplot モジュールが追加されたので、それで遊んでみようと思います。Casio Basic やPCでのプログラミング経験があれば、Casio Python は意外に敷居が低いかも知れません。

管理人はネットでチョコチョコっと調べながら、結構使えています。そこで、 プログラミング経験はあるが Python 初心者の人向けに Casio Python のサンプルプログラム作成の連載をしばらくやってみようと思います。Casio Basic プログラムを Casio Python へ移植することからスタートし、Python らしいスクリプトの書き方の紹介へ進んでゆく予定です。併せて、Casio Python のリファレンス情報、特に Casio Python 特有の仕様があれば、それを公開してゆこうと思います。

本連載の全体像は 目 次 をご覧ください。

さて、Casio Python の連載は、管理人がそのポテンシャルの高さに驚いたことが全ての始まりなので、今回はそのあたりを紹介します。
==== 2020/11/03 更新ここまで ====


0. Casio Python のポテンシャル

Python の準備

Casio Python 搭載モデルの準備
Casio Python
搭載電卓を入手して、必要に応じてOSのアップデートをします。
現時点では casioplotモジュールが追加された fx-CG50 OS3.40 以降を強くお勧めします。

ちなみに、Casio Python が搭載されているのは、以下のモデルです (2020/06/07 現在);
fx-CG50, OS3.20 以降
fx-9750GIII, OS3.21 以降 (北米限定発売モデル)
fx-9860GIII, OS3.21 以降 (ヨーロッパ限定発売モデル)
GRAPH 90+E, OS3.20 以降/ GRAPH 35+EII, OS3.21 以降 (フランス専用モデル)
 それぞれが fx-CG50fx-9860GIII と同じ

[2020/10/22 追記]
Pythonモードで使い物になるスクリプトを書くにはグラフィックモジュール casioplot が不可欠です。casioplot は OSアップデートで追加するしかありませんが、それが可能なのは下記のモデルとOSバージョンです (2020/10/15 現在)
 fx-CG50, OS3.40以降     このモデルの概要 
fx-9750GIII, OS3.40以降    このモデルの概要 
fx-9860GIII, OS3.40以降    このモデルの概要 
 GRAPH 90+E, OS3.40以降
 GRAPH 35+EII, OS3.30以降

fx-CG50 のOSは、2020/10/15 時点で OS3.50 にアップデート可能です。OSアップデートは、それぞれのモデルが発売されている地域のカシオサイトからアップデートファイル と アップデートされたマニュアルが入手できます。具体的なアップデートサイトについては上記の "このモデルの概要" ページで紹介しています。

Pythonモードでは、casioplotモジュールを使わないと、まともに動作するスクリプトになりません。本連載は主に fx-CG50 OS3.40以降を前提にして進めてゆくつもりです。但し、モノクロ液晶搭載モデル fx-9750GIII や fx-9860GIII の Pythonモードに casioplot を追加するOSアップデートファイルが 2020/10/15 に公開されたので、これらをアップデートした Casio Python についても紹介する予定です (目次参照)。

 fx-CG50, OS3.40以降: 日本語マニュアルがあり国内どこでも入手できます。
 fx-9750GIII, OS3.40以降: 最安値のモデルです。国内でもAmazon USAで購入可で安価(英文マニュアル)。
fx-9860GIII, OS3.40以降: ヨーロッパ専用モデル。ほぼ同じ機能の fx-9750GIII をお勧めする。

モノクロ液晶搭載モデルのうち、現状最も安価に入週できる fx-9750GIII も無視できないとことがあります。これらモデルの Pythonモードはメモリの制限が強く、使い勝手が fx-CG50 よりも悪いのは残念です。

さて、Pythonモードのアップデートにより新機能や新モジュールが追加された場合は、随時 対応することにします。


Python スクリプト保存フォルダの作成
工場出荷状態では、ストレージメモリのルートにスクリプトファイルが保存されるようになっています。

これから多くのスクリプトファイルを作ってゆくので、ストレージメモリ直下に専用フォルダ、例えば @Python フォルダを作ると良いと思います。電卓内に新たなフォルダを作るには、PCとリンクしてからエクスプローラで電卓の内部を表示して、そこでフォルダを作ります。もし C.Basic を既にお使いの場合は、C.Basicプログラム専用フォルダを作り、そこへ移動しておくことも合わせてお勧めします。これで Python スクリプトと C.Basicプログラムが混在することを防げます。


Python スクリプトファイルの正体
スクリプトファイルは、アスキー文字で書かれたテキストファイルです。Python の構造制御に不可欠なインデントは半角スペースです。電卓上でスクリプトを書く場合、自動インデント機能によりスペース2個が付加されます。また、改行は Windows標準の CR LF (0x0d 0x0a)になっています。

PCに転送すれば、テキストエディタを用いて、スクリプトの確認や編集ができます。PCで編集する場合は、アスキーコード以外を入力しないように留意しましょう。



Casio Python とは? [2020/06/09 の夜に大幅改訂]

Casio Python は、カシオグラフ関数電卓にある Pythonモードを指します。ある程度の関数があらかじめビルトインされていますが、追加ビルトインするモジュールはカシオから提供されていません。自分で作った関数をモジュールとして使うことはできます。Casio Basic では自分で関数を作って使うことはできないので、その分 Casio Pythonは使い勝手が良いと言えます。

Pythonモードが公開された当初は、mathモジュールとrandimモジュールが追加された状態でした。その後 casioplotモジュールが追加されて、ようやくグラフィック描画が可能になりました (fx-CG50, fx-9750GIII, fx-9860GIII)。但し、ピクセル単位でドットを描画すること、ピクセルの色を得ること、テキスト文字を表示することのみができる程度で、Casio Basic のようにグラフを自在に描く機能はまた公開されていません。今後カシオからさらに新しいモジュールが提供されることを期待しています。汎用的に使える自作関数を複数まとめてモジュールにして、それを使うことも紹介してゆきます。

ところで、Casio Basic で書いたものはプログラムと言い、そのファイルをプログラムファイルと言っています。一方、Python については、取扱説明書の表現によれば、スクリプトを書いて、スクリプトファイルに保存する、と言っているので、本連載でもこの表現を使ってゆきます。

Python は機械学習やDeep Learningで多用されている言語で、"1つのことをするには1つの書き方しかない" といったポリシーで、分かりやすく使いやすいことを目指して作られた言語です。様々な専門分野に特化したライブラリ(=モジュール)が様々な人によって多く提供されるようになり、初心者でも専門家でも使いやすい言語して大きな広がりをみせています。また、Webサービスでも使われています。Pythonを使えるようになるのは、今後を考えると有意義なことだと思います。

Casio Python は組込用Pythonである Micro Python Ver 1.94 がライセンスされ、カシオがカスタマイズして電卓に組み込んだものなので、一般にPCで使われている Python (CPython) に比べて Casio Python は機能が限定されています。

実際に管理人がCasio Pythonを使い始めて感じるのは、提供されている機能が限定されているので、覚えることが極端に少なく、理解が容易だということです。カシオ電卓に搭載されている Python は、一般のPythonのサブセット版ではありますが、最近のソフトウェア技術のパラダイムに沿った基本仕様は損なわれていませんので、Python の味見用のお試し版、学校での学習用の位置づけではないかと思います。

Casio Basic を使いこなして作ったプログラムを Casio Python に移植しようとすると、機能不足、関数不足のために、どうしても移植できないプログラムがあります。Casio Basic と同じ事を実現するために必要不可欠な機能が Casio Python にはまだ揃っていないのは残念なことですが、それなりに工夫すれば使いこなせると思います。
例えば、Casio BasicGetkeyLocate に相当するものが Casio Python にはありません。
Getkey ⇒ これは、どうにもなりません。カシオさんお願い...
Locate ⇒ さらに機能追加した locate() 関数を自分で作り使用中 ⇒ ユーザー関数 locate()

ところで、Python は本来オブジェクト指向言語です。ライブラリ(=モジュール)を呼び出して使う時に、オブジェクト指向特有のobject.method といった記述が必要なケースもありますが、オブジェクトとメソッドをあまり意識しないで、関数型言語のように使える側面もあると思います。特に Casio Python ではほとんど関数型言語のように使っても、とりあえずスクリプトが書けると思います。マニュアルの記述にもオブジェクトやメソッドという単語が殆ど出てこず、関数という表現が多用されています。



Casio Python の潜在能力 - fx-CG50 OS3.40以降

純正Casio Basic のプログラムから移植可能なものを 実際にCasio Python書き直してみました。すると、

Casio Basic に比べて実行速度が圧倒的に速い!

以下で紹介しますが、その爆速っぷりは、チョット驚きです!
俄然 Casio Python に興味を持ち、詳細を調べたくなりました。
先ずは、その速さを紹介します。


純正Casio BasicCasio Python の処理速度の比較 
Casio Python でグラフィックス描画、関数計算、加算計算をさせて、純正Casio Basic と比較してみます。

グラフィック描画の比較 - フラクタルでシダの葉

shida_py_s 

これは、以下の記事で取り上げたフラクタル図形の描画プログラムです。
fx-CG50 でフラクタル - シダの葉

そこで作成した 純正Casio Basic のプログラム SHIDACG.g3m を Python に移植しました。
Casio Basic プログラムファイルと Python スクリプトファイルのダウンロード

フラクタル図形描画時間の比較
純正Casio Basic40 分
Casio Python24.4 秒
アドイン版Casio Basic - C.Basic for CG Ver 1.45β43.0 秒
※ C.Basic for CG Ver 1.45βについては こちらを参照
※ C.Basic は、コードの最適化により、さらに10倍近く高速化可能です。
 比較のため下記の純正Casio Basic コードを走らせました。

Python は100倍速い!

Casio Basicオリジナルコードと Python スクリプトを以下に示します。できる限り忠実に再現していることが分かると思います。

shida_g3m_py_src3


関数計算の比較 - sin と cos の繰り返し計算

tstfinc2_g3m_py_src
TSTFUNC2.g3m と tstfunc2.py のダウンロード

N に1000 を入力した時 (1000回ループ) の関数計算の比較
純正Casio Basic6.5 秒
Casio Python0.6 秒
アドイン版Casio Basic - C.Basic for CG Ver 1.45β0.38 秒

Pythonでの関数計算が10倍速いことが分かります。


加算計算の比較 - 加算とループ

tstsum2_g3m_py_src2  
TSTSIM2.g3m と tstsum2.py のダウンロード

N に1000 を入力した時 (1000回ループ) の加算計算の比較
純正Casio Basic2.2 秒
Casio Python0.15 秒
アドイン版Casio Basic - C.Basic for CG Ver 1.45β0.02 秒

Pythonでの加算計算が15倍程度速い結果になりました。


Python が速い理由
加算計算や関数計算で10~15倍程度速いだけでなく、グラフィックス描画がさらに10倍程度速いことが分かりました。

ちなみに、シダの葉描画のPhytonスクリプトの最下行にある show_screen() を for ループの外に出すと、VRAM上で全てのデータが揃ってから一気に画面転送を行うことになり、この時は 20.8 秒とさらに速くなります。つまり、show_screen() による画面転送速度が極めて速いことが、シダの場描画の爆速の原因と言えます。

複雑な計算やグラフィックスやグラフ表示には極めて役立つという、Casio Pythonの潜在能力が明らかになったと思います。今後のグラフィックおよびグラフ描画のためのモジュール追加が期待されます。

なお、シダの葉描画で利用した clear_screen() メソッドは、OS3.40では隠し機能でマニュアルやカタログ機能にありませんでしたが、OS3.50 で両方に載るようになりました。但し、マニュアルやカタログ機能で見つからない隠し関数がまだ多くあり、これらを探索する方法があります。
Casio Python とは? の "2.2 Casio Python に組み込まれているオブジェクト名の一覧" を参照してください。



Casio Python 探索

Casio Python の潜在能力が意外に高いことが分ったので、これから色々と詳細を調べながら探索を進めたいと思っています。

fx-CG50 や fx-9750GIII のマニュアルを読んでも、Python モードでの操作法は書かれていますが、関数やメソッドの使い方は殆ど書かれていません。幸いなことに今ではネットで簡単に調べることができるのではありますが、それでもクラス、メソッドなどで構成される言語に慣れていないと分かりにくいと思います。

そこで、Casio Python を探索しながら、記事をいくつか書こうと思います。



 目 次

次の記事 - 1. はじめに:電卓で作る初めてのスクリプト




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テーマ : プログラム関数電卓
ジャンル : コンピュータ

Casio Pyhton - 目次

Python Casio Python
 Casioグラフ関数電卓の Python を使ってみる
     
- 目 次


初版:2020/06/13
更新:2021/03/23

目 次

リファレンス


連載記事

Python を基礎から勉強するためではなく、高級言語や Casio Basic でのプログラミング経験がある人 (管理人もその部類) がとりあえずスクリプトを書いて (C# や java の経験があるととりあえず書けてしまうのが Python の良いところです)、正しく動くものを作ってみる目的で記事を書いています。これは理解のためのポイントだと管理人が思う項目は、逐次解説を入れています。

カシオ電卓のPythonモード(Casio Python) はPCなどで使える普通の Python とは異なり、ベースとなる micro Python やカシオ独自の仕様が反映されているので、実際にスクリプトを書いて動作させながら、仕様を調べるのが、本連載のもう一つの目的です。

Python を基本から学びたい方は、ネットに良いものがありますので (例えば Python入門 など)、そちらで学習されることをお勧めします。


0. Casio Python のポテンシャル

1. はじめに: 電卓で作る初めてのスクリプト
  1.1 Casio Python での初めてのスクリプト
   1.1.1 fx-CG50 の準備
   1.1.2 Casio Python の起動
   1.1.3 スクリプトファイルの作成
   1.1.4 スクリプトの作成
   1.1.5 スクリプトの実行
  1.2 シェル画面
  1.3 スクリプト作成と編集の2つの方法

2. Casio Python とは?:MicroPython と CPython
  2.1 Casio Python の素性
   2.1.1 MicroPython 1.9.4
   2.1.2 CPython 3.5.4
  2.2 Casio Python に組み込まれているオプジェクト名の一覧
  2.3 Casio Python の学習方法

3. Casio Python の入出力:プログラムのデザイン
  3.1 入力 - input()
  3.2 出力 - print() とグラフィックス出力関数
  3.3 Casio Pyhton で作るプログラム

4. Casio Python への移植:モンテカルロ法(1)
  4.1 コメントの書き方
  4.2 モジュールの呼び出し - import
  4.3 メニュー機能の作成
  4.4 circle() 関数の作成
  4.5 グラフィックス出力
   4.5.1 自作関数 circle() で円を描画
   4.5.2 draw_string() 関数で文字列を出力
   4.5.3 while 文により繰り返し
   4.5.4 random() 関数により正方形内の座標(x, y)を取得
   4.5.5 set_pixel() 関数で (x, y) に点を描画
   4.5.6 点の座標から円周率を計算
   4.5.7 draw_string() 関数で回数と円周率を表示
   4.5.8 draw_string() 関数でシミュレーション終了の表示

5. 関数の作成と活用:grp_color() 関数の作成
  5.1 関数の引数について
  5.2 関数内の変数の有効範囲 - 変数のスコープ
  5.3 circle() 関数の拡張
  5.4 色指定関数を追加
   5.4.1 RGBによる色指定
   5.4.2 タプル型
   5.4.3 色指定方法の拡張
   5.4.4 グラフィック画面での色指定関数 grp_color() 関数の作成
  5.5 circle() 関数拡張の書き換え
  5.6 モンテカルロ法(2) - monteca2.py

6. グラフィックス出力関数の追加:line() とユーザーモジュールの作成
  6.1 line() 関数の作成
  6.2 グラフィックスユーザーモジュールの作成
  6.3 line() 関数の動作確認 - ckLine.py
  6.4 line() 関数の動作確認 - ckLine2.py

7. テキスト出力関数の追加:locate() をユーザーモジュールに追加
  7.1 locate() 関数の作成
   7.1.1 フォントピッチ dx, dy の設定
   7.1.2 column から x を、row から y を算出
   7.1.3 フォントサイズ指定の処理
   7.1.4 locate() の完成 
  7.2 locate() をユーザーモジュールに追加
  7.3 locate() の動作確認 - ckLocate.py
  7.4 モンカルロ法(2) - monteca3.py

8. シェル画面入力の工夫:高速素因数分解(1)
  8.1 高速素因数分解プログラム - FactorG のざっくりした分析
  8.2 入力と入力値のチェック
  8.3 変数の初期化
  8.4 素数が素因数かどうかをチェック
  8.5 "エラストテレスの篩い" で素因数の探索
  8.6 ckpwr() 関数の作成
  8.7 disp() 関数の作成 

9. Python らしい反復処理:高速素因数分解(2)
  9.1 frac() 関数をユーザーモジュール (u.py) に追加
  9.2 不要な処理を削除
  9.3 disp() 関数のスリム化
  9.4 素数が素因数かどうかをチェックする部分のスリム化
  9.5 素因数を探索する残りの部分のスリム化
  9.6 スリム化したスクリプト - FactorG2.py

10. 大きな数の計算:高速素因数分解(3)
  10.1 変更箇所の洗い出し
  10.2 増加する素因数に合わせて表示桁数を拡張する - disp() の変更
  10.3 入力桁数の制限を拡張し、それに合わせてエラー表示を変更する
  10.4 素因数探索回数の表示を追加する
  10.5 素因数が10桁を超えるときの表示の変更 - disp() の変更

11. 関数呼出オーバーヘッド:高速素因数分解(4)
  11.1 関数呼出あり (ver 3) となし (ver 4) の実行速度の違い
  11.2 Casio Python の関数呼出オーバーヘッド

12. 要素数の多いリスト:高速素因数分解(5)
  12.1 増分リストを拡張する
  12.2 要素数480個の探索数増分リスト
  12.3 探索数を拡大して15桁対応高速素因数分解のスクリプト
  12.4 探索数拡大による高速化
  12.5 増分リストをさらに拡張する

13. 10進数除算の出力と精度:高速素因数分解(7)
  13.1 Casio Python での除算結果のデータ型
  13.2 Casio Python での関数計算結果のデータ型
  13.3 Casio Python での除算計算の精度
  13.4 0 および負の整数入力の処理
  13.5 入力ルーチンの修正
   13.5.1 入力委が小数点以下 0 の小数の場合に処理を追加 
   13.5.2 入力値が負の数値の場合の処理
   13.5.3 入力が 0 の時の処理
  13.6 完成した FactorG7.py の動作確認

14. CGモデルとFXモデルのPythonモードの違い
  14.1 CGモデルからFXモデルへのスクリプトの移植
   14.1.1 CGモデルからFXモデルへのスクリプト移植のポイント
   14.1.2 CGモデルとFXモデルの判定方法
  14.2 FXモデルのPythonモードの制限 - バッファサイズ
   14.2.1 編集できるスクリプトファイルの行数制限
   14.2.2 print() 出力のスタック・バッファサイズ
   14.2.3 Shell 画面出力のスタック・バッファサイズ
  14.3 Casio Python自体の機能の違い
   14.3.1 CGモデル OS3.40 と OS3.50 の違い
   14.3.2 CGモデル OS3.50 と FXモデル OS3.40 の違い

15. RGB値による色設定
  15.1 RGB値の色を確認するプログラム
  15.2 fx-CG50 の高精細カラー液晶 - 実は 16bit カラー
  15.3 モノクロ液晶モデルでのRGB値による色設定
  15.4 RGB値でのピクセル色設定と読取りの実験 - CGモデルとFXモデル

16. circle() 関数のFXモデルへの拡張
  16.1 CGモデルとFXモデルの場合分け
  16.2 circle() 関数を使ってみる


17. shell 画面とグラフィック画面の活用:コラッツ問題
  17.1 コラッツ問題 (Collatz Problem) とは?
  17.2 コラッツ数列の計算
  17.3 出力の工夫ポイント
   17.3.1 input() での入力
   17.3.2 フォントサイズを変えて添え字の描画
   17.3.3 リアルタイムに変わる数値の表示
   17.3.4 グラフの描画
   17.3.5 数列の最大値を求めて表示
   17.3.6 shell 画面でのスクロール出力
  17.4 コラッツ問題で遊んでみる



リファレンス

Casio Python - オプジェクト一覧 (← をクリック)
Casio Python に実装されているものを網羅しています。
  • オブジェクト一覧には、個別に作成したリファレンスへのリンクがあります。
  • 個別のリファレンスには、Python 公式サイトでの解説へのリンクを掲載しています。
  • 個別のリファレンスには、Casio Python 独自の項目を優先して記述します。
  • 一旦作成したものは、随時追記。修正します。

e-Gadgetで作成したユーザーモジュール - オブジェクト一覧 (↓下記)
e-Gadget で作成したユーザーモジュールに含まれているもの

最新バージョン: ver 1.5 <ダウンロード>
サポートモデル / OS:
  ・CGモデル - fx-CG50 / OS3.40以降
  ・FXモデル - fx-9750GIII
/ OS3.40以降
  ・FXモデル - fx-9860GIII
/ OS3.40以降

ファイル名: u.py / ufx.py
  全サポートモデルに対応 - CGモデル/FXモデルの自動判定機能あり
  ・ufx.py は FXモデルで開くために、u.py から一部コメントを削除して150行以下にしたもの
実装オブジェクト
  isCG(): CGモデルかFXモデルかを判定
  grp_color(): グラフィック描画関数の様々な色設定をタプル型に変換
  circle(): グラフィックス画面に円を描画
  line(): グラフィック画面に線分を描画
  locate(): グラフィック画面にテキストを出力
  ・frac(): 浮動小数点型数値の小数部を取得




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プログラム電卓は、プログラムを作って、使ってナンボ!

プログラム電卓を実際に使って気づいたこと、自作プログラム、電卓での Casio Basic や Casio Python プログラミングについて書いています。

なお管理人はカシオ計算機の関係者ではなく、Casio Basicが面白いと感じる1ユーザーです。


写真: 「4駆で泥んこ遊び@オックスフォード郊外」

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