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中小企業手作りIT化奮戦記（Vol.91掲載）

投稿日：2024.07.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：佐藤楓真

今回は、「焼きなまし法」と呼ばれる手法で、すべての都市を1回訪問して出発地点に帰るまでの最短経路を求める「巡回セールスマン問題」を近似的に解いてみます。焼きなまし法のベースとなる「山登り法」についても解説します。使用するプログラミング言語は、C++です。

シェルスクリプトマガジン Vol.91は以下のリンク先でご購入できます。

図3　図1の巡回セールスマン問題を山登り法で解くC++プログラムの例

#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
#define TL 3  //制限時間
#define N 4

int d[N][N] = {{0, 2, 10, 5},
               {2, 0, 5, 3},
               {10, 5, 0, 4},
               {5, 3, 4, 0}};
int ans[N+1] = {0, 1, 3, 2, 0};
int rand_num(void) {
  return rand() % N + 1;
}
int calc_dist(void) {
  int sum = 0;
  for (int i = 0; i < N; i++) {
      sum += d[ans[i]][ans[i+1]];
  }
  return sum;
}
int main(void) {
  srand((unsigned)time(NULL));
  int st_time = clock();
  while ((clock() - st_time) / CLOCKS_PER_SEC < TL) {
    int L = rand_num(), R = rand_num();
    if (L > R) swap(L, R);
    int bf_dist = calc_dist();
    reverse(ans + L, ans + R);
    int af_dist = calc_dist();
    if (bf_dist < af_dist) reverse(ans + L, ans + R);
  }
  for (int i = 0; i < N+1; i++) {
    cout << ans[i] + 1 << " ";
  }
  cout << endl << calc_dist() << endl;
  return 0;
}

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#include <iostream>

#include <algorithm>

using namespace std;

#define TL 3 //制限時間

#define N 4

int d[N][N] = {{0, 2, 10, 5},

{2, 0, 5, 3},

{10, 5, 0, 4},

{5, 3, 4, 0}};

int ans[N+1] = {0, 1, 3, 2, 0};

int rand_num(void) {

return rand() % N + 1;

}

int calc_dist(void) {

int sum = 0;

for (int i = 0; i < N; i++) {

sum += d[ans[i]][ans[i+1]];

}

return sum;

}

int main(void) {

srand((unsigned)time(NULL));

int st_time = clock();

while ((clock() - st_time) / CLOCKS_PER_SEC < TL) {

int L = rand_num(), R = rand_num();

if (L > R) swap(L, R);

int bf_dist = calc_dist();

reverse(ans + L, ans + R);

int af_dist = calc_dist();

if (bf_dist < af_dist) reverse(ans + L, ans + R);

}

for (int i = 0; i < N+1; i++) {

cout << ans[i] + 1 << " ";

}

cout << endl << calc_dist() << endl;

return 0;

}

図4　都市数「5000」のテスト用データを作成するC++プログラム

#include <iostream>
#include <vector>
#include <fstream>
#include <string>
using namespace std;
#define N 5000

int main(void) {
  srand((unsigned)time(NULL));
  for (int num = 1; num <= 100; num++) {
    vector<vector<int>> d(N, vector<int>(N));
    for (int i = 0; i < N; i++) {
      for (int j = i; j < N; j++) {
        if (i == j) {
          d[i][j] = 0;
        } else {
          d[i][j] = rand() % 5000 + 1;
        }
      }
    }
    for (int i = 0; i < N; i++) {
      for (int j = 0; j < i; j++) {
        d[i][j] = d[j][i];
      }
    }
    string name = "case" + to_string(num) + ".txt";
    ofstream out(name);
    out << N << endl;
    for (int i = 0; i < N; i++) {
      for (int j = 0; j < N; j++) {
        out << d[i][j] << " ";
      }
        out << endl;
    }
  }
  return 0;
}

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#include <iostream>

#include <vector>

#include <fstream>

#include <string>

using namespace std;

#define N 5000

int main(void) {

srand((unsigned)time(NULL));

for (int num = 1; num <= 100; num++) {

vector<vector<int>> d(N, vector<int>(N));

for (int i = 0; i < N; i++) {

for (int j = i; j < N; j++) {

if (i == j) {

d[i][j] = 0;

} else {

d[i][j] = rand() % 5000 + 1;

}

for (int i = 0; i < N; i++) {

for (int j = 0; j < i; j++) {

d[i][j] = d[j][i];

}

string name = "case" + to_string(num) + ".txt";

ofstream out(name);

out << N << endl;

for (int i = 0; i < N; i++) {

for (int j = 0; j < N; j++) {

out << d[i][j] << " ";

}

out << endl;

}

return 0;

}

図5　テスト用データに基づく巡回セールスマン問題を山登り法で解くC++プログラムの例

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>
#include <fstream>
using namespace std;
#define TL 3  //制限時間

int calc_dist(vector<vector<int>>& dist, vector<int>& ans, int N) {
  int sum = 0;
  for (int i = 0; i < N; i++) {
    sum += dist[ans[i]][ans[i+1]];
  }
  return sum;
}
int rand_num(int N){
  return rand() % N + 1;
}
int main(void) {
  long long ave = 0;
  for (int num = 1; num <= 100; num++) {
    srand((unsigned)time(NULL));
    string name = "case" + to_string(num) + ".txt";
    ifstream infile(name);
    int N;
    infile >> N;
    vector<vector<int>> d(N, vector<int>(N));
    for (int i = 0; i < N; i++) {
      for (int j = 0; j < N; j++) {
        infile >> d[i][j];
      }
    }
    vector<int> ans(N + 1);
    for (int i = 0; i < N; i++) ans[i] = i;
    ans[N] = 0;
    int st_time = clock();
    while ((clock() - st_time) / CLOCKS_PER_SEC < TL) {
      int bf_dist = calc_dist(d, ans, N);
      int L = rand_num(N), R = rand_num(N);
      if (L > R) swap(L, R);
      reverse(ans.begin() + L, ans.begin() + R);
      int af_dist = calc_dist(d, ans, N);
      if (af_dist > bf_dist) reverse(ans.begin() + L, ans.begin() + R);
    }
    ave += calc_dist(d, ans, N);
  }
  cout << ave / 100.0 << endl;
  return 0;
}

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#include <iostream>

#include <algorithm>

#include <vector>

#include <string>

#include <fstream>

using namespace std;

#define TL 3 //制限時間

int calc_dist(vector<vector<int>>& dist, vector<int>& ans, int N) {

int sum = 0;

for (int i = 0; i < N; i++) {

sum += dist[ans[i]][ans[i+1]];

}

return sum;

}

int rand_num(int N){

return rand() % N + 1;

}

int main(void) {

long long ave = 0;

for (int num = 1; num <= 100; num++) {

srand((unsigned)time(NULL));

string name = "case" + to_string(num) + ".txt";

ifstream infile(name);

int N;

infile >> N;

vector<vector<int>> d(N, vector<int>(N));

for (int i = 0; i < N; i++) {

for (int j = 0; j < N; j++) {

infile >> d[i][j];

}

vector<int> ans(N + 1);

for (int i = 0; i < N; i++) ans[i] = i;

ans[N] = 0;

int st_time = clock();

while ((clock() - st_time) / CLOCKS_PER_SEC < TL) {

int bf_dist = calc_dist(d, ans, N);

int L = rand_num(N), R = rand_num(N);

if (L > R) swap(L, R);

reverse(ans.begin() + L, ans.begin() + R);

int af_dist = calc_dist(d, ans, N);

if (af_dist > bf_dist) reverse(ans.begin() + L, ans.begin() + R);

}

ave += calc_dist(d, ans, N);

}

cout << ave / 100.0 << endl;

return 0;

}

図7　テスト用データに基づく巡回セールスマン問題を焼きなまし法で解くC++プログラムの例

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>
#include <fstream>
#include <cmath>
using namespace std;
#define MAX_TMP 100.0  //初期温度
#define TL 3  //制限時間

int calc_dist(vector<vector<int>>& dist, vector<int>& ans, int N) {
  int sum = 0;
  for (int i = 0; i < N; i++) {
    sum += dist[ans[i]][ans[i+1]];
  }
  return sum;
}
int rand_num(int N) {
  return rand() % N + 1;
}
double rand_p(void) {
  return (double)rand() / RAND_MAX;
}
int main(void) {
  srand((unsigned)time(NULL));
  long long ave = 0;
  for (int num = 1; num <= 100; num++) {
    string name = "case" + to_string(num) + ".txt";
    ifstream infile(name);
    int N;
    infile >> N;
    vector<vector<int>> d(N, vector<int>(N));
    for (int i = 0; i < N; i++) {
      for (int j = 0; j < N; j++) {
        infile >> d[i][j];
      }
    }
    vector<int> ans(N + 1);
    for (int i = 0; i < N; i++) ans[i] = i;
    ans[N] = 0;
    int st_time = clock();  //焼きなまし開始時間
    while ((clock() - st_time) / CLOCKS_PER_SEC < TL ) {
      int bf_dist = calc_dist(d, ans, N);
      int L = rand_num(N), R = rand_num(N);
      if (L > R) swap(L, R);
      reverse(ans.begin() + L, ans.begin() + R);
      int af_dist = calc_dist(d, ans, N);
      double t = (double)(clock() - st_time) / CLOCKS_PER_SEC;  //経過時間
      double tmp = MAX_TMP - MAX_TMP * (t / TL);  //現在の温度
      double p = exp((bf_dist - af_dist) / tmp);  //採用確率
      if (rand_p() > p) reverse(ans.begin() + L, ans.begin() + R);
    }
    ave += calc_dist(d, ans, N);
  }
  cout << ave / 100.0 <<endl;
  return 0;
}

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#include <iostream>

#include <algorithm>

#include <vector>

#include <string>

#include <fstream>

#include <cmath>

using namespace std;

#define MAX_TMP 100.0 //初期温度

#define TL 3 //制限時間

int calc_dist(vector<vector<int>>& dist, vector<int>& ans, int N) {

int sum = 0;

for (int i = 0; i < N; i++) {

sum += dist[ans[i]][ans[i+1]];

}

return sum;

}

int rand_num(int N) {

return rand() % N + 1;

}

double rand_p(void) {

return (double)rand() / RAND_MAX;

}

int main(void) {

srand((unsigned)time(NULL));

long long ave = 0;

for (int num = 1; num <= 100; num++) {

string name = "case" + to_string(num) + ".txt";

ifstream infile(name);

int N;

infile >> N;

vector<vector<int>> d(N, vector<int>(N));

for (int i = 0; i < N; i++) {

for (int j = 0; j < N; j++) {

infile >> d[i][j];

}

vector<int> ans(N + 1);

for (int i = 0; i < N; i++) ans[i] = i;

ans[N] = 0;

int st_time = clock(); //焼きなまし開始時間

while ((clock() - st_time) / CLOCKS_PER_SEC < TL ) {

int bf_dist = calc_dist(d, ans, N);

int L = rand_num(N), R = rand_num(N);

if (L > R) swap(L, R);

reverse(ans.begin() + L, ans.begin() + R);

int af_dist = calc_dist(d, ans, N);

double t = (double)(clock() - st_time) / CLOCKS_PER_SEC; //経過時間

double tmp = MAX_TMP - MAX_TMP * (t / TL); //現在の温度

double p = exp((bf_dist - af_dist) / tmp); //採用確率

if (rand_p() > p) reverse(ans.begin() + L, ans.begin() + R);

}

ave += calc_dist(d, ans, N);

}

cout << ave / 100.0 <<endl;

return 0;

}

Markdownを活用する（Vol.91掲載）

投稿日：2024.07.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：藤原由来

本連載では文書の装飾・構造付けを手軽に行える記法であるMarkdownを用いて、さまざまな文書や成果物を作成する方法を紹介します。今回は、Markdownを用いて書籍を制作できる組版アプリ「Vivliostyle」の導入と、書籍作成の基本について説明します。

シェルスクリプトマガジン Vol.91は以下のリンク先でご購入できます。

図11　chap1.mdファイルの内容

# 後注と脚注の例

これは後注[^1]の例です。
インラインで後注^[これも章の後ろに表示される]もできます。

[^1]: 各章の後部にまとめて出力されるタイプの注釈

こちらは脚注<span class="footnote">ページ直下に表示される</span>です。

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# 後注と脚注の例

これは後注[^1]の例です。

インラインで後注^[これも章の後ろに表示される]もできます。

[^1]: 各章の後部にまとめて出力されるタイプの注釈

こちらは脚注<span class="footnote">ページ直下に表示される</span>です。

図12　chap2.mdファイルの内容

# {吾輩|わがはい}は猫である。

{吾輩|わがはい}は猫である。名前はまだ無い。

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# {吾輩|わがはい}は猫である。

{吾輩|わがはい}は猫である。名前はまだ無い。

本連載では「Pythonを昔から使っているものの、それほど使いこなしてはいない」という筆者が、いろいろな日常業務をPythonで処理することで、立派な「蛇使い」に育つことを目指します。その過程を温かく見守ってください。皆さんと共に勉強していきましょう。第21回では、「ハノイの塔」の解法「GDHP（Gniibe Distributed Hanoi Protocol）」の手順をアニメーションで表示するPythonアプリを作成します。

シェルスクリプトマガジン Vol.91は以下のリンク先でご購入できます。

図2　GDHPの手順をアニメーションで表示するJavaScriptコード

const COLORS = [ 'crimson', 'forestgreen', 'yellow', 'royalblue',
                 'saddlebrown', 'hotpink', 'darkorange', 'darkmagenta' ];
const NUM_OF_DISKS = COLORS.length;
const BASE_LENGTH = 200;
const C_WIDTH  = 3.732 * BASE_LENGTH;
const C_HEIGHT = 3.500 * BASE_LENGTH;
const DISK_R = 0.9 * BASE_LENGTH;
const POLE_R = 15;
const POSITIONS = { 'Source'      : [0.268, 0.714],
                    'Auxiliary'   : [0.500, 0.286],
                    'Destination' : [0.732, 0.714] };
const FLASHING_COUNTER = 20;
const STEPS = 30;

class Vector {
  constructor(x,y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }
}
class Position extends Vector {
  constructor(x,y) { super(x,y); }
  move(vec) {
    this.x += vec.x;
    this.y += vec.y;
  }
}
class Disk {
  constructor(level) {
    this.level = level;
    this.color = COLORS[level];
    this.r = (DISK_R-POLE_R)*(NUM_OF_DISKS-level)/NUM_OF_DISKS + POLE_R;
  }
}
class MovingDisk extends Disk {
  constructor(level,from,to) {
    super(level); 
    [sx,sy] = [from.pos.x,from.pos.y];
    [dx,dy] = [to.pos.x,  to.pos.y];
    this.pos = new Position(sx,sy);
    this.mvec = new Vector((dx-sx)/STEPS,(dy-sy)/STEPS);
    this.move_ctr = 0;
    this.from = from;
    this.to = to;
  }
  step_forward() {
    this.pos.move(this.mvec);
    this.move_ctr++;
  }
  finish_p() {
    var ret_flag = false;
    if (ret_flag = (this.move_ctr == STEPS)) {
      this.to.disks.push(new Disk(this.level));
    }
    return ret_flag;
  }
}
class Tower {
  constructor(name, disks, direction=null) {
    this.name = name;
    this.disks = [];
    for (var i = 0; i < disks; i++) {
      this.disks.push(new Disk(i));
    }
    this.direction = direction;
    this.moving = false;
    this.flash_ctr = 0;
  }
  get toplevel() {
    var l = this.disks.length;
    // '-1' means there is no disk.
    return (l > 0) ? this.disks[l-1].level : -1;
  }
}
var src = new Tower('Source', NUM_OF_DISKS);
var aux = new Tower('Auxiliary',   0, src);
var dst = new Tower('Destination', 0, src);
// In the case of NUM_OF_DISKS is odd, 
// the src must face the src.
// Otherwise, the src faces the aux.
src.direction = (COLORS.length % 2 == 1) ? dst : aux;
// the reference to moving disk is stored to this variable.
var moving_disk = null;

function setup() {
  createCanvas(C_WIDTH, C_HEIGHT);
  frameRate(30);
  [src,aux,dst].forEach(function(t) {
    [rx,ry] = POSITIONS[t.name];
    t.pos = new Position(rx * C_WIDTH, ry * C_HEIGHT);
  })
}
function base_drawing() {
  background('beige');
  [src,aux,dst].forEach(function(t) {
    // draw disks
    t.disks.forEach(function(d) {
      stroke('black');
      fill(d.color);
      ellipse(t.pos.x,t.pos.y,2*d.r);
    })
    // draw a pole
    stroke('brown');
    fill(t.moving & (t.flash_ctr < FLASHING_COUNTER/2) ? 'gold' : 'white');
    ellipse(t.pos.x,t.pos.y,2*POLE_R);
    // draw a direction
    stroke('navy');
    [sx, sy] = [t.pos.x, t.pos.y];
    [dx, dy] = [t.direction.pos.x, t.direction.pos.y];
    r = POLE_R / Math.sqrt((dx-sx)*(dx-sx)+(dy-sy)*(dy-sy));
    [dx, dy] = [(dx-sx)*r+sx, (dy-sy)*r+sy];
    line(sx,sy,dx,dy);
  })
}
function flash_poles() {
  [src,aux,dst].forEach(function(t) {
    t.moving = (t.direction.direction === t);
    t.flash_ctr += 1;
    t.flash_ctr %= FLASHING_COUNTER;
  })
}
function pop_disk(src,aux,dst) {
  var towers = [src,aux,dst].filter(t => t.moving);
  var idx,from,to;
  idx = (towers[0].toplevel > towers[1].toplevel) ? 0 : 1;
  [from, to] = [towers[idx], towers[1-idx]];
  return new MovingDisk(from.disks.pop().level,from,to);
}
function draw_moving_disk() {
  var d = moving_disk;
  d.step_forward();
  stroke('black');
  fill(d.color);
  ellipse(d.pos.x,d.pos.y,2*d.r);
  return d.finish_p();
}
function turn() {
  [moving_disk.from,moving_disk.to].forEach(function(t) {
    t.direction = ([src,aux,dst]
      .filter(x => (x !== t) && (x !== t.direction)))[0];
    t.moving = false;
  })
}
function draw() {
  // base drawing
  base_drawing();
  // find two exchange-towers out of three
  flash_poles();
  // start moving
  if (moving_disk == null) {
    moving_disk = pop_disk(src,aux,dst);
  } else {
    if (draw_moving_disk()) {
      turn();
      moving_disk = null;
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  }
}

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const COLORS = [ 'crimson', 'forestgreen', 'yellow', 'royalblue',

'saddlebrown', 'hotpink', 'darkorange', 'darkmagenta' ];

const NUM_OF_DISKS = COLORS.length;

const BASE_LENGTH = 200;

const C_WIDTH = 3.732 * BASE_LENGTH;

const C_HEIGHT = 3.500 * BASE_LENGTH;

const DISK_R = 0.9 * BASE_LENGTH;

const POLE_R = 15;

const POSITIONS = { 'Source' : [0.268, 0.714],

'Auxiliary' : [0.500, 0.286],

'Destination' : [0.732, 0.714] };

const FLASHING_COUNTER = 20;

const STEPS = 30;

class Vector {

constructor(x,y) {

this.x = x;

this.y = y;

}

class Position extends Vector {

constructor(x,y) { super(x,y); }

move(vec) {

this.x += vec.x;

this.y += vec.y;

}

class Disk {

constructor(level) {

this.level = level;

this.color = COLORS[level];

this.r = (DISK_R-POLE_R)*(NUM_OF_DISKS-level)/NUM_OF_DISKS + POLE_R;

}

class MovingDisk extends Disk {

constructor(level,from,to) {

super(level);

[sx,sy] = [from.pos.x,from.pos.y];

[dx,dy] = [to.pos.x, to.pos.y];

this.pos = new Position(sx,sy);

this.mvec = new Vector((dx-sx)/STEPS,(dy-sy)/STEPS);

this.move_ctr = 0;

this.from = from;

this.to = to;

}

step_forward() {

this.pos.move(this.mvec);

this.move_ctr++;

}

finish_p() {

var ret_flag = false;

if (ret_flag = (this.move_ctr == STEPS)) {

this.to.disks.push(new Disk(this.level));

}

return ret_flag;

}

class Tower {

constructor(name, disks, direction=null) {

this.name = name;

this.disks = [];

for (var i = 0; i < disks; i++) {

this.disks.push(new Disk(i));

}

this.direction = direction;

this.moving = false;

this.flash_ctr = 0;

}

get toplevel() {

var l = this.disks.length;

// '-1' means there is no disk.

return (l > 0) ? this.disks[l-1].level : -1;

}

var src = new Tower('Source', NUM_OF_DISKS);

var aux = new Tower('Auxiliary', 0, src);

var dst = new Tower('Destination', 0, src);

// In the case of NUM_OF_DISKS is odd,

// the src must face the src.

// Otherwise, the src faces the aux.

src.direction = (COLORS.length % 2 == 1) ? dst : aux;

// the reference to moving disk is stored to this variable.

var moving_disk = null;

function setup() {

createCanvas(C_WIDTH, C_HEIGHT);

frameRate(30);

[src,aux,dst].forEach(function(t) {

[rx,ry] = POSITIONS[t.name];

t.pos = new Position(rx * C_WIDTH, ry * C_HEIGHT);

})

}

function base_drawing() {

background('beige');

[src,aux,dst].forEach(function(t) {

// draw disks

t.disks.forEach(function(d) {

stroke('black');

fill(d.color);

ellipse(t.pos.x,t.pos.y,2*d.r);

})

// draw a pole

stroke('brown');

fill(t.moving & (t.flash_ctr < FLASHING_COUNTER/2) ? 'gold' : 'white');

ellipse(t.pos.x,t.pos.y,2*POLE_R);

// draw a direction

stroke('navy');

[sx, sy] = [t.pos.x, t.pos.y];

[dx, dy] = [t.direction.pos.x, t.direction.pos.y];

r = POLE_R / Math.sqrt((dx-sx)*(dx-sx)+(dy-sy)*(dy-sy));

[dx, dy] = [(dx-sx)*r+sx, (dy-sy)*r+sy];

line(sx,sy,dx,dy);

})

}

function flash_poles() {

[src,aux,dst].forEach(function(t) {

t.moving = (t.direction.direction === t);

t.flash_ctr += 1;

t.flash_ctr %= FLASHING_COUNTER;

})

}

function pop_disk(src,aux,dst) {

var towers = [src,aux,dst].filter(t => t.moving);

var idx,from,to;

idx = (towers[0].toplevel > towers[1].toplevel) ? 0 : 1;

[from, to] = [towers[idx], towers[1-idx]];

return new MovingDisk(from.disks.pop().level,from,to);

}

function draw_moving_disk() {

var d = moving_disk;

d.step_forward();

stroke('black');

fill(d.color);

ellipse(d.pos.x,d.pos.y,2*d.r);

return d.finish_p();

}

function turn() {

[moving_disk.from,moving_disk.to].forEach(function(t) {

t.direction = ([src,aux,dst]

.filter(x => (x !== t) && (x !== t.direction)))[0];

t.moving = false;

})

}

function draw() {

// base drawing

base_drawing();

// find two exchange-towers out of three

flash_poles();

// start moving

if (moving_disk == null) {

moving_disk = pop_disk(src,aux,dst);

} else {

if (draw_moving_disk()) {

turn();

moving_disk = null;

}

図3　Pygameを用いて描画ウィンドウを表示するPythonコード

import pygame

pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((640,480))
pygame.display.set_caption('Pygame Window')

while True:
  for event in pygame.event.get():
    if event.type == pygame.TEXTINPUT and event.text == 'q':
      pygame.quit()
      exit()

  screen.fill('lavender')

  pygame.display.flip()
  pygame.time.delay(30)

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import pygame

pygame.init()

screen = pygame.display.set_mode((640,480))

pygame.display.set_caption('Pygame Window')

while True:

for event in pygame.event.get():

if event.type == pygame.TEXTINPUT and event.text == 'q':

pygame.quit()

exit()

screen.fill('lavender')

pygame.display.flip()

pygame.time.delay(30)

図5　GDHPの手順をアニメーションで表示するPythonコード

import pygame
import math

COLORS = [ 'crimson', 'forestgreen', 'yellow', 'royalblue',
           'saddlebrown', 'hotpink', 'darkorange', 'darkmagenta' ]
NUM_OF_DISKS = len(COLORS)
BASE_LENGTH = 200
C_WIDTH  = 3.732 * BASE_LENGTH
C_HEIGHT = 3.500 * BASE_LENGTH
DISK_R = 0.9 * BASE_LENGTH
POLE_R = 15
POSITIONS = { 'Source'      : [0.268, 0.714],
              'Auxiliary'   : [0.500, 0.286],
              'Destination' : [0.732, 0.714] }
FLASHING_COUNTER = 20
STEPS = 30

class Vector:
  def __init__(self, x, y):
    self.x = x
    self.y = y
class Position(Vector):
  def __init__(self, x, y):
    super().__init__(x, y)
  def move(self, vec):
    self.x += vec.x
    self.y += vec.y
class Disk:
  def __init__(self, level):
    self.level = level
    self.color = COLORS[level]
    self.r = (DISK_R-POLE_R)*(NUM_OF_DISKS-level)/NUM_OF_DISKS + POLE_R
class MovingDisk(Disk):
  def __init__(self, level, frm, to):
    super().__init__(level) 
    [sx, sy] = [frm.pos.x, frm.pos.y]
    [dx, dy] = [to.pos.x,  to.pos.y]
    self.pos = Position(sx,sy)
    self.mvec = Vector((dx-sx)/STEPS,(dy-sy)/STEPS)
    self.move_ctr = 0
    self.frm = frm
    self.to = to
  def step_forward(self):
    self.pos.move(self.mvec)
    self.move_ctr += 1
  def finish_p(self):
    ret_flag = (self.move_ctr == STEPS)
    if ret_flag:
      self.to.disks.append(Disk(self.level))
    return ret_flag
class Tower:
  def __init__(self, name, disks, direction=None):
    self.name = name
    self.disks = []
    for i in range(disks):
      self.disks.append(Disk(i))
    self.direction = direction
    self.moving = False
    self.flash_ctr = 0
  def toplevel(self):
    l = len(self.disks)
    # '-1' means there is no disk.
    return self.disks[l-1].level if l > 0 else -1
def setup():
  pygame.init()
  screen = pygame.display.set_mode((C_WIDTH, C_HEIGHT))
  pygame.display.set_caption('GDHP')
  for t in [src,aux,dst]:
    [rx, ry] = POSITIONS[t.name]
    t.pos = Position(rx * C_WIDTH, ry * C_HEIGHT)
  return screen
def base_drawing():
  screen.fill('beige')
  for t in [src,aux,dst]:
    # draw disks
    for d in t.disks:
      pygame.draw.circle(screen, d.color, (t.pos.x,t.pos.y), d.r)
      pygame.draw.circle(screen, 'black', (t.pos.x,t.pos.y), d.r, 1)
    # draw a pole
    fillcolor = 'gold' \
      if t.moving and t.flash_ctr < FLASHING_COUNTER/2 else 'white' 
    pygame.draw.circle(screen, fillcolor, (t.pos.x,t.pos.y), POLE_R)
    pygame.draw.circle(screen, 'brown', (t.pos.x,t.pos.y), POLE_R, 1)
    # draw a direction
    [sx, sy] = [t.pos.x, t.pos.y]
    [dx, dy] = [t.direction.pos.x, t.direction.pos.y]
    r = POLE_R / math.sqrt((dx-sx)*(dx-sx)+(dy-sy)*(dy-sy))
    [dx, dy] = [(dx-sx)*r+sx, (dy-sy)*r+sy]
    pygame.draw.line(screen, (0,0,128), (sx,sy), (dx,dy), 3)
def flash_poles():
  for t in [src,aux,dst]:
    t.moving = (t.direction.direction == t)
    t.flash_ctr += 1
    t.flash_ctr %= FLASHING_COUNTER
def pop_disk(src,aux,dst):
  towers = list(filter(lambda x: x.moving, [src,aux,dst]))
  idx = 0 if towers[0].toplevel() > towers[1].toplevel() else 1
  [frm, to] = [towers[idx], towers[1-idx]]
  return MovingDisk(frm.disks.pop().level,frm,to) \
           if len(frm.disks) > 0 else None
def draw_moving_disk():
  d = moving_disk
  d.step_forward()
  pygame.draw.circle(screen, d.color, (d.pos.x,d.pos.y), d.r)
  pygame.draw.circle(screen, 'black', (d.pos.x,d.pos.y), d.r, 1)
  return d.finish_p()
def turn():
  for t in [moving_disk.frm,moving_disk.to]:
    t.direction = list(filter(
      lambda x: (x != t) and (x != t.direction), [src,aux,dst]))[0]
    t.moving = False
def draw():
  # base drawing
  base_drawing()
  # find two exchange-towers out of three
  flash_poles()
  # start moving
  finish_p = False
  mdisk = moving_disk
  if mdisk == None:
    mdisk = pop_disk(src,aux,dst)
    if mdisk == None:
      finish_p = True
  else:
    if draw_moving_disk():
      turn()
      mdisk = None
  return mdisk, finish_p
# main routine
if __name__ == '__main__':
  src = Tower('Source', NUM_OF_DISKS)
  aux = Tower('Auxiliary',   0, src)
  dst = Tower('Destination', 0, src)
  # In the case of NUM_OF_DISKS is odd, 
  # the src must face the src.
  # Otherwise, the src faces the aux.
  src.direction = dst if len(COLORS) % 2 == 1 else aux
  # the reference to moving disk is stored to this variable.
  moving_disk = None
  screen = setup()
  while True:
    for event in pygame.event.get():
      if event.type == pygame.TEXTINPUT and event.text == 'q':
        pygame.quit()
        exit()
    moving_disk, finish_p = draw()
    if finish_p:
      pygame.quit()
      exit()
    pygame.display.flip()
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import pygame

import math

COLORS = [ 'crimson', 'forestgreen', 'yellow', 'royalblue',

'saddlebrown', 'hotpink', 'darkorange', 'darkmagenta' ]

NUM_OF_DISKS = len(COLORS)

BASE_LENGTH = 200

C_WIDTH = 3.732 * BASE_LENGTH

C_HEIGHT = 3.500 * BASE_LENGTH

DISK_R = 0.9 * BASE_LENGTH

POLE_R = 15

POSITIONS = { 'Source' : [0.268, 0.714],

'Auxiliary' : [0.500, 0.286],

'Destination' : [0.732, 0.714] }

FLASHING_COUNTER = 20

STEPS = 30

class Vector:

def __init__(self, x, y):

self.x = x

self.y = y

class Position(Vector):

def __init__(self, x, y):

super().__init__(x, y)

def move(self, vec):

self.x += vec.x

self.y += vec.y

class Disk:

def __init__(self, level):

self.level = level

self.color = COLORS[level]

self.r = (DISK_R-POLE_R)*(NUM_OF_DISKS-level)/NUM_OF_DISKS + POLE_R

class MovingDisk(Disk):

def __init__(self, level, frm, to):

super().__init__(level)

[sx, sy] = [frm.pos.x, frm.pos.y]

[dx, dy] = [to.pos.x, to.pos.y]

self.pos = Position(sx,sy)

self.mvec = Vector((dx-sx)/STEPS,(dy-sy)/STEPS)

self.move_ctr = 0

self.frm = frm

self.to = to

def step_forward(self):

self.pos.move(self.mvec)

self.move_ctr += 1

def finish_p(self):

ret_flag = (self.move_ctr == STEPS)

if ret_flag:

self.to.disks.append(Disk(self.level))

return ret_flag

class Tower:

def __init__(self, name, disks, direction=None):

self.name = name

self.disks = []

for i in range(disks):

self.disks.append(Disk(i))

self.direction = direction

self.moving = False

self.flash_ctr = 0

def toplevel(self):

l = len(self.disks)

# '-1' means there is no disk.

return self.disks[l-1].level if l > 0 else -1

def setup():

pygame.init()

screen = pygame.display.set_mode((C_WIDTH, C_HEIGHT))

pygame.display.set_caption('GDHP')

for t in [src,aux,dst]:

[rx, ry] = POSITIONS[t.name]

t.pos = Position(rx * C_WIDTH, ry * C_HEIGHT)

return screen

def base_drawing():

screen.fill('beige')

for t in [src,aux,dst]:

# draw disks

for d in t.disks:

pygame.draw.circle(screen, d.color, (t.pos.x,t.pos.y), d.r)

pygame.draw.circle(screen, 'black', (t.pos.x,t.pos.y), d.r, 1)

# draw a pole

fillcolor = 'gold' \

if t.moving and t.flash_ctr < FLASHING_COUNTER/2 else 'white'

pygame.draw.circle(screen, fillcolor, (t.pos.x,t.pos.y), POLE_R)

pygame.draw.circle(screen, 'brown', (t.pos.x,t.pos.y), POLE_R, 1)

# draw a direction

[sx, sy] = [t.pos.x, t.pos.y]

[dx, dy] = [t.direction.pos.x, t.direction.pos.y]

r = POLE_R / math.sqrt((dx-sx)*(dx-sx)+(dy-sy)*(dy-sy))

[dx, dy] = [(dx-sx)*r+sx, (dy-sy)*r+sy]

pygame.draw.line(screen, (0,0,128), (sx,sy), (dx,dy), 3)

def flash_poles():

for t in [src,aux,dst]:

t.moving = (t.direction.direction == t)

t.flash_ctr += 1

t.flash_ctr %= FLASHING_COUNTER

def pop_disk(src,aux,dst):

towers = list(filter(lambda x: x.moving, [src,aux,dst]))

idx = 0 if towers[0].toplevel() > towers[1].toplevel() else 1

[frm, to] = [towers[idx], towers[1-idx]]

return MovingDisk(frm.disks.pop().level,frm,to) \

if len(frm.disks) > 0 else None

def draw_moving_disk():

d = moving_disk

d.step_forward()

pygame.draw.circle(screen, d.color, (d.pos.x,d.pos.y), d.r)

pygame.draw.circle(screen, 'black', (d.pos.x,d.pos.y), d.r, 1)

return d.finish_p()

def turn():

for t in [moving_disk.frm,moving_disk.to]:

t.direction = list(filter(

lambda x: (x != t) and (x != t.direction), [src,aux,dst]))[0]

t.moving = False

def draw():

# base drawing

base_drawing()

# find two exchange-towers out of three

flash_poles()

# start moving

finish_p = False

mdisk = moving_disk

if mdisk == None:

mdisk = pop_disk(src,aux,dst)

if mdisk == None:

finish_p = True

else:

if draw_moving_disk():

turn()

mdisk = None

return mdisk, finish_p

# main routine

if __name__ == '__main__':

src = Tower('Source', NUM_OF_DISKS)

aux = Tower('Auxiliary', 0, src)

dst = Tower('Destination', 0, src)

# In the case of NUM_OF_DISKS is odd,

# the src must face the src.

# Otherwise, the src faces the aux.

src.direction = dst if len(COLORS) % 2 == 1 else aux

# the reference to moving disk is stored to this variable.

moving_disk = None

screen = setup()

while True:

for event in pygame.event.get():

if event.type == pygame.TEXTINPUT and event.text == 'q':

pygame.quit()

exit()

moving_disk, finish_p = draw()

if finish_p:

pygame.quit()

exit()

pygame.display.flip()

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特集2　ChatGPTで手軽に実現（Vol.91記載）

投稿日：2024.07.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：佐藤秀輔

対話型AIサービス「ChatGPT」が注目を集めています。特に、2023年3月に登場した「GPT-4」という大規模言語モデル（LLM）を利用可能になってからは自然言語の理解力が飛躍的に向上し、指示に基づいて、さまざまな処理を自動化できるようになっています。本特集では、ChatGPTを個人で活用する例として、家計簿レビューをさせる方法と、API（Application Programming Interface）を利用してWebスクレイピングをさせる方法を紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.91は以下のリンク先でご購入できます。

図1　ランダムな家計簿データを生成するPythonスクリプト

import datetime
import random

itemlist = ['食料品', '外食費', '日用品', '家財道具',
            '交通費', '電気代', '水道代', 'ガス代',
            'ガソリン代', 'その他']

for i in range(366):
  basedate = datetime.datetime(2024, 1, 1)
  date = basedate + datetime.timedelta(days=i)
  item = itemlist[random.randrange(10)]
  amount = random.randrange(100) * 100
  print(f"{date.date()},{date.time()},{item},{amount}")

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import datetime

import random

itemlist = ['食料品', '外食費', '日用品', '家財道具',

'交通費', '電気代', '水道代', 'ガス代',

'ガソリン代', 'その他']

for i in range(366):

basedate = datetime.datetime(2024, 1, 1)

date = basedate + datetime.timedelta(days=i)

item = itemlist[random.randrange(10)]

amount = random.randrange(100) * 100

print(f"{date.date()},{date.time()},{item},{amount}")

図10　Webスクレイピング対象となるWebページの例

<!DOCTYPE html>
<html lang="ja">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title>サンプル商品リスト</title>
</head>
<body>
  <h1>商品リスト</h1>
  <div class="product" id="product1">
    <h2>商品名：スニーカー</h2>
    <p>価格：\5000</p>
    <p>評価：4.5 星</p>
  </div>
  <div class="product" id="product2">
    <h2>商品名：バックパック</h2>
    <p>価格：\8000</p>
    <p>評価：4.0 星</p>
  </div>
  <div class="product" id="product3">
    <h2>商品名：水筒</h2>
    <p>価格：\1500</p>
    <p>評価：4.8 星</p>
  </div>
</body>
</html>

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<!DOCTYPE html>

<head>

<title>サンプル商品リスト</title>

</head>

<body>

<h1>商品リスト</h1>

<h2>商品名：スニーカー</h2>

</div>

<h2>商品名：バックパック</h2>

</div>

</div>

</body>

</html>

図11　Webスクレイピング用のPythonスクリプトの例

import json
from bs4 import BeautifulSoup

# HTMLファイルを開く
with open('sample.html', 'r', encoding='utf-8') as file:
  html_content = file.read()
# BeautifulSoupオブジェクトを作成
soup = BeautifulSoup(html_content, 'lxml')
# 商品情報を抽出
products = soup.find_all('div', class_='product')
product_list = []
for product in products:
  product_name = product.find('h2').text.replace('商品名：', '').strip()
  price = product.find_all('p')[0].text.replace('価格：', '').strip()
  rating = product.find_all('p')[1].text.replace('評価：', '').strip()
  # 各商品情報を辞書として追加
  product_list.append({
    '商品名': product_name,
    '価格': price,
    '評価': rating
  })
# JSON形式で結果を出力
json_output = json.dumps(product_list, ensure_ascii=False, indent=4)
print(json_output)

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import json

from bs4 import BeautifulSoup

# HTMLファイルを開く

with open('sample.html', 'r', encoding='utf-8') as file:

html_content = file.read()

# BeautifulSoupオブジェクトを作成

soup = BeautifulSoup(html_content, 'lxml')

# 商品情報を抽出

products = soup.find_all('div', class_='product')

product_list = []

for product in products:

product_name = product.find('h2').text.replace('商品名：', '').strip()

price = product.find_all('p')[0].text.replace('価格：', '').strip()

rating = product.find_all('p')[1].text.replace('評価：', '').strip()

# 各商品情報を辞書として追加

product_list.append({

'商品名': product_name,

'価格': price,

'評価': rating

})

# JSON形式で結果を出力

json_output = json.dumps(product_list, ensure_ascii=False, indent=4)

print(json_output)

シェルスクリプトマガジンvol.91 Web掲載記事まとめ

投稿日：2024.07.25　｜　カテゴリー：　コード

004　レポート　統合開発環境「Theia IDE」正式版リリース
005　レポート　サイバーエージェントがVLM、新LLM公開
006　製品レビュー　パソコン「ASUS Vivobook S 15 S5507QA」
007　NEWS FLASH
008　特集1　Oracle Cloud Infrastructure入門/福島耕平、中村峻大
020　特集2　ChatGPTで手軽に実現/佐藤秀輔　コード掲載
028　特別企画　イノシシ撃退機を作るハード製作編/米田聡
036　Pythonあれこれ/飯尾淳　コード掲載
042　Markdownを活用する/藤原由来　コード掲載
052　香川大学SLPからお届け！/佐藤楓真　コード掲載
058　中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一
064　これだけは覚えておきたいLinuxコマンド/大津真　コード掲載
073　ユニケージレポート/田中湧也
076　Techパズル/gori.sh
077　コラム「要求工学を取り入れる」/シェル魔人

Vol.91

投稿日：2024.07.25　｜　カテゴリー：　バックナンバー

　オラクルといえば、基幹システムでも利用されるリレーショナルデータベース管理システム（RDBMS）製品を開発・販売する企業というイメージがあります。しかし、それだけではありません。「AWS」（Amazon Web Services）や「Microsoft Azure」、「GCP」（Google Cloud Platform）と同等のクラウドサービスとして「Oracle Cloud Infrastructure」（OCI）を提供しています。
　特集1では、このOCIの特徴を分かりやすく解説しています。また、30日間無料で試せる「OCI Cloud Free Tier」を利用してIaaS（Infrastructure as a Service）によるコンピュートインスタンスの立ち上げ方法も紹介しています。実際に触ってみて、データベースだけでないOCIの魅力を感じてください。
　特集2では、生成AIチャット「ChatGPT」の実用例として、支出を分析する「家計簿レビュー」と、Webページから必要な情報を抽出する「Webスクレイピング」の二つを紹介しています。前者は対話形式で分析、後者はAPI（Application Programming Interface）を用いて情報を抽出しています。話題のChatGPTの能力を体験してみてください。
　特別企画では、「Interface」「CQ ham radio」「トランジスタ技術」などの雑誌を出版するCQ出版社の協力を得て、同社が販売する「イノシシ撃退機部品セットVer.1」の組み立て方を紹介しています。農業分野でもITを活用することで、さまざまなメリットが生まれます。このイノシシ撃退機は、イノシシの鳴き声を使うため、安全にイノシシを追い払えます。
　このほか、ユニケージレポートでは、長崎県で2024年6月12～14日に開催された「ソフトウェア・シンポジウム2024」でのユニケージ技術発表と、シェルやシェルスクリプトに関するワークショップを紹介しました。
　今回も読み応え十分のシェルスクリプトマガジン Vol.91。お見逃しなく!

※記事掲載のコードはこちら。記事の補足情報はこちら

※読者アンケートはこちら

Vol.91 補足情報

投稿日：2024.07.19　｜　カテゴリー：　コード

特集2　ChatGPTで手軽に実現

　クラウド型家計簿アプリ「Dr.Wallet」のサンプルデータがここからダウンロードできます。家計簿を付けていない人は、こちらを利用してください。なお、本サンプルデータ中のショップ名、電話番号、住所の情報はすべて架空のものです。実在の企業や事業者とは関係ありません。

情報は随時更新致します。

Pythonあれこれ

投稿日：2024.05.25　｜　カテゴリー：　コード

筆者：飯尾淳

本連載では「Pythonを昔から使っているものの、それほど使いこなしてはいない」という筆者が、いろいろな日常業務をPythonで処理することで、立派な「蛇使い」に育つことを目指します。その過程を温かく見守ってください。皆さんと共に勉強していきましょう。第20回では、データの可視化などにも活用できるWebアプリケーションフレームワーク「Streamlit」の、より進んだ使い方を紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.90は以下のリンク先でご購入できます。

図4　プルダウンメニューでサブページに移動できるようにしたコード

import streamlit as st

selected = st.selectbox('なに食べる？',
                        ('-', 'ramen', 'curry', 'katsudon'))
pages = {'ramen': 'pages/1_🍜_ramen.py',
         'curry': 'pages/2_🍛_curry.py',
         'katsudon': 'pages/3_🍚_katsudon.py' }
if selected in pages.keys():
  st.switch_page(pages[selected])

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import streamlit as st

selected = st.selectbox('なに食べる？',

('-', 'ramen', 'curry', 'katsudon'))

pages = {'ramen': 'pages/1_🍜_ramen.py',

'curry': 'pages/2_🍛_curry.py',

'katsudon': 'pages/3_🍚_katsudon.py' }

if selected in pages.keys():

st.switch_page(pages[selected])

図8　「1_edit.py」ファイルに記述するコード

import streamlit as st
import pandas as pd

df = pd.read_excel('TODO.xlsx')
df = st.data_editor(df)
clicked = st.button('保存', type='primary',
                    on_click=lambda:\
                    df.to_excel('TODO.xlsx', index=False))
if (clicked):
  st.switch_page('index.py')

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import streamlit as st

import pandas as pd

df = pd.read_excel('TODO.xlsx')

df = st.data_editor(df)

clicked = st.button('保存', type='primary',

on_click=lambda:\

df.to_excel('TODO.xlsx', index=False))

if (clicked):

st.switch_page('index.py')

図11　「2_new.py」ファイルに記述するコード

import streamlit as st
import pandas as pd

df = pd.read_excel('TODO.xlsx')
title = st.text_input(label='タイトル')
memo = st.text_area(label='内容')
date = st.date_input(label='締切')
done = False
def append():
  global df
  df_new = pd.DataFrame({'タイトル': [title],
                         '内容':     [memo], 
                         '締切':     [date],
                         '実施':     [done]})
  df = pd.concat([df, df_new])
  df.to_excel('TODO.xlsx', index=False)
clicked = st.button('登録', type='primary', on_click=append)
if (clicked): 
  st.switch_page('index.py')

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import streamlit as st

import pandas as pd

df = pd.read_excel('TODO.xlsx')

title = st.text_input(label='タイトル')

memo = st.text_area(label='内容')

date = st.date_input(label='締切')

done = False

def append():

global df

df_new = pd.DataFrame({'タイトル': [title],

'内容': [memo],

'締切': [date],

'実施': [done]})

df = pd.concat([df, df_new])

df.to_excel('TODO.xlsx', index=False)

clicked = st.button('登録', type='primary', on_click=append)

if (clicked):

st.switch_page('index.py')

図11　「2_new.py」ファイルに記述するコード

import streamlit as st
import pandas as pd

df = pd.read_excel('TODO.xlsx')
title = st.text_input(label='タイトル')
memo = st.text_area(label='内容')
date = st.date_input(label='締切')
done = False
def append():
  global df
  df_new = pd.DataFrame({'タイトル': [title],
                         '内容':     [memo], 
                         '締切':     [date],
                         '実施':     [done]})
  df = pd.concat([df, df_new])
  df.to_excel('TODO.xlsx', index=False)
clicked = st.button('登録', type='primary', on_click=append)
if (clicked): 
  st.switch_page('index.py')

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import streamlit as st

import pandas as pd

df = pd.read_excel('TODO.xlsx')

title = st.text_input(label='タイトル')

memo = st.text_area(label='内容')

date = st.date_input(label='締切')

done = False

def append():

global df

df_new = pd.DataFrame({'タイトル': [title],

'内容': [memo],

'締切': [date],

'実施': [done]})

df = pd.concat([df, df_new])

df.to_excel('TODO.xlsx', index=False)

clicked = st.button('登録', type='primary', on_click=append)

if (clicked):

st.switch_page('index.py')

香川大学SLPからお届け！（Vol.90掲載）

投稿日：2024.05.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：小河原直道

Raspberry Pi 5（以下、ラズパイ5）が日本でも発売され、私も購入しました。センサーとの接続やサーバーの構築をしてみたいと思ったため、湿温度/気圧/CO₂濃度を測定できるセンサーを接続し、その値をWebブラウザから確認できるシステムを作成しました。このシステムの作成ポイントについて解説します。

シェルスクリプトマガジン Vol.90は以下のリンク先でご購入できます。

図8　BME280のチップIDを読み出すPythonコード

import spidev
# 読み取りは8ビット目を「1」に, 書き込みは「0」にする
def get_reg_addr(rw: str, addr: int) -> int:
  rw_flag = 0b1000_0000
  if rw == "w":
    rw_flag = 0b0000_0000
  return rw_flag | (addr & 0b0111_1111)
spi = spidev.SpiDev()
spi.open(0, 0) # bus0, cs0
spi.mode = 0   # mode0, CPOL=CPHA=0
spi.max_speed_hz = 10 * 10**6 # 10MHz
bme_id = spi.xfer2([get_reg_addr("r", 0xD0), 0])
print(f"id: {hex(bme_id[1])}")
spi.close()

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import spidev

# 読み取りは8ビット目を「1」に, 書き込みは「0」にする

def get_reg_addr(rw: str, addr: int) -> int:

rw_flag = 0b1000_0000

if rw == "w":

rw_flag = 0b0000_0000

return rw_flag | (addr & 0b0111_1111)

spi = spidev.SpiDev()

spi.open(0, 0) # bus0, cs0

spi.mode = 0 # mode0, CPOL=CPHA=0

spi.max_speed_hz = 10 * 10**6 # 10MHz

bme_id = spi.xfer2([get_reg_addr("r", 0xD0), 0])

print(f"id: {hex(bme_id[1])}")

spi.close()

図9　BME280の気温データを読み出すPythonコード

import spidev
# 読み取りは8ビット目を「1」に, 書き込みは「0」にする
def get_reg_addr(rw: str, addr: int) -> int:
  rw_flag = 0b1000_0000
  if rw == "w":
    rw_flag = 0b0000_0000
  return rw_flag | (addr & 0b0111_1111)
spi = spidev.SpiDev()
spi.open(0, 0) # bus0, cs0
spi.mode = 0   # mode0, CPOL=CPHA=0
spi.max_speed_hz = 10 * 10**6 # 10MHz
# 湿度の測定を有効化。オーバーサンプリングx1
r = spi.xfer2([get_reg_addr("r", 0xF2), 0])[1]
ctrl_hum = r & 0b1111_1000 | 0b001
spi.xfer2([get_reg_addr("w", 0xF2), ctrl_hum])
# 気圧、気温の測定を有効化。オーバーサンプリングx1、ノーマルモードに
ctrl_meas = (0b001 << 5) + (0b001 << 3) + 0b11
spi.xfer2([get_reg_addr("w", 0xF4), ctrl_meas])
# 気温データの読み出し
temp_raw_bins = spi.xfer2([get_reg_addr("r", 0xFA), 0, 0, 0])
temp_raw = (temp_raw_bins[1] << 8+4) | (temp_raw_bins[2] << 4) |\
  ((temp_raw_bins[3]>>4) & 0b00001111)
print(f"気温: {temp_raw}")
spi.close()

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import spidev

# 読み取りは8ビット目を「1」に, 書き込みは「0」にする

def get_reg_addr(rw: str, addr: int) -> int:

rw_flag = 0b1000_0000

if rw == "w":

rw_flag = 0b0000_0000

return rw_flag | (addr & 0b0111_1111)

spi = spidev.SpiDev()

spi.open(0, 0) # bus0, cs0

spi.mode = 0 # mode0, CPOL=CPHA=0

spi.max_speed_hz = 10 * 10**6 # 10MHz

# 湿度の測定を有効化。オーバーサンプリングx1

r = spi.xfer2([get_reg_addr("r", 0xF2), 0])[1]

ctrl_hum = r & 0b1111_1000 | 0b001

spi.xfer2([get_reg_addr("w", 0xF2), ctrl_hum])

# 気圧、気温の測定を有効化。オーバーサンプリングx1、ノーマルモードに

ctrl_meas = (0b001 << 5) + (0b001 << 3) + 0b11

spi.xfer2([get_reg_addr("w", 0xF4), ctrl_meas])

# 気温データの読み出し

temp_raw_bins = spi.xfer2([get_reg_addr("r", 0xFA), 0, 0, 0])

temp_raw = (temp_raw_bins[1] << 8+4) | (temp_raw_bins[2] << 4) |\

((temp_raw_bins[3]>>4) & 0b00001111)

print(f"気温: {temp_raw}")

spi.close()

図10　MH-Z19CのCO2濃度データを読み出すPythonコード

import serial
import sys
import time

serial = serial.Serial(port="/dev/ttyAMA0", timeout=5)
# 念のためバッファをリセットする
serial.reset_input_buffer()
serial.reset_output_buffer()
time.sleep(2) # 待ち時間は適宜増減して調整
s = bytearray.fromhex("FF 01 86 00 00 00 00 00 79")
serial.write(s)
r = serial.read(size=9)
serial.close()
if r[0] != 0xFF:
  print("invalid data\n")
  sys.exit(-1)
for_check=0
for i, b in enumerate(r):
  if i==0 or i==8:
    continue
  # チェックサムは1バイトのみ、あふれた分は捨てる
  for_check = for_check + b & 0b1111_1111
for_check = 0xFF - for_check + 1
if r[8] != for_check:
  print("checksum error\n")
  sys.exit(-1)
print(f"{r[2]*256 + r[3]} ppm")

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import serial

import sys

import time

serial = serial.Serial(port="/dev/ttyAMA0", timeout=5)

# 念のためバッファをリセットする

serial.reset_input_buffer()

serial.reset_output_buffer()

time.sleep(2) # 待ち時間は適宜増減して調整

s = bytearray.fromhex("FF 01 86 00 00 00 00 00 79")

serial.write(s)

r = serial.read(size=9)

serial.close()

if r[0] != 0xFF:

print("invalid data\n")

sys.exit(-1)

for_check=0

for i, b in enumerate(r):

if i==0 or i==8:

continue

# チェックサムは1バイトのみ、あふれた分は捨てる

for_check = for_check + b & 0b1111_1111

for_check = 0xFF - for_check + 1

if r[8] != for_check:

print("checksum error\n")

sys.exit(-1)

print(f"{r[2]*256 + r[3]} ppm")

図12　測定データをデータベースに保存するPythonコード

import mariadb
import sys

try:
  conn = mariadb.connect(
    user     = ユーザー名,  password = パスワード,
    host     = "127.0.0.1", port     = 3306,
    database = "sensor1",   autocommit = True
  )
except mariadb.Error as e:
  print(f"db connect error: {e}")
  sys.exit(-1)
cur = conn.cursor()
sql = 'INSERT INTO sensor (datetime, temp, humid, press, co2) VALUES(NOW(), ?, ?, ?, ?)'
データ（temp_data、humid_data、press_data、co2_data）取得用コードをここに記述
try:
  cur.execute(sql, (temp_data, humid_data, press_data, co2_data))
except Exception as e:
  print(f"insert error: {e}")
finally:
  cur.close()
conn.close()

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import mariadb

import sys

try:

conn = mariadb.connect(

user = ユーザー名, password = パスワード,

host = "127.0.0.1", port = 3306,

database = "sensor1", autocommit = True

)

except mariadb.Error as e:

print(f"db connect error: {e}")

sys.exit(-1)

cur = conn.cursor()

sql = 'INSERT INTO sensor (datetime, temp, humid, press, co2) VALUES(NOW(), ?, ?, ?, ?)'

データ（temp_data、humid_data、press_data、co2_data）取得用コードをここに記述

try:

cur.execute(sql, (temp_data, humid_data, press_data, co2_data))

except Exception as e:

print(f"insert error: {e}")

finally:

cur.close()

conn.close()

図13　「db/db_pool.js」ファイルに記述するコード

const mariadb = require("mariadb");
const pool = mariadb.createPool({
  host:     "localhost",
  user:     ユーザー名,
  password: パスワード,
  database: "sensor1",
  connectionLimit: 5,
});
module.exports = pool;

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const mariadb = require("mariadb");

const pool = mariadb.createPool({

host: "localhost",

user: ユーザー名,

password: パスワード,

database: "sensor1",

connectionLimit: 5,

});

module.exports = pool;

図14　「route/api_v1.js」ファイルに記述するコード（抜粋）

const router = require("express").Router();
const pool = require("../db/db_pool");
function getColumnName(sensor){
  switch(sensor){
    case "all":return "*";
    case "temperature": return "datetime, temp"
    case "humidity": return "datetime, humid"
    case "pressure": return "datetime, press"
    case "co2": return "datetime, co2"
    default: throw new Error("sensor name error");
  }
}
router.get("/:sensor/latest", async(req, res) => {
  let sqlCol;
  try{
    sqlCol = getColumnName(req.params.sensor);
  } catch (e) { return res.status(404).send(`bad sensor name`); }
  try{
    let dbRes = await pool.query(
      `select {sqlCol} from sensor order by datetime desc limit 1`
    );
    // クエリー結果の最初のレコードをJSON形式で送る
    return res.status(200).json(dbRes[0]);
  } catch(err) {
    return res.status(500).json({mes:err.toString()});
  }
});
module.exports = router;

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const router = require("express").Router();

const pool = require("../db/db_pool");

function getColumnName(sensor){

switch(sensor){

case "all":return "*";

case "temperature": return "datetime, temp"

case "humidity": return "datetime, humid"

case "pressure": return "datetime, press"

case "co2": return "datetime, co2"

default: throw new Error("sensor name error");

}

router.get("/:sensor/latest", async(req, res) => {

let sqlCol;

try{

sqlCol = getColumnName(req.params.sensor);

} catch (e) { return res.status(404).send(`bad sensor name`); }

try{

let dbRes = await pool.query(

`select {sqlCol} from sensor order by datetime desc limit 1`

);

// クエリー結果の最初のレコードをJSON形式で送る

return res.status(200).json(dbRes[0]);

} catch(err) {

return res.status(500).json({mes:err.toString()});

}

});

module.exports = router;

図15　「route/index.js」ファイルに記述するコード

const express = require('express');
const router = express.Router();
const path = require('path');
router.get("/", (req, res) => {
  res.sendFile(path.join(__dirname, "../view/index.html"));
});
router.use("/api/v1", require("./api_v1"));
module.exports = router;

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const express = require('express');

const router = express.Router();

const path = require('path');

router.get("/", (req, res) => {

res.sendFile(path.join(__dirname, "../view/index.html"));

});

router.use("/api/v1", require("./api_v1"));

module.exports = router;

図16　「app.js」ファイルに記述するコード

const express = require("express");
const app = express();
const path = require('path');
app.use("/", require("./route/index"));
app.use(express.static(path.join(__dirname, "public")));
app.all("*", (req, res) => {
  return res.sendStatus(404);
});
app.listen(3000, () => {
  console.log("Listening at port 3000");
});

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const express = require("express");

const app = express();

const path = require('path');

app.use("/", require("./route/index"));

app.use(express.static(path.join(__dirname, "public")));

app.all("*", (req, res) => {

return res.sendStatus(404);

});

app.listen(3000, () => {

console.log("Listening at port 3000");

});

Markdownを活用する（Vol.90掲載）

投稿日：2024.05.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：藤原由来

本連載では文書の装飾や構造付けを手軽に行える記法である「Markdown」を用いて、さまざまな文書や成果物を作成する方法を紹介します。今回も前回に引き続き、Markdownベースの高機能なノートアプリ「Obsidian」を扱います。前回の内容を踏まえて、Obsidianの発展的な使い方を紹介します。

図11　デイリーノートのテンプレート（テンプレート_カレー日記）

テンプレート_カレー日記
作成日時：{{date}} {{time}}

## 今日のカレー

- メニュー：
- 感想：
- 評価：★★★☆☆

## お店の情報

- 店名：
- 住所：
- 最寄り駅：
- URL：

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テンプレート_カレー日記

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## 今日のカレー

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## お店の情報

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Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作（Vol.90掲載）

投稿日：2024.05.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：米田聡

本連載では、人気のマイコンボード「Raspberry Pi Pico W/WH」を活用していきます。同ボードは、無
線LANやBluetoothの通信機能を搭載し、入手しやすく価格も手頃なので、IoT機器を自作するのに最適なハードウエアです。第6回は、DHT-11で測った湿温度をグラフ化します。

シェルスクリプトマガジン Vol.90は以下のリンク先でご購入できます。

図2　10 分おきに湿温度を測定して配列に保存する「DhtDataLogger」クラスのコード（ddl.py）

import dht
import time
import gc
import micropython
import _thread
from machine import Pin
from machine import RTC
from machine import Timer

DHT_PIN = 15
TICK = 10
SIZE = 144

class DhtDataLogger():
    
    def __init__(self, dht_gpio = DHT_PIN, tick=TICK, size=SIZE):
        self.rtc = RTC()
        self.dht = dht.DHT11(Pin(dht_gpio))
        self.data = []
        self.tick = tick
        self.size = size
        # 1分おきにタイマー割り込みを呼ぶ
        self.timer = Timer(period=60*1000, mode=Timer.PERIODIC, callback=self._timer_handler)
        self.lock = _thread.allocate_lock()
    
    def _timer_handler(self, t):
        now = self.rtc.datetime()
        if now[5] % self.tick == 0:        
            micropython.schedule(self._logger, now)
    
    def _logger(self, now):
        # ロックをかける
        self.lock.acquire()
        try:
            self.dht.measure()
        except OSError as e:
            pass
        
        # 測定日時
        nowstr = "{0:02d}:{1:02d}:{2:02d}".format(now[4],now[5],now[6])
        self.data.append([nowstr, self.dht.temperature(), self.dht.humidity()])
        if len(self.data) > self.size:
            del self.data[0]
        # debug
        # print(self.data[-1])
        # ロック解除
        self.lock.release()
        # ガベージコレクト
        gc.collect()

    def get_data(self):
        if len(self.data) == 0:
            return None
        # 配列のコピーを返す        
        rval = []
        self.lock.acquire()
        for v in self.data:
            rval.append(v)
        self.lock.release()
        return rval

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import dht

import time

import gc

import micropython

import _thread

from machine import Pin

from machine import RTC

from machine import Timer

DHT_PIN = 15

TICK = 10

SIZE = 144

class DhtDataLogger():

def __init__(self, dht_gpio = DHT_PIN, tick=TICK, size=SIZE):

self.rtc = RTC()

self.dht = dht.DHT11(Pin(dht_gpio))

self.data = []

self.tick = tick

self.size = size

# 1分おきにタイマー割り込みを呼ぶ

self.timer = Timer(period=60*1000, mode=Timer.PERIODIC, callback=self._timer_handler)

self.lock = _thread.allocate_lock()

def _timer_handler(self, t):

now = self.rtc.datetime()

if now[5] % self.tick == 0:

micropython.schedule(self._logger, now)

def _logger(self, now):

# ロックをかける

self.lock.acquire()

try:

self.dht.measure()

except OSError as e:

pass

# 測定日時

nowstr = "{0:02d}:{1:02d}:{2:02d}".format(now[4],now[5],now[6])

self.data.append([nowstr, self.dht.temperature(), self.dht.humidity()])

if len(self.data) > self.size:

del self.data[0]

# debug

# print(self.data[-1])

# ロック解除

self.lock.release()

# ガベージコレクト

gc.collect()

def get_data(self):

if len(self.data) == 0:

return None

# 配列のコピーを返す

rval = []

self.lock.acquire()

for v in self.data:

rval.append(v)

self.lock.release()

return rval

図3　蓄積した湿温度をグラフとして表示する簡易Webサーバーのプログラム（main.py）

import usocket as socket
import network
import time
import ujson as json
import gc
from machine import Timer
from ddl import DhtDataLogger

http_header = '''
HTTP/1.1 200 OK\r
Content-Type: text/html;charset=UTF-8\r
Cache-Control: no-store, no-cache, max-age=0, must-revalidate, proxy-revalidate\r
Connection: close\r
\r
'''

html_base='''
<!DOCTYPE html>
<html lang="ja">
<head>
    <meta charset="utf-8">
    <title>Pico W</title>
</head>
%s
</html>
'''

graph_body = '''
<body>
  <canvas id="DHTChart"></canvas>
    <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/Chart.js/2.7.2/Chart.bundle.js"></script>
    
  <script>
  var dhtc = document.getElementById("DHTChart");
  var DHTChart = new Chart(dhtc, {
    type: 'line',
    data: {
      labels: %s,
      datasets: [
        {
          label: '気温（度）',
          data: %s,
          borderColor: "rgba(255,0,0,1)",
          backgroundColor: "rgba(0,0,0,0)"
        },
        {
          label: '湿度（％）',
          data: %s,
          borderColor: "rgba(0,0,255,1)",
          backgroundColor: "rgba(0,0,0,0)"
        }
      ],
    },
    options: {
      title: {
        display: true,
        text: '気温と湿度'
      },
      scales: {
        yAxes: [{
          ticks: {
            suggestedMax: 100,
            suggestedMin: -10,
            stepSize: 10,
          }
        }]
      },
    }
  });
  </script>
</body>
'''

logger = DhtDataLogger()

sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.bind(('', 80))
sock.listen(4)

try:
    while True:
        conn, addr = sock.accept()
        connect_from = str(addr[0])
        req = conn.recv(1024).decode()
        if req.startswith('GET / HTTP/1.1'):
            tlist = logger.get_data()
            if tlist is None:
                body = html_base % ("<body><h1>Data not ready</h1></body>")
            else:
                labels = []
                temps = []
                hums = []
                for v in tlist:
                    labels.append(v[0])
                    temps.append(v[1])
                    hums.append(v[2])
                body = graph_body % (json.dumps(labels), json.dumps(temps), json.dumps(hums))
            
            html = html_base % (body)
            # 送信            
            conn.send(http_header)
            conn.sendall(html)
            conn.close()
                        
        else:
            conn.sendall('HTTP/1.1 404 Not Found\r\n')
            conn.close()
    
        gc.collect()

except KeyboardInterrupt:
    pass

sock.close()

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import usocket as socket

import network

import time

import ujson as json

import gc

from machine import Timer

from ddl import DhtDataLogger

http_header = '''

HTTP/1.1 200 OK\r

Content-Type: text/html;charset=UTF-8\r

Cache-Control: no-store, no-cache, max-age=0, must-revalidate, proxy-revalidate\r

Connection: close\r

\r

'''

html_base='''

<!DOCTYPE html>

<head>

</head>

%s

</html>

'''

graph_body = '''

<body>

var dhtc = document.getElementById("DHTChart");

var DHTChart = new Chart(dhtc, {

type: 'line',

data: {

labels: %s,

datasets: [

{

label: '気温（度）',

data: %s,

borderColor: "rgba(255,0,0,1)",

backgroundColor: "rgba(0,0,0,0)"

},

{

label: '湿度（％）',

data: %s,

borderColor: "rgba(0,0,255,1)",

backgroundColor: "rgba(0,0,0,0)"

}

],

},

options: {

title: {

display: true,

text: '気温と湿度'

},

scales: {

yAxes: [{

ticks: {

suggestedMax: 100,

suggestedMin: -10,

stepSize: 10,

}

}]

},

}

});

</script>

</body>

'''

logger = DhtDataLogger()

sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

sock.bind(('', 80))

sock.listen(4)

try:

while True:

conn, addr = sock.accept()

connect_from = str(addr[0])

req = conn.recv(1024).decode()

if req.startswith('GET / HTTP/1.1'):

tlist = logger.get_data()

if tlist is None:

body = html_base % ("<body><h1>Data not ready</h1></body>")

else:

labels = []

temps = []

hums = []

for v in tlist:

labels.append(v[0])

temps.append(v[1])

hums.append(v[2])

body = graph_body % (json.dumps(labels), json.dumps(temps), json.dumps(hums))

html = html_base % (body)

# 送信

conn.send(http_header)

conn.sendall(html)

conn.close()

else:

conn.sendall('HTTP/1.1 404 Not Found\r\n')

conn.close()

gc.collect()

except KeyboardInterrupt:

pass

sock.close()

特集2　NVIDIA NeMoで独自の生成AIを構築する（Vol.90記載）

投稿日：2024.05.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：澤井理紀、藤田充矩

大規模言語モデル（LLM）に基づく生成AIが注目を集めています。そうした生成AIを活用するには、LLMを特定のタスクやデータセットに最適化する「ファインチューニング」が欠かせません。本特集では、生成AIを支える技術を解説した上で、NVIDIAが提供する生成AI向けのフレームワーク「NVIDIA NeMo」を使って独自の生成AIをローカル環境に構築し、LLMをファインチューニングする方法を紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.90は以下のリンク先でご購入できます。

図2　LLMダウンロード用のPythonスクリプト

import os
from huggingface_hub import snapshot_download

MODEL_DIR = "./models"
os.makedirs(MODEL_DIR, exist_ok=True)
snapshot_download(
    repo_id="elyza/ELYZA-japanese-Llama-2-7b",
    local_dir=f"{MODEL_DIR}/ELYZA-japanese-Llama-2-7b",
    local_dir_use_symlinks=False
    )

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import os

from huggingface_hub import snapshot_download

MODEL_DIR = "./models"

os.makedirs(MODEL_DIR, exist_ok=True)

snapshot_download(

repo_id="elyza/ELYZA-japanese-Llama-2-7b",

local_dir=f"{MODEL_DIR}/ELYZA-japanese-Llama-2-7b",

local_dir_use_symlinks=False

)

図4　PEFTに使用するデータセットの形式を変換するPythonスクリプト

import json
import os
import random

INPUT_TRAIN = "./JGLUE/datasets/jcommonsenseqa-v1.1/train-v1.1.json"
INPUT_VALID = "./JGLUE/datasets/jcommonsenseqa-v1.1/valid-v1.1.json"
OUTPUT_DIR = "./data/jcommonsenseqa-v1.1"
random.seed(42)
os.makedirs(OUTPUT_DIR, exist_ok=True)
def write_jsonl(fname, json_objs):
    with open(fname, 'wt') as f:
        for o in json_objs:
            f.write(json.dumps(o, ensure_ascii=False)+"\n")
def form_question(obj):
    st = ""
    st += "### 指示:\n"
    st += "与えられた選択肢の中から、最適な答えを選んでください。"
    st += "出力は以下から選択してください：\n"
    st += f"- {obj['choice0']}\n"
    st += f"- {obj['choice1']}\n"
    st += f"- {obj['choice2']}\n"
    st += f"- {obj['choice3']}\n"
    st += f"- {obj['choice4']}\n"
    st += "### 入力:\n"
    st += f"{obj['question']}\n"
    st += "### 応答:"
    return st
def prosess(input_path, train=False):
    with open(input_path) as f:
        dataset = [json.loads(line) for line in f.readlines()]
    processed = []
    for data in dataset:
        prompt = form_question(data)
        answer = data[f"choice{data['label']}"]
        processed.append({"input": prompt, "output": f"{answer}"})
    if train:
        random.shuffle(processed)
        train_ds = processed[:-1000]
        valid_ds = processed[-1000:]
        write_jsonl(f"{OUTPUT_DIR}/train-v1.1.jsonl", train_ds)
        write_jsonl(f"{OUTPUT_DIR}/valid-v1.1.jsonl", valid_ds)
    else:
        write_jsonl(f"{OUTPUT_DIR}/test-v1.1.jsonl", processed)
    return
def main():
    prosess(INPUT_TRAIN, train=True)
    prosess(INPUT_VALID)
if __name__ == "__main__":
    main()

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import json

import os

import random

INPUT_TRAIN = "./JGLUE/datasets/jcommonsenseqa-v1.1/train-v1.1.json"

INPUT_VALID = "./JGLUE/datasets/jcommonsenseqa-v1.1/valid-v1.1.json"

OUTPUT_DIR = "./data/jcommonsenseqa-v1.1"

random.seed(42)

os.makedirs(OUTPUT_DIR, exist_ok=True)

def write_jsonl(fname, json_objs):

with open(fname, 'wt') as f:

for o in json_objs:

f.write(json.dumps(o, ensure_ascii=False)+"\n")

def form_question(obj):

st = ""

st += "### 指示:\n"

st += "与えられた選択肢の中から、最適な答えを選んでください。"

st += "出力は以下から選択してください：\n"

st += f"- {obj['choice0']}\n"

st += f"- {obj['choice1']}\n"

st += f"- {obj['choice2']}\n"

st += f"- {obj['choice3']}\n"

st += f"- {obj['choice4']}\n"

st += "### 入力:\n"

st += f"{obj['question']}\n"

st += "### 応答:"

return st

def prosess(input_path, train=False):

with open(input_path) as f:

dataset = [json.loads(line) for line in f.readlines()]

processed = []

for data in dataset:

prompt = form_question(data)

answer = data[f"choice{data['label']}"]

processed.append({"input": prompt, "output": f"{answer}"})

if train:

random.shuffle(processed)

train_ds = processed[:-1000]

valid_ds = processed[-1000:]

write_jsonl(f"{OUTPUT_DIR}/train-v1.1.jsonl", train_ds)

write_jsonl(f"{OUTPUT_DIR}/valid-v1.1.jsonl", valid_ds)

else:

write_jsonl(f"{OUTPUT_DIR}/test-v1.1.jsonl", processed)

return

def main():

prosess(INPUT_TRAIN, train=True)

prosess(INPUT_VALID)

if __name__ == "__main__":

main()

シェルスクリプトマガジンvol.90 Web掲載記事まとめ

投稿日：2024.05.25　｜　カテゴリー：　コード

004　レポート　米OpenAI社の新LLM「GPT-4o」登場
005　レポート　JPEGライブラリ「jpegli」公開
006　製品レビュー　バイク用エアバッグ「TECH-AIR 5」
007　NEWS FLASH
008　特集1　2024年大注目のMicrosoft Copilot/三沢友治
018　特集2　NVIDIA NeMoで独自の生成AIを構築する/澤井理紀、藤田充矩　コード掲載
026　特集3　Raspberry Pi 5を使う/麻生二郎
036　特別企画　AlmaLinux 9のインストール/麻生二郎
042　Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作/米田聡　コード掲載
046　Markdownを活用する/藤原由来　コード掲載
052　中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一
056　香川大学SLPからお届け！/小河原直道　コード掲載
062　Pythonあれこれ/飯尾淳　コード掲載
068　これだけは覚えておきたいLinuxコマンド/大津真
076　Techパズル/gori.sh
077　コラム「プロジェクトリーダーの役割」/シェル魔人

Vol.90

投稿日：2024.05.25　｜　カテゴリー：　バックナンバー

　AI（人工知能）による文章、画像、映像、会話、音楽などの自動生成技術「生成AI」がとても注目されています。特に、レポートで紹介した、米OpenAI社の大規模言語モデル（LLM）「GPT-4o」は、人と会話しているように話せる驚きの技術です。シェルスクリプトマガジンでもこの生成AIに着目し、特集1と特集2でも生成AIに関するサービスや技術を取り上げました。
　特集1では、マイクロソフトが提供する生成AIサービス「Microsoft Copilot」を紹介しています。同サービスは、オフィスソフト「Microsoft Office」を含むクラウドサービス「Microsoft 365」から利用できます。そのため、ビジネス分野における生成AIの活用が期待できます。
　特集2では、米NVIDIA社の生成AIフレームワーク「NVIDIA NeMo」による独自生成AI環境を構築する方法を解説しています。同社は、生成AIや機械学習などに不可欠な半導体チップ（素子）「GPU」（Graphics Processing Unit）において世界トップシェアの企業であり、AIに関する多くの最先端技術を有しています。
　特集3では、2024年2月に国内販売が開始された小型コンピュータボードの最上位機種「Raspberry Pi 5」を紹介しています。Raspberry Pi 5では、CPUやGPUの性能が向上し、PCI Expressの外部インタフェースが追加されています。このPCI ExpressにSSDを接続することで、ストレージの高速化と大容量化が期待できます。AI分野でも活用が進む小型コンピュータとして注目の製品です。
　特別企画では、2024年6月末でサポートが切れるLinuxディストリビューション「CentOS Linux」の代替となる「AlmaLinux」のインストール方法を紹介しました。AlmaLinuxは無料で利用でき、サポートが必要なら国内でも有償で受けられます。ビジネスの分野で利用する場合なら、お薦めの代替候補です。
　このほか、新連載として「これだけは覚えておきたいLinuxコマンド」が始まりました。数回に分けて、初心者向けに知っておくべきLinuxコマンドをまとめています。
　今回も読み応え十分のシェルスクリプトマガジン Vol.90。お見逃しなく!

※記事掲載のコードはこちら。記事の補足情報はこちら

※読者アンケートはこちら

Vol.90 補足情報

投稿日：2024.05.25　｜　カテゴリー：　コード

特別企画　AlmaLinux 9のインストール

　p.36の「2024年6月31日」は「2024年6月30日」の誤りです。同じページの最初から4行目の「をして」は「として」の誤りです。p.37の右段下から2行目の「Ubuntu Server」は「AlmaLinux」の誤りです。お詫びして訂正します。
　p.37で紹介したISOイメージの書き込みツール「balenaEtcher」の最新版（バージョン1.19.×）では、「PORTABLE」版が提供されていません。記事で紹介したバージョン1.18.11のPORTABLE版（balenaEtcher-Portable-1.18.11.exe）はここからダウンロードできます。

情報は随時更新致します。

Linux定番エディタ入門

投稿日：2024.03.25　｜　カテゴリー：　コード

筆者：大津真

文章の作成やプログラミングに欠かせないのがテキストエディタ（以下、エディタ）です。この連載では、Linuxで利用できる定番エディタの特徴と使い方を解説していきます。最終回となる今回も、LinuxだけでなくWindowsやmacOSでも利用可能なGUIエディタの定番「Visual Studio Code（VSCode）」を引き続き紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.89は以下のリンク先でご購入できます。

図1　「test1.md」ファイルに記述するテキストデータ

# VSCode 入門
VSCode はシンプルで扱いやすいエディタです。

## いろいろなエディタ
1. VSCode
2. Vim
3. nano

## VSCode の特徴
- プラグインによる拡張
- ワークスペースによる管理
- コマンドパレットによるコマンド実行

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# VSCode 入門

VSCode はシンプルで扱いやすいエディタです。

## いろいろなエディタ

1. VSCode

2. Vim

3. nano

## VSCode の特徴

- プラグインによる拡張

- ワークスペースによる管理

- コマンドパレットによるコマンド実行

Pythonあれこれ（Vol.89掲載）

投稿日：2024.03.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：飯尾淳

本連載では「Pythonを昔から使っているものの、それほど使いこなしてはいない」という筆者が、いろいろな日常業務をPythonで処理することで、立派な「蛇使い」に育つことを目指します。その過程を温かく見守ってください。皆さんと共に勉強していきましょう。第19回では、データの可視化などにも活用できるWebアプリケーションフレームワーク「Streamlit」の基本的な使い方を紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.89は以下のリンク先でご購入できます。

図7　「magic.py」ファイルに記述するコード

import streamlit as st

# 素のテキストはマークダウンで表示される（docstring以外）
'''
# Magicという仕組み

説明を _markdown_ で書けます。
'''

'### 文字列や変数の取り扱い'
a = st.number_input("整数aの値を入れてください:+1:", value=0)
b = st.number_input("整数bの値を入れてください:+1:", value=0)
x = a + b
'a + b = ', x  # 文字列と変数の値を並べて直接描画する

'### 表の取り扱い'
import pandas as pd
df = pd.DataFrame({'名前': ['あや','ゆみ','みなこ','とめ'],
                   '年齢': [24,22,32,95]})
df  # データフレームを直接描画する

'### チャートの取り扱い'
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

arr = np.random.normal(1, 1, size=100)
fig, ax = plt.subplots()
ax.hist(arr, bins=20)

fig  # チャートも直接描画できる

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import streamlit as st

# 素のテキストはマークダウンで表示される（docstring以外）

'''

# Magicという仕組み

説明を _markdown_ で書けます。

'''

'### 文字列や変数の取り扱い'

a = st.number_input("整数aの値を入れてください:+1:", value=0)

b = st.number_input("整数bの値を入れてください:+1:", value=0)

x = a + b

'a + b = ', x # 文字列と変数の値を並べて直接描画する

'### 表の取り扱い'

import pandas as pd

df = pd.DataFrame({'名前': ['あや','ゆみ','みなこ','とめ'],

'年齢': [24,22,32,95]})

df # データフレームを直接描画する

'### チャートの取り扱い'

import matplotlib.pyplot as plt

import numpy as np

arr = np.random.normal(1, 1, size=100)

fig, ax = plt.subplots()

ax.hist(arr, bins=20)

fig # チャートも直接描画できる

図9　キャッシュを設定するコードの例

'### チャートの取り扱い'
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

@st.cache_data
def make_chart():
    arr = np.random.normal(1, 1, size=100)
    fig, ax = plt.subplots()
    ax.hist(arr, bins=20)
    return fig

fig = make_chart()
fig  # チャートも直接描画できる

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'### チャートの取り扱い'

import matplotlib.pyplot as plt

import numpy as np

@st.cache_data

def make_chart():

arr = np.random.normal(1, 1, size=100)

fig, ax = plt.subplots()

ax.hist(arr, bins=20)

return fig

fig = make_chart()

fig # チャートも直接描画できる

図10　山手線の駅の位置を地図上にプロットするWebアプリのコード

import streamlit as st
import pandas as pd
import json

with open('yamate.geojson','r') as f:
    data = json.load(f)

coords = [f['geometry']['coordinates'] \
    for f in data ['features'] if f['geometry']['type'] == 'Point']

map_data = pd.DataFrame(coords, columns=['lon', 'lat'])

st.map(map_data)

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import streamlit as st

import pandas as pd

import json

with open('yamate.geojson','r') as f:

data = json.load(f)

coords = [f['geometry']['coordinates'] \

for f in data ['features'] if f['geometry']['type'] == 'Point']

map_data = pd.DataFrame(coords, columns=['lon', 'lat'])

st.map(map_data)

図12　ウィジェットをサイドバーに配置するコードの例

import streamlit as st

selected = st.sidebar.selectbox(
    'なに食べる？',
    ('ramen', 'curry', 'katsudon'),
)

st.image(selected + '.jpg')

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import streamlit as st

selected = st.sidebar.selectbox(

'なに食べる？',

('ramen', 'curry', 'katsudon'),

)

st.image(selected + '.jpg')

Raspberry Piを100%活用しよう（Vol.89掲載）

投稿日：2024.03.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：米田聡

本連載では、人気のマイコンボード「Raspberry Pi Pico W/WH」を活用していきます。同ボードは、無線LANやBluetoothの通信機能を搭載し、入手しやすく価格も手頃なので、IoT機器を自作するのに最適なハードウエアです。第5回は、DHT-11で測った湿温度をスマートフォンに通知します。

シェルスクリプトマガジン Vol.89は以下のリンク先でご購入できます。

図4　LINE Notifyを使って通知を送る「notify()」関数を定義したPythonプログラム

import usocket as socket
from urequests import post
from micropython import const

TOKEN = const("your_access_token")

def notify(msg):
    url = 'https://notify-api.line.me/api/notify'
    rheaders = {
            'Content-type':'application/x-www-form-urlencoded',
            'Authorization':'Bearer ' + TOKEN
    }

    message = "message=" + msg
    req = post(url,headers=rheaders,data=message)
    return req.status_code

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import usocket as socket

from urequests import post

from micropython import const

TOKEN = const("your_access_token")

def notify(msg):

url = 'https://notify-api.line.me/api/notify'

rheaders = {

'Content-type':'application/x-www-form-urlencoded',

'Authorization':'Bearer ' + TOKEN

}

message = "message=" + msg

req = post(url,headers=rheaders,data=message)

return req.status_code

図6　1時間おきに湿温度をスマートフォンに通知するサンプルプログラム（sample.py）

from machine import Pin
from machine import Timer
from micropython import const
from micropython import schedule
import _thread
import dht
import line
import time

DHT_PIN = const(15)
TICK = const(60)

class Climate():
    def __init__(self, dht_gpio=DHT_PIN, tick=TICK, callback=None, expire=TICK):
        self.dht = dht.DHT11(Pin(dht_gpio))
        self.tick = tick
        self.lock = _thread.allocate_lock()
        self.timer = Timer(period=tick*1000, mode=Timer.PERIODIC, callback=self._timer_handler)
        self._humidity = 0
        self._temperature = 0
        self._measurement_dt = 0
        self.measure()
        self._callback_func = callback
        self._expire = expire
        self._counter = 0
    
    def set_callback(self, callback, expire):
        self._callback_func = callback
        self._expire = expire
    
    def measure(self, arg=0):
        self.dht.measure()
        self.lock.acquire()
        self._humidity = self.dht.humidity()
        self._temperature = self.dht.temperature()
        self._measurement_dt = time.time()
        self.lock.release()
    
    def _timer_handler(self,t):
        schedule(self.measure, 0)
        self._counter -= 1
        if self._counter <= 0:
            self._counter = self._expire
            if self._callback_func is not None:
                schedule(self._callback_func, self)
    
    @property
    def temp(self):
        self.lock.acquire()
        rval = self._temperature
        self.lock.release()
        return rval
    
    @property
    def hum(self):
        self.lock.acquire()
        rval = self._humidity
        self.lock.release()
        return rval
    
    @property
    def measurement_date_time(self):
        self.lock.acquire()
        rval = self._measurement_dt
        self.lock.release()
        return rval
        

def mycalback(c):
    tm = time.localtime(c.measurement_date_time)
    line.notify("temp=%d,hum=%d@%4d/%02d/%02d_%02d:%02d:%02d" % (c.temp, c.hum, tm[0],tm[1],tm[2],tm[3],tm[4],tm[5]))
    
if __name__ == '__main__':
    cl = Climate(callback = mycalback)
    
    while(True):
        machine.idle()

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from machine import Pin

from machine import Timer

from micropython import const

from micropython import schedule

import _thread

import dht

import line

import time

DHT_PIN = const(15)

TICK = const(60)

class Climate():

def __init__(self, dht_gpio=DHT_PIN, tick=TICK, callback=None, expire=TICK):

self.dht = dht.DHT11(Pin(dht_gpio))

self.tick = tick

self.lock = _thread.allocate_lock()

self.timer = Timer(period=tick*1000, mode=Timer.PERIODIC, callback=self._timer_handler)

self._humidity = 0

self._temperature = 0

self._measurement_dt = 0

self.measure()

self._callback_func = callback

self._expire = expire

self._counter = 0

def set_callback(self, callback, expire):

self._callback_func = callback

self._expire = expire

def measure(self, arg=0):

self.dht.measure()

self.lock.acquire()

self._humidity = self.dht.humidity()

self._temperature = self.dht.temperature()

self._measurement_dt = time.time()

self.lock.release()

def _timer_handler(self,t):

schedule(self.measure, 0)

self._counter -= 1

if self._counter <= 0:

self._counter = self._expire

if self._callback_func is not None:

schedule(self._callback_func, self)

@property

def temp(self):

self.lock.acquire()

rval = self._temperature

self.lock.release()

return rval

@property

def hum(self):

self.lock.acquire()

rval = self._humidity

self.lock.release()

return rval

@property

def measurement_date_time(self):

self.lock.acquire()

rval = self._measurement_dt

self.lock.release()

return rval

def mycalback(c):

tm = time.localtime(c.measurement_date_time)

line.notify("temp=%d,hum=%d@%4d/%02d/%02d_%02d:%02d:%02d" % (c.temp, c.hum, tm[0],tm[1],tm[2],tm[3],tm[4],tm[5]))

if __name__ == '__main__':

cl = Climate(callback = mycalback)

while(True):

machine.idle()

Markdownを活用する（Vol.89掲載）

投稿日：2024.03.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：藤原由来

本連載では文書の装飾や構造付けを手軽に行える記法である「Markdown」を用いて、さまざまな文書や成果物を作成する方法を紹介します。第1回はMarkdownベースの高機能なノートアプリ「Obsidian」の初歩的な使い方と、Markdownの基本的な記法を説明します。

シェルスクリプトマガジン Vol.89は以下のリンク先でご購入できます。

図2　Markdownの記述例

# カレーの作り方

おいしいカレーを作りましょう。

## 材料

- カレールー
- 牛肉
- 野菜
- サラダ油
- 水

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# カレーの作り方

おいしいカレーを作りましょう。

## 材料

- カレールー

- 牛肉

- 野菜

- サラダ油

- 水

シェルスクリプトマガジンvol.89 Web掲載記事まとめ

投稿日：2024.03.25　｜　カテゴリー：　コード

004　レポート　進研ゼミに生成AI活用新サービス
005　レポート　HHKB Studioのキートップカスタム
006　製品レビュー　スマートリング「SOXAI RING 1」
007　NEWS FLASH
008　特集1　Amazon EC2入門/飯村望、清水祥伽
023　Hello Nogyo!
024　特集2　コンテンツクラウドのBox/有賀友三、結城亮史、葵健晴、辰己学
040　Markdownを活用する/藤原由来　コード掲載
050　Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作/米田聡　コード掲載
054　中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一
058　香川大学SLPからお届け！/宇佐美志久眞
062　Pythonあれこれ/飯尾淳　コード掲載
068　Linux定番エディタ入門/大津真　コード掲載
076　Techパズル/gori.sh
077　コラム「顧客と一心同体の精神を育成」/シェル魔人

Vol.89

投稿日：2024.03.25　｜　カテゴリー：　バックナンバー

　「Amazon Elastic Compute Cloud」（Amazon EC2）は、米Amazon Web Services（AWS）社のクラウドコンピューティングサービスの中で最も人気があります。Amazon EC2は、仮想化技術を用いて、CPUやメモリー、ストレージなどのサーバーハードウエア資源を提供する「IaaS」（Infrastructure as a Service）というサービスに分類されます。
　特集1では、このAmazon EC2のサービス内容について初めての人にも分かりやすく解説します。また、無料利用枠を用いてLinuxサーバーを稼働する手順も紹介します。
　特集2では、オンラインストレージ（クラウドストレージ）サービスの「Box」について解説します。最近では、データの重要性が高まってきています。そのデータは、データベースのような構造化されたものだけではありません。文書ファイルなども貴重なデータです。そのため、オンラインストレージは、単なるファイルの保管場所といった役割にとどまりません。ファイルというコンテンツを、いかに安全に共有・活用できるのかが大きな役割になってきています。
　このほか、新連載として「Markdownを活用する」が始まります。Markdownは、文書の装飾や構造付けを手軽に行えるテキスト記法です。このMarkdownを覚えることで、レポートやスライド、書籍などの多種多様な文書を作成できます。
　今回も読み応え十分のシェルスクリプトマガジン Vol.89。お見逃しなく!

※記事掲載のコードはこちら。記事の補足情報はこちら

※読者アンケートはこちら

Vol.89 補足情報

投稿日：2024.03.25　｜　カテゴリー：　コード

訂正・補足情報はありません。
情報は随時更新致します。

Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作（Vol.88掲載）

投稿日：2024.01.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：米田聡

本連載では、人気のマイコンボード「Raspberry Pi Pico W/WH」を活用していきます。同ボードは、無
線LANやBluetoothの通信機能を搭載し、入手しやすく価格も手頃なので、IoT機器を自作するのに最適なハードウエアです。第4回は、モノクロ有機ELディスプレイと湿温度センサー「DHT-11」で日本語表示の湿温度計を作ります。

シェルスクリプトマガジン Vol.88は以下のリンク先でご購入できます。

図9　温度と湿度を日本語で表示するプログラム（temp_hum.py）

from machine import Pin
from machine import I2C
from ssd1306 import SSD1306_I2C
from display import PinotDisplay
from pnfont import Font
import dht
import time

# ELパネル
i2c=I2C(0, freq=400000)
ssd = SSD1306_I2C(128, 32, i2c)
# pinotライブラリ
fnt = Font('/fonts/shnmk12u.pfn')
disp = PinotDisplay(panel = ssd, font = fnt)
# DHT-11センサー
sensor = dht.DHT11(Pin(15))

while True:
    os_error = False
    try:
        sensor.measure()
    except OSError as e:
        os_error = True
    
    line1 = "温度: {0:2d} C".format(sensor.temperature())
    line2 = "湿度: {0:2d} %".format(sensor.humidity())
    line3 = "DHT-11エラー" if os_error else "                "
    
    # 温度表示
    disp.locate(1, 0)
    disp.text(line1)
    # 湿度表示
    disp.locate(1,12)
    disp.text(line2)
    # エラー表示
    disp.locate(1,24)
    disp.text(line3)
    
    time.sleep(2)

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from machine import Pin

from machine import I2C

from ssd1306 import SSD1306_I2C

from display import PinotDisplay

from pnfont import Font

import dht

import time

# ELパネル

i2c=I2C(0, freq=400000)

ssd = SSD1306_I2C(128, 32, i2c)

# pinotライブラリ

fnt = Font('/fonts/shnmk12u.pfn')

disp = PinotDisplay(panel = ssd, font = fnt)

# DHT-11センサー

sensor = dht.DHT11(Pin(15))

while True:

os_error = False

try:

sensor.measure()

except OSError as e:

os_error = True

line1 = "温度: {0:2d} C".format(sensor.temperature())

line2 = "湿度: {0:2d} %".format(sensor.humidity())

line3 = "DHT-11エラー" if os_error else " "

# 温度表示

disp.locate(1, 0)

disp.text(line1)

# 湿度表示

disp.locate(1,12)

disp.text(line2)

# エラー表示

disp.locate(1,24)

disp.text(line3)

time.sleep(2)

Pythonあれこれ（Vol.88掲載）

投稿日：2024.01.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：飯尾淳

本連載では「Pythonを昔から使っているものの、それほど使いこなしてはいない」という筆者が、いろいろな日常業務をPythonで処理することで、立派な「蛇使い」に育つことを目指します。その過程を温かく見守ってください。皆さんと共に勉強していきましょう。第18回では、米Google社が提供する機械学習フレームワーク「MediaPipe」の顔検出機能を用いて、お遊びのプログラム作成に挑戦します。

シェルスクリプトマガジン Vol.88は以下のリンク先でご購入できます。

図1　顔ランドマーク検出をするコード

import cv2
import mediapipe as mp

spec = mp.solutions.drawing_utils.DrawingSpec(thickness=1,
                                              circle_radius=1)
cap = cv2.VideoCapture(0)
with mp.solutions.face_mesh.FaceMesh(
    min_detection_confidence=0.5, 
    min_tracking_confidence=0.5) as face_mesh:
  while True:
    success, image = cap.read()
    if not success: print("Warning: No camera image"); continue
    image = cv2.cvtColor(cv2.flip(image, 1), cv2.COLOR_BGR2RGB)
    image.flags.writeable = False
    results = face_mesh.process(image)
    # Annotate the face mesh
    image.flags.writeable = True
    image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_RGB2BGR)
    if results.multi_face_landmarks:
      for landmarks in results.multi_face_landmarks:
        mp.solutions.drawing_utils.draw_landmarks(
            image=image, landmark_list=landmarks,
            connections=mp.solutions.face_mesh.FACEMESH_TESSELATION,
            landmark_drawing_spec=spec,
            connection_drawing_spec=spec)
    cv2.imshow('MediaPipe FaceMesh', image)
    if cv2.waitKey(5) & 0xFF == 27: break
cap.release()

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import cv2

import mediapipe as mp

spec = mp.solutions.drawing_utils.DrawingSpec(thickness=1,

circle_radius=1)

cap = cv2.VideoCapture(0)

with mp.solutions.face_mesh.FaceMesh(

min_detection_confidence=0.5,

min_tracking_confidence=0.5) as face_mesh:

while True:

success, image = cap.read()

if not success: print("Warning: No camera image"); continue

image = cv2.cvtColor(cv2.flip(image, 1), cv2.COLOR_BGR2RGB)

image.flags.writeable = False

results = face_mesh.process(image)

# Annotate the face mesh

image.flags.writeable = True

image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_RGB2BGR)

if results.multi_face_landmarks:

for landmarks in results.multi_face_landmarks:

mp.solutions.drawing_utils.draw_landmarks(

image=image, landmark_list=landmarks,

connections=mp.solutions.face_mesh.FACEMESH_TESSELATION,

landmark_drawing_spec=spec,

connection_drawing_spec=spec)

cv2.imshow('MediaPipe FaceMesh', image)

if cv2.waitKey(5) & 0xFF == 27: break

cap.release()

図4　「顔ハメ」アプリのコード

import cv2
import numpy as np
from PIL import Image, ImageDraw
import mediapipe as mp

def scaleToHeight(img, height):
  h, w = img.shape[:2]
  width = round(w * (height / h))
  dst = cv2.resize(img, dsize=(width, height))
  return dst
def convertToRGBA(src, type):
  return Image.fromarray(cv2.cvtColor(src, type))\
              .convert('RGBA')
def trimOutside(base, over, loc):
  drw = ImageDraw.Draw(base)
  drw.rectangle([(0, 0), (loc[0]-1, over.size[1]-1)],
                fill=(0, 0, 0))
  drw.rectangle([(loc[0]+over.size[0], 0), 
                 (base.size[0]-1,over.size[1]-1)],
                fill=(0, 0, 0))
def overlayImage(src, overlay, location):
  # convert images to PIL format
  pil_src     = convertToRGBA(src,     cv2.COLOR_BGR2RGB)
  pil_overlay = convertToRGBA(overlay, cv2.COLOR_BGRA2RGBA)
  # conpose two images
  pil_tmp = Image.new('RGBA', pil_src.size, (0, 0, 0, 0))
  pil_tmp.paste(pil_overlay, location, pil_overlay)
  trimOutside(pil_tmp, pil_overlay, location)
  result_image = Image.alpha_composite(pil_src, pil_tmp)
  # convert result to OpenCV format
  return cv2.cvtColor(np.asarray(result_image),
                      cv2.COLOR_RGBA2BGRA)
def decrementTimer(timer, image, p_idx):
  h, w = image.shape[:2]
  if timer < 0:
    p_idx = (p_idx + 1) % len(panels)
    return TIMER_INITIAL_VALUE, p_idx
  elif timer == 30:
    global still
    still = image
    cv2.rectangle(image, (0, 0), (w, h), (255,255,255),
                  thickness=-1)
    return timer - 1, p_idx
  elif timer < 30:
    image = still
    return timer - 1, p_idx
  d, r = timer // 30, timer % 30
  c = 255 / 60 * r + 128
  cv2.putText(image, org=(int(w/2-100), int(h/2+100)), 
              text=str(d),
              fontFace=cv2.FONT_HERSHEY_DUPLEX,
              fontScale=10.0, color=(c, c, c),
              thickness=30,
              lineType=cv2.LINE_AA)
  return timer - 1, p_idx
# prepare the kao_hame_panels
panels = []
panels.append(cv2.imread('img1.png', cv2.IMREAD_UNCHANGED))
panels.append(cv2.imread('img2.png', cv2.IMREAD_UNCHANGED))
panels.append(cv2.imread('img3.png', cv2.IMREAD_UNCHANGED))
# capture from a camera
cap = cv2.VideoCapture(0)
ret, frame = cap.read()
# rescale the kao_hame image
height, width = frame.shape[:2]
for i in range(len(panels)):
  panels[i] = scaleToHeight(panels[i], height)
p_idx = 0
panel = panels[p_idx]
p_height, p_width = panel.shape[:2]
# timing counter
TIMER_INITIAL_VALUE = 119
timer = TIMER_INITIAL_VALUE
with mp.solutions.face_mesh\
                 .FaceMesh(max_num_faces=1,
                           refine_landmarks=True,
                           min_detection_confidence=0.5,
                           min_tracking_confidence=0.5)\
                 as face_mesh:
  while cap.isOpened():
    success, image = cap.read()
    if not success:
      print("Ignoring empty camera frame.")
      continue
    image = cv2.flip(image, 1)
    location = ((width-p_width)//2, 0)
    image = overlayImage(image, panel, location)
    image2 = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2RGB)
    results = face_mesh.process(image2)
    if results.multi_face_landmarks != None:
      timer, p_idx = decrementTimer(timer, image, p_idx)
      panel = panels[p_idx]
      p_height, p_width = panel.shape[:2]
    else:
      timer = TIMER_INITIAL_VALUE          # reset timer
    # triming the image
    image = image[0:p_height,
                  location[0]:location[0]+p_width]
    cv2.imshow('Virtual Face-in-Hole Cutout', image)
    if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'): break
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

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import cv2

import numpy as np

from PIL import Image, ImageDraw

import mediapipe as mp

def scaleToHeight(img, height):

h, w = img.shape[:2]

width = round(w * (height / h))

dst = cv2.resize(img, dsize=(width, height))

return dst

def convertToRGBA(src, type):

return Image.fromarray(cv2.cvtColor(src, type))\

.convert('RGBA')

def trimOutside(base, over, loc):

drw = ImageDraw.Draw(base)

drw.rectangle([(0, 0), (loc[0]-1, over.size[1]-1)],

fill=(0, 0, 0))

drw.rectangle([(loc[0]+over.size[0], 0),

(base.size[0]-1,over.size[1]-1)],

fill=(0, 0, 0))

def overlayImage(src, overlay, location):

# convert images to PIL format

pil_src = convertToRGBA(src, cv2.COLOR_BGR2RGB)

pil_overlay = convertToRGBA(overlay, cv2.COLOR_BGRA2RGBA)

# conpose two images

pil_tmp = Image.new('RGBA', pil_src.size, (0, 0, 0, 0))

pil_tmp.paste(pil_overlay, location, pil_overlay)

trimOutside(pil_tmp, pil_overlay, location)

result_image = Image.alpha_composite(pil_src, pil_tmp)

# convert result to OpenCV format

return cv2.cvtColor(np.asarray(result_image),

cv2.COLOR_RGBA2BGRA)

def decrementTimer(timer, image, p_idx):

h, w = image.shape[:2]

if timer < 0:

p_idx = (p_idx + 1) % len(panels)

return TIMER_INITIAL_VALUE, p_idx

elif timer == 30:

global still

still = image

cv2.rectangle(image, (0, 0), (w, h), (255,255,255),

thickness=-1)

return timer - 1, p_idx

elif timer < 30:

image = still

return timer - 1, p_idx

d, r = timer // 30, timer % 30

c = 255 / 60 * r + 128

cv2.putText(image, org=(int(w/2-100), int(h/2+100)),

text=str(d),

fontFace=cv2.FONT_HERSHEY_DUPLEX,

fontScale=10.0, color=(c, c, c),

thickness=30,

lineType=cv2.LINE_AA)

return timer - 1, p_idx

# prepare the kao_hame_panels

panels = []

panels.append(cv2.imread('img1.png', cv2.IMREAD_UNCHANGED))

panels.append(cv2.imread('img2.png', cv2.IMREAD_UNCHANGED))

panels.append(cv2.imread('img3.png', cv2.IMREAD_UNCHANGED))

# capture from a camera

cap = cv2.VideoCapture(0)

ret, frame = cap.read()

# rescale the kao_hame image

height, width = frame.shape[:2]

for i in range(len(panels)):

panels[i] = scaleToHeight(panels[i], height)

p_idx = 0

panel = panels[p_idx]

p_height, p_width = panel.shape[:2]

# timing counter

TIMER_INITIAL_VALUE = 119

timer = TIMER_INITIAL_VALUE

with mp.solutions.face_mesh\

.FaceMesh(max_num_faces=1,

refine_landmarks=True,

min_detection_confidence=0.5,

min_tracking_confidence=0.5)\

as face_mesh:

while cap.isOpened():

success, image = cap.read()

if not success:

print("Ignoring empty camera frame.")

continue

image = cv2.flip(image, 1)

location = ((width-p_width)//2, 0)

image = overlayImage(image, panel, location)

image2 = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2RGB)

results = face_mesh.process(image2)

if results.multi_face_landmarks != None:

timer, p_idx = decrementTimer(timer, image, p_idx)

panel = panels[p_idx]

p_height, p_width = panel.shape[:2]

else:

timer = TIMER_INITIAL_VALUE # reset timer

# triming the image

image = image[0:p_height,

location[0]:location[0]+p_width]

cv2.imshow('Virtual Face-in-Hole Cutout', image)

if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'): break

cap.release()

cv2.destroyAllWindows()

特集2　自宅Linuxサーバー構築（Vol.88記載）

投稿日：2024.01.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：麻生二郎

Linuxやサーバーソフト、インターネットの仕組みを知りたいのなら、Linuxサーバーを構築するのが一番です。使わなくなった古いノートパソコンを活用し、自宅内にLinuxサーバーを構築してみましょう。本特集では、その手順を分かりやすく紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.88は以下のリンク先でご購入できます。

Part3　サーバーソフトを導入する

図1　Sambaの設定（/etc/samba/smb.conf）

[global]
workgroup = SHMAG
dos charset = CP932
unix charset = UTF8

[share]
path = /var/share
browsable = yes
writable = yes
create mask = 0777
directory mask = 0777

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[global]

workgroup = SHMAG

dos charset = CP932

unix charset = UTF8

[share]

path = /var/share

browsable = yes

writable = yes

create mask = 0777

directory mask = 0777

シェルスクリプトマガジンvol.88 Web掲載記事まとめ

投稿日：2024.01.25　｜　カテゴリー：　コード

004　レポート　Open Source Summit Japan開催
005　レポート　国内開発の日本語LLM
006　製品レビュー　スマートテレビ「32S2」
007　NEWS FLASH
008　特集1　CentOS Linux 7からの移行先を考える/弦本春樹
013　Hello Nogyo!
014　特集2　自宅Linuxサーバー構築/麻生二郎　コード掲載
028　特別企画　ゆっくりMovieMaker4で映像制作　シナリオ作り編/ふる（FuruyamD）
038　Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作/米田聡　コード掲載
042　大規模言語モデル/桑原滝弥、イケヤシロウ
044　Pythonあれこれ/飯尾淳　コード掲載
049　中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一
054　法林浩之のFIGHTING TALKS/法林浩之
056　タイ語から分かる現地生活/つじみき
062　香川大学SLPからお届け！/谷知紘
068　Linux定番エディタ入門/大津真
076　Techパズル/gori.sh
077　コラム「SELiunxとユニケージ」/シェル魔人

Vol.88

投稿日：2024.01.25　｜　カテゴリー：　バックナンバー

　2024年6月末に「CentOS Linux 7」のサポートが終了します。CentOS Linuxは、無償のRed Hat Enterprise Linux（RHEL）互換Linuxディストリビューションで、多くの企業で利用されています。このような状況ですが、CentOS Linux 7の後継であるCentOS Linux 8はすでにサポートが終了し、現在CentOS Linuxの開発は行われていません。そのため、CentOS Linux 7の移行先を早急に考える必要があります。
　特集1では、CentOS Linux 7の移行先となる候補と、候補から移行先を選定するときのポイントを解説します。
　特集2では、自宅にLinuxサーバーを構築する方法を紹介します。数年前に比べ、クラウドサービスを利用すれば、個人でも簡単にLinuxサーバーを運用できます。よって、自宅にLinuxサーバーをわざわざ構築する意味はあまりありません。ただし、Linuxサーバー構築には、Linuxの基本操作、サーバーソフトの導入方法や使い方、インターネットの仕組み、セキュリティを含めたサーバーの運用管理方法など、ITに関する多くの知識が詰まっています。自宅にLinuxサーバーを構築してそれらの知識を身に付けましょう。
　特別企画は、動画投稿・共有サイト「YouTube」で人気の「ゆっくり実況」「ゆっくり解説」を作成できる無料動画編集ソフト「ゆっくりMovieMaker4」の第3弾（最終回）です。今回は、ストーリやシナリオの組み立て方、表示回数や視聴回数などのデータ分析など、人気が出る動画を制作するためのノウハウを解説します。
　このほか、連載の「Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作」では日本語表示の湿温度計、「Pythonあれこれ」と「香川大学SLPからお届け！」ではそれぞれ、AI（人工知能）を使った顔検出とじゃんけんマシンを紹介します。
　今回も読み応え十分のシェルスクリプトマガジン Vol.88。お見逃しなく!

※記事掲載のコードはこちら。記事の補足情報はこちら

※読者アンケートはこちら

Vol.88 補足情報

投稿日：2024.01.25　｜　カテゴリー：　コード

特集2　自宅Linuxサーバー構築

p.14の「Windows 10のサポートが終了する2024年6月末ごろ」は「Windows 10（バージョン22H2）のサポートが終了する2025年10月14日」の誤りです（詳しくサポート期間は、こちら）。お詫びして訂正いたします。

Windows 10（バージョン22H2）は、まだ1年半以上のサポートが受けられますので、安心してお使いください。

情報は随時更新致します。

香川大学SLPからお届け！（Vol.87掲載）

投稿日：2023.11.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：大村空良

プログラミングにおいて重要な要素の一つが、プログラムの実行速度です。プログラムの実行速度は、より良いアルゴリズムを選択することで大きく改善できます。今回は、巡回セールスマン問題を解くC++プログラムを、アルゴリズムを変更して高速化した例を紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.87は以下のリンク先でご購入できます。

図2　図1の巡回セールスマン問題を解くC++コード「sample1.cpp」

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main() {
  int n = 4, ans = 1e9-1, sum;
  int a[4][4] = {
    {0, 3, 7, 8},
    {3, 0, 4, 4},
    {7, 4, 0, 3},
    {8, 4, 3, 0}
  };
  vector<int> v_ans, v = {0, 1, 2, 3};
  do {
    //初期化
    sum = 0;
    //距離を足す
    for (int i = 1; i < n; i++) {
      sum += a[v[i-1]][v[i]];
    }
    sum += a[v[n-1]][v[0]];
    //比較
    if (ans > sum) {
      ans = sum;
      v_ans = v;
    }
  } while (next_permutation(v.begin(), v.end()));
//結果表示
  for_each(v_ans.begin(), v_ans.end(),
         [](int& item) { item++; });
  copy(v_ans.begin(), v_ans.end(),
       ostream_iterator<int>(cout, "→"));
  cout << v_ans[0] << endl;
  cout << ans << endl;
  return 0;
}

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#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

int main() {

int n = 4, ans = 1e9-1, sum;

int a[4][4] = {

{0, 3, 7, 8},

{3, 0, 4, 4},

{7, 4, 0, 3},

{8, 4, 3, 0}

};

vector<int> v_ans, v = {0, 1, 2, 3};

do {

//初期化

sum = 0;

//距離を足す

for (int i = 1; i < n; i++) {

sum += a[v[i-1]][v[i]];

}

sum += a[v[n-1]][v[0]];

//比較

if (ans > sum) {

ans = sum;

v_ans = v;

}

} while (next_permutation(v.begin(), v.end()));

//結果表示

for_each(v_ans.begin(), v_ans.end(),

[](int& item) { item++; });

copy(v_ans.begin(), v_ans.end(),

ostream_iterator<int>(cout, "→"));

cout << v_ans[0] << endl;

cout << ans << endl;

return 0;

}

図3　都市数を変えられるように図2のコードを拡張した「sample2.cpp」

#include <bits/stdc++.h>
#include "sales.h"
using namespace std;
int main() {
  int ans = 1e9-1, sum;
  vector<int> v_ans;
  do {
    sum = 0;
    for (int i = 1; i < n; i++) {
      sum += a[v[i-1]][v[i]];
    }
    sum += a[v[n-1]][v[0]];
    if (ans > sum) {
      ans = sum;
      v_ans = v;
    }
  } while (next_permutation(v.begin(), v.end()));
  for_each(v_ans.begin(), v_ans.end(),
           [](int& item) { item++; });
  copy(v_ans.begin(), v_ans.end(),
       ostream_iterator<int>(cout, "→"));
  cout << v_ans[0] << endl;
  cout << ans << endl;
  return 0;
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#include <bits/stdc++.h>

#include "sales.h"

using namespace std;

int main() {

int ans = 1e9-1, sum;

vector<int> v_ans;

do {

sum = 0;

for (int i = 1; i < n; i++) {

sum += a[v[i-1]][v[i]];

}

sum += a[v[n-1]][v[0]];

if (ans > sum) {

ans = sum;

v_ans = v;

}

} while (next_permutation(v.begin(), v.end()));

for_each(v_ans.begin(), v_ans.end(),

[](int& item) { item++; });

copy(v_ans.begin(), v_ans.end(),

ostream_iterator<int>(cout, "→"));

cout << v_ans[0] << endl;

cout << ans << endl;

return 0;

}

図4　ヘッダーファイル生成用のPythonスクリプト「make_header.py」

import random
import sys

text = "dummy"
while not text.isdecimal():
  print("整数値を入力してください: ",
        file=sys.stderr, end='')
  text = input()
num = int(text)
if num > 15 or num < 1:
  sys.exit(1)
array = [[0] * num for i in range(num)]
random.seed()
for i in range(num):
  for j in range(num):
    if i != j:
      if array[j][i] != 0:
        array[i][j] = array[j][i]
      else:
        array[i][j] = random.randint(1, 9)
print('#include <vector>')
print('using namespace std;')
print(f'int n = {num};')
print(f'int a[{num}][{num}] = {{')
for i in range(num):
  line = str(array[i])[1:-1]
  print('{' + line + '},')
print('};')
line = list(range(0, num))
line = str(line)[1:-1]
print(f'vector<int> v = {{{line}}};')

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import random

import sys

text = "dummy"

while not text.isdecimal():

print("整数値を入力してください: ",

file=sys.stderr, end='')

text = input()

num = int(text)

if num > 15 or num < 1:

sys.exit(1)

array = [[0] * num for i in range(num)]

random.seed()

for i in range(num):

for j in range(num):

if i != j:

if array[j][i] != 0:

array[i][j] = array[j][i]

else:

array[i][j] = random.randint(1, 9)

print('#include <vector>')

print('using namespace std;')

print(f'int n = {num};')

print(f'int a[{num}][{num}] = {{')

for i in range(num):

line = str(array[i])[1:-1]

print('{' + line + '},')

print('};')

line = list(range(0, num))

line = str(line)[1:-1]

print(f'vector<int> v = {{{line}}};')

図5　フィボナッチ数を求めるC++コード「sample3.cpp」

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
unsigned long long fib(char n) {
  if ((n <= 0) || (n > 93)) return 0;
  if (n == 1) return 1;
  return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}
int main() {
  char n = 5;
  cout << fib(n) << endl;
  return 0;
}

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#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

unsigned long long fib(char n) {

if ((n <= 0) || (n > 93)) return 0;

if (n == 1) return 1;

return fib(n - 1) + fib(n - 2);

}

int main() {

char n = 5;

cout << fib(n) << endl;

return 0;

}

図7　動的計画法を用いて改良したコード「sample4.cpp」

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
unsigned long long fib(char n) {
  if ((n <= 0) || (n > 93)) return 0;
  if (n == 1) return 1;
  unsigned long long f[128];
  f[0] = 0;
  f[1] = 1;
  for (char i = 2; i <= n; i++) {
    f[i] = f[i - 1] + f[i - 2];
  }
  return f[n];
}
int main() {
  char n = 5;
  cout << fib(n) << endl;
  return 0;
}

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#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

unsigned long long fib(char n) {

if ((n <= 0) || (n > 93)) return 0;

if (n == 1) return 1;

unsigned long long f[128];

f[0] = 0;

f[1] = 1;

for (char i = 2; i <= n; i++) {

f[i] = f[i - 1] + f[i - 2];

}

return f[n];

}

int main() {

char n = 5;

cout << fib(n) << endl;

return 0;

}

図10　動的計画法を用いて改良したコード「sample5.cpp」

#include <bits/stdc++.h>
#include "sales.h"
using namespace std;
int main() {
  int dp[(1<<n)][n];
  for (int i = 0; i < (1<<n); i++) {
    for (int j = 0; j < n; j++) {
      dp[i][j] = 1e9-1;
    }
  }
  dp[0][0] = 0;
  for (int i = 0; i < (1<<n); i++) {
    for (int j = 0; j < n; j++) {
      for (int k = 0; k < n; k++) {
        if (i==0 || !(i & (1<<k)) && (i & (1<<j))) {
          if( j != k ) {
            dp[i | (1<<k)][k] = min(dp[i | (1<<k)][k],
                                    dp[i][j] + a[j][k]);
          }
        }
      }
    }
  }
  cout << dp[(1<<n) - 1][0] << endl;
  return 0;
}

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#include <bits/stdc++.h>

#include "sales.h"

using namespace std;

int main() {

int dp[(1<<n)][n];

for (int i = 0; i < (1<<n); i++) {

for (int j = 0; j < n; j++) {

dp[i][j] = 1e9-1;

}

dp[0][0] = 0;

for (int i = 0; i < (1<<n); i++) {

for (int j = 0; j < n; j++) {

for (int k = 0; k < n; k++) {

if (i==0 || !(i & (1<<k)) && (i & (1<<j))) {

if( j != k ) {

dp[i | (1<<k)][k] = min(dp[i | (1<<k)][k],

dp[i][j] + a[j][k]);

}

cout << dp[(1<<n) - 1][0] << endl;

return 0;

}

Pythonあれこれ（Vol.87掲載）

投稿日：2023.11.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：飯尾淳

本連載では「Pythonを昔から使っているものの、それほど使いこなしてはいない」という筆者が、いろいろな日常業務をPythonで処理することで、立派な「蛇使い」に育つことを目指します。その過程を温かく見守ってください。皆さんと共に勉強していきましょう。第17回では、データを記録して残す「永続化」の手法の続編として、O/Rマッパーを使ってデータベースにアクセスする方法について解説します。

シェルスクリプトマガジン Vol.87は以下のリンク先でご購入できます。

図3　宣言的マッピングをするコード

from typing import List
from typing import Optional
from sqlalchemy import ForeignKey
from sqlalchemy import String
from sqlalchemy.orm import DeclarativeBase
from sqlalchemy.orm import Mapped
from sqlalchemy.orm import mapped_column
from sqlalchemy.orm import relationship

class Base(DeclarativeBase):
  pass

class User(Base):
  __tablename__ = "user_account"
  id: Mapped[int] = mapped_column(primary_key=True)
  name: Mapped[str] = mapped_column(String(30))
  fullname: Mapped[Optional[str]]
  addresses: Mapped[List["Address"]] = relationship(
    back_populates="user", cascade="all, delete-orphan"
  )
  def __repr__(self) -> str:
    return f"User(id={self.id!r},\
name={self.name!r}, fullname={self.fullname!r})"

class Address(Base):
  __tablename__ = "address"
  id: Mapped[int] = mapped_column(primary_key=True)
  email_address: Mapped[str]
  user_id: Mapped[int] = mapped_column(ForeignKey("user_account.id"))
  user: Mapped["User"] = relationship(back_populates="addresses")
  def __repr__(self) -> str:
    return f"Address(id={self.id!r},\
email_address={self.email_address!r})"

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from typing import List

from typing import Optional

from sqlalchemy import ForeignKey

from sqlalchemy import String

from sqlalchemy.orm import DeclarativeBase

from sqlalchemy.orm import Mapped

from sqlalchemy.orm import mapped_column

from sqlalchemy.orm import relationship

class Base(DeclarativeBase):

pass

class User(Base):

__tablename__ = "user_account"

id: Mapped[int] = mapped_column(primary_key=True)

fullname: Mapped[Optional[str]]

addresses: Mapped[List["Address"]] = relationship(

back_populates="user", cascade="all, delete-orphan"

)

def __repr__(self) -> str:

return f"User(id={self.id!r},\

name={self.name!r}, fullname={self.fullname!r})"

class Address(Base):

__tablename__ = "address"

id: Mapped[int] = mapped_column(primary_key=True)

email_address: Mapped[str]

user_id: Mapped[int] = mapped_column(ForeignKey("user_account.id"))

user: Mapped["User"] = relationship(back_populates="addresses")

def __repr__(self) -> str:

return f"Address(id={self.id!r},\

email_address={self.email_address!r})"

図4　データベースエンジンとなるオブジェクトを作成するコード

from sqlalchemy import create_engine
engine = create_engine("sqlite:///a_db.sqlite3", echo=True)

1 2	from sqlalchemy import create_engine engine = create_engine("sqlite:///a_db.sqlite3", echo=True)

図5　発行されるSQL

CREATE TABLE user_account (
	id INTEGER NOT NULL, 
	name VARCHAR(30) NOT NULL, 
	fullname VARCHAR, 
	PRIMARY KEY (id)
)
CREATE TABLE address (
	id INTEGER NOT NULL, 
	email_address VARCHAR NOT NULL, 
	user_id INTEGER NOT NULL, 
	PRIMARY KEY (id), 
	FOREIGN KEY(user_id) REFERENCES user_account (id)
)

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CREATE TABLE user_account (

id INTEGER NOT NULL,

name VARCHAR(30) NOT NULL,

fullname VARCHAR,

PRIMARY KEY (id)

)

CREATE TABLE address (

id INTEGER NOT NULL,

email_address VARCHAR NOT NULL,

user_id INTEGER NOT NULL,

PRIMARY KEY (id),

FOREIGN KEY(user_id) REFERENCES user_account (id)

)

図6　データ操作用オブジェクトを作成するコード

from sqlalchemy.orm import Session

with Session(engine) as session:
  spongebob = User(
    name="spongebob",
    fullname="Spongebob Squarepants",
    addresses=[Address(email_address="spongebob@sqlalchemy.org")],
  )
  sandy = User(
    name="sandy",
    fullname="Sandy Cheeks",
    addresses=[
      Address(email_address="sandy@sqlalchemy.org"),
      Address(email_address="sandy@squirrelpower.org"),
    ],
  )
  patrick = User(name="patrick", fullname="Patrick Star")
  session.add_all([spongebob, sandy, patrick])
  session.commit()

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from sqlalchemy.orm import Session

with Session(engine) as session:

spongebob = User(

name="spongebob",

fullname="Spongebob Squarepants",

addresses=[Address(email_address="spongebob@sqlalchemy.org")],

)

sandy = User(

name="sandy",

fullname="Sandy Cheeks",

addresses=[

Address(email_address="sandy@sqlalchemy.org"),

Address(email_address="sandy@squirrelpower.org"),

],

)

patrick = User(name="patrick", fullname="Patrick Star")

session.add_all([spongebob, sandy, patrick])

session.commit()

図7　図6のコードを実行した際の画面出力（抜粋）

BEGIN (implicit)
INSERT INTO user_account (name, fullname) VALUES (?, ?) RETURNING id
（略）('spongebob', 'Spongebob Squarepants')
INSERT INTO user_account (name, fullname) VALUES (?, ?) RETURNING id
（略）('sandy', 'Sandy Cheeks')
INSERT INTO user_account (name, fullname) VALUES (?, ?) RETURNING id
（略）('patrick', 'Patrick Star')
INSERT INTO address (email_address, user_id) VALUES (?, ?) RETURNING id
（略）('spongebob@sqlalchemy.org', 1)
INSERT INTO address (email_address, user_id) VALUES (?, ?) RETURNING id
（略）('sandy@sqlalchemy.org', 2)
INSERT INTO address (email_address, user_id) VALUES (?, ?) RETURNING id
（略）('sandy@squirrelpower.org', 2)
COMMIT

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BEGIN (implicit)

INSERT INTO user_account (name, fullname) VALUES (?, ?) RETURNING id

（略）('spongebob', 'Spongebob Squarepants')

INSERT INTO user_account (name, fullname) VALUES (?, ?) RETURNING id

（略）('sandy', 'Sandy Cheeks')

INSERT INTO user_account (name, fullname) VALUES (?, ?) RETURNING id

（略）('patrick', 'Patrick Star')

INSERT INTO address (email_address, user_id) VALUES (?, ?) RETURNING id

（略）('spongebob@sqlalchemy.org', 1)

INSERT INTO address (email_address, user_id) VALUES (?, ?) RETURNING id

（略）('sandy@sqlalchemy.org', 2)

INSERT INTO address (email_address, user_id) VALUES (?, ?) RETURNING id

（略）('sandy@squirrelpower.org', 2)

COMMIT

図8　簡単な検索をするコード

from sqlalchemy.orm import Session
from sqlalchemy import select

session = Session(engine)
stmt = select(User).where(User.name.in_(["spongebob", "sandy"]))
for user in session.scalars(stmt):
  print(user)

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from sqlalchemy.orm import Session

from sqlalchemy import select

session = Session(engine)

stmt = select(User).where(User.name.in_(["spongebob", "sandy"]))

for user in session.scalars(stmt):

print(user)

図9　図8のコードを実行した際に発行されるSQL

BEGIN (implicit)
SELECT user_account.id, user_account.name, user_account.fullname
FROM user_account
WHERE user_account.name IN (?, ?)
（略） ('spongebob', 'sandy')

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BEGIN (implicit)

SELECT user_account.id, user_account.name, user_account.fullname

FROM user_account

WHERE user_account.name IN (?, ?)

（略） ('spongebob', 'sandy')

図10　図8のコードを実行した際に表示される検索結果

User(id=1, name='spongebob', fullname='Spongebob Squarepants')
User(id=2, name='sandy', fullname='Sandy Cheeks')

1 2	User(id=1, name='spongebob', fullname='Spongebob Squarepants') User(id=2, name='sandy', fullname='Sandy Cheeks')

図11　少し複雑な検索をするコード

stmt = (
  select(Address)
  .join(Address.user)
  .where(User.name == "sandy")
  .where(Address.email_address == "sandy@sqlalchemy.org")
)
sandy_address = session.scalars(stmt).one()

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stmt = (

select(Address)

.join(Address.user)

.where(User.name == "sandy")

.where(Address.email_address == "sandy@sqlalchemy.org")

)

sandy_address = session.scalars(stmt).one()

図12　図11のコードを実行した際に発行されるSQL

SELECT address.id, address.email_address, address.user_id
FROM address JOIN user_account ON user_account.id = address.user_id
WHERE user_account.name = ? AND address.email_address = ?
（略） ('sandy', 'sandy@sqlalchemy.org')

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SELECT address.id, address.email_address, address.user_id

FROM address JOIN user_account ON user_account.id = address.user_id

WHERE user_account.name = ? AND address.email_address = ?

（略） ('sandy', 'sandy@sqlalchemy.org')

図13　データ変更のシンプルなコード例

sandy_address.email_address = "sandy_cheeks@sqlalchemy.org"
session.commit()

1 2	sandy_address.email_address = "sandy_cheeks@sqlalchemy.org" session.commit()

図14　図13のコードを実行した際に発行されるSQL

UPDATE address SET email_address=? WHERE address.id = ?
（略）('sandy_cheeks@sqlalchemy.org', 2)
COMMIT

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UPDATE address SET email_address=? WHERE address.id = ?

（略）('sandy_cheeks@sqlalchemy.org', 2)

COMMIT

図15　データ変更の少し複雑なコード例

stmt = select(User).where(User.name == "patrick")
patrick = session.scalars(stmt).one()
patrick.addresses \
.append(Address(email_address="patrickstar@sqlalchemy.org"))
session.commit()

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stmt = select(User).where(User.name == "patrick")

patrick = session.scalars(stmt).one()

patrick.addresses \

.append(Address(email_address="patrickstar@sqlalchemy.org"))

session.commit()

図16　図15のコードを実行した際に発行されるSQL


SELECT user_account.id, user_account.name, user_account.fullname
FROM user_account
WHERE user_account.name = ?
（略）('patrick',) 
　
SELECT address.id AS address_id, address.email_address
  AS address_email_address, address.user_id AS address_user_id 
FROM address 
WHERE ? = address.user_id
（略）(3,)
　
INSERT INTO address (email_address, user_id) VALUES (?, ?)
（略）('patrickstar@sqlalchemy.org', 3)
COMMIT

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SELECT user_account.id, user_account.name, user_account.fullname

FROM user_account

WHERE user_account.name = ?

（略）('patrick',)

SELECT address.id AS address_id, address.email_address

AS address_email_address, address.user_id AS address_user_id

FROM address

WHERE ? = address.user_id

（略）(3,)

INSERT INTO address (email_address, user_id) VALUES (?, ?)

（略）('patrickstar@sqlalchemy.org', 3)

COMMIT

シェルスクリプトマガジンvol.87 Web掲載記事まとめ

投稿日：2023.11.25　｜　カテゴリー：　コード

004　レポート　Raspberry Pi 5が登場
005　レポート　キーボード「HHKB Studio」が発売
006　製品レビュー　小型パソコン「X68000 Z PRODUCT EDITION BLACK MODEL」
007　NEWS FLASH
008　特集1　ゆっくりMovieMaker4で映像制作編集作業編/ふる（FuruyamD）
014　特集2　電子帳簿保存法を知る/永禮啓大
021　Hello Nogyo!
022　特別企画　アプリバで業務システム開発/前佛雅人
032　Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作/米田聡
035　行動経済学と心理学で円滑に業務を遂行/請園正敏
038　Pythonあれこれ/飯尾淳　コード掲載
044　法林浩之のFIGHTING TALKS/法林浩之
046　中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一　コード掲載
052　エコシステム/桑原滝弥、イケヤシロウ
054　香川大学SLPからお届け！/大村空良
060　タイ語から分かる現地生活/つじみき
066　ユニケージ通信/ぱぺぽ
070　Linux定番エディタ入門/大津真
076　Techパズル/gori.sh
077　コラム「ユニケージが実現・目指しているところ」/シェル魔人

Vol.87

投稿日：2023.11.25　｜　カテゴリー：　バックナンバー

　特集1は、動画投稿・共有サイト「YouTube」で人気の「ゆっくり実況」「ゆっくり解説」を作成できる無料動画編集ソフト「ゆっくりMovieMaker4」の第2弾です。今回は、以前の特集で設定したキャラクタや、字幕が動く動画の編集作業を紹介します。
　特集2は、2023年12月末に宥恕（ゆうじょ）措置が廃止となる電子帳簿保存法（電帳法）です。2023年10月から開始されたインボイス制度を含めて、企業が対応しなければならない法制度が増えています。電帳法への対応は今からでも間に合います。本特集を読んで2024年1月からの義務化を乗り越えてください。
　特別企画では、さくらインターネットが提供する、ノーコードによるモバイルアプリ開発および配備環境のクラウドサービス「アプリバ」を紹介します。サイボウスの「kintone」（キントーン）など、プログラミングの知識がない人でも業務アプリを開発できるノーコード開発が注目されています。アプリバは1カ月無料で試せるので、本企画を読んでノーコード開発を体験してみましょう。
　このほか、レポートではコンパクトキーボードの新版「HHKB Studio」、製品レビューではパソコン「X68000」を復刻した小型パソコン「X68000 Z PRODUCT EDITION BLACK MODEL」といった話題の新製品を紹介しています。
　今回も読み応え十分のシェルスクリプトマガジン Vol.87。お見逃しなく!

※記事掲載のコードはこちら。記事の補足情報はこちら

※読者アンケートはこちら

Vol.87 補足情報

投稿日：2023.11.25　｜　カテゴリー：　コード

訂正・補足情報はありません。
情報は随時更新致します。

ユニケージ通信（Vol.86掲載）

投稿日：2023.09.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：田渕智也、高橋未来哉

業務システム開発手法の「ユニケージ」では、データベース管理システムやフレームワークなどを使わずにシステムを構築します。システムの中身が見えやすい分、仕組みやルールを理解していないと正しい開発ができません。第5回は、排他制御について紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.86は以下のリンク先でご購入できます。

図2　ulockコマンド

#!/bin/bash

if ulock lock; then

  ここに読み書きなどの処理を記述する

  rm -rf lock

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#!/bin/bash

if ulock lock; then

ここに読み書きなどの処理を記述する

rm -rf lock

香川大学SLPからお届け！（Vol.86掲載）

投稿日：2023.09.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：石上椋一

今回は、私が開発した文章校正用のWebアプリケーションについて紹介します。文章校正機能は「textlint」というNode.js上で稼働するアプリケーションを使って実現しているため、少ないコード量で実装できました。米Google社のアプリケーション開発プラットフォーム「Firebase」を利用したユーザー認証機能を付加する方法も解説します。

シェルスクリプトマガジン Vol.86は以下のリンク先でご購入できます。

図1　テンプレートファイル「index.html」に記述するコード

<!doctype html>
<html lang="ja">
  <head>
    <title>文章校正アプリ</title>
  </head>
  <body>
    <h1>こんにちは！文章校正アプリです</h1>
    <h2>PDFファイルアップローダー</h2>
    <form action="/result" method="POST" enctype="multipart/form-data">
      <input type=file name="pdf_file">
      <button>ファイル送信</button>
    </form>
  </body>
</html>

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<!doctype html>

<head>

<title>文章校正アプリ</title>

</head>

<body>

<h1>こんにちは！文章校正アプリです</h1>

<h2>PDFファイルアップローダー</h2>

<button>ファイル送信</button>

</form>

</body>

</html>

図2　テンプレートファイル「result.html」に記述するコード

<!doctype html>
<html lang="ja">
  <head>
    <title>文章校正アプリ 結果表示</title>
  </head>
  <body>
    <h1>こんにちは！文章校閲アプリです</h1>
    <h2>PDFファイルアップローダー</h2>
    <form action="/result" method="POST" enctype="multipart/form-data">
      <input type=file name="pdf_file">
      <button>ファイル送信</button>
    </form>
    <table border="1">
      <thead>
        <tr>
          <th>何行目</th>
          <th>何文字目</th>
          <th>修正内容</th>
        </tr>
      </thead>
      <tbody>
        {% for result in result_table %}
        <tr>
          <td>{{result[0]}}</td>
          <td>{{result[1]}}</td>
          <td>{{result[2]}}</td>                    
        </tr>
        {% endfor %}
      </tbody>
    </table>
    <br>
    <p>修正した文章</p>
    <textarea rows="10" cols="80">{{result_text}}</textarea>
  </body>
</html>

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<!doctype html>

<head>

<title>文章校正アプリ結果表示</title>

</head>

<body>

<h1>こんにちは！文章校閲アプリです</h1>

<h2>PDFファイルアップローダー</h2>

<button>ファイル送信</button>

</form>

<thead>

<tr>

</tr>

</thead>

<tbody>

{% for result in result_table %}

<tr>

<td>{{result[0]}}</td>

<td>{{result[1]}}</td>

<td>{{result[2]}}</td>

</tr>

{% endfor %}

</tbody>

</table>

<br>

<p>修正した文章</p>

<textarea rows="10" cols="80">{{result_text}}</textarea>

</body>

</html>

図3　「web_app.py」ファイルに記述するコード

from flask import Flask, request, render_template, \
                  redirect, url_for, session
import subprocess
import re

app = Flask(__name__)
def upload_pdf_file(pdf_file):
  pdf_file.save("uploads/target.pdf")
def run_pdf2text():
  cmd = "pdftotext -nopgbrk uploads/target.pdf uploads/target.md"
  subprocess.run(cmd, shell=True, capture_output=True, text=True)
def run_textlint_and_get_result_list():
  cmd = "npx textlint uploads/target.md"
  result = subprocess.run(cmd, shell=True,
                          capture_output=True, text=True)
  result_list = result.stdout.split("\n")
  result_table = []
  for result in result_list[2:-4]:
    tmp_result = result.split(" error ")
    if len(tmp_result) >= 2:
      row = int(tmp_result[0].split(":")[0].strip())
      colum = tmp_result[0].split(":")[1].strip()
      error_data = re.sub("ja-technical-writing/[a-z | -]*",
                          "",tmp_result[1]).strip()
      result_table.append([row, colum, error_data])
  return result_table
def run_textlint_fix_data():
  cmd = "npx textlint --fix ./uploads/target.md"
  subprocess.run(cmd, shell=True, capture_output=True, text=True)
  with open("./uploads/target.md", ) as md_file:
    data_lines = md_file.read()
  return data_lines
@app.route("/index", methods=["GET"])
def index():
  return render_template("index.html")
@app.route("/", methods=["GET"])
def root():
  return redirect(url_for("index"))
@app.route("/result", methods=["GET", "POST"])
def result():
  if request.method == "POST":
    pdf_file = request.files["pdf_file"]
    upload_pdf_file(pdf_file)
    run_pdf2text()
    result_table = run_textlint_and_get_result_list()
    result_text = run_textlint_fix_data()
    return render_template("result.html",
                           result_table=result_table,
                           result_text=result_text)
  return redirect(url_for('index'))

if __name__ == "__main__":
  app.debug = True
  app.run(host='0.0.0.0', port=5000)

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from flask import Flask, request, render_template, \

redirect, url_for, session

import subprocess

import re

app = Flask(__name__)

def upload_pdf_file(pdf_file):

pdf_file.save("uploads/target.pdf")

def run_pdf2text():

cmd = "pdftotext -nopgbrk uploads/target.pdf uploads/target.md"

subprocess.run(cmd, shell=True, capture_output=True, text=True)

def run_textlint_and_get_result_list():

cmd = "npx textlint uploads/target.md"

result = subprocess.run(cmd, shell=True,

capture_output=True, text=True)

result_list = result.stdout.split("\n")

result_table = []

for result in result_list[2:-4]:

tmp_result = result.split(" error ")

if len(tmp_result) >= 2:

row = int(tmp_result[0].split(":")[0].strip())

colum = tmp_result[0].split(":")[1].strip()

error_data = re.sub("ja-technical-writing/[a-z | -]*",

"",tmp_result[1]).strip()

result_table.append([row, colum, error_data])

return result_table

def run_textlint_fix_data():

cmd = "npx textlint --fix ./uploads/target.md"

subprocess.run(cmd, shell=True, capture_output=True, text=True)

with open("./uploads/target.md", ) as md_file:

data_lines = md_file.read()

return data_lines

@app.route("/index", methods=["GET"])

def index():

return render_template("index.html")

@app.route("/", methods=["GET"])

def root():

return redirect(url_for("index"))

@app.route("/result", methods=["GET", "POST"])

def result():

if request.method == "POST":

pdf_file = request.files["pdf_file"]

upload_pdf_file(pdf_file)

run_pdf2text()

result_table = run_textlint_and_get_result_list()

result_text = run_textlint_fix_data()

return render_template("result.html",

result_table=result_table,

result_text=result_text)

return redirect(url_for('index'))

if __name__ == "__main__":

app.debug = True

app.run(host='0.0.0.0', port=5000)

図4　「.textlintrc.json」ファイルに記述する設定の例

{
  "rules": {
    "preset-ja-technical-writing": {
      "sentence-length": {
        "max": 100
      },
      "max-comma": {
        "max": 4
      },
      "max-ten": {
        "max": 4
      },
      "max-kanji-continuous-len": {
        "max": 7,
        "allow": []
      },
      "arabic-kanji-numbers": true,
      "no-mix-dearu-desumasu": {
        "preferInHeader": "",
        "preferInBody": "である",
        "preferInList": "である",
        "strict": true
      },
      "ja-no-mixed-period": {
        "periodMark": "。"
      },
      "no-double-negative-ja": true,
      "no-dropping-the-ra": true,
      "no-doubled-conjunctive-particle-ga": true,
      "no-doubled-conjunction": true,
      "no-doubled-joshi": {
        "min_interval": 1
      },
      "no-invalid-control-character": true,
      "no-zero-width-spaces": true,
      "no-exclamation-question-mark": true,
      "no-hankaku-kana": true,
      "ja-no-weak-phrase": true,
      "ja-no-successive-word": true,
      "ja-no-abusage": true,
      "ja-no-redundant-expression": true,
      "ja-unnatural-alphabet": true,
      "no-unmatched-pair": true
    }
  }
}

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{

"rules": {

"preset-ja-technical-writing": {

"sentence-length": {

"max": 100

},

"max-comma": {

"max": 4

},

"max-ten": {

"max": 4

},

"max-kanji-continuous-len": {

"max": 7,

"allow": []

},

"arabic-kanji-numbers": true,

"no-mix-dearu-desumasu": {

"preferInHeader": "",

"preferInBody": "である",

"preferInList": "である",

"strict": true

},

"ja-no-mixed-period": {

"periodMark": "。"

},

"no-double-negative-ja": true,

"no-dropping-the-ra": true,

"no-doubled-conjunctive-particle-ga": true,

"no-doubled-conjunction": true,

"no-doubled-joshi": {

"min_interval": 1

},

"no-invalid-control-character": true,

"no-zero-width-spaces": true,

"no-exclamation-question-mark": true,

"no-hankaku-kana": true,

"ja-no-weak-phrase": true,

"ja-no-successive-word": true,

"ja-no-abusage": true,

"ja-no-redundant-expression": true,

"ja-unnatural-alphabet": true,

"no-unmatched-pair": true

}

図10　「~/webapp/static/json/firebase.json」ファイルに記述する設定の例

{
  "apiKey": "AIzaSyA1LQooSfvSda0jkBQl20ZfGR6lHOC5XBw",
  "authDomain": "test-1d03e.firebaseapp.com",
  "databaseURL": "https://test-1d03e-default-rtdb.firebaseio.com",
  "projectId": "test-1d03e",
  "storageBucket": "test-1d03e.appspot.com",
  "messagingSenderId": "919322583901",
  "appId": "1:919322583901:web:abb5d744e9ed04b8927eb4"
}

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{

"apiKey": "AIzaSyA1LQooSfvSda0jkBQl20ZfGR6lHOC5XBw",

"authDomain": "test-1d03e.firebaseapp.com",

"databaseURL": "https://test-1d03e-default-rtdb.firebaseio.com",

"projectId": "test-1d03e",

"storageBucket": "test-1d03e.appspot.com",

"messagingSenderId": "919322583901",

"appId": "1:919322583901:web:abb5d744e9ed04b8927eb4"

}

図11　テンプレートファイル「create_account.html」に記述するコード

<!doctype html>
<html lang="ja">
  <head>
    <title>文章校正アプリ アカウント作成ページ</title>
  </head>
  <body>
    <form class="login-form" action='/create_account' method='POST'>
      <input type="text" name="email" placeholder="email address"/>
      <input type="password" name="password" placeholder="password"/>
      <button>Create an account</button>
      <p>{{msg}}</p>
      <p>Already registered?
        <a href="/login">Login</a>
      </p>
    </form>
  </body>
</html>

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<!doctype html>

<head>

<title>文章校正アプリアカウント作成ページ</title>

</head>

<body>

<button>Create an account</button>

<p>Already registered?

<a href="/login">Login</a>

</p>

</form>

</body>

</html>

図12　テンプレートファイル「login.html」に記述するコード

<!doctype html>
<html lang="ja">
  <head>
    <title>文章校正アプリ ログインページ</title>
  </head>
  <body>
    <form class="login-form" action="/login" method="POST">
      <input type="text" name="email" placeholder="email address"/>
      <input type="password" name="password" placeholder="password"/>
      <button>Login</button>
      <p>{{msg}}</p>
      <p>Not registered?
        <a href="/create_account">Create an account</a>
      </p>
    </form>
  </body>
</html>

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<!doctype html>

<head>

<title>文章校正アプリログインページ</title>

</head>

<body>

<button>Login</button>

<p>Not registered?

<a href="/create_account">Create an account</a>

</p>

</form>

</body>

</html>

図13　「web_app.py」ファイルの「app = Flask(name)」行の前後に追加するコード

import os, json
import pyrebase

app = Flask(__name__)
app.config["SECRET_KEY"] = os.urandom(24)
with open("static/json/firebase.json") as f:
  firebaseConfig = json.loads(f.read())
firebase = pyrebase.initialize_app(firebaseConfig)
auth = firebase.auth()

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import os, json

import pyrebase

app = Flask(__name__)

app.config["SECRET_KEY"] = os.urandom(24)

with open("static/json/firebase.json") as f:

firebaseConfig = json.loads(f.read())

firebase = pyrebase.initialize_app(firebaseConfig)

auth = firebase.auth()

図14　「web_app.py」ファイルの既存のルーティング設定にコードを追加

（略）
@app.route("/index", methods=["GET"])
def index():
  if session.get("usr") == None:
    return redirect(url_for("login"))
  return render_template("index.html")
@app.route("/", methods=["GET"])
def root():
  return redirect(url_for("index"))
@app.route("/result", methods=["GET", "POST"])
def result():
  if session.get("usr") == None:
    return redirect(url_for("login"))
  if request.method == "POST":
    pdf_file = request.files["pdf_file"]
（略）

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（略）

@app.route("/index", methods=["GET"])

def index():

if session.get("usr") == None:

return redirect(url_for("login"))

return render_template("index.html")

@app.route("/", methods=["GET"])

def root():

return redirect(url_for("index"))

@app.route("/result", methods=["GET", "POST"])

def result():

if session.get("usr") == None:

return redirect(url_for("login"))

if request.method == "POST":

pdf_file = request.files["pdf_file"]

（略）

図15　「web_app.py」ファイルにルーティング設定を追加

@app.route("/login", methods=["GET", "POST"])
def login():
  if request.method == "GET":
    return render_template("login.html", msg="")
  email = request.form["email"]
  password = request.form["password"]
  try:
    auth.sign_in_with_email_and_password(email, password)
    session["usr"] = email
    return redirect(url_for("index"))
  except:
    message = "メールアドレスまたはパスワードが違います"
    return render_template("login.html", msg=message)
@app.route("/create_account", methods=["GET", "POST"])
def create_account():
  if request.method == "GET":
    return render_template("create_account.html", msg="")
  email = request.form["email"]
  password = request.form["password"]
  try:
    auth.create_user_with_email_and_password(email, password)
    session["usr"] = email
    return redirect(url_for("index"))
  except:
    message = "アカウントを作成できませんでした"
    return render_template("login.html", msg=message)
@app.route('/logout')
def logout():
  del session["usr"]
  return redirect(url_for("login"))

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@app.route("/login", methods=["GET", "POST"])

def login():

if request.method == "GET":

return render_template("login.html", msg="")

email = request.form["email"]

password = request.form["password"]

try:

auth.sign_in_with_email_and_password(email, password)

session["usr"] = email

return redirect(url_for("index"))

except:

message = "メールアドレスまたはパスワードが違います"

return render_template("login.html", msg=message)

@app.route("/create_account", methods=["GET", "POST"])

def create_account():

if request.method == "GET":

return render_template("create_account.html", msg="")

email = request.form["email"]

password = request.form["password"]

try:

auth.create_user_with_email_and_password(email, password)

session["usr"] = email

return redirect(url_for("index"))

except:

message = "アカウントを作成できませんでした"

return render_template("login.html", msg=message)

@app.route('/logout')

def logout():

del session["usr"]

return redirect(url_for("login"))

Pythonあれこれ（Vol.86掲載）

投稿日：2023.09.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：飯尾淳

本連載では「Pythonを昔から使っているものの、それほど使いこなしてはいない」という筆者が、いろいろな日常業務をPythonで処理することで、立派な「蛇使い」に育つことを目指します。その過程を温
かく見守ってください。皆さんと共に勉強していきましょう。第16回では、データを永続的に残す「永続化」の手法の一つとして、Pythonプログラムからデータベースにアクセスする方法について解説します。

シェルスクリプトマガジン Vol.86は以下のリンク先でご購入できます。

図3　データベースにテーブルを作成してデータを格納するコード

from sqlalchemy import text
with engine.connect() as conn:
  conn.execute(text("CREATE TABLE a_table (id int, name string)"))
  conn.execute(
    text("INSERT INTO a_table (id, name) VALUES (:id, :name)"),
         [{"id":1, "name":"John"}, {"id":2, "name":"Bob"}],
    )
  conn.commit()

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from sqlalchemy import text

with engine.connect() as conn:

conn.execute(text("CREATE TABLE a_table (id int, name string)"))

conn.execute(

text("INSERT INTO a_table (id, name) VALUES (:id, :name)"),

[{"id":1, "name":"John"}, {"id":2, "name":"Bob"}],

)

conn.commit()

図5　テーブルのデータを読み出すコード

with engine.connect() as conn:
  result = conn.execute(text("SELECT * FROM a_table"))
  for record in result:
    print(f"id: {record.id}, name: {record.name}")

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with engine.connect() as conn:

result = conn.execute(text("SELECT * FROM a_table"))

for record in result:

print(f"id: {record.id}, name: {record.name}")

図6　commit()を忘れたコードの例

with engine.connect() as conn:
  conn.execute(
    text("INSERT INTO a_table (id, name) VALUES (:id, :name)"),
         [{"id":3, "name":"Kate"}, {"id":4, "name":"Bob"}],
    )
  conn.commit()

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with engine.connect() as conn:

conn.execute(

text("INSERT INTO a_table (id, name) VALUES (:id, :name)"),

[{"id":3, "name":"Kate"}, {"id":4, "name":"Bob"}],

)

conn.commit()

図8　データベースに含まれるテーブルを表示するコード

from sqlalchemy import create_engine
engine = create_engine("sqlite:///:memory:", echo=True)
with engine.connect() as conn:
  result = conn.execute(
             text("SELECT name FROM sqlite_master WHERE type='table'")
           )
  for record in result:
    print(record)

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from sqlalchemy import create_engine

engine = create_engine("sqlite:///:memory:", echo=True)

with engine.connect() as conn:

result = conn.execute(

text("SELECT name FROM sqlite_master WHERE type='table'")

)

for record in result:

print(record)

図9　ファイル内にデータベースを作成するコード

from sqlalchemy import create_engine, text
engine = create_engine("sqlite:///db.sqlite3")
with engine.connect() as conn:
  conn.execute(text("CREATE TABLE a_table (id int, name string)"))
  conn.execute(
    text("INSERT INTO a_table (id, name) VALUES (:id, :name)"),
         [{"id": 1, "name": "John"}, {"id": 2, "name": "Bob"}],
  )
  conn.commit()

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from sqlalchemy import create_engine, text

engine = create_engine("sqlite:///db.sqlite3")

with engine.connect() as conn:

conn.execute(text("CREATE TABLE a_table (id int, name string)"))

conn.execute(

text("INSERT INTO a_table (id, name) VALUES (:id, :name)"),

[{"id": 1, "name": "John"}, {"id": 2, "name": "Bob"}],

)

conn.commit()

図10　ファイル内データベースのテーブルからデータを読み出すコード

from sqlalchemy import create_engine, text
engine = create_engine("sqlite:///db.sqlite3")
with engine.connect() as conn:
  result = conn.execute(text("SELECT * FROM a_table"))
  for record in result:
    print(f"id: {record.id}, name: {record.name}")

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from sqlalchemy import create_engine, text

engine = create_engine("sqlite:///db.sqlite3")

with engine.connect() as conn:

result = conn.execute(text("SELECT * FROM a_table"))

for record in result:

print(f"id: {record.id}, name: {record.name}")

Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作（Vol.86掲載）

投稿日：2023.09.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：米田聡

本連載では、人気のマイコンボード「Raspberry Pi Pico W」を活用していきます。同ボードは、無線LANやBluetoothの通信機能を搭載し、入手しやすく価格も手頃なので、IoT機器を自作するのに最適なハードウエアです。第2回は、有機ELディスプレイを取り付けます。

シェルスクリプトマガジン Vol.86は以下のリンク先でご購入できます。

図6　SSD1306搭載有機ELディスプレイを動作させるサンプルプログラム（ssd1306_sample.py）

from machine import I2C
from ssd1306 import SSD1306_I2C
import network

i2c = I2C(0)
ssd = SSD1306_I2C(width=128, height=32, i2c=i2c, addr=0x3C)

ssd.fill(0)             # 0クリア
ssd.text("Hello, world", 0, 0)
# IPアドレスを描画
conn = network.WLAN(network.STA_IF)
if conn.isconnected():
    conf = conn.ifconfig()
    ssd.text(conf[0], 0, 8)
ssd.show()              # フレームバッファをSSD1306に転送

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from machine import I2C

from ssd1306 import SSD1306_I2C

import network

i2c = I2C(0)

ssd = SSD1306_I2C(width=128, height=32, i2c=i2c, addr=0x3C)

ssd.fill(0) # 0クリア

ssd.text("Hello, world", 0, 0)

# IPアドレスを描画

conn = network.WLAN(network.STA_IF)

if conn.isconnected():

conf = conn.ifconfig()

ssd.text(conf[0], 0, 8)

ssd.show() # フレームバッファをSSD1306に転送

特集1 COBOL入門（Vol.86記載）

投稿日：2023.09.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：比毛寛之

レガシー問題や技術者不足などで話題の多いプログラミング言語が「COBOL」です。古い言語というイメージがありますが、ISOから2023年の新規格が公表されたことでも分かるように、現在も進化を続けています。本特集では、COBOLの現状を紹介しつつ、「opensource COBOL 4J」というオープンソースソフトウエアのCOBOLコンパイラを使ってCOBOL言語の基本を解説します。

シェルスクリプトマガジン Vol.86は以下のリンク先でご購入できます。

図1　「HELLO WORLD!」という文字列を表示するCOBOLのサンプルコード

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       IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. HELLOWORLD.
       DATA DIVISION.
       WORKING-STORAGE SECTION.
       01  MY-TEXT PIC X(20).
       PROCEDURE DIVISION.
       MAIN-RTN.
           MOVE "HELLO WORLD!" TO MY-TEXT.
           DISPLAY MY-TEXT.
           STOP RUN.
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IDENTIFICATION DIVISION.

PROGRAM-ID. HELLOWORLD.

DATA DIVISION.

WORKING-STORAGE SECTION.

01 MY-TEXT PIC X(20).

PROCEDURE DIVISION.

MAIN-RTN.

MOVE "HELLO WORLD!" TO MY-TEXT.

DISPLAY MY-TEXT.

STOP RUN.

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図4　COBOLのサンプルコード

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       IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. MYCOBOL.
       DATA DIVISION.
       WORKING-STORAGE SECTION.
       01  MY-GRP.
      *    03  MY-WORK-X     PIC X(10).                                 20230804
           03  MY-WORK-X2    PIC X(10).                                 20230804
           03  MY-WORK-9     PIC 9(05).
      ********************************************
       PROCEDURE DIVISION.
      ********************************************
       PROC1 SECTION.
       PROC1-000.
      *    MOVE "ABC" TO MY-WORK-X.                                     20230804
           MOVE "DEF" TO MY-WORK-X2.                                    20230804
           MOVE 100   TO MY-WORK-9.
       PROC1-900.
           STOP RUN.
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20

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8

IDENTIFICATION DIVISION.

PROGRAM-ID. MYCOBOL.

DATA DIVISION.

WORKING-STORAGE SECTION.

01 MY-GRP.

* 03 MY-WORK-X PIC X(10). 20230804

03 MY-WORK-X2 PIC X(10). 20230804

03 MY-WORK-9 PIC 9(05).

********************************************

PROCEDURE DIVISION.

********************************************

PROC1 SECTION.

PROC1-000.

* MOVE "ABC" TO MY-WORK-X. 20230804

MOVE "DEF" TO MY-WORK-X2. 20230804

MOVE 100 TO MY-WORK-9.

PROC1-900.

STOP RUN.

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8

図5　コンソールからの入力と画面への出力をするサンプルコード

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+
       IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. HELLO.
       DATA DIVISION.
       WORKING-STORAGE SECTION.
       01  MY-NAME PIC X(20).
       PROCEDURE DIVISION.
       MAIN-RTN.
           DISPLAY "Enter your name: " NO ADVANCING.
           ACCEPT  MY-NAME.
           DISPLAY "Hello " MY-NAME.
       MAIN-EXIT.
           STOP RUN.
----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+

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----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+

IDENTIFICATION DIVISION.

PROGRAM-ID. HELLO.

DATA DIVISION.

WORKING-STORAGE SECTION.

01 MY-NAME PIC X(20).

PROCEDURE DIVISION.

MAIN-RTN.

DISPLAY "Enter your name: " NO ADVANCING.

ACCEPT MY-NAME.

DISPLAY "Hello " MY-NAME.

MAIN-EXIT.

STOP RUN.

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+

図6　ファイルにデータを出力するサンプルコード

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7
       IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. EMPWRITE.
       ENVIRONMENT DIVISION.
       INPUT-OUTPUT SECTION.
       FILE-CONTROL.
           SELECT EMP-FILE ASSIGN TO "EMPFILE"
                  ORGANIZATION IS INDEXED
                  ACCESS MODE  IS  DYNAMIC
                  RECORD KEY   IS  EMP-CD
                  FILE STATUS  IS  EMP-STS.
       DATA DIVISION.
       FILE SECTION.
       FD  EMP-FILE.
       01  EMP-REC.
           03  EMP-CD         PIC X(04).
           03  EMP-NAME       PIC X(20).
           03  EMP-DPT-CD     PIC X(02).
           03  EMP-ENT-DATE   PIC 9(08).
       WORKING-STORAGE SECTION.
       01  EMP-STS            PIC  9(02).
       PROCEDURE DIVISION.
       MAIN-CONTROL SECTION.
       MAIN-000.
           DISPLAY "*** Creating Employee file ***".
           OPEN  OUTPUT EMP-FILE.
      *
           MOVE  "0011"            TO   EMP-CD.
           MOVE  "Saitama Saburo"  TO   EMP-NAME.
           MOVE  "01"              TO   EMP-DPT-CD.
           MOVE  20020401          TO   EMP-ENT-DATE.
           WRITE EMP-REC.
      *                        ----+----+----+----+----+----+----+
           WRITE EMP-REC FROM "0012Chiba Jiro          0219990401".
           WRITE EMP-REC FROM "0013Tokyo Taro          0319970401".
           WRITE EMP-REC FROM "0014Kanagawa Shiro      0120120401".
           WRITE EMP-REC FROM "0015Niigata  Goroo      0220010401".
      *                        ----+----+----+----+----+----+----+
           CLOSE EMP-FILE.
       MAIN-900.
           STOP RUN.
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IDENTIFICATION DIVISION.

PROGRAM-ID. EMPWRITE.

ENVIRONMENT DIVISION.

INPUT-OUTPUT SECTION.

FILE-CONTROL.

SELECT EMP-FILE ASSIGN TO "EMPFILE"

ORGANIZATION IS INDEXED

ACCESS MODE IS DYNAMIC

RECORD KEY IS EMP-CD

FILE STATUS IS EMP-STS.

DATA DIVISION.

FILE SECTION.

FD EMP-FILE.

01 EMP-REC.

03 EMP-CD PIC X(04).

03 EMP-NAME PIC X(20).

03 EMP-DPT-CD PIC X(02).

03 EMP-ENT-DATE PIC 9(08).

WORKING-STORAGE SECTION.

01 EMP-STS PIC 9(02).

PROCEDURE DIVISION.

MAIN-CONTROL SECTION.

MAIN-000.

DISPLAY "*** Creating Employee file ***".

OPEN OUTPUT EMP-FILE.

*

MOVE "0011" TO EMP-CD.

MOVE "Saitama Saburo" TO EMP-NAME.

MOVE "01" TO EMP-DPT-CD.

MOVE 20020401 TO EMP-ENT-DATE.

WRITE EMP-REC.

* ----+----+----+----+----+----+----+

WRITE EMP-REC FROM "0012Chiba Jiro 0219990401".

WRITE EMP-REC FROM "0013Tokyo Taro 0319970401".

WRITE EMP-REC FROM "0014Kanagawa Shiro 0120120401".

WRITE EMP-REC FROM "0015Niigata Goroo 0220010401".

* ----+----+----+----+----+----+----+

CLOSE EMP-FILE.

MAIN-900.

STOP RUN.

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図7　ファイル中のレコードを読み出して画面に表示するサンプルコード

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+
       IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. EMPLIST.
       ENVIRONMENT DIVISION.
       INPUT-OUTPUT SECTION.
       FILE-CONTROL.
           SELECT EMP-FILE ASSIGN TO "EMPFILE"
                  ORGANIZATION IS INDEXED
                  ACCESS MODE  IS  DYNAMIC
                  RECORD KEY   IS  EMP-CD
                  FILE STATUS  IS  EMP-STS.
       DATA DIVISION.
       FILE SECTION.
       FD  EMP-FILE.
       01  EMP-REC.
           03  EMP-CD         PIC X(04).
           03  EMP-NAME       PIC X(20).
           03  EMP-DPT-CD     PIC X(02).
           03  EMP-ENT-DATE   PIC 9(08).
       WORKING-STORAGE SECTION.
       01  EMP-STS            PIC 9(02).
       01  DSP-REC.
           03  DSP-CD         PIC X(04).
           03  FILLER         PIC X.
           03  DSP-NAME       PIC X(20).
           03  FILLER         PIC XX.
           03  DSP-DPT-CD     PIC X(02).
           03  FILLER         PIC X.
           03  DSP-ENT-DATE   PIC 9999/99/99.
       PROCEDURE DIVISION.
       MAIN-CONTROL SECTION.
       MAIN-000.
           OPEN  INPUT EMP-FILE.
           DISPLAY "*** Employee List ***".
           DISPLAY "ID   Employee Name        Dpt Enter date".
           DISPLAY "---- -------------------- --- ----------".
           PERFORM UNTIL (EMP-STS NOT = ZERO)
             READ EMP-FILE NEXT
               AT END
                  DISPLAY "EOF"
               NOT AT END
                  MOVE   EMP-CD         TO   DSP-CD
                  MOVE   EMP-NAME       TO   DSP-NAME
                  MOVE   EMP-DPT-CD     TO   DSP-DPT-CD
                  MOVE   EMP-ENT-DATE   TO   DSP-ENT-DATE
                  DISPLAY DSP-REC
             END-READ
           END-PERFORM.
           CLOSE EMP-FILE.
       MAIN-900.
           STOP RUN.
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IDENTIFICATION DIVISION.

PROGRAM-ID. EMPLIST.

ENVIRONMENT DIVISION.

INPUT-OUTPUT SECTION.

FILE-CONTROL.

SELECT EMP-FILE ASSIGN TO "EMPFILE"

ORGANIZATION IS INDEXED

ACCESS MODE IS DYNAMIC

RECORD KEY IS EMP-CD

FILE STATUS IS EMP-STS.

DATA DIVISION.

FILE SECTION.

FD EMP-FILE.

01 EMP-REC.

03 EMP-CD PIC X(04).

03 EMP-NAME PIC X(20).

03 EMP-DPT-CD PIC X(02).

03 EMP-ENT-DATE PIC 9(08).

WORKING-STORAGE SECTION.

01 EMP-STS PIC 9(02).

01 DSP-REC.

03 DSP-CD PIC X(04).

03 FILLER PIC X.

03 DSP-NAME PIC X(20).

03 FILLER PIC XX.

03 DSP-DPT-CD PIC X(02).

03 FILLER PIC X.

03 DSP-ENT-DATE PIC 9999/99/99.

PROCEDURE DIVISION.

MAIN-CONTROL SECTION.

MAIN-000.

OPEN INPUT EMP-FILE.

DISPLAY "*** Employee List ***".

DISPLAY "ID Employee Name Dpt Enter date".

DISPLAY "---- -------------------- --- ----------".

PERFORM UNTIL (EMP-STS NOT = ZERO)

READ EMP-FILE NEXT

AT END

DISPLAY "EOF"

NOT AT END

MOVE EMP-CD TO DSP-CD

MOVE EMP-NAME TO DSP-NAME

MOVE EMP-DPT-CD TO DSP-DPT-CD

MOVE EMP-ENT-DATE TO DSP-ENT-DATE

DISPLAY DSP-REC

END-READ

END-PERFORM.

CLOSE EMP-FILE.

MAIN-900.

STOP RUN.

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図9　「EMPSEARCH.cbl」ファイルに記述するコード

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       IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. EMPSEARCH.
       DATA DIVISION.
       WORKING-STORAGE SECTION.
       01  WK-AREA.
         03  WK-CD        PIC X(04).
         03  WK-NAME      PIC X(20).
         03  WK-DPT-CD    PIC X(02).
         03  WK-ENT-DATE  PIC 9(08).
         03  WK-RETURN    PIC 9(01).
       PROCEDURE DIVISION.
       MAIN-RTN.
           DISPLAY "*** Employee Search ***".
           DISPLAY "Code:     : " NO ADVANCING.
           ACCEPT  WK-CD.
           CALL   "EMPREAD" USING WK-CD, WK-NAME, WK-DPT-CD,
                                  WK-ENT-DATE, WK-RETURN.
           IF WK-RETURN = ZERO
              DISPLAY "Name      : " WK-NAME
              DISPLAY "Dept code : " WK-DPT-CD
              DISPLAY "Enter date: " WK-ENT-DATE
           ELSE
              DISPLAY "Employee not found!"
           END-IF.
       MAIN-EXIT.
           STOP RUN.
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IDENTIFICATION DIVISION.

PROGRAM-ID. EMPSEARCH.

DATA DIVISION.

WORKING-STORAGE SECTION.

01 WK-AREA.

03 WK-CD PIC X(04).

03 WK-NAME PIC X(20).

03 WK-DPT-CD PIC X(02).

03 WK-ENT-DATE PIC 9(08).

03 WK-RETURN PIC 9(01).

PROCEDURE DIVISION.

MAIN-RTN.

DISPLAY "*** Employee Search ***".

DISPLAY "Code: : " NO ADVANCING.

ACCEPT WK-CD.

CALL "EMPREAD" USING WK-CD, WK-NAME, WK-DPT-CD,

WK-ENT-DATE, WK-RETURN.

IF WK-RETURN = ZERO

DISPLAY "Name : " WK-NAME

DISPLAY "Dept code : " WK-DPT-CD

DISPLAY "Enter date: " WK-ENT-DATE

ELSE

DISPLAY "Employee not found!"

END-IF.

MAIN-EXIT.

STOP RUN.

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図10　「EMPREAD.cbl」ファイルに記述するコード

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7
       IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. EMPREAD.
       ENVIRONMENT DIVISION.
       INPUT-OUTPUT SECTION.
       FILE-CONTROL.
           SELECT EMP-FILE ASSIGN TO "EMPFILE"
                  ORGANIZATION IS INDEXED
                  ACCESS MODE  IS  DYNAMIC
                  RECORD KEY   IS  EMP-CD
                  FILE STATUS  IS  EMP-STS.
       DATA DIVISION.
       FILE SECTION.
       FD  EMP-FILE.
       01  EMP-REC.
           03  EMP-CD         PIC X(04).
           03  EMP-NAME       PIC X(20).
           03  EMP-DPT-CD     PIC X(02).
           03  EMP-ENT-DATE   PIC 9(08).
       WORKING-STORAGE SECTION.
       01  EMP-STS            PIC  9(02).
       LINKAGE SECTION.
       01  LK-CD              PIC X(04).
       01  LK-NAME            PIC X(20).
       01  LK-DPT-CD          PIC X(02).
       01  LK-ENT-DATE        PIC 9(08).
       01  LK-RETURN          PIC 9(01).
       PROCEDURE DIVISION     USING     LK-CD, LK-NAME, LK-DPT-CD,
                                        LK-ENT-DATE, LK-RETURN.
       MAIN-CONTROL SECTION.
       MAIN-000.
           INITIALIZE EMP-REC.
           MOVE  ZERO         TO   LK-RETURN.
           OPEN  INPUT EMP-FILE.
           MOVE  LK-CD        TO   EMP-CD.
           READ  EMP-FILE KEY IS   EMP-CD
             INVALID KEY
                 MOVE  1      TO   LK-RETURN
           END-READ.
           MOVE  EMP-NAME     TO   LK-NAME.
           MOVE  EMP-DPT-CD   TO   LK-DPT-CD.
           MOVE  EMP-ENT-DATE TO   LK-ENT-DATE.
           CLOSE EMP-FILE.
       MAIN-900.
           EXIT PROGRAM.
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IDENTIFICATION DIVISION.

PROGRAM-ID. EMPREAD.

ENVIRONMENT DIVISION.

INPUT-OUTPUT SECTION.

FILE-CONTROL.

SELECT EMP-FILE ASSIGN TO "EMPFILE"

ORGANIZATION IS INDEXED

ACCESS MODE IS DYNAMIC

RECORD KEY IS EMP-CD

FILE STATUS IS EMP-STS.

DATA DIVISION.

FILE SECTION.

FD EMP-FILE.

01 EMP-REC.

03 EMP-CD PIC X(04).

03 EMP-NAME PIC X(20).

03 EMP-DPT-CD PIC X(02).

03 EMP-ENT-DATE PIC 9(08).

WORKING-STORAGE SECTION.

01 EMP-STS PIC 9(02).

LINKAGE SECTION.

01 LK-CD PIC X(04).

01 LK-NAME PIC X(20).

01 LK-DPT-CD PIC X(02).

01 LK-ENT-DATE PIC 9(08).

01 LK-RETURN PIC 9(01).

PROCEDURE DIVISION USING LK-CD, LK-NAME, LK-DPT-CD,

LK-ENT-DATE, LK-RETURN.

MAIN-CONTROL SECTION.

MAIN-000.

INITIALIZE EMP-REC.

MOVE ZERO TO LK-RETURN.

OPEN INPUT EMP-FILE.

MOVE LK-CD TO EMP-CD.

READ EMP-FILE KEY IS EMP-CD

INVALID KEY

MOVE 1 TO LK-RETURN

END-READ.

MOVE EMP-NAME TO LK-NAME.

MOVE EMP-DPT-CD TO LK-DPT-CD.

MOVE EMP-ENT-DATE TO LK-ENT-DATE.

CLOSE EMP-FILE.

MAIN-900.

EXIT PROGRAM.

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図11　「EmpSearchDemo.java」ファイルに記述するコード

import jp.osscons.opensourcecobol.libcobj.ui.*;

public class EmpSearchDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        EMPREAD prog = new EMPREAD();
        CobolResultSet rs = prog.execute("0011", "", "", 0, 0);
        System.out.println("*** Employee Search from Java ***");
        System.out.println("Code      : " + rs.getString(1));
        System.out.println("Name      : " + rs.getString(2));
        System.out.println("Dept code : " + rs.getString(3));
        System.out.println("Enter date: " + rs.getInt(4));
    }
}

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import jp.osscons.opensourcecobol.libcobj.ui.*;

public class EmpSearchDemo {

public static void main(String[] args) throws Exception {

EMPREAD prog = new EMPREAD();

CobolResultSet rs = prog.execute("0011", "", "", 0, 0);

System.out.println("*** Employee Search from Java ***");

System.out.println("Code : " + rs.getString(1));

System.out.println("Name : " + rs.getString(2));

System.out.println("Dept code : " + rs.getString(3));

System.out.println("Enter date: " + rs.getInt(4));

}

特集1 Markdown入門ガイド（Vol.86記載）

投稿日：2023.09.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：藤原由来

本特集では、文書の装飾や構造付けを手軽に実施できる記法「Markdown」について解説します。Markdownを使うと、テキストファイルでレポートやスライド、書籍などを作成でき、GitHubなどの各種Webサービスでの投稿やコミュニケーションがより便利になります。

シェルスクリプトマガジン Vol.86は以下のリンク先でご購入できます。

図2　Markdownの記述内容

# カレーの作り方

おいしいカレーを作りましょう。

## 材料

- カレールー
- 牛肉
- 野菜
- サラダ油
- 水

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# カレーの作り方

おいしいカレーを作りましょう。

## 材料

- カレールー

- 牛肉

- 野菜

- サラダ油

- 水

図19　Markdownテキストの例

#␣カレーの作り方

おいしいカレーを作りましょう。

##␣材料

-␣カレールー
-␣牛肉
-␣野菜
-␣サラダ油
-␣水

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#␣カレーの作り方

おいしいカレーを作りましょう。

##␣材料

-␣カレールー

-␣牛肉

-␣野菜

-␣サラダ油

-␣水

図46　MarpによるスライドのMarkdownテキスト例

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marp: true
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# カレーの作り方

おいしいカレーを作りましょう。

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# 材料

- カレールー
- 牛肉
- 野菜
- サラダ油
- 水

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marp: true

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# カレーの作り方

おいしいカレーを作りましょう。

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# 材料

- カレールー

- 牛肉

- 野菜

- サラダ油

- 水

シェルスクリプトマガジンvol.86 Web掲載記事まとめ

投稿日：2023.09.25　｜　カテゴリー：　コード

004　レポート　Python in Excelの開発版登場
005　レポート　iPhone 15シリーズを発表
006　製品レビュー　電子小物「koko Tag（ココタグ）」
007　NEWS FLASH
008　特集1　Markdown入門ガイド/藤原由来　コード掲載
024　特集2　最新COBOL入門/比毛寛之　コード掲載
034　特別企画　CMSのPlone/酒井忠臣、烈
046　Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作/米田聡　コード掲載
050　CMS/桑原滝弥、イケヤシロウ
052　Pythonあれこれ/飯尾淳　コード掲載
057　Hello Nogyo!
058　中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一
062　法林浩之のFIGHTING TALKS/法林浩之
064　香川大学SLPからお届け！/石上椋一　コード掲載
072　行動経済学と心理学で円滑に業務を遂行/請園正敏
076　タイ語から分かる現地生活/つじみき
082　Linux定番エディタ入門/大津真
088　ユニケージ通信/田渕智也、高橋未来哉　コード掲載
091　Techパズル/gori.sh
093　コラム「ユニケージアーキテクチャ」/シェル魔人

Vol.86

投稿日：2023.09.25　｜　カテゴリー：　バックナンバー

　多くのエンジニアがドキュメントを書くときによく用いているのが、マークアップ言語「Markdown」です。Markdownでは、テキスト記述によって文書の装飾や構造付けを手軽に行えます。
　特集1では、このMarkdownの書き方を初心者にも分かりやすく紹介します。コードエディタのVisual Studio Code上でMarkdownの記述を試しながら、読み進められます。Markdownの基本から活用法まで、自分のものにしてください。
　特集2では、メインフレームなどのレガシー環境で使われてきたプログラミング言語「COBOL」を解説しています。現在もCOBOL技術者に対する需要はあります。また、オープンソースソフトウエアとしてCOBOLのコンパイラは進化を続けています。業務システムに携わる機会があるエンジニアや、システム部門の人に、この特集2はお薦めです。
　特別企画では、オープンソースのコンテンツ管理システム「Plone」を紹介しています。Ploneは、プログラミング言語のPythonと、コンテンツ管理フレームワークのZopeを用いて開発されています。WordPressのような手軽さよりも大規模サイトで動かすことを目的としたPloneを、この機会に知ってください。
　このほか、レポートでは、表計算ソフトのMicrosoft ExcelでPythonコードを実行可能にする、開発中の「Python in Excel」を紹介しています。
　今回も読み応え十分のシェルスクリプトマガジン Vol.86。お見逃しなく!

※記事掲載のコードはこちら。記事の補足情報はこちら

※読者アンケートはこちら

Vol.86 補足情報

投稿日：2023.09.25　｜　カテゴリー：　コード

訂正・補足情報はありません。
情報は随時更新致します。

香川大学SLPからお届け！（Vol.85掲載）

投稿日：2023.07.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：谷知紘

　今回は、C言語を用いて作成した、コンピュータと対戦できるリバーシを紹介します。あまり強くはありませんが、きちんとコンピュータが相手をしてくれます。C99以降の規格に対応するCコンパイラと標準Cライブラリがあれば、環境を問わずに動作するプログラムになっていますので、皆さんもコンパイルして楽しんでください。

シェルスクリプトマガジン Vol.85は以下のリンク先でご購入できます。

図5　盤面の生成用コード

//盤面 空白(0) 黒(-1) 白(1) 番兵(2)
int board[10][10] = {0};
//スコアを格納する配列
int weightdata[10][10] = {
  {0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0},
  {0, 30,-12,  0, -1, -1,  0,-12, 30,  0},
  {0,-12,-15, -3, -3, -3, -3,-15,-12,  0},
  {0,  0, -3,  0, -1, -1,  0, -3,  0,  0},
  {0, -1, -3, -1, -1, -1, -1, -3, -1,  0},
  {0, -1, -3, -1, -1, -1, -1, -3, -1,  0},
  {0,  0, -3,  0, -1, -1,  0, -3,  0,  0},
  {0,-12,-15, -3, -3, -3, -3,-15,-12,  0},
  {0, 30,-12,  0, -1, -1,  0,-12, 30,  0},
  {0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0}
};
//盤面の生成
void make_board(){
  //番兵
  for(int i = 0; i < 10; i++){
    board[0][i] = 2;
    board[9][i] = 2;
    board[i][0] = 2;
    board[i][9] = 2;
  }
  //初期配置する石
  board[4][4] = 1;
  board[5][5] = 1;
  board[4][5] = -1;
  board[5][4] = -1;
}

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//盤面空白(0) 黒(-1) 白(1) 番兵(2)

int board[10][10] = {0};

//スコアを格納する配列

int weightdata[10][10] = {

{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},

{0, 30,-12, 0, -1, -1, 0,-12, 30, 0},

{0,-12,-15, -3, -3, -3, -3,-15,-12, 0},

{0, 0, -3, 0, -1, -1, 0, -3, 0, 0},

{0, -1, -3, -1, -1, -1, -1, -3, -1, 0},

{0, 0, -3, 0, -1, -1, 0, -3, 0, 0},

{0,-12,-15, -3, -3, -3, -3,-15,-12, 0},

{0, 30,-12, 0, -1, -1, 0,-12, 30, 0},

{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}

};

//盤面の生成

void make_board(){

//番兵

for(int i = 0; i < 10; i++){

board[0][i] = 2;

board[9][i] = 2;

board[i][0] = 2;

board[i][9] = 2;

}

//初期配置する石

board[4][4] = 1;

board[5][5] = 1;

board[4][5] = -1;

board[5][4] = -1;

}

図6　check_plc()関数のコード

//指定したマスに石を置けるかどうかを判定する関数
bool check_plc(int i, int j, int now_board[10][10]){
  //マスが空かどうか
  if(board[i][j] == 0){
    //全方向を探索
    for(int dir_i = -1; dir_i < 2; dir_i++){
      for(int dir_j = -1; dir_j < 2; dir_j++){
        if(check_dir(i,j,dir_i,dir_j,now_board)){
          //配置可能であればtrueを返す
          return true;
        }
      }
    }
  }
  return false;
}

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//指定したマスに石を置けるかどうかを判定する関数

bool check_plc(int i, int j, int now_board[10][10]){

//マスが空かどうか

if(board[i][j] == 0){

//全方向を探索

for(int dir_i = -1; dir_i < 2; dir_i++){

for(int dir_j = -1; dir_j < 2; dir_j++){

if(check_dir(i,j,dir_i,dir_j,now_board)){

//配置可能であればtrueを返す

return true;

}

return false;

}

図8　check_dir()関数のコード

//指定方向に何個の石を挟めるかを調べる関数
int check_dir(int i, int j,
              int dir_i, int dir_j,
              int now_board[10][10]){
  //指定方向に相手の石がある場合は次のマスを探索
  int times = 1;
  while(now_board[i+dir_i*times][j+dir_j*times] == player*-1){
    times++;
  }
  //指定方向の最後に自分の石がある場合
  if(now_board[i+dir_i*times][j+dir_j*times] == player){
    //指定方向に相手の石が何個あるかを返す
    return times-1;
  }
  //指定方向の最後に自分の石がなければ0を返す
  return 0;
}

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//指定方向に何個の石を挟めるかを調べる関数

int check_dir(int i, int j,

int dir_i, int dir_j,

int now_board[10][10]){

//指定方向に相手の石がある場合は次のマスを探索

int times = 1;

while(now_board[i+dir_i*times][j+dir_j*times] == player*-1){

times++;

}

//指定方向の最後に自分の石がある場合

if(now_board[i+dir_i*times][j+dir_j*times] == player){

//指定方向に相手の石が何個あるかを返す

return times-1;

}

//指定方向の最後に自分の石がなければ0を返す

return 0;

}

図9　place_stn()関数のコード

//指定したマスに石を配置して、挟んだ石を自分の石にする関数
void place_stn(int i, int j, int now_board[10][10]){
  //全方向を調査
  for(int dir_i = -1; dir_i < 2; dir_i++){
    for(int dir_j = -1; dir_j < 2; dir_j++){
      //挟んだ石の数
      int change_num = check_dir(i,j,dir_i,dir_j,now_board);
      //挟んだ石の数だけ自分の石に変更
      for(int k = 1; k < change_num+1; k++){
        now_board[i+dir_i*k][j+dir_j*k] = player;
      }
    }
  }
  //指定したマスに自分の石を配置
  now_board[i][j] = player;
}

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//指定したマスに石を配置して、挟んだ石を自分の石にする関数

void place_stn(int i, int j, int now_board[10][10]){

//全方向を調査

for(int dir_i = -1; dir_i < 2; dir_i++){

for(int dir_j = -1; dir_j < 2; dir_j++){

//挟んだ石の数

int change_num = check_dir(i,j,dir_i,dir_j,now_board);

//挟んだ石の数だけ自分の石に変更

for(int k = 1; k < change_num+1; k++){

now_board[i+dir_i*k][j+dir_j*k] = player;

}

//指定したマスに自分の石を配置

now_board[i][j] = player;

}

図10　think()関数のコード

//コンピュータの手番で呼び出される関数
void think(){
  //ハイスコアの初期化
  int hightscore = -1000;
  int px, py;
  for(int y = 0; y < 10; y++){
    for(int x = 0; x < 10; x++){
      //石を置けない場合はスキップ
      if(!check_plc(y, x, board)){
        continue;
      }
      int tmpdata[10][10] = {0};
      //盤面データをコピーした仮の盤面を作成
      copydata(tmpdata);
      //仮の盤面に石を置く
      place_stn(y, x, tmpdata);
      //総スコアを計算する
      int score = calcweight(tmpdata);
      //ハイスコアよりも総スコアが良ければ更新する
      if(score > hightscore){
        hightscore = score;
        px = x; py = y;
      }
    }
  }
  //総スコアが最大のマスに石を置く
  place_stn(py, px, board);
  printf("ＰＣは(x , y) = (%d , %d)に置きました\n",
         px, py); 
}

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//コンピュータの手番で呼び出される関数

void think(){

//ハイスコアの初期化

int hightscore = -1000;

int px, py;

for(int y = 0; y < 10; y++){

for(int x = 0; x < 10; x++){

//石を置けない場合はスキップ

if(!check_plc(y, x, board)){

continue;

}

int tmpdata[10][10] = {0};

//盤面データをコピーした仮の盤面を作成

copydata(tmpdata);

//仮の盤面に石を置く

place_stn(y, x, tmpdata);

//総スコアを計算する

int score = calcweight(tmpdata);

//ハイスコアよりも総スコアが良ければ更新する

if(score > hightscore){

hightscore = score;

px = x; py = y;

}

//総スコアが最大のマスに石を置く

place_stn(py, px, board);

printf("ＰＣは(x , y) = (%d , %d)に置きました\n",

px, py);

}

図11　copydata()関数のコード

//盤面データをコピーする関数
void copydata(int tmpdata[10][10]){
  for(int y = 0; y < 10; y++){
    for(int x = 0; x < 10; x++){
      tmpdata[y][x] = board[y][x];
    }
  }
}

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//盤面データをコピーする関数

void copydata(int tmpdata[10][10]){

for(int y = 0; y < 10; y++){

for(int x = 0; x < 10; x++){

tmpdata[y][x] = board[y][x];

}

図12　calcweight()関数のコード

//総スコアを計算する関数
int calcweight(int tmpdata[10][10]){
  int score = 0;
  for(int y = 0; y < 10; y++){
    for(int x = 0; x < 10; x++){
      //番兵はスキップ
      if(tmpdata[y][x] == 2){
        continue;
      }
      //自分の石がある場所のスコアを足す
      if(tmpdata[y][x] == 1){
        score += weightdata[y][x];
      }
    }
  }
  return score;
}

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//総スコアを計算する関数

int calcweight(int tmpdata[10][10]){

int score = 0;

for(int y = 0; y < 10; y++){

for(int x = 0; x < 10; x++){

//番兵はスキップ

if(tmpdata[y][x] == 2){

continue;

}

//自分の石がある場所のスコアを足す

if(tmpdata[y][x] == 1){

score += weightdata[y][x];

}

return score;

}

Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作（Vol.85掲載）

投稿日：2023.07.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：米田聡

本連載では、人気のマイコンボード「Raspberry Pi Pico W/WH」を活用していきます。同ボードは、無線LANやBluetoothの通信機能を搭載し、入手しやすく、価格も手頃なので、IoT機器を自作するのに最適なハードウエアです。第1回は、プログラムの開発環境を構築します。

シェルスクリプトマガジン Vol.85は以下のリンク先でご購入できます。

図17　初期化プログラム（boot.py）

import sys
import time
import network
import ntptime
from machine import RTC

SSID='your_ssid'
PASS='your_passphrase'

IFCONFIG=('192.168.1.80', '255.255.255.0', '192.168.1.1', '192.168.1.1')

def wifi_connect(ssid, passkey, timeout=20):
    conn = network.WLAN(network.STA_IF)
    if conn.isconnected():
        return conn
    
    conn.active(True)
    conn.connect(ssid, passkey)

    while not conn.isconnected() and timeout > 0:
        time.sleep(1)
        timeout -= 1
    if conn.isconnected():
        return conn
    else:
        return None

conn = wifi_connect(SSID, PASS)
if conn is None:
    print('Can not connect to ' + SSID)
else:
    conn.ifconfig(IFCONFIG)
    print('Connect to ' + SSID)
    # 日時設定
    rtc = RTC()
    ntptime.host = 'ntp.nict.jp'
    now = time.localtime(ntptime.time() + 9 * 60 * 60)
    rtc.datetime((now[0], now[1], now[2], now[6], now[3], now[4], now[5], 0))
    now = rtc.datetime()
    print("%04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d" %(now[0], now[1], now[2], now[4], now[5], now[6]))

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import sys

import time

import network

import ntptime

from machine import RTC

SSID='your_ssid'

PASS='your_passphrase'

IFCONFIG=('192.168.1.80', '255.255.255.0', '192.168.1.1', '192.168.1.1')

def wifi_connect(ssid, passkey, timeout=20):

conn = network.WLAN(network.STA_IF)

if conn.isconnected():

return conn

conn.active(True)

conn.connect(ssid, passkey)

while not conn.isconnected() and timeout > 0:

time.sleep(1)

timeout -= 1

if conn.isconnected():

return conn

else:

return None

conn = wifi_connect(SSID, PASS)

if conn is None:

print('Can not connect to ' + SSID)

else:

conn.ifconfig(IFCONFIG)

print('Connect to ' + SSID)

# 日時設定

rtc = RTC()

ntptime.host = 'ntp.nict.jp'

now = time.localtime(ntptime.time() + 9 * 60 * 60)

rtc.datetime((now[0], now[1], now[2], now[6], now[3], now[4], now[5], 0))

now = rtc.datetime()

print("%04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d" %(now[0], now[1], now[2], now[4], now[5], now[6]))

図18　簡易ネットワークサーバー（main.py）

import usocket as socket
import network
import time

html = '''
<html>
    <head><title>Pico W</title></head>
    <body>
        <h1>Welcome to Pico W</h1>
    </body>
</html>
'''

sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.bind(('', 80))
sock.listen(4)

while True:
    conn, addr = sock.accept()
    print('Connect from %s'  %(str(addr)));
    req = conn.recv(1024).decode()
    
    if not req.startswith('GET / HTTP/1.1'):
        conn.send('HTTP/1.1 404 Not Found\r\n')
        conn.close()
    else:
        conn.send('HTTP/1.1 200 OK\r\n')
        conn.send('Content-Type: text/html\r\n')
        conn.send('Connection: close\r\n\r\n')
        conn.sendall(html)
        conn.close()

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import usocket as socket

import network

import time

html = '''

<html>

<body>

<h1>Welcome to Pico W</h1>

</body>

</html>

'''

sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

sock.bind(('', 80))

sock.listen(4)

while True:

conn, addr = sock.accept()

print('Connect from %s' %(str(addr)));

req = conn.recv(1024).decode()

if not req.startswith('GET / HTTP/1.1'):

conn.send('HTTP/1.1 404 Not Found\r\n')

conn.close()

else:

conn.send('HTTP/1.1 200 OK\r\n')

conn.send('Content-Type: text/html\r\n')

conn.send('Connection: close\r\n\r\n')

conn.sendall(html)

conn.close()

シェルスクリプトマガジンvol.85 Web掲載記事まとめ

投稿日：2023.07.25　｜　カテゴリー：　コード

004　レポート　Wasm向けPOSIX互換ライブラリ「WASIX」
005　レポート　手のひらネットワーク機器
006　製品レビュー　ロボット「NICOBO（ニコボ）」
007　NEWS FLASH
008　特集1　ゆっくりMovieMaker4で映像制作　準備編/ふる（FuruyamD）
015　Hello Nogyo!
016　特集2　ZabbixのAWS監視機能を使ってみよう/寺島広大、渡邊隼人、水谷和弘、狩俣樹
026　特集3 ChatGPTで注目の対話型AI/三沢友治
034　特別企画　成功するアジャイル開発/奥村剛史
044　Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作/米田聡　コード掲載
054　Pythonあれこれ/飯尾淳
060　行動経済学と心理学で円滑に業務を遂行/請園正敏
064　中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一
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076　法林浩之のFIGHTING TALKS/法林浩之
078　香川大学SLPからお届け！/谷知紘　コード掲載
084　Linux定番エディタ入門/大津真
091　ユニケージ通信/田渕智也、高橋未来哉
096　Techパズル/gori.sh
097　コラム「ユニケージはデータ移行も得意」/シェル魔人

Vol.85

投稿日：2023.07.25　｜　カテゴリー：　バックナンバー

　動画投稿・共有サイト「YouTube」には、「ゆっくりしていってね！！！」というフレーズで始まる、「ゆっくり実況」や「ゆっくり解説」と呼ばれる動画が数多くあります。同動画は、憎たらしくもかわいい2人のキャラクタが会話をしながらゲーム実況や各種解説をする人気のコンテンツです。
　特集1では、無料の動画編集ソフト「ゆっくりMovieMaker4」と、キャラクタ素材「ゆっくり立ち絵」を用いて「ゆっくり実況」や「ゆっくり解説」の動画を作成する方法を数回の分けて紹介します。今回はその準備編です。
　特集2では、ネットワークやサーバーを監視するためのオープンソース監視ソフト「Zabbix」を解説します。最新版ではオンプレミス環境だけでなく、クラウド環境での監視も可能です。よって、特集1の後半では、人気のクラウドサービス「Amazon Web Services」（AWS）上でZabbixを稼働・監視する方法を紹介します。
　特集3では、話題のAIチャット「ChatGPT」が用いている大規模言語モデル「GPT」を使いこなすための「プロンプトエンジニアリング」を解説します。プロンプトエンジニアリングによりどうやったら期待する応答が得られるのかを、Bing Chatで試しながら紹介します。
　特別企画では、ソフトウエアやシステムの開発手法である「アジャイル開発」に焦点を当てました。アジャイル開発を導入しても成功していない企業は多数あります。失敗の原因は何か、どうすれば成功するのかを「アジャイルソフトウエア開発宣言」から解説していきます。
　このほか、新連載として「Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作」が始まりました。安価で入手しやすいラズパイを使ってIoT（モノのインターネット）機器などを製作していきます。
　今回も読み応え十分のシェルスクリプトマガジン Vol.85。お見逃しなく!

※記事掲載のコードはこちら。記事の補足情報はこちら

※読者アンケートはこちら

Vol.85 補足情報

投稿日：2023.07.20　｜　カテゴリー：　コード

特集1　ゆっくりMovieMaker4で映像制作　準備編

p.12の表1の一番下の行にある「00d.png」は「00e.png」の誤りです。お詫びして訂正いたします。

特集2　ZabbixのAWS監視機能を使ってみよう

　p.18に記した「後述するAWS用のテンプレートの利用を含め、すべてAWSの無料利用枠で試せる」という情報は誤りでした。正しくは、AWS用のテンプレート利用時には、CloudWatchからGetMetricData APIでメトリクスを取得する料金がかかります。料金は、メトリクス1000件当たり0.01ドルです。お詫びして訂正いたします。なお、Kindle版とPDF版（定期購読特典）は修正済みです。

情報は随時更新致します。

Linux定番エディタ入門（Vol.84掲載）

投稿日：2023.05.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：大津真

文章の作成やプログラミングに欠かせないのがテキストエディタ（以下、エディタ）です。この連載では、Linuxで利用できる定番エディタの特徴と使い方を解説していきます。第1回に取り上げるのは、CU（I Character User Interface）環境で利用できるシンプルで扱いやすい「GNU nano」です。

シェルスクリプトマガジン Vol.84は以下のリンク先でご購入できます。

図12　nanoの設定ファイル「~/.nanorc」の記述例

# バックアップファイルを作成
set backup 
# 各行の左に行番号を表示
set linenumbers
# 文字列検索時に大文字小文字を区別
set casesensitive
# 長い行を画面の右端で折り返す 
set softwrap
# オートインデント
set autoindent
# タブサイズを「4」に（デフォルトは「8」）
set tabsize 4
# マウスのサポートを有効に
set mouse

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# バックアップファイルを作成

set backup

# 各行の左に行番号を表示

set linenumbers

# 文字列検索時に大文字小文字を区別

set casesensitive

# 長い行を画面の右端で折り返す

set softwrap

# オートインデント

set autoindent

# タブサイズを「4」に（デフォルトは「8」）

set tabsize 4

# マウスのサポートを有効に

set mouse

AWKでデジタル信号処理（Vol.84掲載）

投稿日：2023.05.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：斉藤博文

プログラミング言語「AWK」は、データストリーム（データの流れ）を逐次処理するのに適しています。本連載では、電子回路の分野でその特徴を生かし、シェルスクリプトを組み合わせてデジタル信号を処理します。最終回は前回の続きとして、心電図データの解析について解説します。

シェルスクリプトマガジン Vol.84は以下のリンク先でご購入できます。

図5　ecg.awk内のlpf()関数

# low pass filter
function lpf(arr_x, arr_y, idx_x, idx_y, ord, len_x, len_y,     _ret, _gain) {
    _ret = 0.0;
    _gain = 1.0 / (ord * ord);

    _ret += 2.0 * get_buffer(arr_y, idx_y - 1, len_y);
    _ret -= 1.0 * get_buffer(arr_y, idx_y - 2, len_y);
    _ret += 1.0 * _gain * arr_x[idx_x];
    _ret -= 2.0 * _gain * get_buffer(arr_x, idx_x - ord, len_x);
    _ret += 1.0 * _gain * get_buffer(arr_x, idx_x - 2 * ord, len_x);

    return _ret;
}

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# low pass filter

function lpf(arr_x, arr_y, idx_x, idx_y, ord, len_x, len_y, _ret, _gain) {

_ret = 0.0;

_gain = 1.0 / (ord * ord);

_ret += 2.0 * get_buffer(arr_y, idx_y - 1, len_y);

_ret -= 1.0 * get_buffer(arr_y, idx_y - 2, len_y);

_ret += 1.0 * _gain * arr_x[idx_x];

_ret -= 2.0 * _gain * get_buffer(arr_x, idx_x - ord, len_x);

_ret += 1.0 * _gain * get_buffer(arr_x, idx_x - 2 * ord, len_x);

return _ret;

}

図6　ecg.awk内の最終結果を出力するprintf()文で群遅延を補正

    # print results
    printf("%f,%f,%f,%f,%f,%f,%f,%f\n",
            get_buffer( \
                    arr_data_raw,
                    idx_data - (val_gd_lpf + val_gd_hpf + val_gd_dif + val_gd_sma) - 2 * val_fs,
                    len_data),
            get_buffer( \
                    arr_data_lpf,
                    idx_data - (val_gd_hpf + val_gd_dif + val_gd_sma) - 2 * val_fs,
                    len_data),
            get_buffer( \
                    arr_data_hpf,
                    idx_data - (val_gd_dif + val_gd_sma) - 2 * val_fs,
                    len_data),
            get_buffer( \
                    arr_data_dif,
                    idx_data - val_gd_sma - 2 * val_fs,
                    len_data),
            get_buffer( \
                    arr_data_squ,
                    idx_data - val_gd_sma - 2 * val_fs,
                    len_data),
            get_buffer( \
                    arr_data_sma,
                    idx_data - 2 * val_fs,
                    len_data),
            cnt_rri_curr * 0.005 * 1000,
            get_buffer( \
                    arr_data_flg,
                    idx_data - (val_gd_dif + val_gd_sma) - 2 * val_fs,
                    len_data));
}

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# print results

printf("%f,%f,%f,%f,%f,%f,%f,%f\n",

get_buffer( \

arr_data_raw,

idx_data - (val_gd_lpf + val_gd_hpf + val_gd_dif + val_gd_sma) - 2 * val_fs,

len_data),

get_buffer( \

arr_data_lpf,

idx_data - (val_gd_hpf + val_gd_dif + val_gd_sma) - 2 * val_fs,

len_data),

get_buffer( \

arr_data_hpf,

idx_data - (val_gd_dif + val_gd_sma) - 2 * val_fs,

len_data),

get_buffer( \

arr_data_dif,

idx_data - val_gd_sma - 2 * val_fs,

len_data),

get_buffer( \

arr_data_squ,

idx_data - val_gd_sma - 2 * val_fs,

len_data),

get_buffer( \

arr_data_sma,

idx_data - 2 * val_fs,

len_data),

cnt_rri_curr * 0.005 * 1000,

get_buffer( \

arr_data_flg,

idx_data - (val_gd_dif + val_gd_sma) - 2 * val_fs,

len_data));

}

図12　ecg.awk内のしきい値（val_data_sma_threshold）を設定している箇所

# update threshold every interval
if (num_data % tap_interval == 0) {
    val_data_sma_threshold = val_data_sma_max * val_peak_rate;
    val_data_sma_max = 0;
} else {
    if (val_data_sma_max < arr_data_sma[idx_data]) {
        val_data_sma_max = arr_data_sma[idx_data];
    }
}

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# update threshold every interval

if (num_data % tap_interval == 0) {

val_data_sma_threshold = val_data_sma_max * val_peak_rate;

val_data_sma_max = 0;

} else {

if (val_data_sma_max < arr_data_sma[idx_data]) {

val_data_sma_max = arr_data_sma[idx_data];

}

図13　ecg.awk内のval_data_flgを「1」に設定している箇所

if (val_data_sma_curr > val_data_sma_threshold && val_data_sma_threshold >= val_data_sma_last) {
    val_data_hpf_max = 0;
    idx_data_hpf_max = 0;
    val_data_flg = 1;
}

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if (val_data_sma_curr > val_data_sma_threshold && val_data_sma_threshold >= val_data_sma_last) {

val_data_hpf_max = 0;

idx_data_hpf_max = 0;

val_data_flg = 1;

}

図14　ecg.awk内のidx_data_hpf_maxを求めている箇所

# search maximum index
if (val_data_flg == 1) {
    val_data_hpf_curr = get_buffer(arr_data_hpf, idx_data - (val_gd_dif + val_gd_sma), len_data);
    idx_data_hpf_curr = idx_data - (val_gd_dif + val_gd_sma);
    idx_data_hpf_curr = idx_data_hpf_curr >= 0 ? idx_data_hpf_curr : idx_data_hpf_curr + len_data;

    if (val_data_hpf_max < val_data_hpf_curr) {
        val_data_hpf_max = val_data_hpf_curr;
        idx_data_hpf_max = idx_data_hpf_curr;
    }
}

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# search maximum index

if (val_data_flg == 1) {

val_data_hpf_curr = get_buffer(arr_data_hpf, idx_data - (val_gd_dif + val_gd_sma), len_data);

idx_data_hpf_curr = idx_data - (val_gd_dif + val_gd_sma);

idx_data_hpf_curr = idx_data_hpf_curr >= 0 ? idx_data_hpf_curr : idx_data_hpf_curr + len_data;

if (val_data_hpf_max < val_data_hpf_curr) {

val_data_hpf_max = val_data_hpf_curr;

idx_data_hpf_max = idx_data_hpf_curr;

}

図15　ecg.awk内のarr_data_flg[idx_data_hpf_max]を「1」に設定している箇所

# end point to detect main peak
if (val_data_sma_curr < val_data_sma_threshold && val_data_sma_threshold <= val_data_sma_last) {
    arr_data_flg[idx_data_hpf_max] = 1;

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# end point to detect main peak

if (val_data_sma_curr < val_data_sma_threshold && val_data_sma_threshold <= val_data_sma_last) {

arr_data_flg[idx_data_hpf_max] = 1;

図18　ecg.awk内のRRIを求めている箇所

# calculate peak to peak interval
if (idx_data - idx_data_hpf_max >= 0) {
    cnt_peak_curr = num_data - (idx_data - idx_data_hpf_max);
} else {
    cnt_peak_curr = num_data - (idx_data - idx_data_hpf_max + len_data);
}

cnt_rri_curr = cnt_peak_curr - cnt_peak_last;
cnt_peak_last = cnt_peak_curr;

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# calculate peak to peak interval

if (idx_data - idx_data_hpf_max >= 0) {

cnt_peak_curr = num_data - (idx_data - idx_data_hpf_max);

} else {

cnt_peak_curr = num_data - (idx_data - idx_data_hpf_max + len_data);

}

cnt_rri_curr = cnt_peak_curr - cnt_peak_last;

cnt_peak_last = cnt_peak_curr;

香川大学SLPからお届け！（Vol.84掲載）

投稿日：2023.05.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：三井颯剛

SLPでは、Webページの公開などに使用しているサーバーを立て直す計画が進行中です。再建後のサーバーでは、「Traefik（トラフィック）」というコンテナ環境向けのリバースプロキシソフトウエアを採用する予定です。今回は、Dockerでサーバーコンテナを稼働させて、それに対するアクセスをTraefikで制御する場合を例に、Traefikの利用方法について紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.84は以下のリンク先でご購入できます。

図3　「docker-compose.yml」ファイルに記述する設定

services:
  reverse-proxy:
    image: traefik:latest
    restart: always
    ports:
      - "80:80"
    environment:
      - TZ=Asia/Tokyo
    volumes:
      - /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock
    command:
      - "--providers.docker.exposedbydefault=false"
      - "--entrypoints.web.address=:80"

  whoami:
    image: traefik/whoami
    labels:
      - "traefik.enable=true"
      - "traefik.http.routers.whoami.rule=PathPrefix(`/whoami`)"
      - "traefik.http.routers.whoami.entrypoints=web"

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services:

reverse-proxy:

image: traefik:latest

restart: always

ports:

- "80:80"

environment:

- TZ=Asia/Tokyo

volumes:

- /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock

command:

- "--providers.docker.exposedbydefault=false"

- "--entrypoints.web.address=:80"

whoami:

image: traefik/whoami

labels:

- "traefik.enable=true"

- "traefik.http.routers.whoami.rule=PathPrefix(`/whoami`)"

- "traefik.http.routers.whoami.entrypoints=web"

図6　ダッシュボードを有効にする場合の「docker-compose.yml」ファイルの記述

services:
  reverse-proxy:
    image: traefik:latest
    restart: always
    ports:
      - "80:80"
      - "8080:8080"
    environment:
      - TZ=Asia/Tokyo
    volumes:
      - /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock
    command:
      - "--providers.docker.exposedbydefault=false"
      - "--entrypoints.web.address=:80"
      - "--entrypoints.dashboard.address=:8080"
      - "--api.dashboard=true"
    labels:
      - "traefik.enable=true"
      - "traefik.http.routers.api.entrypoints=dashboard"
      - "traefik.http.routers.api.rule=Host(`localhost`)"
      - "traefik.http.routers.api.service=api@internal"

  whoami:
    image: traefik/whoami
    labels:
      - "traefik.enable=true"
      - "traefik.http.routers.whoami.rule=PathPrefix(`/whoami`)"
      - "traefik.http.routers.whoami.entrypoints=web"

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services:

reverse-proxy:

image: traefik:latest

restart: always

ports:

- "80:80"

- "8080:8080"

environment:

- TZ=Asia/Tokyo

volumes:

- /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock

command:

- "--providers.docker.exposedbydefault=false"

- "--entrypoints.web.address=:80"

- "--entrypoints.dashboard.address=:8080"

- "--api.dashboard=true"

labels:

- "traefik.enable=true"

- "traefik.http.routers.api.entrypoints=dashboard"

- "traefik.http.routers.api.rule=Host(`localhost`)"

- "traefik.http.routers.api.service=api@internal"

whoami:

image: traefik/whoami

labels:

- "traefik.enable=true"

- "traefik.http.routers.whoami.rule=PathPrefix(`/whoami`)"

- "traefik.http.routers.whoami.entrypoints=web"

図9　「traefik.yml」ファイルに記述する内容

providers:
  docker:
    exposedByDefault: false
entryPoints:
  web:
    address: ":80"
  dashboard:
    address: ":8080"
api:
  dashboard: true

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providers:

docker:

exposedByDefault: false

entryPoints:

web:

address: ":80"

dashboard:

address: ":8080"

api:

dashboard: true

図10　設定を分離した場合の「docker-compose.yml」ファイルの記述例

services:
  reverse-proxy:
    image: traefik:latest
    restart: always
    ports:
      - "80:80"
      - "8080:8080"
    environment:
      - TZ=Asia/Tokyo
    volumes:
      - /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock
      - ./traefik.yml:/etc/traefik/traefik.yml
    labels:
      - "traefik.enable=true"
      - "traefik.http.routers.api.entrypoints=dashboard"
      - "traefik.http.routers.api.rule=Host(`localhost`)"
      - "traefik.http.routers.api.service=api@internal"

  whoami:
    image: traefik/whoami
    labels:
      - "traefik.enable=true"
      - "traefik.http.routers.whoami.rule=PathPrefix(`/whoami`)"
      - "traefik.http.routers.whoami.entrypoints=web"
　　　- "traefik.http.services.myservice.loadbalancer.server.port=80"

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services:

reverse-proxy:

image: traefik:latest

restart: always

ports:

- "80:80"

- "8080:8080"

environment:

- TZ=Asia/Tokyo

volumes:

- /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock

- ./traefik.yml:/etc/traefik/traefik.yml

labels:

- "traefik.enable=true"

- "traefik.http.routers.api.entrypoints=dashboard"

- "traefik.http.routers.api.rule=Host(`localhost`)"

- "traefik.http.routers.api.service=api@internal"

whoami:

image: traefik/whoami

labels:

- "traefik.enable=true"

- "traefik.http.routers.whoami.rule=PathPrefix(`/whoami`)"

- "traefik.http.routers.whoami.entrypoints=web"

　　　- "traefik.http.services.myservice.loadbalancer.server.port=80"

中小企業手作りIT化奮戦記（Vol.84掲載）

投稿日：2023.05.25　｜　カテゴリー：　コード

筆者：菅雄一

自社サーバーからレンタルサーバーへの移行が世の流れだ。本連載の第58回「PHP+MySQL環境にシステムを移行」に書いたが、筆者の勤務先でも保守作業の軽減や故障回避のためにレンタルサーバーに移行する方針になった。2023年1月に、四苦八苦しながら顧客向けWeb検索システムを移行し、ようやくレンタルサーバーへの移行が一段落した。今回は、この難航した移行作業について書くことにする。

シェルスクリプトマガジン Vol.84は以下のリンク先でご購入できます。

図2　バックアップファイル内の文字コード設定を変更

--
-- PostgreSQL database dump
--

SET client_encoding = 'EUC';
SET standard_conforming_strings = off;
SET check_function_bodies = false;
SET client_min_messages = warning;
SET escape_string_warning = off;
（略）

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-- PostgreSQL database dump

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SET client_encoding = 'EUC';

SET standard_conforming_strings = off;

SET check_function_bodies = false;

SET client_min_messages = warning;

SET escape_string_warning = off;

（略）

Pythonあれこれ（Vol.84掲載）

投稿日：2023.05.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：飯尾淳

本連載では「Pythonを昔から使っているものの、それほど使いこなしてはいない」という筆者が、いろいろな日常業務をPythonで処理することで、立派な「蛇使い」に育つことを目指します。その過程を温
かく見守ってください。皆さんと共に勉強していきましょう。第14回では、話題のAIチャットボット「ChatGPT」を使ったPythonプログ「ラムの作成にチャレンジします。ChatGPTは、どの程度のプログラムを生成してくれるのでしょうか。

シェルスクリプトマガジン Vol.84は以下のリンク先でご購入できます。

図2　1回目にChatGPTが生成したPythonプログラム

import sys

if len(sys.argv) < 3:
    print("Usage: python program_name.py num1 num2")
else:
    num1 = float(sys.argv[1])
    num2 = float(sys.argv[2])
    result = num1 + num2
    print("Result:", result)

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import sys

if len(sys.argv) < 3:

print("Usage: python program_name.py num1 num2")

else:

num1 = float(sys.argv[1])

num2 = float(sys.argv[2])

result = num1 + num2

print("Result:", result)

図3　2回目にChatGPTが生成したPythonプログラム

import sys
from fractions import Fraction

if len(sys.argv) < 3:
    print("Usage: python program_name.py num1 num2")
else:
    try:
        num1 = float(sys.argv[1])
        num2 = float(sys.argv[2])
        if num1.is_integer() and num2.is_integer():
            num1, num2 = int(num1), int(num2)
        elif '/' in sys.argv[1] and '/' in sys.argv[2]:
            num1 = Fraction(sys.argv[1])
            num2 = Fraction(sys.argv[2])
        result = num1 + num2
        print("Result:", result)
    except ValueError:
        print("Please enter numbers only.")

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import sys

from fractions import Fraction

if len(sys.argv) < 3:

print("Usage: python program_name.py num1 num2")

else:

try:

num1 = float(sys.argv[1])

num2 = float(sys.argv[2])

if num1.is_integer() and num2.is_integer():

num1, num2 = int(num1), int(num2)

elif '/' in sys.argv[1] and '/' in sys.argv[2]:

num1 = Fraction(sys.argv[1])

num2 = Fraction(sys.argv[2])

result = num1 + num2

print("Result:", result)

except ValueError:

print("Please enter numbers only.")

図4　3回目にChatGPTが生成したPythonプログラム

import sys
from fractions import Fraction

if len(sys.argv) < 3:
    print("Usage: python program_name.py num1 num2")
else:
    try:
        num1 = 0
        if '/' in sys.argv[1]:
            num1 = Fraction(sys.argv[1])
        else:
            num1 = float(sys.argv[1])
        num2 = 0
        if '/' in sys.argv[2]:
            num2 = Fraction(sys.argv[2])
        else:
            num2 = float(sys.argv[2])
        result = num1 + num2
        print("Result:", result)
    except ValueError:
        print("Please enter numbers only.")

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import sys

from fractions import Fraction

if len(sys.argv) < 3:

print("Usage: python program_name.py num1 num2")

else:

try:

num1 = 0

if '/' in sys.argv[1]:

num1 = Fraction(sys.argv[1])

else:

num1 = float(sys.argv[1])

num2 = 0

if '/' in sys.argv[2]:

num2 = Fraction(sys.argv[2])

else:

num2 = float(sys.argv[2])

result = num1 + num2

print("Result:", result)

except ValueError:

print("Please enter numbers only.")

図5　4回目にChatGPTが生成したPythonプログラム

import sys
from fractions import Fraction

def check_arg_validity(arg):
    try:
        if '/' in arg:
            num = Fraction(arg)
        else:
            num = float(arg)
        return num
    except ValueError:
        return None

if len(sys.argv) < 3:
    print("Usage: python program_name.py num1 num2")
else:
    try:
        num1 = check_arg_validity(sys.argv[1])
        num2 = check_arg_validity(sys.argv[2])
        if num1 is None or num2 is None:
            print("Please enter numbers only.")
        else:
            result = num1 + num2
            print("Result:", result)

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import sys

from fractions import Fraction

def check_arg_validity(arg):

try:

if '/' in arg:

num = Fraction(arg)

else:

num = float(arg)

return num

except ValueError:

return None

if len(sys.argv) < 3:

print("Usage: python program_name.py num1 num2")

else:

try:

num1 = check_arg_validity(sys.argv[1])

num2 = check_arg_validity(sys.argv[2])

if num1 is None or num2 is None:

print("Please enter numbers only.")

else:

result = num1 + num2

print("Result:", result)

図6　5回目にChatGPTが生成したPythonプログラム

import sys
from fractions import Fraction

def check_number(num_str):
    try:
        float(num_str)
    except ValueError:
        try:
            Fraction(num_str)
        except ValueError:
            print(f"{num_str} is not a valid number.")
            return None
    return num_str

def add2(num1, num2):
    result = Fraction(num1) + Fraction(num2)
    print(f"{num1} + {num2} = {result}")

if __name__ == '__main__':
    num1 = check_number(sys.argv[1])
    num2 = check_number(sys.argv[2])

    if num1 and num2:
        add2(num1, num2)

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import sys

from fractions import Fraction

def check_number(num_str):

try:

float(num_str)

except ValueError:

try:

Fraction(num_str)

except ValueError:

print(f"{num_str} is not a valid number.")

return None

return num_str

def add2(num1, num2):

result = Fraction(num1) + Fraction(num2)

print(f"{num1} + {num2} = {result}")

if __name__ == '__main__':

num1 = check_number(sys.argv[1])

num2 = check_number(sys.argv[2])

if num1 and num2:

add2(num1, num2)

特別企画　Raspberry Piを100%活用しよう拡大版（Vol.84記載）

投稿日：2023.05.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：米田聡

小型コンピュータボード「Raspberry Pi」（ラズパイ）向けにさまざまな拡張ボードが発売されています。その拡張ボードとラズパイを組み合わせれば、ラズパイでいろいろなことが簡単に試せます。本企画では、前回に引き続き、ラズパイと連携して使用するマイコンボードを扱います。

シェルスクリプトマガジン Vol.84は以下のリンク先でご購入できます。

図8　I★2★CアドレスとGPIOピン番号の設定（ADRS2040U_i2c.h）

 // ADRS2040U I2Cアドレス
 #define I2C0_SLAVE_ADDR 0x41
 
 // I2Cで使うGPIO
 #define GPIO_SDA0 0
 #define GPIO_SCK0 1

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// ADRS2040U I2Cアドレス

#define I2C0_SLAVE_ADDR 0x41

// I2Cで使うGPIO

#define GPIO_SDA0 0

#define GPIO_SCK0 1

図9　I²CとI2C Slaveライブラリの初期化

#include <stdio.h>
#include <pico/stdlib.h>
#include "hardware/i2c.h"　← hardware_i2cライブラリのヘッダーファイル
#include "pico/i2c_slave.h"　← I2C Slaveライブラリのヘッダーファイル
（略）
#include "ADRS2040U_i2c.h"
（略）
static void i2c_slave_handler(i2c_inst_t *i2c, i2c_slave_event_t event)　← I★★2C割り込みコールバック関数
{
（略）
}

void i2c_setup(void)
{
    i2c_init(i2c0, 100 * 1000);　← I★2★Cコントローラの初期化（通信速度100Kビット/秒）
    gpio_set_function(GPIO_SDA0, GPIO_FUNC_I2C);　← I★2★Cで利用するGPIOピンの設定
    gpio_set_function(GPIO_SCK0, GPIO_FUNC_I2C);
    // ADRS2040Uでは基板上でプルアップされているので
    // プルアップを無効化する
    gpio_disable_pulls(GPIO_SDA0);
    gpio_disable_pulls(GPIO_SCK0);
（略）
    // I2Cスレーブ初期化
    i2c_slave_init(i2c0, I2C0_SLAVE_ADDR, &i2c_slave_handler);
}

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#include <stdio.h>

#include <pico/stdlib.h>

#include "hardware/i2c.h"　← hardware_i2cライブラリのヘッダーファイル

#include "pico/i2c_slave.h"　← I2C Slaveライブラリのヘッダーファイル

（略）

#include "ADRS2040U_i2c.h"

（略）

static void i2c_slave_handler(i2c_inst_t *i2c, i2c_slave_event_t event)　← I★★2C割り込みコールバック関数

{

（略）

}

void i2c_setup(void)

{

i2c_init(i2c0, 100 * 1000);　← I★2★Cコントローラの初期化（通信速度100Kビット/秒）

gpio_set_function(GPIO_SDA0, GPIO_FUNC_I2C);　← I★2★Cで利用するGPIOピンの設定

gpio_set_function(GPIO_SCK0, GPIO_FUNC_I2C);

// ADRS2040Uでは基板上でプルアップされているので

// プルアップを無効化する

gpio_disable_pulls(GPIO_SDA0);

gpio_disable_pulls(GPIO_SCK0);

（略）

// I2Cスレーブ初期化

i2c_slave_init(i2c0, I2C0_SLAVE_ADDR, &i2c_slave_handler);

}

図10　コールバック関数「i2c_slave_handler()」

static void i2c_slave_handler(i2c_inst_t *i2c, i2c_slave_event_t event)
{
（略） 
    switch(event) {
        // I2Cデータ受信
        case I2C_SLAVE_RECEIVE:
（略）
            break;
        
        // I2Cデータ要求
        case I2C_SLAVE_REQUEST:
（略）
            break;
        // STOP or RESTARTコンデション
        case I2C_SLAVE_FINISH:
            break;
        
        default:
            break;
    }
}

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static void i2c_slave_handler(i2c_inst_t *i2c, i2c_slave_event_t event)

{

（略）

switch(event) {

// I2Cデータ受信

case I2C_SLAVE_RECEIVE:

（略）

break;

// I2Cデータ要求

case I2C_SLAVE_REQUEST:

（略）

break;

// STOP or RESTARTコンデション

case I2C_SLAVE_FINISH:

break;

default:

break;

}

図11　ADCの初期化で呼び出す関数

adc_init();
adc_gpio_init(26);
adc_select_input(0);

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adc_init();

adc_gpio_init(26);

adc_select_input(0);

図12　adc_fifo_setup()関数の引数パラメータ

adc_fifo_setup(
    en,
    dreq_en,
    dreq_threash,
    error_in_fifo,
    byte_shift
);

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adc_fifo_setup(

en,

dreq_en,

dreq_threash,

error_in_fifo,

byte_shift

);

図13　ADCの受信FIFOバッファ割り込み処理のサンプルコード

uint16_t adc_buffer[1024];
static int p = 0;
（略）
// ADC FIFO割り込み関数
void adc_interrupt(void)
{
    // FIFOが空になるまでデータをadc_bufferに読み取る
    while(! adc_fifo_is_empty()) {
        adc_buffer[p++] = adc_fifo_get() & 0xFFF;
    }
}

void main(void)
{
（略）
    adc_fifo_setup(true, false, 1, true, false);
（略）
    // 排他的割り込みの設定
    irq_set_exclusive_handler(ADC_IRQ_FIFO, adc_interrupt);
    // 割り込みの有効化
    irq_set_enabled(ADC_IRQ_FIFO, true);
    // フリーランスタート
    adc_run(true);
（略）
}

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uint16_t adc_buffer[1024];

static int p = 0;

（略）

// ADC FIFO割り込み関数

void adc_interrupt(void)

{

// FIFOが空になるまでデータをadc_bufferに読み取る

while(! adc_fifo_is_empty()) {

adc_buffer[p++] = adc_fifo_get() & 0xFFF;

}

void main(void)

{

（略）

adc_fifo_setup(true, false, 1, true, false);

（略）

// 排他的割り込みの設定

irq_set_exclusive_handler(ADC_IRQ_FIFO, adc_interrupt);

// 割り込みの有効化

irq_set_enabled(ADC_IRQ_FIFO, true);

// フリーランスタート

adc_run(true);

（略）

}

図14　サンプリングレート設定のサンプルコード

int sample_rate = 1000;  // 1000 サンプリング/秒

adc_clk = clock_get_hz(clk_adc);
adc_set_clkdiv(adc_clk/sample_rate);

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int sample_rate = 1000; // 1000 サンプリング/秒

adc_clk = clock_get_hz(clk_adc);

adc_set_clkdiv(adc_clk/sample_rate);

図15　リングバッファのサンプルコード

uint16_t buffer[0x100];
int write_pointer, read_pointer;

write_pointer = read_pointer = 0;

// バッファの読み出し
data = buffer[(read_pointer++) & 0xFF];
// バッファへの書き込み
buffer[(write_pointer++) & 0xFF] = data;

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uint16_t buffer[0x100];

int write_pointer, read_pointer;

write_pointer = read_pointer = 0;

// バッファの読み出し

data = buffer[(read_pointer++) & 0xFF];

// バッファへの書き込み

buffer[(write_pointer++) & 0xFF] = data;

図16　クリティカルセクションの保護

mutex_enter_blocking(&my_mutex);

ここがクリティカルセクション

mutex_exit(&my_mutex);

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mutex_enter_blocking(&my_mutex);

ここがクリティカルセクション

mutex_exit(&my_mutex);

図17　サンプルファームウエアのレジスタ番号定義（ADRS2040U_i2c.h）

// I2Cレジスタ
enum ADRS2040_CMD {
    ADRS2040_CMD_INVALID,       // 無効
    ADRS2040_CMD_ADC_START,     // ADCフリーラン開始
    ADRS2040_CMD_ADC_STOP,      // ADCフリーラン停止
    ADRS2040_CMD_SET_RATE,      // サンプリングレート設定
    ADRS2040_CMD_GET_COUNT,     // バッファデータ数
    ADRS2040_CMD_GET_VALUE,      // ADCデータ読み取り
};

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// I2Cレジスタ

enum ADRS2040_CMD {

ADRS2040_CMD_INVALID, // 無効

ADRS2040_CMD_ADC_START, // ADCフリーラン開始

ADRS2040_CMD_ADC_STOP, // ADCフリーラン停止

ADRS2040_CMD_SET_RATE, // サンプリングレート設定

ADRS2040_CMD_GET_COUNT, // バッファデータ数

ADRS2040_CMD_GET_VALUE, // ADCデータ読み取り

};

図18　I²Cスレーブ動作時に使えるFIFOバッファ読み書き関数

// 1バイト読みだし
i2c_read_byte_raw(i2c_inst_t *);
// 指定バイト数の読み出し
i2c_read_raw_blocking(i2c_inst_t *, uint8_t *, size_t);
// 1バイト書き込み
i2c_write_byte_raw(i2c_inst_t *, uint8_t);
// 指定バイト数の書き込み
i2c_write_raw_blocking(i2c_inst_t *, uint8_t *, size_t);

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// 1バイト読みだし

i2c_read_byte_raw(i2c_inst_t *);

// 指定バイト数の読み出し

i2c_read_raw_blocking(i2c_inst_t *, uint8_t *, size_t);

// 1バイト書き込み

i2c_write_byte_raw(i2c_inst_t *, uint8_t);

// 指定バイト数の書き込み

i2c_write_raw_blocking(i2c_inst_t *, uint8_t *, size_t);

図19　サンプルファームウエアのi2c_slave_handler()関数とその関連個所（main.cpp）

// ADCドライバ
ADC_Driver adcd;


typedef union {
    uint16_t d;
    uint8_t  b[2];
} I2C_WORD_t;


static void i2c_slave_handler(i2c_inst_t *i2c, i2c_slave_event_t event)
{
    static uint8_t ADRS2040U_cmd = ADRS2040_CMD_INVALID;

    switch(event) {
        // I2Cデータ受信
        case I2C_SLAVE_RECEIVE:
            if(ADRS2040U_cmd == ADRS2040_CMD_INVALID) {
                ADRS2040U_cmd = i2c_read_byte_raw(i2c);
            }
            if(ADRS2040U_cmd == ADRS2040_CMD_ADC_START) {
                DEBUG_PRINT("ADC START\n");
                adcd.run(true);
                ADRS2040U_cmd = ADRS2040_CMD_INVALID;
            }
            else if(ADRS2040U_cmd == ADRS2040_CMD_ADC_STOP) {
                DEBUG_PRINT("ADC STOP\n");
                adcd.run(false);
                ADRS2040U_cmd = ADRS2040_CMD_INVALID;

            }
            else if(ADRS2040U_cmd == ADRS2040_CMD_SET_RATE) {
                I2C_WORD_t rate;
                i2c_read_raw_blocking(i2c, rate.b, sizeof(I2C_WORD_t));
                DEBUG_PRINT("Rate = %d\n", rate.d * 10);
                adcd.set_sample_rate(rate.d * 10);
                ADRS2040U_cmd = ADRS2040_CMD_INVALID;
            }
            break;
        
        // I2Cデータ要求
        case I2C_SLAVE_REQUEST:
            I2C_WORD_t sdata;
            sdata.d = 0;

            if(ADRS2040U_cmd == ADRS2040_CMD_GET_COUNT) {
                sdata.d = adcd.count();
            }
            else if(ADRS2040U_cmd == ADRS2040_CMD_GET_VALUE) {
                int value = adcd.get_value();

                if( value >= 0) {
                    sdata.d = value & 0xFFF;
                }
                else {
                    sdata.d = 0xFFFF;
                }
            }
            i2c_write_raw_blocking(i2c, sdata.b, sizeof(I2C_WORD_t));
            ADRS2040U_cmd = ADRS2040_CMD_INVALID;

            break;
        // STOP or RESTARTコンデション
        case I2C_SLAVE_FINISH:
            break;
        
        default:
            break;
    }
}
（略）
int main(void)
{
    stdio_init_all();
    i2c_setup();
    while (true)
    {
        ;
    }
}

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// ADCドライバ

ADC_Driver adcd;

typedef union {

uint16_t d;

uint8_t b[2];

} I2C_WORD_t;

static void i2c_slave_handler(i2c_inst_t *i2c, i2c_slave_event_t event)

{

static uint8_t ADRS2040U_cmd = ADRS2040_CMD_INVALID;

switch(event) {

// I2Cデータ受信

case I2C_SLAVE_RECEIVE:

if(ADRS2040U_cmd == ADRS2040_CMD_INVALID) {

ADRS2040U_cmd = i2c_read_byte_raw(i2c);

}

if(ADRS2040U_cmd == ADRS2040_CMD_ADC_START) {

DEBUG_PRINT("ADC START\n");

adcd.run(true);

ADRS2040U_cmd = ADRS2040_CMD_INVALID;

}

else if(ADRS2040U_cmd == ADRS2040_CMD_ADC_STOP) {

DEBUG_PRINT("ADC STOP\n");

adcd.run(false);

ADRS2040U_cmd = ADRS2040_CMD_INVALID;

}

else if(ADRS2040U_cmd == ADRS2040_CMD_SET_RATE) {

I2C_WORD_t rate;

i2c_read_raw_blocking(i2c, rate.b, sizeof(I2C_WORD_t));

DEBUG_PRINT("Rate = %d\n", rate.d * 10);

adcd.set_sample_rate(rate.d * 10);

ADRS2040U_cmd = ADRS2040_CMD_INVALID;

}

break;

// I2Cデータ要求

case I2C_SLAVE_REQUEST:

I2C_WORD_t sdata;

sdata.d = 0;

if(ADRS2040U_cmd == ADRS2040_CMD_GET_COUNT) {

sdata.d = adcd.count();

}

else if(ADRS2040U_cmd == ADRS2040_CMD_GET_VALUE) {

int value = adcd.get_value();

if( value >= 0) {

sdata.d = value & 0xFFF;

}

else {

sdata.d = 0xFFFF;

}

i2c_write_raw_blocking(i2c, sdata.b, sizeof(I2C_WORD_t));

ADRS2040U_cmd = ADRS2040_CMD_INVALID;

break;

// STOP or RESTARTコンデション

case I2C_SLAVE_FINISH:

break;

default:

break;

}

（略）

int main(void)

{

stdio_init_all();

i2c_setup();

while (true)

{

;

}

図20　受信FIFOバッファからデータを取り出すための前処理

i2c_hw_t *i2chw = i2c_get_hw(i2c0);
uint32_t datacmd = i2chw->data_cmd; // FIFOからデータを取り出す
uintu_t value = datacmd & I2C_IC_DATA_CMD_DAT_BITS; // 下位8ビットがデータ本体
if(datacmd & I2C_IC_DATA_CMD_FIRST_DATA_BYTE_BITS) {
    // I2Cアドレスに続く最初の書き込みバイト
    // つまりレジスタ番号
}

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i2c_hw_t *i2chw = i2c_get_hw(i2c0);

uint32_t datacmd = i2chw->data_cmd; // FIFOからデータを取り出す

uintu_t value = datacmd & I2C_IC_DATA_CMD_DAT_BITS; // 下位8ビットがデータ本体

if(datacmd & I2C_IC_DATA_CMD_FIRST_DATA_BYTE_BITS) {

// I2Cアドレスに続く最初の書き込みバイト

// つまりレジスタ番号

}

図22　ADCへアクセスするサンプルプログラム（adcsample.py）

from smbus2 import SMBus

ADRS2040_ADDR=0x41
ADRS2040_CMD_INVALID      = 0
ADRS2040_CMD_ADC_START    = 1
ADRS2040_CMD_ADC_STOP     = 2
ADRS2040_CMD_SET_RATE     = 3
ADRS2040_CMD_GET_COUNT    = 4
ADRS2040_CMD_GET_VALUE    = 5

with SMBus(1) as i2c:
    # 500 spsで初期化・スタート
    self.i2c.write_word_data(ADRS2040_ADDR, ADRS2040_CMD_SET_RATE, 50)
    self.i2c.write_byte(ADRS2040_ADDR, ADRS2040_CMD_ADC_START)

    while True:
        nod = 0
        nod = self.i2c.read_word_data(ADRS2040_ADDR,ADRS2040_CMD_GET_COUNT)
        for i in range(nod):
            value = self.i2c.read_word_data(ADRS2040_ADDR,ADRS2040_CMD_GET_VALUE)
            print(value)

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from smbus2 import SMBus

ADRS2040_ADDR=0x41

ADRS2040_CMD_INVALID = 0

ADRS2040_CMD_ADC_START = 1

ADRS2040_CMD_ADC_STOP = 2

ADRS2040_CMD_SET_RATE = 3

ADRS2040_CMD_GET_COUNT = 4

ADRS2040_CMD_GET_VALUE = 5

with SMBus(1) as i2c:

# 500 spsで初期化・スタート

self.i2c.write_word_data(ADRS2040_ADDR, ADRS2040_CMD_SET_RATE, 50)

self.i2c.write_byte(ADRS2040_ADDR, ADRS2040_CMD_ADC_START)

while True:

nod = 0

nod = self.i2c.read_word_data(ADRS2040_ADDR,ADRS2040_CMD_GET_COUNT)

for i in range(nod):

value = self.i2c.read_word_data(ADRS2040_ADDR,ADRS2040_CMD_GET_VALUE)

print(value)

図23　ADCから取得したデータをグラフ化するサンプルプログラム（adctest.py）

from smbus2 import SMBus
import pyqtgraph as pg
from pyqtgraph.Qt import QtCore, QtGui
import numpy as np
import sys
import time

# 定数
ADRS2040_ADDR=0x41
ADRS2040_CMD_INVALID      = 0
ADRS2040_CMD_ADC_START    = 1
ADRS2040_CMD_ADC_STOP     = 2
ADRS2040_CMD_SET_RATE     = 3
ADRS2040_CMD_GET_COUNT    = 4
ADRS2040_CMD_GET_VALUE    = 5

class ADCGraph:
    def __init__(self):
        # グラフウィンドウ
        self.win = pg.GraphicsWindow()
        self.win.setWindowTitle('ADC Input')
        self.plt = self.win.addPlot()
        self.plt.setYRange(0,1024)
        self.curve = self.plt.plot(pen=(0, 0, 255))

        # グラフデータを用意
        self.data = np.zeros(100)

        self.i2c = SMBus(1)
        # 500 spsで初期化・スタート
        self.i2c.write_word_data(ADRS2040_ADDR, ADRS2040_CMD_SET_RATE, 50)
        self.i2c.write_byte(ADRS2040_ADDR, ADRS2040_CMD_ADC_START)

        self.timer = QtCore.QTimer()
        self.timer.timeout.connect(self.update)
        # 10msごとに更新
        self.timer.start(10)

    # グラフ更新
    def update(self):
        nod = 0
        nod = self.i2c.read_word_data(ADRS2040_ADDR,ADRS2040_CMD_GET_COUNT )
        for i in range(nod):
            value = self.i2c.read_word_data(ADRS2040_ADDR,ADRS2040_CMD_GET_VALUE)
            self.data = np.delete(self.data, 0)
            self.data = np.append(self.data, value)
        self.curve.setData(self.data)

if __name__ == "__main__":
    graphWin = ADCGraph()

    if (sys.flags.interactive != 1) or not hasattr(QtCore, 'PYQT_VERSION'):
        QtGui.QApplication.instance().exec_()

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from smbus2 import SMBus

import pyqtgraph as pg

from pyqtgraph.Qt import QtCore, QtGui

import numpy as np

import sys

import time

# 定数

ADRS2040_ADDR=0x41

ADRS2040_CMD_INVALID = 0

ADRS2040_CMD_ADC_START = 1

ADRS2040_CMD_ADC_STOP = 2

ADRS2040_CMD_SET_RATE = 3

ADRS2040_CMD_GET_COUNT = 4

ADRS2040_CMD_GET_VALUE = 5

class ADCGraph:

def __init__(self):

# グラフウィンドウ

self.win = pg.GraphicsWindow()

self.win.setWindowTitle('ADC Input')

self.plt = self.win.addPlot()

self.plt.setYRange(0,1024)

self.curve = self.plt.plot(pen=(0, 0, 255))

# グラフデータを用意

self.data = np.zeros(100)

self.i2c = SMBus(1)

# 500 spsで初期化・スタート

self.i2c.write_word_data(ADRS2040_ADDR, ADRS2040_CMD_SET_RATE, 50)

self.i2c.write_byte(ADRS2040_ADDR, ADRS2040_CMD_ADC_START)

self.timer = QtCore.QTimer()

self.timer.timeout.connect(self.update)

# 10msごとに更新

self.timer.start(10)

# グラフ更新

def update(self):

nod = 0

nod = self.i2c.read_word_data(ADRS2040_ADDR,ADRS2040_CMD_GET_COUNT )

for i in range(nod):

value = self.i2c.read_word_data(ADRS2040_ADDR,ADRS2040_CMD_GET_VALUE)

self.data = np.delete(self.data, 0)

self.data = np.append(self.data, value)

self.curve.setData(self.data)

if __name__ == "__main__":

graphWin = ADCGraph()

if (sys.flags.interactive != 1) or not hasattr(QtCore, 'PYQT_VERSION'):

QtGui.QApplication.instance().exec_()

シェルスクリプトマガジンvol.84 Web掲載記事まとめ

投稿日：2023.05.25　｜　カテゴリー：　コード

004　レポート　オープンソースLLM「MPT-7B」登場
005　レポート　メタバースファッションフェア初開催
006　製品レビュー　調理家電「コーヒー豆焙煎機 MR-F60A」
007　NEWS FLASH
008　特集1　pandasを使いこなそう/鶴長鎮一
020　特集2　AutoML徹底解説応用編/田村孝、山口武彦、新田陸、細野友基
034　特別企画　Raspberry Piを100%活用しよう拡大版/米田聡　コード掲載
046　注目技術「XR BASE」/井上香
048　Pythonあれこれ/飯尾淳　コード掲載
054　法林浩之のFIGHTING TALKS/法林浩之
056　中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一　コード掲載
060　ツールキット/桑原滝弥、イケヤシロウ
062　タイ語から分かる現地生活/つじみき
068　香川大学SLPからお届け！/三井颯剛　コード掲載
075　Hello Nogyo!
076　行動経済学と心理学で円滑に業務を遂行/請園正敏
080　Linux定番エディタ入門/大津真　コード掲載
086　AWKでデジタル信号処理/斉藤博文　コード掲載
094　Techパズル/gori.sh
095　コラム「ユニケージにおける独特なドキュメント」/シェル魔人

Vol.84

投稿日：2023.05.25　｜　カテゴリー：　バックナンバー

　世の中には、さまざまなデータが存在します。それらのデータを分析して課題解決や意思決定につなげていく「データサイエンティスト」という職業が近年注目されています。特集1では、プログラミング言語「Python」における人気のデータ分析ライブラリ「pandas」の使い方を紹介します。このpandasは、データサイエンティストにとって、とても有用なライブラリです。
　特集2では、前回に引き続き、AI（人工知能）の機械学習において最近話題の「AutoML」（Automated Machine Learning）を解説します。AutoMLは、機械学習モデルに係る作業を完全に自動化し、機械学習の知識がなくても簡単にAIの実装を可能にする技術です。データサイエンティストなどの専門家でなくてもAIが扱えます。今回の応用編では、IBM Cloudの「AutoAI」上で、データの収集から、AutoMLの活用、業務への適用、運用までの利用事例を紹介します。
　特別企画は、2023年3月10日にビット・トレード・ワンから発売された拡張ボード「ラズベリーパイ接続 RP2040エッジアクセラレータ」の使い方の後編です。同ボードは、Raspberry Pi Picoに搭載されているArmプロセッサ「RP2040」を備えていて、Raspberry Pi Pico以外のRaspberry Piと連携して利用します。後編では、C++言語で拡張ボードのファームウエアを開発し、同ボードに搭載されているアナログ/デジタルコンバータ（ADC）からの出力をラズパイに渡してグラフ化します。
　このほか、新連載として「Linux定番エディタ入門」が始まりました。初回は「nano」エディタです。「Vim」や「Visual Studio Code」なども紹介する予定です。
　今回も読み応え十分のシェルスクリプトマガジン Vol.84。お見逃しなく!

※記事掲載のコードはこちら。記事の補足情報はこちら

※読者アンケートはこちら

Vol.84 補足情報

投稿日：2023.05.25　｜　カテゴリー：　コード

製品レビュー　コーヒー豆焙煎機 MR-F60A

p.6に記した発売日の「2023年3月30日」は誤りでした。正しくは「2023年4月4日」です。お詫びして訂正いたします。

情報は随時更新致します。

Bash入門（Vol.83記載）

投稿日：2023.03.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：大津真

LinuxやmacOSなど、UNIX系OSのコマンドラインで使用されるコマンドインタプリタをシェルと呼びます。本連載では高機能シェルとして人気の高い「Bash」の基本操作について説明していきます。最終回となる今回は、シェルで実行可能なプログラミング言語である「シェルスクリプト」について解説します。

シェルスクリプトマガジン Vol.83は以下のリンク先でご購入できます。

図2　図1のコマンド行と同様の処理をするシェルスクリプトの例

# サイズの大きなファイルを見つける
echo "--「~/ピクチャ」以下にある1Mバイト以上のファイル--"
find ~/ピクチャ -type f -size +1M -print0 | \ 
  xargs -0 du | \
  sort -nr | \
  head -n 5

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# サイズの大きなファイルを見つける

echo "--「~/ピクチャ」以下にある1Mバイト以上のファイル--"

find ~/ピクチャ -type f -size +1M -print0 | \

xargs -0 du | \

sort -nr | \

head -n 5

図5　図2のシェルスクリプトを変数を使うように書き換えた例

#!/usr/bin/bash
dir=~/ピクチャ
size="1M"
echo "--「${dir}」以下にある${size}バイト以上のファイル--"
find "$dir" -type f -size "+${size}" -print0 | \
  xargs -0 du | \
  sort -nr | \
  head -n 5

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#!/usr/bin/bash

dir=~/ピクチャ

size="1M"

echo "--「${dir}」以下にある${size}バイト以上のファイル--"

find "$dir" -type f -size "+${size}" -print0 | \

xargs -0 du | \

sort -nr | \

head -n 5

図6　図5のシェルスクリプトをコマンドライン引数を参照するように書き換えた例

#!/usr/bin/bash
dir=$1
size="1M"
echo "--「${dir}」以下にある${size}バイト以上のファイル--"
find "$dir" -type f -size "+${size}" -print0 | \
  xargs -0 du | \
  sort -nr | \
  head -n 5

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#!/usr/bin/bash

dir=$1

size="1M"

echo "--「${dir}」以下にある${size}バイト以上のファイル--"

find "$dir" -type f -size "+${size}" -print0 | \

xargs -0 du | \

sort -nr | \

head -n 5

図7　if文を使用したシェルスクリプトの例

#!/usr/bin/bash
if cd $1 2>/dev/null
then
  echo "${1}に移動しました"
else
  echo "${1}に移動できませんでした"
fi

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#!/usr/bin/bash

if cd $1 2>/dev/null

then

echo "${1}に移動しました"

else

echo "${1}に移動できませんでした"

fi

図8　図6のシェルスクリプトを条件式とif文を使って書き換えた例

#!/usr/bin/bash
if [ $# -eq 0 ]
then
  echo "エラー: 引数でディレクトリを指定してください"
  exit 1 ←③
fi
if [ ! -d "$dir" ]
then
  echo "エラー: ${dir}が見つかりません"
  exit 1
fi
size="1M"
echo "--「${dir}」以下にある${size}バイト以上のファイル--"
find "$dir" -type f -size "+${size}" -print0 | \
  xargs -0 du | \
  sort -nr | \
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#!/usr/bin/bash

if [ $# -eq 0 ]

then

echo "エラー: 引数でディレクトリを指定してください"

exit 1 ←③

fi

if [ ! -d "$dir" ]

then

echo "エラー: ${dir}が見つかりません"

exit 1

fi

size="1M"

echo "--「${dir}」以下にある${size}バイト以上のファイル--"

find "$dir" -type f -size "+${size}" -print0 | \

xargs -0 du | \

sort -nr | \

head -n 5

図9　for文を使ったシェルスクリプトの例

#!/usr/bin/bash
four_seasons="春 夏 秋 冬"
for season in $four_seasons
do
    echo "$season"
done

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#!/usr/bin/bash

four_seasons="春夏秋冬"

for season in $four_seasons

do

echo "$season"

done

図10　図8のシェルスクリプトをfor文を使って書き換えた例

#!/usr/bin/bash
if [ $# -eq 0 ]
then
  echo “エラー: 引数でディレクトリを指定してください”
  exit 1
fi
size="1M"
for dir in "$@"
do
  if [ ! -d “$dir” ]
  then
    echo "エラー: ${dir}が見つかりません"
  else
    echo "--「${dir}」以下にある${size}バイト以上のファイル--"
    find $dir -type f -size "+${size}" -print0 | \
      xargs -0 du | \
      sort -nr | \
      head -n 5
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done

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#!/usr/bin/bash

if [ $# -eq 0 ]

then

echo “エラー: 引数でディレクトリを指定してください”

exit 1

fi

size="1M"

for dir in "$@"

do

if [ ! -d “$dir” ]

then

echo "エラー: ${dir}が見つかりません"

else

echo "--「${dir}」以下にある${size}バイト以上のファイル--"

find $dir -type f -size "+${size}" -print0 | \

xargs -0 du | \

sort -nr | \

head -n 5

fi

done

図12　配列を使ったシェルスクリプトの例

#!/usr/bin/bash
if [ $# -eq 0 ] || [ ! -d $1 ]
then
  echo "エラー: 引数でディレクトリを指定してください"
  exit 1
fi
target=~/公開/pictures
extensions=(jpg jpeg png gif pdf)
for ext in "${extensions[@]}"
do
  for file in "$1"/*.${ext}
  do
    if [ -f "$file" ]
    then
      cp -v "$file" $target
    fi
  done
done

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#!/usr/bin/bash

if [ $# -eq 0 ] || [ ! -d $1 ]

then

echo "エラー: 引数でディレクトリを指定してください"

exit 1

fi

target=~/公開/pictures

extensions=(jpg jpeg png gif pdf)

for ext in "${extensions[@]}"

do

for file in "$1"/*.${ext}

do

if [ -f "$file" ]

then

cp -v "$file" $target

fi

done

香川大学SLPからお届け！（Vol.83掲載）

投稿日：2023.03.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：安田大朗

最近、さまざまな場面でチャットbotなどの対話システムを見かけます。その中には、感情表現の機能を持ち、より人間らしい振る舞いをするものもあります。私はそうした対話システムに興味があり、ユーザーが入力したテキストの感情を分析し、それに応じた反応をする対話システムを作成しました。今回は、私が開発したその対話システムについて紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.83は以下のリンク先でご購入できます。

図4　「telegram-bot.py」ファイルに記述するコード

from telegram.ext import (Updater, CommandHandler,
                          MessageHandler, Filters)

TOKEN = "トークン"
class TelegramBot:
  def __init__(self, system):
    self.system = system
  def start(self, update, bot):
    input = {'utt':None, 'sessionId':str(update.message.from_user.id)}
    update.message.reply_text(self.system.initial_message(input)["utt"])
  def message(self, update, bot):
    input = {'utt':update.message.text,
             'sessionId':str(update.message.from_user.id)}
    system_output = self.system.reply(input)
    update.message.reply_text(system_output["utt"])
  def run(self):
    updater = Updater(TOKEN, use_context=True)
    dp = updater.dispatcher
    dp.add_handler(CommandHandler("start", self.start))
    dp.add_handler(MessageHandler(Filters.text, self.message))
    updater.start_polling()
    updater.idle()

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from telegram.ext import (Updater, CommandHandler,

MessageHandler, Filters)

TOKEN = "トークン"

class TelegramBot:

def __init__(self, system):

self.system = system

def start(self, update, bot):

input = {'utt':None, 'sessionId':str(update.message.from_user.id)}

update.message.reply_text(self.system.initial_message(input)["utt"])

def message(self, update, bot):

input = {'utt':update.message.text,

'sessionId':str(update.message.from_user.id)}

system_output = self.system.reply(input)

update.message.reply_text(system_output["utt"])

def run(self):

updater = Updater(TOKEN, use_context=True)

dp = updater.dispatcher

dp.add_handler(CommandHandler("start", self.start))

dp.add_handler(MessageHandler(Filters.text, self.message))

updater.start_polling()

updater.idle()

図5　「aim_system1.py」ファイルに記述するコード

import aiml
import MeCab
from telegram_bot import TelegramBot

class AimlSystem:
  def __init__(self):
    self.sessiondic = {}
    self.tagger = MeCab.Tagger('-Owakati')
  def initial_message(self, input):
    sessionId = input['sessionId']
    kernel = aiml.Kernel()
    kernel.learn("aiml.xml")
    self.sessiondic[sessionId] = kernel
    return {'utt':'はじめまして，雑談を始めましょう',
            'end':False}
  def reply(self, input):
    sessionId = input['sessionId']
    utt = input['utt']
    utt = self.tagger.parse(utt)
    response = self.sessiondic[sessionId].respond(utt)
    return {'utt':response, 'end':False}

if __name__ == '__main__':
    system = AimlSystem()
    bot = TelegramBot(system)
    bot.run()

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import aiml

import MeCab

from telegram_bot import TelegramBot

class AimlSystem:

def __init__(self):

self.sessiondic = {}

self.tagger = MeCab.Tagger('-Owakati')

def initial_message(self, input):

sessionId = input['sessionId']

kernel = aiml.Kernel()

kernel.learn("aiml.xml")

self.sessiondic[sessionId] = kernel

return {'utt':'はじめまして，雑談を始めましょう',

'end':False}

def reply(self, input):

sessionId = input['sessionId']

utt = input['utt']

utt = self.tagger.parse(utt)

response = self.sessiondic[sessionId].respond(utt)

return {'utt':response, 'end':False}

if __name__ == '__main__':

system = AimlSystem()

bot = TelegramBot(system)

bot.run()

図6　「aim.xml」ファイルに記述するルールの例

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<aiml version="1.0.1" encoding="UTF-8">
 <category>
    <pattern>* へ 旅行 に 行き まし た</pattern>
    <template><star/>に旅行ですか，いいなー．</template>
  </category>
  <category>
    <pattern>私 の 名前 は * です</pattern>
    <template><set name="username"><star/></set>さん、よろしくね！．</template>
   </category>
  <category>
    <pattern>じゃあね</pattern>
    <template><get name="username"/>さん、バイバイー．</template>
  </category>
</aiml>

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<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<pattern>* へ旅行に行きました</pattern>

<template><star/>に旅行ですか，いいなー．</template>

</category>

<pattern>私の名前は * です</pattern>

<template><set name="username"><star/></set>さん、よろしくね！．</template>

</category>

<template><get name="username"/>さん、バイバイー．</template>

</category>

</aiml>

図8　「aim_system2.py」ファイルに記述するコード

    response = self.sessiondic[sessionId].respond(utt)
    emotion_dic = {'suki':'🥰', 'ikari':'😡', 'kowa':'😱',
                   'yasu':'😊', 'iya':'😫', 'aware':'😭',
                   'takaburi':'🤩', 'odoroki':'🙄', 'haji':'🤭',
                   'yorokobi':'😄'}
    emotion_analyzer = MLAsk()
    json_emot = emotion_analyzer.analyze(utt)
    if json_emot['emotion'] == None:
      return {'utt':response, 'end':False}
    else:
      emotion = json_emot['representative'][0]
      return {'utt':response + emotion_dic[emotion], 'end':False}

if __name__ == '__main__':

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response = self.sessiondic[sessionId].respond(utt)

emotion_dic = {'suki':'🥰', 'ikari':'😡', 'kowa':'😱',

'yasu':'😊', 'iya':'😫', 'aware':'😭',

'takaburi':'🤩', 'odoroki':'🙄', 'haji':'🤭',

'yorokobi':'😄'}

emotion_analyzer = MLAsk()

json_emot = emotion_analyzer.analyze(utt)

if json_emot['emotion'] == None:

return {'utt':response, 'end':False}

else:

emotion = json_emot['representative'][0]

return {'utt':response + emotion_dic[emotion], 'end':False}

if __name__ == '__main__':

Pythonあれこれ（Vol.83掲載）

投稿日：2023.03.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：飯尾淳

本連載では「Pythonを昔から使っているものの、それほど使いこなしてはいない」という筆者が、いろいろな日常業務をPythonで処理することで、立派な「蛇使い」に育つことを目指します。その過程を温
かく見守ってください。皆さんと共に勉強していきましょう。第13回では、PyTorchという機械学習ライブラリを使って、手書きの数字を画像認識によって分類してみます。実際に作業することで、機械学習の効果を感じてください。

シェルスクリプトマガジン Vol.83は以下のリンク先でご購入できます。

図1　MNISTデータセットをダウンロードするためのコード

data_folder = '~/data'
BATCH_SIZE = 8
mnist_data = MNIST(data_folder, 
                   train=True, 
                   download=True, 
                   transform=transforms.ToTensor())
data_loader = DataLoader(mnist_data, 
                         batch_size=BATCH_SIZE, 
                         shuffle=False)

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data_folder = '~/data'

BATCH_SIZE = 8

mnist_data = MNIST(data_folder,

train=True,

download=True,

transform=transforms.ToTensor())

data_loader = DataLoader(mnist_data,

batch_size=BATCH_SIZE,

shuffle=False)

図4　MNISTデータセットのデータを1セット表示するコード

data_iterator = iter(data_loader)
images, labels = next(data_iterator)
# 最初の画像を表示
location = 0
# 画像データを28×28画素のデータに変換して表示
data = images[location].numpy()
reshaped_data = data.reshape(28, 28)
plt.imshow(reshaped_data, cmap='inferno', interpolation='bicubic')
plt.show()
print('ラベル:', labels[location])

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data_iterator = iter(data_loader)

images, labels = next(data_iterator)

# 最初の画像を表示

location = 0

# 画像データを28×28画素のデータに変換して表示

data = images[location].numpy()

reshaped_data = data.reshape(28, 28)

plt.imshow(reshaped_data, cmap='inferno', interpolation='bicubic')

plt.show()

print('ラベル:', labels[location])

図6　学習データと検証データを用意するコード

# 学習データ
train_data_loader = DataLoader(
    MNIST(data_folder, train=True, download=True, 
          transform=transforms.ToTensor()),
    batch_size=BATCH_SIZE, shuffle=True)
# 検証データ
test_data_loader = DataLoader(
    MNIST(data_folder, train=False, download=True, 
          transform=transforms.ToTensor()),
    batch_size=BATCH_SIZE, shuffle=True)

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# 学習データ

train_data_loader = DataLoader(

MNIST(data_folder, train=True, download=True,

transform=transforms.ToTensor()),

batch_size=BATCH_SIZE, shuffle=True)

# 検証データ

test_data_loader = DataLoader(

MNIST(data_folder, train=False, download=True,

transform=transforms.ToTensor()),

batch_size=BATCH_SIZE, shuffle=True)

図9　ニューラルネットワークモデルを定義するコード

from torch.autograd import Variable
import torch.nn as nn
# 親クラスのnn.Moduleを継承してモデルを作成
class MLP(nn.Module):
  def __init__(self):
    super().__init__()
    self.layer1 = nn.Linear(28 * 28, 100)
    self.layer2 = nn.Linear(100, 50)
    self.layer3 = nn.Linear(50, 10)
  def forward(self, input_data):
    input_data = input_data.view(-1, 28 * 28)
    input_data = self.layer1(input_data)
    input_data = self.layer2(input_data)
    input_data = self.layer3(input_data)
    return input_data

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from torch.autograd import Variable

import torch.nn as nn

# 親クラスのnn.Moduleを継承してモデルを作成

class MLP(nn.Module):

def __init__(self):

super().__init__()

self.layer1 = nn.Linear(28 * 28, 100)

self.layer2 = nn.Linear(100, 50)

self.layer3 = nn.Linear(50, 10)

def forward(self, input_data):

input_data = input_data.view(-1, 28 * 28)

input_data = self.layer1(input_data)

input_data = self.layer2(input_data)

input_data = self.layer3(input_data)

return input_data

図11　学習前の準備をするコード

import torch.optim as optimizer

# モデルの作成
model = MLP()
# 評価器（誤差項）と最適化器の作成
lossResult = nn.CrossEntropyLoss()
optimizer = optimizer.SGD(model.parameters(), lr=0.01)

1

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import torch.optim as optimizer

# モデルの作成

model = MLP()

# 評価器（誤差項）と最適化器の作成

lossResult = nn.CrossEntropyLoss()

optimizer = optimizer.SGD(model.parameters(), lr=0.01)

図12　画像認識の精度を検証するコード

import torch

# 検証した数と正解の数
total = 0
count_when_correct = 0
for data in test_data_loader:
  test_data, teacher_labels = data
  results = model(Variable(test_data))
  _, predicted = torch.max(results.data, 1)
  total += teacher_labels.size(0)
  count_when_correct += (predicted == teacher_labels).sum()
rate = int(count_when_correct) / int(total)
print(f'count_when_correct:{count_when_correct}')
print(f'total:{total}')
print(f'正解率:{count_when_correct} / {total} = {rate}')

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import torch

# 検証した数と正解の数

total = 0

count_when_correct = 0

for data in test_data_loader:

test_data, teacher_labels = data

results = model(Variable(test_data))

_, predicted = torch.max(results.data, 1)

total += teacher_labels.size(0)

count_when_correct += (predicted == teacher_labels).sum()

rate = int(count_when_correct) / int(total)

print(f'count_when_correct:{count_when_correct}')

print(f'total:{total}')

print(f'正解率:{count_when_correct} / {total} = {rate}')

図13　モデルを学習させるコード

# 最大学習回数
MAX_EPOCH = 4
for epoch in range(MAX_EPOCH):
  total_loss = 0.0
  for i, data in enumerate(train_data_loader):
    train_data, teacher_labels = data
    train_data, teacher_labels = \
      Variable(train_data), Variable(teacher_labels)
    # 勾配情報をリセット
    optimizer.zero_grad()
    outputs = model(train_data)
    loss = lossResult(outputs, teacher_labels)
    loss.backward()
    # 勾配を更新
    optimizer.step()
    # 誤差を積み上げる
    total_loss += loss.data
    if i % 2000 == 1999:
      print(f'学習進捗:[{epoch+1}, {i+1}]', end='')
      print(f'学習誤差(loss): {total_loss / 2000:.3f}')
      total_loss = 0.0
print('学習終了')

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# 最大学習回数

MAX_EPOCH = 4

for epoch in range(MAX_EPOCH):

total_loss = 0.0

for i, data in enumerate(train_data_loader):

train_data, teacher_labels = data

train_data, teacher_labels = \

Variable(train_data), Variable(teacher_labels)

# 勾配情報をリセット

optimizer.zero_grad()

outputs = model(train_data)

loss = lossResult(outputs, teacher_labels)

loss.backward()

# 勾配を更新

optimizer.step()

# 誤差を積み上げる

total_loss += loss.data

if i % 2000 == 1999:

print(f'学習進捗:[{epoch+1}, {i+1}]', end='')

print(f'学習誤差(loss): {total_loss / 2000:.3f}')

total_loss = 0.0

print('学習終了')

図15　個別の判定結果を確認するコード

# データの取得と検証
test_iterator = iter(test_data_loader)
test_data, teacher_labels = next(test_iterator)
results = model(Variable(test_data))
_, predicted_label = torch.max(results.data, 1)
# 最初のデータを検証して画像を表示
location = 0
plt.imshow(test_data[location].numpy().reshape(28, 28), 
           cmap='inferno', interpolation='bicubic')
print('ラベル:', predicted_label[location])

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# データの取得と検証

test_iterator = iter(test_data_loader)

test_data, teacher_labels = next(test_iterator)

results = model(Variable(test_data))

_, predicted_label = torch.max(results.data, 1)

# 最初のデータを検証して画像を表示

location = 0

plt.imshow(test_data[location].numpy().reshape(28, 28),

cmap='inferno', interpolation='bicubic')

print('ラベル:', predicted_label[location])

特別企画　Raspberry Piを100%活用しよう拡大版（Vol.83記載）

投稿日：2023.03.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：米田聡

小型コンピュータボード「Raspberry Pi」（ラズパイ）向けにさまざまな拡張ボードが発売されています。その拡張ボードとラズパイを組み合わせれば、ラズパイでいろいろなことが簡単に試せます。本企画では、ラズパイと連携して使用するマイコンボードを扱います。

シェルスクリプトマガジン Vol.83は以下のリンク先でご購入できます。

図A　uf2conv.pyの修正箇所

（略）
    return resfile

def to_str(b):
#    return b.decode("utf-8")
    return b.decode("cp932")

def get_drives():
    drives = []
（略）

1

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（略）

return resfile

def to_str(b):

# return b.decode("utf-8")

return b.decode("cp932")

def get_drives():

drives = []

（略）

特集1 Ruby on Rails入門（Vol.83記載）

投稿日：2023.03.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：安川要平

本特集では、地図アプリの作成を題材に、Webアプリケーションフレームワーク「Ruby on Rails」によるWebアプリの開発手順を紹介します。説明は、米GitHub社が提供するクラウド開発環境「GitHub Codespaces」を使って進めます。そのため、Webブラウザさえあれば紹介する手順を確認できます。Webブラウザだけで体験できるようになった最新のRubyとRailsを一緒に触ってみましょう。

シェルスクリプトマガジン Vol.83は以下のリンク先でご購入できます。

図15　「app/models/spot.rb」ファイルに追加する1行

class Spot < ApplicationRecord
  has_one_attached :photo
end

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class Spot < ApplicationRecord

has_one_attached :photo

end

図16　「app/views/apots/_form.html.erb」ファイルに追加する記述

（略）
  <div>
    <%= form.label :name, style: "display: block" %>
    <%= form.text_field :name, readonly: false %>
  </div>
  <div>
    <%= form.label :photo, style: "display: block" %>
    <%= form.file_field :photo, readonly: false %>
  </div>
  <div>
    <%= form.submit %>
  </div>
<% end %>
（略）

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（略）

<div>

<%= form.label :name, style: "display: block" %>

<%= form.text_field :name, readonly: false %>

</div>

<div>

<%= form.label :photo, style: "display: block" %>

<%= form.file_field :photo, readonly: false %>

</div>

<div>

<%= form.submit %>

</div>

<% end %>

（略）

図18　「app/controllers/spots_controller.rb」ファイルに追加する記述

（略）
    # Only allow a list of trusted parameters through.
    def spot_params
      params.require(:spot).permit(:lat, :lng, :name, :photo)
    end

end

1

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（略）

# Only allow a list of trusted parameters through.

def spot_params

params.require(:spot).permit(:lat, :lng, :name, :photo)

end

図19　「app/helpers/spots_helper.rb」ファイルに追加する記述

（略）
    html << "<strong>Name:</strong> #{spot.name}<br />"
    if spot.photo.attached?
      html << "<strong>Photo:</strong> #{image_tag(spot.photo, width: '100%')}<br />"
    end
    return html.html_safe
  end
end

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（略）

html << "<strong>Name:</strong> #{spot.name}<br />"

if spot.photo.attached?

html << "<strong>Photo:</strong> #{image_tag(spot.photo, width: '100%')}<br />"

end

return html.html_safe

end

図25　提供されるサンプルデータの内容

[
  {
    id:    "1037",
    lat:   "35.7087568",
    lng:   "139.7196777",
    name:  "早大で入試「一般選抜」がスタート"
    photo: "https://localmap.jp/images/takadanobaba/1037.jpg",
    url:   "https://takadanobaba.keizai.biz/headline/1037/",
  },
（略）
]

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[

{

id: "1037",

lat: "35.7087568",

lng: "139.7196777",

photo: "https://localmap.jp/images/takadanobaba/1037.jpg",

url: "https://takadanobaba.keizai.biz/headline/1037/",

},

（略）

]

図26　サンプルデータを取得して画面に表示するコード

require 'net/http' # 'net-http'ではないことに注意
uri = URI('https://localmap.jp/scaffold.json')
response = Net::HTTP.get(uri)   # ファイルを取得 
map_data = JSON.parse(response)	# 結果を変数に格納
p map_data # 画面に表示

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require 'net/http' # 'net-http'ではないことに注意

uri = URI('https://localmap.jp/scaffold.json')

response = Net::HTTP.get(uri) # ファイルを取得

map_data = JSON.parse(response) # 結果を変数に格納

p map_data # 画面に表示

図28　サンプルデータを自動入力するコード

require 'net/http'
uri = URI('https://localmap.jp/scaffold.json')
response = Net::HTTP.get(uri)
map_data = JSON.parse(response)

# 各スポットのデータ（map）に対して以下のコードを実行
map_data.each do |map|
  # 新規スポットにサンプルデータを入力
  spot = Spot.new(
    lat:  map['lat'],
    lng:  map['lng'],
    name: map['name'],
  )
  # 新規スポットに画像を添付
  spot.photo.attach(
    io: URI.open(map['photo']),
    filename: map['id'] + '.jpg',
  )
  # 新規スポットをDBに保存
  spot.save
end

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require 'net/http'

uri = URI('https://localmap.jp/scaffold.json')

response = Net::HTTP.get(uri)

map_data = JSON.parse(response)

# 各スポットのデータ（map）に対して以下のコードを実行

map_data.each do |map|

# 新規スポットにサンプルデータを入力

spot = Spot.new(

lat: map['lat'],

lng: map['lng'],

)

# 新規スポットに画像を添付

spot.photo.attach(

io: URI.open(map['photo']),

filename: map['id'] + '.jpg',

)

# 新規スポットをDBに保存

spot.save

end

レポート2（Vol.83掲載）

投稿日：2023.03.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：末安泰三

話題のAIチャットボット「ChatGPT」のAP（I Application Programming Interface）を、開発元の米OpenAIが有償公開した。APIの公開により、自作プロダクトにChatGPTの機能を手軽に組み込めるようになった。2023年3月時点の利用料金は、1000トークン当たり0.002ドルだ。

シェルスクリプトマガジン Vol.83は以下のリンク先でご購入できます。

図1　ChatGPT APIを利用するPythonコードの例

import openai
openai.api_key = "ここにAPIキーを記述する"
response = openai.ChatCompletion.create(
  model = "gpt-3.5-turbo",
  messages = [
    {"role":"system", "content":"①ChatGPTの動作をここで指定する"},
    {"role":"user", "content":"②ChatGPTに送るメッセージを記述する"}
  ]
)
print(response['choices'][0]['message']['content'])

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import openai

openai.api_key = "ここにAPIキーを記述する"

response = openai.ChatCompletion.create(

model = "gpt-3.5-turbo",

messages = [

{"role":"system", "content":"①ChatGPTの動作をここで指定する"},

{"role":"user", "content":"②ChatGPTに送るメッセージを記述する"}

]

)

print(response['choices'][0]['message']['content'])

シェルスクリプトマガジンvol.83 Web掲載記事まとめ

投稿日：2023.03.25　｜　カテゴリー：　コード

004　レポート　モーションキャプチャ「mocopi」　サンプル動画掲載
005　レポート　ChatGPT API公開　コード掲載
006　製品レビュー　ウエアラブルデバイス「Redmi Smart Band2」
007　NEWS FLASH
008　特集1　Ruby on Rails入門/安川要平　コード掲載
020　特集2　AutoML徹底解説入門編/田村孝、山口武彦、新田陸、細野友基
034　特別企画　Raspberry Piを100%活用しよう拡大版/米田聡　コード掲載
044　Pythonあれこれ/飯尾淳　コード掲載
049　Hello Nogyo!
050　香川大学SLPからお届け！/安田大朗　コード掲載
056　法林浩之のFIGHTING TALKS/法林浩之
058　中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一
062　SCM/桑原滝弥、イケヤシロウ
064　タイ語から分かる現地生活/つじみき
070　行動経済学と心理学で円滑に業務を遂行/請園正敏
074　AWKでデジタル信号処理/斉藤博文
082　ユニケージ通信/田渕智也、高橋未来哉
086　Bash入門/大津真　コード掲載
096　Techパズル/gori.sh
097　コラム「ユニケージ式プロジェクト管理法」/シェル魔人

Vol.83

投稿日：2023.03.25　｜　カテゴリー：　バックナンバー

　過去に爆発的な人気を博した、プログラミング言語「Ruby」のWebアプリケーションフレームワーク「Ruby on Rails」ですが、現在では「死んだ」と言われています。しかし、昨年11月にRuby on Railsのドキュメントや教育、マーケティングなどを支援する団体「Rails財団」が設立されました。また、昨年末にRubyの新版「Ruby 3.2」がリリースされました。このようにRuby on RailsおよびRubyに対して大きな変化が訪れています。
　特集1では、地図アプリの作成を題材に、Ruby on RailsによるWebアプリケーション開発を紹介します。素早くプログラミングができるRuby on Railsを体験してみてください。
　特集2では、入門編として、AI（人工知能）の機械学習において最近話題の「AutoML」（Automated Machine Learning）を解説します。AutoMLは、機械学習モデルに係る作業を完全に自動化し、機械学習の知識がなくても簡単にAIの実装を可能にする技術です。データサイエンティストなどの専門家でなくてもAIが扱えますので、ぜひ注目してください。
　特別企画では、2023年3月10日にビット・トレード・ワンから発売された拡張ボード「ラズベリーパイ接続 RP2040エッジアクセラレータ」の使い方を2回に分けて紹介します。同ボードは、Raspberry Pi Picoに搭載されているArmプロセッサ「RP2040」を備えていて、Raspberry Pi Pico以外のRaspberry Piと連携して利用します。リアルタイム制御など、Raspberry Pi Pico以外のRaspberry Piのみでは実現できないことも可能です。
　このほか、連載「香川大学SLPからお届け！」では、メッセージの感情表現を絵文字で表すチャットボットの作成方法を、連載「中小企業手作りIT化奮戦記」では、新システム導入時に発生した数々の問題を紹介しています。どちらも大変面白い内容になっています。
　今回も読み応え十分のシェルスクリプトマガジン Vol.83。お見逃しなく!

※記事掲載のコードはこちら。記事の補足情報はこちら

※読者アンケートはこちら

Vol.83 補足情報

投稿日：2023.03.25　｜　カテゴリー：　コード

特別企画　Raspberry Piを100%活用しよう拡大版

　同企画で扱いました、PlatformIO向けのRP2040用ソフトウエア基盤（フレームワーク）が「https://github.com/Wiz-IO/wizio-pico」から入手できなくなってしまいました。原作者に問い合わせましたが、返答はなく理由は不明です。ご迷惑をおかけして申し訳ございません。
　「https://github.com/Wiz-IO/wizio-pico」にアクセスして図1のように表示されたときは、以下の方法で入手・導入してください。
（1）特別企画記事の通りに開発ツール「Visual Studio Code」（VSCode）とWindows版Gitクライアント「Git for Windows」をインストールします。
（2）PlatformIO向けのRP2040用ソフトウエア基盤（フレームワーク）を「https://future.quake4.jp/wizio-pico.zip」からダウンロードします。
（3）VSCodeを起動しているならいったん終了します。
（4）「C:￥Users￥ユーザー名￥.platformio￥」（ユーザー名はWindowsのアカウント名）の下にダウンロードした「wizio-pico.zip」ファイルを展開します。

図1　ページが見つからない場合の表示

情報は随時更新致します。

レポート1（Vol.83掲載）

投稿日：2023.02.15　｜　カテゴリー：　コード

シェルスクリプトマガジン Vol.83（2023年4月号）で紹介したモーションキャプチャデバイス「mocopi」で作成したモーションキャプチャ画像（サイズ：12Mバイト）です。

AWKでデジタル信号処理（Vol.82掲載）

投稿日：2023.01.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：斉藤博文

プログラミング言語「AWK」は、データストリーム（データの流れ）を逐次処理するのに適しています。本連載では、電子回路の分野でその特徴を生かし、シェルスクリプトを組み合わせてデジタル信号を処理します。第4回は「微分フィルタ」を使って目的の波形を取り出す方法を紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.82は以下のリンク先でご購入できます。

図10　微分フィルタの差分方程式のAWKプログラム（dif.awk）

#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {
    # define number of order
    num_ord = num_ord ? num_ord : 31;

    # define length of ring buffers
    len_data_raw = num_ord + 1;
    len_data_dif = 1;

    # initialize ring buffers
    for (i = 0; i < len_data_raw; i++) {
        arr_data_raw[i] = 0.0;
    }
    for (i = 0; i < len_data_dif; i++) {
        arr_data_dif[i] = 0.0;
    }

    # initialize index of ring buffers
    idx_data_raw = 0;
    idx_data_dif = 0;

    # initialize number of data
    num_data_raw = 0;
}

{
    # add number of data
    num_data_raw++;

    # update index of ring buffers (write pointers)
    idx_data_raw = num_data_raw % len_data_raw;
    idx_data_dif = num_data_raw % len_data_dif;

    # clear number of data
    if (idx_data_raw == 0 && idx_data_dif == 0) {
        num_data_raw = 0;
    }

    # store input raw data
    val_data_raw = $0;
    arr_data_raw[idx_data_raw] = val_data_raw;

    # apply differential filter
    arr_data_dif[idx_data_dif] = dif(arr_data_raw, idx_data_raw, num_ord, len_data_raw);

    # print results
    print arr_data_dif[idx_data_dif];
}

# get value of ring buffer
function get_buffer(arr, idx, len) {
    if (idx < 0) {
        return arr[idx + len];
    }

    return arr[idx];
}

# differential filter
function dif(arr_x, idx_x, ord, len_x,      _ret, _half, i) {
    _ret = 0.0;
    _half = int((ord - 1) / 2);

    for (i = 0; i < ord; i++) {
        _ret += (_half - i) * get_buffer(arr_x, idx_x - i, len_x);
    }

    return _ret;
}

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#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {

# define number of order

num_ord = num_ord ? num_ord : 31;

# define length of ring buffers

len_data_raw = num_ord + 1;

len_data_dif = 1;

# initialize ring buffers

for (i = 0; i < len_data_raw; i++) {

arr_data_raw[i] = 0.0;

}

for (i = 0; i < len_data_dif; i++) {

arr_data_dif[i] = 0.0;

}

# initialize index of ring buffers

idx_data_raw = 0;

idx_data_dif = 0;

# initialize number of data

num_data_raw = 0;

}

{

# add number of data

num_data_raw++;

# update index of ring buffers (write pointers)

idx_data_raw = num_data_raw % len_data_raw;

idx_data_dif = num_data_raw % len_data_dif;

# clear number of data

if (idx_data_raw == 0 && idx_data_dif == 0) {

num_data_raw = 0;

}

# store input raw data

val_data_raw = $0;

arr_data_raw[idx_data_raw] = val_data_raw;

# apply differential filter

arr_data_dif[idx_data_dif] = dif(arr_data_raw, idx_data_raw, num_ord, len_data_raw);

# print results

print arr_data_dif[idx_data_dif];

}

# get value of ring buffer

function get_buffer(arr, idx, len) {

if (idx < 0) {

return arr[idx + len];

}

return arr[idx];

}

# differential filter

function dif(arr_x, idx_x, ord, len_x, _ret, _half, i) {

_ret = 0.0;

_half = int((ord - 1) / 2);

for (i = 0; i < ord; i++) {

_ret += (_half - i) * get_buffer(arr_x, idx_x - i, len_x);

}

return _ret;

}

図12　群遅延を考慮したAWKプログラム（dif_gd.awk）

#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {
    # define number of order
    num_ord = num_ord ? num_ord : 31;

    # define group delay
    val_gd = int((num_ord - 1) / 2);

    # define length of ring buffers
    len_data_raw = num_ord + 1;
    len_data_dif = 1;

    # initialize ring buffers
    for (i = 0; i < len_data_raw; i++) {
        arr_data_raw[i] = 0.0;
    }
    for (i = 0; i < len_data_dif; i++) {
        arr_data_dif[i] = 0.0;
    }

    # initialize index of ring buffers
    idx_data_raw = 0;
    idx_data_dif = 0;

    # initialize number of data
    num_data_raw = 0;
}

{
    # add number of data
    num_data_raw++;

    # update index of ring buffers (write pointers)
    idx_data_raw = num_data_raw % len_data_raw;
    idx_data_dif = num_data_raw % len_data_dif;

    # clear number of data
    if (idx_data_raw == 0 && idx_data_dif == 0) {
        num_data_raw = 0;
    }

    # store input raw data
    val_data_raw = $0;
    arr_data_raw[idx_data_raw] = val_data_raw;

    # apply differential filter
    arr_data_dif[idx_data_dif] = dif(arr_data_raw, idx_data_raw, num_ord, len_data_raw);

    # print results
    print get_buffer(arr_data_raw, idx_data_raw - val_gd, len_data_raw), arr_data_dif[idx_data_dif];
}

# get value of ring buffer
function get_buffer(arr, idx, len) {
    if (idx < 0) {
        return arr[idx + len];
    }

    return arr[idx];
}

# differential filter
function dif(arr_x, idx_x, ord, len_x,      _ret, _half, _gain i) {
    _ret = 0.0;
    _half = int((ord - 1) / 2);

    _gain = 0.0;
    for (i = 0; i < ord; i++) {
        _gain += (_half - i)^2;
    }

    for (i = 0; i < ord; i++) {
        _ret += (_half - i) * get_buffer(arr_x, idx_x - i, len_x);
    }

    return _ret / _gain;
}

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#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {

# define number of order

num_ord = num_ord ? num_ord : 31;

# define group delay

val_gd = int((num_ord - 1) / 2);

# define length of ring buffers

len_data_raw = num_ord + 1;

len_data_dif = 1;

# initialize ring buffers

for (i = 0; i < len_data_raw; i++) {

arr_data_raw[i] = 0.0;

}

for (i = 0; i < len_data_dif; i++) {

arr_data_dif[i] = 0.0;

}

# initialize index of ring buffers

idx_data_raw = 0;

idx_data_dif = 0;

# initialize number of data

num_data_raw = 0;

}

{

# add number of data

num_data_raw++;

# update index of ring buffers (write pointers)

idx_data_raw = num_data_raw % len_data_raw;

idx_data_dif = num_data_raw % len_data_dif;

# clear number of data

if (idx_data_raw == 0 && idx_data_dif == 0) {

num_data_raw = 0;

}

# store input raw data

val_data_raw = $0;

arr_data_raw[idx_data_raw] = val_data_raw;

# apply differential filter

arr_data_dif[idx_data_dif] = dif(arr_data_raw, idx_data_raw, num_ord, len_data_raw);

# print results

print get_buffer(arr_data_raw, idx_data_raw - val_gd, len_data_raw), arr_data_dif[idx_data_dif];

}

# get value of ring buffer

function get_buffer(arr, idx, len) {

if (idx < 0) {

return arr[idx + len];

}

return arr[idx];

}

# differential filter

function dif(arr_x, idx_x, ord, len_x, _ret, _half, _gain i) {

_ret = 0.0;

_half = int((ord - 1) / 2);

_gain = 0.0;

for (i = 0; i < ord; i++) {

_gain += (_half - i)^2;

}

for (i = 0; i < ord; i++) {

_ret += (_half - i) * get_buffer(arr_x, idx_x - i, len_x);

}

return _ret / _gain;

}

図14　係数の補正を加えた関数dif()

# differential filter
function dif(arr_x, idx_x, ord, len_x,      _ret, _half, _gain i) {
    _ret = 0.0;
    _half = int((ord - 1) / 2);

    _gain = 0.0;
    for (i = 0; i < ord; i++) {
        _gain += (_half - i)^2;
    }

    for (i = 0; i < ord; i++) {
        _ret += (_half - i) * get_buffer(arr_x, idx_x - i, len_x);
    }

    return _ret / _gain;
}

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# differential filter

function dif(arr_x, idx_x, ord, len_x, _ret, _half, _gain i) {

_ret = 0.0;

_half = int((ord - 1) / 2);

_gain = 0.0;

for (i = 0; i < ord; i++) {

_gain += (_half - i)^2;

}

for (i = 0; i < ord; i++) {

_ret += (_half - i) * get_buffer(arr_x, idx_x - i, len_x);

}

return _ret / _gain;

}

香川大学SLPからお届け！（Vol.82掲載）

投稿日：2023.01.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：谷﨑勇太

　最近、さまざまな場面で「VTuber」が活躍しています。VTuberとは、2D/3Dアバターの表情や身体をリアルタイムに動かしながら動画配信をする人、あるいはそのアバターのことです。多くの場合は、カメラで人の動きを検知し、それをトレースするようにアバターを動かしています。今回は、私がPythonを使って作成した簡易VTuberシステムについて紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.82は以下のリンク先でご購入できます。

図1　Webカメラの映像を読み取るためのベースコード

import cv2
camera = cv2.VideoCapture(0)
while True:
  ret,image = camera.read()
  image = cv2.cvtColor(image,BGR2RGB)
  cv2.imshow("frame", image)
  if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
    break
camera.release()
cv2.destroyAllWindows()

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import cv2

camera = cv2.VideoCapture(0)

while True:

ret,image = camera.read()

image = cv2.cvtColor(image,BGR2RGB)

cv2.imshow("frame", image)

if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):

break

camera.release()

cv2.destroyAllWindows()

図2　感情を検出するためのコード

from paz.pipelines import DetectMiniXceptionFER
pipeline = DetectMiniXceptionFER([0.1, 0.1])
output = pipeline(image)
if len(output["boxes2D"]) == 1:
  emotion = output["boxes2D"][0].class_name

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from paz.pipelines import DetectMiniXceptionFER

pipeline = DetectMiniXceptionFER([0.1, 0.1])

output = pipeline(image)

if len(output["boxes2D"]) == 1:

emotion = output["boxes2D"][0].class_name

図3　左右の目の縦横比の平均値を算出する関数の定義コード

import cv2
from imutils import face_utils
import dlib
face_detector = dlib.get_frontal_face_detector()
face_parts_detector = \
  dlib.shape_predictor("shape_predictor_68_face_landmarks.dat")
def face_landmark_find(img):
  eye = 10
  img_gry = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
  faces = face_detector(img_gry, 1)
  for face in faces:
    landmark = face_parts_detector(img_gry, face)
    landmark = face_utils.shape_to_np(landmark)
    left_eye_ear = calc_ear(landmark[42:48])
    right_eye_ear = calc_ear(landmark[36:42])
    eye = (left_eye_ear + right_eye_ear) / 2.0
  return eye

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import cv2

from imutils import face_utils

import dlib

face_detector = dlib.get_frontal_face_detector()

face_parts_detector = \

dlib.shape_predictor("shape_predictor_68_face_landmarks.dat")

def face_landmark_find(img):

eye = 10

img_gry = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

faces = face_detector(img_gry, 1)

for face in faces:

landmark = face_parts_detector(img_gry, face)

landmark = face_utils.shape_to_np(landmark)

left_eye_ear = calc_ear(landmark[42:48])

right_eye_ear = calc_ear(landmark[36:42])

eye = (left_eye_ear + right_eye_ear) / 2.0

return eye

図5　目の縦横比を計算する関数の定義コード

from scipy.spatial import distance
def calc_ear(eye):
  A = distance.euclidean(eye[1], eye[5])
  B = distance.euclidean(eye[2], eye[4])
  C = distance.euclidean(eye[0], eye[3])
  eye_ear = (A + B) / (2.0 * C)
  return eye_ear

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from scipy.spatial import distance

def calc_ear(eye):

A = distance.euclidean(eye[1], eye[5])

B = distance.euclidean(eye[2], eye[4])

C = distance.euclidean(eye[0], eye[3])

eye_ear = (A + B) / (2.0 * C)

return eye_ear

図6　目の開閉を判定して処理を分岐させるコード

if w != 0:
  if eye < EYE_AR_THRESH:
    image = overlayImage(image,close,(x,y),(w,h))
  elif eye >= EYE_AR_THRESH:
    image = overlayImage(image,overlay,(x,y),(w,h))

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if w != 0:

if eye < EYE_AR_THRESH:

image = overlayImage(image,close,(x,y),(w,h))

elif eye >= EYE_AR_THRESH:

image = overlayImage(image,overlay,(x,y),(w,h))

図7　顔の座標と幅の情報を取得するコード

if len(output["boxes2D"]) ==1:
  x_min, y_min, x_max, y_max = output["boxes2D"][0].coordinates
  w,h = (x_max-x_min,y_max-y_min)
  x,y =x_min,y_min

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if len(output["boxes2D"]) ==1:

x_min, y_min, x_max, y_max = output["boxes2D"][0].coordinates

w,h = (x_max-x_min,y_max-y_min)

x,y =x_min,y_min

図8　overlayImage ()関数の定義コード

import cv2
from PIL import Image
import numpy as np
def overlayImage(image, overlay, location, size):
  image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2RGB)
  pil_image = Image.fromarray(image)
  pil_image = pil_image.convert('RGBA')
  overlay = cv2.cvtColor(overlay, cv2.COLOR_BGRA2RGBA)
  pil_overlay = Image.fromarray(overlay)
  pil_overlay = pil_overlay.convert('RGBA')
  pil_overlay = pil_overlay.resize(size)
  pil_tmp = Image.new('RGBA', pil_image.size, (255, 255, 255, 0))
  pil_tmp.paste(pil_overlay, location, pil_overlay)
  result_image = Image.alpha_composite(pil_image, pil_tmp)
  return cv2.cvtColor(np.asarray(result_image), cv2.COLOR_RGBA2BGRA)

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import cv2

from PIL import Image

import numpy as np

def overlayImage(image, overlay, location, size):

image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2RGB)

pil_image = Image.fromarray(image)

pil_image = pil_image.convert('RGBA')

overlay = cv2.cvtColor(overlay, cv2.COLOR_BGRA2RGBA)

pil_overlay = Image.fromarray(overlay)

pil_overlay = pil_overlay.convert('RGBA')

pil_overlay = pil_overlay.resize(size)

pil_tmp = Image.new('RGBA', pil_image.size, (255, 255, 255, 0))

pil_tmp.paste(pil_overlay, location, pil_overlay)

result_image = Image.alpha_composite(pil_image, pil_tmp)

return cv2.cvtColor(np.asarray(result_image), cv2.COLOR_RGBA2BGRA)

図9　insert()関数の定義コード

import os
def insert():
  r = os.path.exists('user.txt')
  if r == False:
    print("初期設定を行います")
    print("目を閉じてください")
    setting()
    eye_int()
  elif r == True:
    count = len(open('user.txt').readlines())
    if count == 0:
      print("初期設定を行います")
      print("目を閉じてください")
      setting()
      eye_int()
    elif count == 1:
      eye_int()

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import os

def insert():

r = os.path.exists('user.txt')

if r == False:

print("初期設定を行います")

print("目を閉じてください")

setting()

eye_int()

elif r == True:

count = len(open('user.txt').readlines())

if count == 0:

print("初期設定を行います")

print("目を閉じてください")

setting()

eye_int()

elif count == 1:

eye_int()

図10　setting ()関数の定義コード

import cv2
import math
def setting():
  f = open('user.txt', 'w')
  count = 0
  eye_sum=0
  while True:
    ret,rgb = cap.read()
    eye = face_landmark_find(rgb)
    if ret == True:
      if eye != 10:
        count +=1
        eye_sum += eye
    if(count > 50):
      x=eye_sum/50+0.01
      break
  cap.release()
  cv2.destroyAllWindows()
  x = math.floor(x*100)/100
  f.write(str(x)+'\n')
  f.close()

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import cv2

import math

def setting():

f = open('user.txt', 'w')

count = 0

eye_sum=0

while True:

ret,rgb = cap.read()

eye = face_landmark_find(rgb)

if ret == True:

if eye != 10:

count +=1

eye_sum += eye

if(count > 50):

x=eye_sum/50+0.01

break

cap.release()

cv2.destroyAllWindows()

x = math.floor(x*100)/100

f.write(str(x)+'\n')

f.close()

図11　eye_int()関数の定義コード

def eye_int():
  f = open('user.txt','r+')
  lins = f.readlines()
  print('推奨する設定値は'+lins[0]+'です')
  tmp = input('設定値を入力してください:')
  f.write(tmp)

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def eye_int():

f = open('user.txt','r+')

lins = f.readlines()

print('推奨する設定値は'+lins[0]+'です')

tmp = input('設定値を入力してください:')

f.write(tmp)

特集1 LibreOfficeでPythonマクロ（Vol.82記載）

投稿日：2023.01.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：荒川　雄介

オープンソースのオフィスソフト「LibreOffice」は、Pythonで記述されたマクロ（簡易スクリプト）を実行できます。しかしデフォルト状態では、Pythonマクロを作成しやすい環境が整備されていません。本特集では、開発環境を整備する手順を中心に、Pythonマクロ作成についての基礎知識を紹介します。使い慣れた言語を使って、LibreOfficeのさまざまな処理を効率化しましょう。

シェルスクリプトマガジン Vol.82は以下のリンク先でご購入できます。

図3　「Hello!」と書かれたダイアログを表示するPythonマクロのコード

from scriptforge import CreateScriptService
def hello():
  bas = CreateScriptService("Basic")
  bas.MsgBox("Hello!")
g_exportedScripts = (hello,)

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from scriptforge import CreateScriptService

def hello():

bas = CreateScriptService("Basic")

bas.MsgBox("Hello!")

g_exportedScripts = (hello,)

図9　CSVファイルからCalcのシートにデータを読み込むPythonマクロのコード

from scriptforge import CreateScriptService
def load_csv():
  cal = CreateScriptService("Calc")
  cal.ImportFromCSVFile(r"C:\test.csv", "A1")
g_exportedScripts = (load_csv, )

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from scriptforge import CreateScriptService

def load_csv():

cal = CreateScriptService("Calc")

cal.ImportFromCSVFile(r"C:\test.csv", "A1")

g_exportedScripts = (load_csv, )

図11　図9のコードを新規のCalcシートを開くように変更したもの

from scriptforge import CreateScriptService
def load_csv():
  ui = CreateScriptService("UI")
  cal = ui.CreateDocument("Calc")
  cal.ImportFromCSVFile(r"C:\test.csv", "A1")
g_exportedScripts = (load_csv, )

1

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from scriptforge import CreateScriptService

def load_csv():

ui = CreateScriptService("UI")

cal = ui.CreateDocument("Calc")

cal.ImportFromCSVFile(r"C:\test.csv", "A1")

g_exportedScripts = (load_csv, )

図12　文書ファイルがある場所からCSVファイルを読み込めるように図9のコードを変更したもの

from scriptforge import CreateScriptService
import uno
import os.path
def load_csv():
  doc  = XSCRIPTCONTEXT.getDocument()
  path = uno.fileUrlToSystemPath(doc.URL)
  cdir = os.path.dirname(path)
  cal = CreateScriptService("Calc")
  cal.ImportFromCSVFile(cdir + r"\test.csv", "A1")
g_exportedScripts = (load_csv, )

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from scriptforge import CreateScriptService

import uno

import os.path

def load_csv():

doc = XSCRIPTCONTEXT.getDocument()

path = uno.fileUrlToSystemPath(doc.URL)

cdir = os.path.dirname(path)

cal = CreateScriptService("Calc")

cal.ImportFromCSVFile(cdir + r"\test.csv", "A1")

g_exportedScripts = (load_csv, )

図13　データベースからデータを読み込んで集計/グラフ表示をするPythonマクロのコード

from scriptforge import CreateScriptService
def importdata():
  # データベースからデータを取得
  db=CreateScriptService('database',registrationname='Bibliography')
  sql='SELECT [Custom1] AS [Language],[Identifier] FROM [biblio] ORDER BY [Language] ASC'
  data=db.GetRows(sql,header=True)
  db.CloseDatabase()
  # 取得したデータをシートにコピー
  calc=CreateScriptService("Calc")
  datarange=calc.setArray('Sheet1.A1',data)
  # ピボットテーブルを作成して集計
  pivot=calc.CreatePivotTable('Pivot1',datarange,targetcell='D1',
  datafields='Identifier;Count',rowfields='Language',
  rowtotals=False,columntotals=False,filterbutton=False)
  # グラフを作成
  chart=calc.CreateChart('NumberByLanguage','Sheet1',pivot,rowheader=True,
                         columnheader=True)
  chart.ChartType, chart.Dim3D,chart.Legend='Pie',True,True
  chart.Resize(4000, 3000, 7000, 2500)
g_exportedScripts = (importdata, )

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from scriptforge import CreateScriptService

def importdata():

# データベースからデータを取得

db=CreateScriptService('database',registrationname='Bibliography')

sql='SELECT [Custom1] AS [Language],[Identifier] FROM [biblio] ORDER BY [Language] ASC'

data=db.GetRows(sql,header=True)

db.CloseDatabase()

# 取得したデータをシートにコピー

calc=CreateScriptService("Calc")

datarange=calc.setArray('Sheet1.A1',data)

# ピボットテーブルを作成して集計

pivot=calc.CreatePivotTable('Pivot1',datarange,targetcell='D1',

datafields='Identifier;Count',rowfields='Language',

rowtotals=False,columntotals=False,filterbutton=False)

# グラフを作成

chart=calc.CreateChart('NumberByLanguage','Sheet1',pivot,rowheader=True,

columnheader=True)

chart.ChartType, chart.Dim3D,chart.Legend='Pie',True,True

chart.Resize(4000, 3000, 7000, 2500)

g_exportedScripts = (importdata, )

図18　図9のコードをイベント駆動できるように修正

from scriptforge import CreateScriptService
def load_csv(args=None):
  cal = CreateScriptService("Calc")
  cal.ImportFromCSVFile(r"C:\test.csv", "A1")
g_exportedScripts = (load_csv, )

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from scriptforge import CreateScriptService

def load_csv(args=None):

cal = CreateScriptService("Calc")

cal.ImportFromCSVFile(r"C:\test.csv", "A1")

g_exportedScripts = (load_csv, )

図19　Calcのシート（Sheet1）の内容をすべて消去するPythonマクロのコード

from scriptforge import CreateScriptService
def clear(args=None):
  calc=CreateScriptService("Calc")
  calc.ClearAll('Sheet1.*')
g_exportedScripts = (clear, )

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from scriptforge import CreateScriptService

def clear(args=None):

calc=CreateScriptService("Calc")

calc.ClearAll('Sheet1.*')

g_exportedScripts = (clear, )

図20　外部ライブラリ（NumPy）を利用するythonマクロのサンプルコード

from scriptforge import CreateScriptService
import numpy as np
def test_numpy():
  A = np.array([1, 2, 3, 4, 5, 6]).reshape(2,3)
  B = A + 10
  cal = CreateScriptService("Calc")
  cal.setArray("A1", B.tolist())
g_exportedScripts = (test_numpy, )

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from scriptforge import CreateScriptService

import numpy as np

def test_numpy():

A = np.array([1, 2, 3, 4, 5, 6]).reshape(2,3)

B = A + 10

cal = CreateScriptService("Calc")

cal.setArray("A1", B.tolist())

g_exportedScripts = (test_numpy, )

シェルスクリプトマガジンvol.82 Web掲載記事まとめ

投稿日：2023.01.25　｜　カテゴリー：　コード

004　レポート　ポッキーでプログラミング
005　レポート　WebAssembly対応Ruby 3.2.0
006　製品レビュー　制御機器「NFCタグ」
007　NEWS FLASH
008　特集1　LibreOfficeでPythonマクロ/荒川雄介　コード掲載
016　特集2　Dropboxを活用しよう/岡崎隆之、進藤麻礼子、井川恵理
028　緊急企画　Mastodonサーバーを構築しよう/麻生二郎
046　Raspberry Piを100%活用しよう/米田聡
050　行動経済学と心理学で円滑に業務を遂行/請園正敏
052　中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一
057　Hello Nogyo!
058　Pythonあれこれ/飯尾淳
066　法林浩之のFIGHTING TALKS/法林浩之
068　タイ語から分かる現地生活/つじみき
072　Emotet/桑原滝弥、イケヤシロウ
074　香川大学SLPからお届け！/谷﨑勇太　コード掲載
080　AWKでデジタル信号処理/斉藤博文　コード掲載
086　ユニケージ通信/田渕智也、高橋未来哉
090　Bash入門/大津真
098　Techパズル/gori.sh
099　コラム「ユニケージ流思考法」/シェル魔人

Vol.82

投稿日：2023.01.25　｜　カテゴリー：　バックナンバー

　Microsoft Office上での処理を自動化する場合、「BASIC」（VBA）言語によるマクロを記述することがよくあります。オープンソースのオフィスソフト「LibreOffice」でも同様に、BASICによるマクロが記述できて動作します。ただし、Microsoft Office上のBASICとどこまで互換性があるのかは未知数です。
　LibreOfficeでは、BASIC以外に「BeanShell」（Java風のスクリプト言語）、「JavaScript」「Python」の言語でもマクロを記述できます。Pythonは人気のプログラミング言語であり、国内にも多くのプログラマがいます。LibreOfficeだけをビジネスの現場で使うならPythonでマクロを記述するのがよいでしょう。特集1では、このPythonによるマクロ作成の基本を解説しています。
　特集2では、老舗のオンラインストレージサービス「Dropbox」を紹介しています。オンラインストレージは、クラウド上でファイルを保管して管理するだけではありません。共同の編集作業や、ファイルの整理に十分活躍します。本特集を参考にしてDropboxでファイルを自在に扱ってください。
　緊急企画では、Twitterの代替となる「Mastodon」サーバーの構築方法を解説しています。米Twitter社を買収したElon Musk氏によって、収益改善やコスト削減などが進められています。しかし、それと同時にさまざまな不安を感じている人が増えています。Mastodonは、1社運営ではなく、さまざまな団体や企業、個人のサーバーが連携し合ってTwitterと同等のサービスが提供できるオープンソースのソフトウエアです。すぐにTwitterの代替となるわけではありませんが、Twitterの代替として最も注目されています。
　このほか、「行動経済学と心理学で円滑に業務を遂行」の新連載を開始しました。仕事を進めるときに、人間関係は重要です。言い方一つで、意欲的になったり、充実感が得られたりします。行動経済学と心理学による分析結果からチームで円滑に業務を遂行する方法を解説します。
　今回も読み応え十分のシェルスクリプトマガジン Vol.82。お見逃しなく!

※記事掲載のコードはこちら。記事の補足情報はこちら

※読者アンケートはこちら

Vol.82 補足情報

投稿日：2023.01.19　｜　カテゴリー：　コード

Pythonあれこれ

　記事中で使用するデータファイルは以下のWebページから入手できます。

https://github.com/shellscript-magazine/python_this_and_that/releases/tag/ver2.0

情報は随時更新致します。

AWKでデジタル信号処理（Vol.81掲載）

投稿日：2022.11.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：斉藤博文

プログラミング言語「AWK」は、データストリーム（データの流れ）を逐次処理するのに適しています。本連載では、電子回路の分野でその特徴を生かし、シェルスクリプトを組み合わせてデジタル信号を処理します。第3回は低周波成分を減らす「ハイパスフィルタ」について解説します。

シェルスクリプトマガジン Vol.81は以下のリンク先でご購入できます。

図7　ハイパスフィルタの移動平均プログラム（hpf.awk）

#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {
    # define number of order
    num_ord = num_ord ? num_ord : 255;

    # define length of ring buffers
    len_data_raw = num_ord + 1;
    len_data_hpf = 2;

    # initialize ring buffers
    for (i = 0; i < len_data_raw; i++) {
        arr_data_raw[i] = 0.0;
    }
    for (i = 0; i < len_data_hpf; i++) {
        arr_data_hpf[i] = 0.0;
    }

    # initialize index of ring buffers
    idx_data_raw = 0;
    idx_data_hpf = 0;

    # initialize number of data
    num_data_raw = 0;
}

{
    # add number of data
    num_data_raw++;

    # update index of ring buffers (write pointers)
    idx_data_raw = num_data_raw % len_data_raw;
    idx_data_hpf = num_data_raw % len_data_hpf;

    # clear number of data
    if (idx_data_raw == 0 && idx_data_hpf == 0) {
        num_data_raw = 0;
    }

    # store input raw data
    val_data_raw = $0;
    arr_data_raw[idx_data_raw] = val_data_raw;

    # apply high pass filter
    arr_data_hpf[idx_data_hpf] = hpf( \
            arr_data_raw, arr_data_hpf,
            idx_data_raw, idx_data_hpf,
            num_ord,
            len_data_raw, len_data_hpf);

    # print results
    print arr_data_hpf[idx_data_hpf];
}

# get value of ring buffer
function get_buffer(arr, idx, len) {
    if (idx < 0) {
        return arr[idx + len];
    }

    return arr[idx];
}

# high pass filter
function hpf(arr_x, arr_y, idx_x, idx_y, ord, len_x, len_y,       _ret, _gain) {
    _ret = 0.0;
    _gain = 1.0 / ord;

    _ret += get_buffer(arr_y, idx_y - 1, len_y);
    _ret -= _gain * get_buffer(arr_x, idx_x, len_x);
    _ret += get_buffer(arr_x, idx_x - int((ord - 1) / 2), len_x);
    _ret -= get_buffer(arr_x, idx_x - int((ord + 1) / 2), len_x);
    _ret += _gain * get_buffer(arr_x, idx_x - ord, len_x);

    return _ret;
}

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#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {

# define number of order

num_ord = num_ord ? num_ord : 255;

# define length of ring buffers

len_data_raw = num_ord + 1;

len_data_hpf = 2;

# initialize ring buffers

for (i = 0; i < len_data_raw; i++) {

arr_data_raw[i] = 0.0;

}

for (i = 0; i < len_data_hpf; i++) {

arr_data_hpf[i] = 0.0;

}

# initialize index of ring buffers

idx_data_raw = 0;

idx_data_hpf = 0;

# initialize number of data

num_data_raw = 0;

}

{

# add number of data

num_data_raw++;

# update index of ring buffers (write pointers)

idx_data_raw = num_data_raw % len_data_raw;

idx_data_hpf = num_data_raw % len_data_hpf;

# clear number of data

if (idx_data_raw == 0 && idx_data_hpf == 0) {

num_data_raw = 0;

}

# store input raw data

val_data_raw = $0;

arr_data_raw[idx_data_raw] = val_data_raw;

# apply high pass filter

arr_data_hpf[idx_data_hpf] = hpf( \

arr_data_raw, arr_data_hpf,

idx_data_raw, idx_data_hpf,

num_ord,

len_data_raw, len_data_hpf);

# print results

print arr_data_hpf[idx_data_hpf];

}

# get value of ring buffer

function get_buffer(arr, idx, len) {

if (idx < 0) {

return arr[idx + len];

}

return arr[idx];

}

# high pass filter

function hpf(arr_x, arr_y, idx_x, idx_y, ord, len_x, len_y, _ret, _gain) {

_ret = 0.0;

_gain = 1.0 / ord;

_ret += get_buffer(arr_y, idx_y - 1, len_y);

_ret -= _gain * get_buffer(arr_x, idx_x, len_x);

_ret += get_buffer(arr_x, idx_x - int((ord - 1) / 2), len_x);

_ret -= get_buffer(arr_x, idx_x - int((ord + 1) / 2), len_x);

_ret += _gain * get_buffer(arr_x, idx_x - ord, len_x);

return _ret;

}

図12　群遅延を補正したプログラム（hpf_gd.awk）

#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {
    # define number of order
    num_ord = num_ord ? num_ord : 255;

    # define group delay
    val_gd = int((num_ord - 1) / 2);

    # define length of ring buffers
    len_data_raw = num_ord + 1;
    len_data_hpf = val_gd + 1;

    # initialize ring buffers
    for (i = 0; i < len_data_raw; i++) {
        arr_data_raw[i] = 0.0;
    }
    for (i = 0; i < len_data_hpf; i++) {
        arr_data_hpf[i] = 0.0;
    }

    # initialize index of ring buffers
    idx_data_raw = 0;
    idx_data_hpf = 0;

    # initialize number of data
    num_data_raw = 0;
}

{
    # add number of data
    num_data_raw++;

    # update index of ring buffers (write pointers)
    idx_data_raw = num_data_raw % len_data_raw;
    idx_data_hpf = num_data_raw % len_data_hpf;

    # clear number of data
    if (idx_data_raw == 0 && idx_data_hpf == 0) {
        num_data_raw = 0;
    }

    # store input raw data
    val_data_raw = $0;
    arr_data_raw[idx_data_raw] = val_data_raw;

    # apply high pass filter
    arr_data_hpf[idx_data_hpf] = hpf( \
            arr_data_raw, arr_data_hpf,
            idx_data_raw, idx_data_hpf,
            num_ord,
            len_data_raw, len_data_hpf);

    # print results
    print get_buffer(arr_data_raw, idx_data_raw - val_gd, len_data_raw), arr_data_hpf[idx_data_hpf];
}

# get value of ring buffer
function get_buffer(arr, idx, len) {
    if (idx < 0) {
        return arr[idx + len];
    }

    return arr[idx];
}

# high pass filter
function hpf(arr_x, arr_y, idx_x, idx_y, ord, len_x, len_y,       _ret, _gain) {
    _ret = 0.0;
    _gain = 1.0 / ord;

    _ret += get_buffer(arr_y, idx_y - 1, len_y);
    _ret -= _gain * get_buffer(arr_x, idx_x, len_x);
    _ret += get_buffer(arr_x, idx_x - int((ord - 1) / 2), len_x);
    _ret -= get_buffer(arr_x, idx_x - int((ord + 1) / 2), len_x);
    _ret += _gain * get_buffer(arr_x, idx_x - ord, len_x);

    return _ret;
}

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#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {

# define number of order

num_ord = num_ord ? num_ord : 255;

# define group delay

val_gd = int((num_ord - 1) / 2);

# define length of ring buffers

len_data_raw = num_ord + 1;

len_data_hpf = val_gd + 1;

# initialize ring buffers

for (i = 0; i < len_data_raw; i++) {

arr_data_raw[i] = 0.0;

}

for (i = 0; i < len_data_hpf; i++) {

arr_data_hpf[i] = 0.0;

}

# initialize index of ring buffers

idx_data_raw = 0;

idx_data_hpf = 0;

# initialize number of data

num_data_raw = 0;

}

{

# add number of data

num_data_raw++;

# update index of ring buffers (write pointers)

idx_data_raw = num_data_raw % len_data_raw;

idx_data_hpf = num_data_raw % len_data_hpf;

# clear number of data

if (idx_data_raw == 0 && idx_data_hpf == 0) {

num_data_raw = 0;

}

# store input raw data

val_data_raw = $0;

arr_data_raw[idx_data_raw] = val_data_raw;

# apply high pass filter

arr_data_hpf[idx_data_hpf] = hpf( \

arr_data_raw, arr_data_hpf,

idx_data_raw, idx_data_hpf,

num_ord,

len_data_raw, len_data_hpf);

# print results

print get_buffer(arr_data_raw, idx_data_raw - val_gd, len_data_raw), arr_data_hpf[idx_data_hpf];

}

# get value of ring buffer

function get_buffer(arr, idx, len) {

if (idx < 0) {

return arr[idx + len];

}

return arr[idx];

}

# high pass filter

function hpf(arr_x, arr_y, idx_x, idx_y, ord, len_x, len_y, _ret, _gain) {

_ret = 0.0;

_gain = 1.0 / ord;

_ret += get_buffer(arr_y, idx_y - 1, len_y);

_ret -= _gain * get_buffer(arr_x, idx_x, len_x);

_ret += get_buffer(arr_x, idx_x - int((ord - 1) / 2), len_x);

_ret -= get_buffer(arr_x, idx_x - int((ord + 1) / 2), len_x);

_ret += _gain * get_buffer(arr_x, idx_x - ord, len_x);

return _ret;

}

香川大学SLPからお届け！（Vol.81掲載）

投稿日：2022.11.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：永田歩

今回は、米Google社が提供するメディアデータ向けの機械学習ライブラリ「MediaPiPe」を用いて、動画内にある人の顔を検出し、そのデータを基に3D CGアニメーションを生成するプログラムを紹介します。AIを3D CGに利用する試みの一つとして参考にしてください。

シェルスクリプトマガジン Vol.81は以下のリンク先でご購入できます。

図1　動画をフレームに分割するプログラム「video2img.py」のコード

import cv2 as cv
import os

video_path = './video/test_video.mp4'
dir_path = './image'
basename = 'img_frame'
ext = 'jpg'
# 動画を読み込んで存在しなければ終了
cap = cv.VideoCapture(video_path)
if not cap.isOpened():
  exit()
os.makedirs(dir_path, exist_ok=True)
base_path = os.path.join(dir_path, basename)
# 画像保存名のためにフレームの桁数をカウント
digit = len(str(int(cap.get(cv.CAP_PROP_FRAME_COUNT))))
n = 0
while True:
  ret, frame = cap.read()
  if ret:
    # 画像の保存
    cv.imwrite('{}_{}.{}'.format(base_path, str(n).zfill(digit), ext), frame)
    n += 1
  else:
    exit()

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import cv2 as cv

import os

video_path = './video/test_video.mp4'

dir_path = './image'

basename = 'img_frame'

ext = 'jpg'

# 動画を読み込んで存在しなければ終了

cap = cv.VideoCapture(video_path)

if not cap.isOpened():

exit()

os.makedirs(dir_path, exist_ok=True)

base_path = os.path.join(dir_path, basename)

# 画像保存名のためにフレームの桁数をカウント

digit = len(str(int(cap.get(cv.CAP_PROP_FRAME_COUNT))))

n = 0

while True:

ret, frame = cap.read()

if ret:

# 画像の保存

cv.imwrite('{}_{}.{}'.format(base_path, str(n).zfill(digit), ext), frame)

n += 1

else:

exit()

図2　顔のランドマーク座標を出力するコード「images2npy.py」のメイン部分

import cv2 as cv
import mediapipe as mp
import os
import glob
import numpy as np

# 使用する画像のパス名を取得してリスト化
resource_dir = r'./image'
file_list = glob.glob(os.path.join(resource_dir, "*.jpg"))
xyzval = []
for file_path in file_list:
  # 画像を読み込む
  image = cv.imread(file_path)
  xyzval.append(get_landmark(image, file_path))
# 3次元numpy配列のバイナリファイルとして保存
np.save('result/np_save', xyzval)

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import cv2 as cv

import mediapipe as mp

import os

import glob

import numpy as np

# 使用する画像のパス名を取得してリスト化

resource_dir = r'./image'

file_list = glob.glob(os.path.join(resource_dir, "*.jpg"))

xyzval = []

for file_path in file_list:

# 画像を読み込む

image = cv.imread(file_path)

xyzval.append(get_landmark(image, file_path))

# 3次元numpy配列のバイナリファイルとして保存

np.save('result/np_save', xyzval)

図3　get_landmark()関数の定義コード

def get_landmark(image, file_path):
  # 顔のランドマークを取得する準備
  mp_face_mesh = mp.solutions.face_mesh
  face_mesh = mp_face_mesh.FaceMesh(
    static_image_mode=True,
    max_num_faces=1,
    min_detection_confidence=0.5)
  rgb_image = cv.cvtColor(image, cv.COLOR_BGR2RGB)
  # ランドマーク検出
  results = face_mesh.process(rgb_image)
  # 顔が検出されなければ終了
  if not results.multi_face_landmarks:
    exit()
  face_landmarks = results.multi_face_landmarks[0]
  file_path = os.path.splitext(file_path)[0]
  file_name = file_path.split('/')[-1]
  # 保存先のフォルダ作成
  result_txt_dir = 'result/txt'
  os.makedirs(result_txt_dir, exist_ok=True)
  txtfile_path = result_txt_dir+'/'+file_name+'.txt'
  # テキストファイルにRawデータを書き込む
  f = open(txtfile_path, 'w')
  f.write(str(face_landmarks))
  f.close()
  make_landmarkimg(image, face_landmarks,
                   file_name, mp_face_mesh)
  face_mesh.close()
  return get_original_scalexyz(image, txtfile_path)

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def get_landmark(image, file_path):

# 顔のランドマークを取得する準備

mp_face_mesh = mp.solutions.face_mesh

face_mesh = mp_face_mesh.FaceMesh(

static_image_mode=True,

max_num_faces=1,

min_detection_confidence=0.5)

rgb_image = cv.cvtColor(image, cv.COLOR_BGR2RGB)

# ランドマーク検出

results = face_mesh.process(rgb_image)

# 顔が検出されなければ終了

if not results.multi_face_landmarks:

exit()

face_landmarks = results.multi_face_landmarks[0]

file_path = os.path.splitext(file_path)[0]

file_name = file_path.split('/')[-1]

# 保存先のフォルダ作成

result_txt_dir = 'result/txt'

os.makedirs(result_txt_dir, exist_ok=True)

txtfile_path = result_txt_dir+'/'+file_name+'.txt'

# テキストファイルにRawデータを書き込む

f = open(txtfile_path, 'w')

f.write(str(face_landmarks))

f.close()

make_landmarkimg(image, face_landmarks,

file_name, mp_face_mesh)

face_mesh.close()

return get_original_scalexyz(image, txtfile_path)

図5　get_original_scalexyz()関数の定義コード

def get_original_scalexyz(image, txtfile_path):
  height, width = image.shape[:2]
  vers = []
  i = 0
  with open(txtfile_path) as ft:
    lines = ft.read()
    for l in lines.split("\n"):
      if i%5 == 0 or i%5 == 4:
        i += 1
        continue
      elif i%5 == 1:
        tmp = l.split()  
        x = f'{float(tmp[1]) *width:.5f}'
      elif i%5 == 2:
        tmp = l.split()
        y = f'{float(tmp[1]) *height:.5f}'
      else:
        tmp = l.split()
        z = f'{float(tmp[1]) *width:.5f}'
        vers.append([float(x), float(y), float(z)])
      i += 1
  return vers

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def get_original_scalexyz(image, txtfile_path):

height, width = image.shape[:2]

vers = []

i = 0

with open(txtfile_path) as ft:

lines = ft.read()

for l in lines.split("\n"):

if i%5 == 0 or i%5 == 4:

i += 1

continue

elif i%5 == 1:

tmp = l.split()

x = f'{float(tmp[1]) *width:.5f}'

elif i%5 == 2:

tmp = l.split()

y = f'{float(tmp[1]) *height:.5f}'

else:

tmp = l.split()

z = f'{float(tmp[1]) *width:.5f}'

vers.append([float(x), float(y), float(z)])

i += 1

return vers

図6　make_landmarkimg()関数の定義コード

def make_landmarkimg(image, face_landmarks, file_name, mp_face_mesh):
  result_image_dir = 'result/image'
  os.makedirs(result_image_dir, exist_ok=True)
  # 顔のランドマークを画像上に出力する準備
  mp_drawing = mp.solutions.drawing_utils
  drawing_spec = mp_drawing.DrawingSpec(thickness=1, circle_radius=1)
  # 元画像のコピーを作成
  annotated_image = image.copy()
  # 顔のランドマークを描画した画像を生成
  mp_drawing.draw_landmarks(
    image=annotated_image,
    landmark_list=face_landmarks,
    connections=mp_face_mesh.FACEMESH_TESSELATION,
    landmark_drawing_spec=drawing_spec,
    connection_drawing_spec=drawing_spec)
  cv.imwrite(result_image_dir+'/'+file_name+'.png', annotated_image)

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def make_landmarkimg(image, face_landmarks, file_name, mp_face_mesh):

result_image_dir = 'result/image'

os.makedirs(result_image_dir, exist_ok=True)

# 顔のランドマークを画像上に出力する準備

mp_drawing = mp.solutions.drawing_utils

drawing_spec = mp_drawing.DrawingSpec(thickness=1, circle_radius=1)

# 元画像のコピーを作成

annotated_image = image.copy()

# 顔のランドマークを描画した画像を生成

mp_drawing.draw_landmarks(

image=annotated_image,

landmark_list=face_landmarks,

connections=mp_face_mesh.FACEMESH_TESSELATION,

landmark_drawing_spec=drawing_spec,

connection_drawing_spec=drawing_spec)

cv.imwrite(result_image_dir+'/'+file_name+'.png', annotated_image)

図8　3D CGアニメーションを作成するコード「npy2blender.py」のメイン部分

import numpy as np
import bpy
filepath = r'3次元numpy配列のバイナリファイルのパス名'
# 例 → r'C:/Users/user1/python/shellmag/result/np_save.npy'
xyzval = np.load(filepath)
ver_count = len(xyzval[0])
frame_count = len(xyzval)
generate_ver(ver_count)
move_ver_anyframe(xyzval, frame_count)

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import numpy as np

import bpy

filepath = r'3次元numpy配列のバイナリファイルのパス名'

# 例 → r'C:/Users/user1/python/shellmag/result/np_save.npy'

xyzval = np.load(filepath)

ver_count = len(xyzval[0])

frame_count = len(xyzval)

generate_ver(ver_count)

move_ver_anyframe(xyzval, frame_count)

図9　generate_ver()関数の定義コード

def generate_ver(ver_count):
  # 点群オブジェクトの生成
  bpy.data.meshes.new(name='shellmag_Mesh')
  bpy.data.objects.new(name='shellmag_Obj',
                       object_data=bpy.data.meshes['shellmag_Mesh'])
  bpy.context.scene.collection.objects.link(bpy.data.objects['shellmag_Obj'])
  Obj = bpy.data.objects['shellmag_Obj'].data
  Obj.vertices.add(ver_count)    
  return

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def generate_ver(ver_count):

# 点群オブジェクトの生成

bpy.data.meshes.new(name='shellmag_Mesh')

bpy.data.objects.new(name='shellmag_Obj',

object_data=bpy.data.meshes['shellmag_Mesh'])

bpy.context.scene.collection.objects.link(bpy.data.objects['shellmag_Obj'])

Obj = bpy.data.objects['shellmag_Obj'].data

Obj.vertices.add(ver_count)

return

図10　move_ver_anyframe()関数の定義コード

def move_ver_anyframe(xyzval, frame_count):
  ob = bpy.data.objects['shellmag_Obj'].data
  for frame_num in range(frame_count):
    i = 0
    # XYZ座標を各点ごとに定義してフレームとして保存
    for p in xyzval[frame_num]:
      X = p[0]
      Y = p[1]
      Z = p[2]
      ver = ob.vertices[i]
      ver.co.x = X
      ver.co.y = Y
      ver.co.z = Z
      i += 1
      ver.keyframe_insert('co',index = -1,frame = frame_num) 
  return

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def move_ver_anyframe(xyzval, frame_count):

ob = bpy.data.objects['shellmag_Obj'].data

for frame_num in range(frame_count):

i = 0

# XYZ座標を各点ごとに定義してフレームとして保存

for p in xyzval[frame_num]:

X = p[0]

Y = p[1]

Z = p[2]

ver = ob.vertices[i]

ver.co.x = X

ver.co.y = Y

ver.co.z = Z

i += 1

ver.keyframe_insert('co',index = -1,frame = frame_num)

return

Pythonあれこれ（Vol.81掲載）

投稿日：2022.11.25　｜　カテゴリー：　コード

筆者：飯尾淳

本連載では「Pythonを昔から使っているものの、それほど使いこなしてはいない」という筆者が、いろいろな日常業務をPythonで処理することで、立派な「蛇使い」に育つことを目指します。その過程を温
かく見守ってください。皆さんと共に勉強していきましょう。第11回では、永続的な非同期通信を簡単に実現できる「WebSocket」というプロトコルを利用するシンプルなチャットアプリの作成に挑戦しま
す。

シェルスクリプトマガジン Vol.81は以下のリンク先でご購入できます。

図1　エコーサーバーを実現するコード

import asyncio
import websockets

async def echo(soc):
  async for msg in soc:
    print(f'RECV: {msg}')
    await soc.send(msg)

async def main():
  async with websockets.serve(echo, port=8765, ping_timeout=None):
    await asyncio.Future()

asyncio.run(main())

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import asyncio

import websockets

async def echo(soc):

async for msg in soc:

print(f'RECV: {msg}')

await soc.send(msg)

async def main():

async with websockets.serve(echo, port=8765, ping_timeout=None):

await asyncio.Future()

asyncio.run(main())

図2　エコーサーバーに接続するクライアントのコード

import asyncio
import websockets

async def client():
  uri = "ws://localhost:8765/"
  async with websockets.connect(uri, ping_timeout=None) as soc:
    while True:
      msg = input('> ')
      await soc.send(msg)
      msg = await soc.recv()
      print(f'< {msg}')

asyncio.run(client())

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import asyncio

import websockets

async def client():

uri = "ws://localhost:8765/"

async with websockets.connect(uri, ping_timeout=None) as soc:

while True:

msg = input('> ')

await soc.send(msg)

msg = await soc.recv()

print(f'< {msg}')

asyncio.run(client())

図4　チャットサーバーのコード

import asyncio
import websockets

clients = {}

async def echo(soc):
  async for msg in soc:
    if not (soc in clients):
      clients[soc] = msg
      print(f'{msg} is registered')
      for s in clients:
        await s.send(f'{clients[soc]} が参加しました')
    else:
      print(f'RECV: {msg}')
      for s in clients:
        await s.send(f'{clients[soc]}: {msg}')

async def main():
  async with websockets.serve(echo, port=8765, ping_timeout=None):
    await asyncio.Future()

asyncio.run(main())

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import asyncio

import websockets

clients = {}

async def echo(soc):

async for msg in soc:

if not (soc in clients):

clients[soc] = msg

print(f'{msg} is registered')

for s in clients:

await s.send(f'{clients[soc]} が参加しました')

else:

print(f'RECV: {msg}')

for s in clients:

await s.send(f'{clients[soc]}: {msg}')

async def main():

async with websockets.serve(echo, port=8765, ping_timeout=None):

await asyncio.Future()

asyncio.run(main())

図5　チャットクライアントのHTMLコード

<!doctype html>
<html lang="ja">
<head>
  <meta charset="utf-8">
  <title>A Simple BBS</title>
  <meta name="description" content="WebSockets TEST">
  <meta name="author" content="Jun IIO">
  <script src="jquery-3.6.1.min.js"></script>
  <script src="scripts.js"></script>
</head>
<body>
  <h1>シンプル・チャット・システム</h1>
  <div>
    名前:
    <input id="regname" type="text">
    <button id="register">登録</button>
  </div>
  <div>
    <textarea id="msgarea" cols=80 rows=10
              readonly disabled="disabled"></textarea>
  </div>
  <div>
    <input id="chatmsg" type="text" size=80 disabled="disabled">
    <button id="send" disabled="disabled">送信</button>
  </div>
</body>
</html>

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<!doctype html>

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<title>A Simple BBS</title>

</head>

<body>

<div>

名前:

</div>

<div>

<textarea id="msgarea" cols=80 rows=10

readonly disabled="disabled"></textarea>

</div>

<div>

</div>

</body>

</html>

図6　チャットクライアントのJavaScriptコード

$(function(){
  let socket = new WebSocket("ws://localhost:8765/");

  $("#register").on("click", function(event) {
    name = $("#regname").val();
    if (name != "") {
      socket.send(name);
      $("#register").prop("disabled", true);
      $("#regname").prop("disabled", true);
      $("#msgarea").prop("disabled", false);
      $("#chatmsg").prop("disabled", false);
      $("#send").prop("disabled", false);
    };
  });

  socket.onmessage = function(event) {
    text = $("#msgarea").val();
    $("#msgarea").val(text + event.data + "\n");
  };

  $("#send").on("click", function(event) {
    msg = $("#chatmsg").val();
    if (msg != "") {
      socket.send(msg);
      $("#chatmsg").val("");
    };
  });
});

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$(function(){

let socket = new WebSocket("ws://localhost:8765/");

$("#register").on("click", function(event) {

name = $("#regname").val();

if (name != "") {

socket.send(name);

$("#register").prop("disabled", true);

$("#regname").prop("disabled", true);

$("#msgarea").prop("disabled", false);

$("#chatmsg").prop("disabled", false);

$("#send").prop("disabled", false);

};

});

socket.onmessage = function(event) {

text = $("#msgarea").val();

$("#msgarea").val(text + event.data + "\n");

};

$("#send").on("click", function(event) {

msg = $("#chatmsg").val();

if (msg != "") {

socket.send(msg);

$("#chatmsg").val("");

};

});

Raspberry Piを100%活用しよう（Vol.81掲載）

投稿日：2022.11.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：米田聡

小型コンピュータボード「Raspberry Pi」（ラズパイ）向けにさまざまな拡張ボードが発売されています。その拡張ボードとラズパイを組み合わせれば、ラズパイでいろいろなことが簡単に試せます。第14回は、高品質なアナログ音声を出力する拡張基板を扱います。

シェルスクリプトマガジン Vol.81は以下のリンク先でご購入できます。

図7　MP3形式の音楽ファイルを再生するPythonプログラム（player.py）

import time
from pydub import AudioSegment
from pydub.playback import _play_with_simpleaudio

audio = AudioSegment.from_file("sample.mp3", "mp3")
play = _play_with_simpleaudio(audio)

try:
    while True:
        time.sleep(1)

except KeyboardInterrupt:
    pass

play.stop()

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import time

from pydub import AudioSegment

from pydub.playback import _play_with_simpleaudio

audio = AudioSegment.from_file("sample.mp3", "mp3")

play = _play_with_simpleaudio(audio)

try:

while True:

time.sleep(1)

except KeyboardInterrupt:

pass

play.stop()

特集1　本格的なホームサーバーを構築（Vol.81記載）

投稿日：2022.11.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：麻生二郎

小型コンピュータボードの最上位モデルである「Raspberry Pi 4 Model B」の4G/8Gバイト版と、人気のLinuxディストリビューション「Ubuntu」のサーバー版を組み合わせて、本格的なサーバーを構築しましょう。本特集では、サーバーの可用性や信頼性を向上する方法を紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.81は以下のリンク先でご購入できます。

図A3　ラズパイサーバーの初期設定（ubuntu_init1.sh）

#!/bin/sh

##日本のタイムゾーン設定
sudo timedatectl set-timezone Asia/Tokyo

##全ソフトウエア更新
sudo apt update
sudo apt -y upgrade
sudo apt -y autoremove
sudo apt clean

##ファームウエアアップデート
sudo apt -y install rpi-eeprom
sudo rpi-eeprom-update

##完了後の再起動
read -p "再起動しますか [y/N]:" YN
if [ " $YN" = " y" ] || [ " $YN" = " Y" ]; then
  sudo reboot
fi

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#!/bin/sh

##日本のタイムゾーン設定

sudo timedatectl set-timezone Asia/Tokyo

##全ソフトウエア更新

sudo apt update

sudo apt -y upgrade

sudo apt -y autoremove

sudo apt clean

##ファームウエアアップデート

sudo apt -y install rpi-eeprom

sudo rpi-eeprom-update

##完了後の再起動

read -p "再起動しますか [y/N]:" YN

if [ " $YN" = " y" ] || [ " $YN" = " Y" ]; then

sudo reboot

fi

図A4　ラズパイサーバーの初期設定（ubuntu_init2.sh）

#!/bin/sh

##固定IPアドレスとルーターのIPアドレス
IP_ADDRESS="192.168.10.100"
ROUTER_IP="192.168.10.1"

##旧設定バックアップ
mkdir -p ~/old_settings
sudo mv /etc/netplan/50-cloud-init.yaml ~/old_settings/.

##新ネットワーク設定作成
cat << EOF | sudo tee /etc/netplan/50-cloud-init.yaml > /dev/null
network:
  ethernets:
    eth0:
      dhcp4: false
      addresses: [ip_address/24]
      gateway4: router_ip
      nameservers:
        addresses: [8.8.8.8]
  version: 2
EOF
sudo sed -i -e "s%ip_address%$IP_ADDRESS%" /etc/netplan/50-cloud-init.yaml
sudo sed -i -e "s%router_ip%$ROUTER_ip%" /etc/netplan/50-cloud-init.yaml

##ネットワーク設定反映
sudo netplan apply

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#!/bin/sh

##固定IPアドレスとルーターのIPアドレス

IP_ADDRESS="192.168.10.100"

ROUTER_IP="192.168.10.1"

##旧設定バックアップ

mkdir -p ~/old_settings

sudo mv /etc/netplan/50-cloud-init.yaml ~/old_settings/.

##新ネットワーク設定作成

cat << EOF | sudo tee /etc/netplan/50-cloud-init.yaml > /dev/null

network:

ethernets:

eth0:

dhcp4: false

addresses: [ip_address/24]

gateway4: router_ip

nameservers:

addresses: [8.8.8.8]

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EOF

sudo sed -i -e "s%ip_address%$IP_ADDRESS%" /etc/netplan/50-cloud-init.yaml

sudo sed -i -e "s%router_ip%$ROUTER_ip%" /etc/netplan/50-cloud-init.yaml

##ネットワーク設定反映

sudo netplan apply

シェルスクリプトマガジンvol.81 Web掲載記事まとめ

投稿日：2022.11.25　｜　カテゴリー：　コード

004　レポート　Windows 11が動くVirtualBox
005　レポート　Webブラウザ動作のPostgreSQL
006　製品レビュー　玩具「coemo（コエモ）」
007　NEWS FLASH
008　特集1　本格的なホームサーバーを構築/麻生二郎　コード掲載
018　特集2　Google AppSheet入門/伊藤勇斗、石野耀久、江口隆司
038　特集3　さくらのクラウド/前佛雅人
050　特別企画　MySQL HeatWave Database Serviceの新機能/生駒眞知子
057　Hello Nogyo!
058　Raspberry Piを100%活用しよう/米田聡　コード掲載
062　Pythonあれこれ/飯尾淳　コード掲載
066　法林浩之のFIGHTING TALKS/法林浩之
068　中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一
074　メタバース/桑原滝弥、イケヤシロウ
076　タイ語から分かる現地生活/つじみき
080　香川大学SLPからお届け！/永田歩　コード掲載
086　AWKでデジタル信号処理/斉藤博文　コード掲載
094　ユニケージ通信/田渕智也、高橋未来哉
098　Bash入門/大津真
104　Techパズル/gori.sh
105　コラム「ユニケージの学術論文が出ました」/シェル魔人

Vol.81

投稿日：2022.11.25　｜　カテゴリー：　バックナンバー

　ホームサーバーも本格的な運用を始めるなら、常時動き続けるための「可用性」と、データなどの保護を目的とした「信頼性」の向上は不可欠です。特集1では、小型コンピュータボードの「Raspberry Pi 4 Model B」で構築したホームサーバーの可用性や信頼性を高める方法を解説しています。
　特集2では、注目のノーコード開発ツール「Google AppSheet」を紹介しています。Google AppSheetでは、とても簡単な操作で、Webブラウザ、スマートフォンやタブレットなどからアクセスできるWebアプリケーションを開発できます。。また、ローコード開発ツールの「Google Apps Script」で作成したアプリケーションと組み合わせることで、クラウド上のさまざまなシステムと連携したシステムの構築が可能です。
　特集3では、国産パブリッククラウドサービス「さくらのクラウド」を紹介しています。AWSやGCP、Azureなど、海外の企業のクラウドサービスが人気ですが、国産クラウドにも良い点が多数あります。特に、日本人が運用して管理している点で、日本人に適したクラウドサービスになっています。
　特別企画では、米Oracle社が提供するデータベースクラウドサービス「MySQL HeatWave Database Service」（旧名は「MySQL Database Service」）を紹介しました。機械学習による「AutoPilot」や「HeatWave ML」が追加されて、さらに大規模なOLTPやOLAPの処理をより効率良くできるようになった点を詳しく解説しています。
　このほか、業務システムの開発手法「ユニケージ」の連載が開始しました。ユニケージは、エンジニアが生み出した手法ではなく、業務という現場から生まれた手法です。そのため、エンジニアには理解しにくい部分もあります。この連載では、エンジニアが疑問に感じる点に焦点を当てながらユニケージ流のやり方を紹介していきます。
　今回も読み応え十分のシェルスクリプトマガジン Vol.81。お見逃しなく!

※記事掲載のコードはこちら。記事の補足情報はこちら

※読者アンケートはこちら

Vol.81 補足情報

投稿日：2022.11.25　｜　カテゴリー：　コード

執筆・編集後記

p.103の執筆・編集後記のページが広告になっていました。以下が掲載する予定だった執筆・編集後記です。Kindle版やPDF版は差し替えています。お詫びして訂正いたします。

情報は随時更新致します。

AWKでデジタル信号処理（Vol.80掲載）

投稿日：2022.09.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：斉藤博文

プログラミング言語「AWK」は、データストリーム（データの流れ）を逐次処理するのに適しています。本連載では、電子回路の分野でその特徴を生かし、シェルスクリプトを組み合わせてデジタル信号を処理します。第2回は、高周波ノイズを除去する「ローパスフィルタ」について解説します。

シェルスクリプトマガジン Vol.80は以下のリンク先でご購入できます。

図6　移動平均のプログラム（lpf.awk）

#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {
    # define number of order
    num_ord = num_ord ? num_ord : 7;

    # define length of ring buffers
    len_data_raw = num_ord + 1;
    len_data_lpf = 2;

    # initialize ring buffers
    for (i = 0; i < len_data_raw; i++) {
        arr_data_raw[i] = 0.0;
    }
    for (i = 0; i < len_data_lpf; i++) {
        arr_data_lpf[i] = 0.0;
    }

    # initialize index of ring buffers
    idx_data_raw = 0;
    idx_data_lpf = 0;

    # initialize number of data
    num_data_raw = 0;
}

{
    # add number of data
    num_data_raw++;

    # update index of ring buffers (write pointers)
    idx_data_raw = num_data_raw % len_data_raw;
    idx_data_lpf = num_data_raw % len_data_lpf;

    # clear number of data
    if (idx_data_raw == 0 && idx_data_lpf == 0) {
        num_data_raw = 0;
    }

    # store input raw data
    val_data_raw = $0;
    arr_data_raw[idx_data_raw] = val_data_raw;

    # apply low pass filter
    arr_data_lpf[idx_data_lpf] = lpf( \
            arr_data_raw, arr_data_lpf,
            idx_data_raw, idx_data_lpf,
            num_ord,
            len_data_raw, len_data_lpf);

    # print results
    print arr_data_lpf[idx_data_lpf];
}

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#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {

# define number of order

num_ord = num_ord ? num_ord : 7;

# define length of ring buffers

len_data_raw = num_ord + 1;

len_data_lpf = 2;

# initialize ring buffers

for (i = 0; i < len_data_raw; i++) {

arr_data_raw[i] = 0.0;

}

for (i = 0; i < len_data_lpf; i++) {

arr_data_lpf[i] = 0.0;

}

# initialize index of ring buffers

idx_data_raw = 0;

idx_data_lpf = 0;

# initialize number of data

num_data_raw = 0;

}

{

# add number of data

num_data_raw++;

# update index of ring buffers (write pointers)

idx_data_raw = num_data_raw % len_data_raw;

idx_data_lpf = num_data_raw % len_data_lpf;

# clear number of data

if (idx_data_raw == 0 && idx_data_lpf == 0) {

num_data_raw = 0;

}

# store input raw data

val_data_raw = $0;

arr_data_raw[idx_data_raw] = val_data_raw;

# apply low pass filter

arr_data_lpf[idx_data_lpf] = lpf( \

arr_data_raw, arr_data_lpf,

idx_data_raw, idx_data_lpf,

num_ord,

len_data_raw, len_data_lpf);

# print results

print arr_data_lpf[idx_data_lpf];

}

図10　ずれ補正を加えた移動平均のプログラム（lpf_gd.awk）

#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {
    # define number of order
    num_ord = num_ord ? num_ord : 7;

    # define group delay
    val_gd = int((num_ord - 1) / 2);

    # define length of ring buffers
    len_data_raw = num_ord + 1;
    len_data_lpf = val_gd + 1;

    # initialize ring buffers
    for (i = 0; i < len_data_raw; i++) {
        arr_data_raw[i] = 0.0;
    }
    for (i = 0; i < len_data_lpf; i++) {
        arr_data_lpf[i] = 0.0;
    }

    # initialize index of ring buffers
    idx_data_raw = 0;
    idx_data_lpf = 0;

    # initialize number of data
    num_data_raw = 0;
}

{
    # add number of data
    num_data_raw++;

    # update index of ring buffers (write pointers)
    idx_data_raw = num_data_raw % len_data_raw;
    idx_data_lpf = num_data_raw % len_data_lpf;

    # clear number of data
    if (idx_data_raw == 0 && idx_data_lpf == 0) {
        num_data_raw = 0;
    }

    # store input raw data
    val_data_raw = $0;
    arr_data_raw[idx_data_raw] = val_data_raw;

    # apply low pass filter
    arr_data_lpf[idx_data_lpf] = lpf( \
            arr_data_raw, arr_data_lpf,
            idx_data_raw, idx_data_lpf,
            num_ord,
            len_data_raw, len_data_lpf);

    # print results
    print get_buffer(arr_data_raw, idx_data_raw - val_gd, len_data_raw), arr_data_lpf[idx_data_lpf];
}

# get value of ring buffer
function get_buffer(arr, idx, len) {
    if (idx < 0) {
        return arr[idx + len];
    }

    return arr[idx];
}

# low pass filter
function lpf(arr_x, arr_y, idx_x, idx_y, ord, len_x, len_y,   _ret, _gain) {
    _ret = 0.0;
    _gain = 1.0 / ord;

    _ret += get_buffer(arr_y, idx_y - 1, len_y);
    _ret += _gain * get_buffer(arr_x, idx_x, len_x);
    _ret -= _gain * get_buffer(arr_x, idx_x - ord, len_x);

    return _ret;
}

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#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {

# define number of order

num_ord = num_ord ? num_ord : 7;

# define group delay

val_gd = int((num_ord - 1) / 2);

# define length of ring buffers

len_data_raw = num_ord + 1;

len_data_lpf = val_gd + 1;

# initialize ring buffers

for (i = 0; i < len_data_raw; i++) {

arr_data_raw[i] = 0.0;

}

for (i = 0; i < len_data_lpf; i++) {

arr_data_lpf[i] = 0.0;

}

# initialize index of ring buffers

idx_data_raw = 0;

idx_data_lpf = 0;

# initialize number of data

num_data_raw = 0;

}

{

# add number of data

num_data_raw++;

# update index of ring buffers (write pointers)

idx_data_raw = num_data_raw % len_data_raw;

idx_data_lpf = num_data_raw % len_data_lpf;

# clear number of data

if (idx_data_raw == 0 && idx_data_lpf == 0) {

num_data_raw = 0;

}

# store input raw data

val_data_raw = $0;

arr_data_raw[idx_data_raw] = val_data_raw;

# apply low pass filter

arr_data_lpf[idx_data_lpf] = lpf( \

arr_data_raw, arr_data_lpf,

idx_data_raw, idx_data_lpf,

num_ord,

len_data_raw, len_data_lpf);

# print results

print get_buffer(arr_data_raw, idx_data_raw - val_gd, len_data_raw), arr_data_lpf[idx_data_lpf];

}

# get value of ring buffer

function get_buffer(arr, idx, len) {

if (idx < 0) {

return arr[idx + len];

}

return arr[idx];

}

# low pass filter

function lpf(arr_x, arr_y, idx_x, idx_y, ord, len_x, len_y, _ret, _gain) {

_ret = 0.0;

_gain = 1.0 / ord;

_ret += get_buffer(arr_y, idx_y - 1, len_y);

_ret += _gain * get_buffer(arr_x, idx_x, len_x);

_ret -= _gain * get_buffer(arr_x, idx_x - ord, len_x);

return _ret;

}

香川大学SLPからお届け！（Vol.80掲載）

投稿日：2022.09.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：佐々木龍之介

今回は、数値解析アルゴリズムの一つである「ニュートン法」を紹介します。ニュートン法を利用すると、反復計算によって方程式の解を近似的に求められます。C言語を使ったサンプルプログラムを挙げながら、同手法について簡単に解説します。

シェルスクリプトマガジン Vol.80は以下のリンク先でご購入できます。

図3　「x² – 1 = 0」という方程式の解を求めるCプログラムの例

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define e 0.000001

double f(double x) {
    return x*x - 1;
}

double df(double x) {
    return 2*x;
}

int main() {
    double x1 = 2.5, x2;
    while(1) {
        x2 = x1 - f(x1)/df(x1);
        if(fabs(f(x2)) < e) {
            break;
        }
        x1 = x2;
    }
    printf("%f\n", x2);
}

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#include <stdio.h>

#include <math.h>

#define e 0.000001

double f(double x) {

return x*x - 1;

}

double df(double x) {

return 2*x;

}

int main() {

double x1 = 2.5, x2;

while(1) {

x2 = x1 - f(x1)/df(x1);

if(fabs(f(x2)) < e) {

break;

}

x1 = x2;

}

printf("%f\n", x2);

}

図4　「x² – 1 = 0」という方程式の解を求めるCプログラムの改良版

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define e 0.000001

double f(double x) {
    return x*x - 1;
}

double df(double x) {
    return 2*x;
}

int main() {
    double x1 = 2.5, x2;
    while(1) {
        x2 = x1 - f(x1)/df(x1);
        if(fabs(x2 - x1) < e) {
            break;
        }
        x1 = x2;
    }
    printf("%f\n", x2);
}

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#include <stdio.h>

#include <math.h>

#define e 0.000001

double f(double x) {

return x*x - 1;

}

double df(double x) {

return 2*x;

}

int main() {

double x1 = 2.5, x2;

while(1) {

x2 = x1 - f(x1)/df(x1);

if(fabs(x2 - x1) < e) {

break;

}

x1 = x2;

}

printf("%f\n", x2);

}

図5　√2の近似解を求めるCプログラムの例

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define e 0.000001

double f(double x) {
    return x*x - 2;
}

double df(double x) {
    return 2*x;
}

double g(double x) {
    return x - f(x) / df(x);
}

int main() {
    double x1 = 2.0, x2;
    while(1){
        x2 = g(x1);
        if(fabs(x2 - x1) < e) {
            break;
        }
        x1 = x2;
        printf("%f\n", x2);
    }

    printf("√2= %f\n", x2);
}

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#include <stdio.h>

#include <math.h>

#define e 0.000001

double f(double x) {

return x*x - 2;

}

double df(double x) {

return 2*x;

}

double g(double x) {

return x - f(x) / df(x);

}

int main() {

double x1 = 2.0, x2;

while(1){

x2 = g(x1);

if(fabs(x2 - x1) < e) {

break;

}

x1 = x2;

printf("%f\n", x2);

}

printf("√2= %f\n", x2);

}

Pythonあれこれ（Vol.80掲載）

投稿日：2022.09.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：飯尾淳

本連載では「Pythonを昔から使っているものの、それほど使いこなしてはいない」という筆者が、いろいろな日常業務をPythonで処理することで、立派な「蛇使い」に育つことを目指します。その過程を温
かく見守ってください。皆さんと共に勉強していきましょう。第10回は、データを可視化する例として、プログラムの対話型実行環境「Jupyter Notebook」をローカル環境で動かして簡単な地理情報を表示させてみます。

シェルスクリプトマガジン Vol.80は以下のリンク先でご購入できます。

図7　町丁目データを地図上に重ねて表示するためのコード

for _, r in df.iterrows():
    sim_geo = gpd.GeoSeries(r['geometry'])
    geo_j = sim_geo.to_json()
    geo_j = folium.GeoJson(data=geo_j,
      style_function=lambda x: {'fillColor': 'grey', 'color': 'grey', 
        'weight': 0.5, 'fill_opacity': 0.3, 'line_opacity': 0.1 })
    folium.Popup(r['Name']).add_to(geo_j)
    geo_j.add_to(m)
m

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for _, r in df.iterrows():

sim_geo = gpd.GeoSeries(r['geometry'])

geo_j = sim_geo.to_json()

geo_j = folium.GeoJson(data=geo_j,

style_function=lambda x: {'fillColor': 'grey', 'color': 'grey',

'weight': 0.5, 'fill_opacity': 0.3, 'line_opacity': 0.1 })

folium.Popup(r['Name']).add_to(geo_j)

geo_j.add_to(m)

m

図10　駅の位置と乗降客数のデータをまとめるためのコード

df2 = pd.merge(df_stations.drop('Description', axis=1), \
                df_passengers, on='Name')
df2.head()

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df2 = pd.merge(df_stations.drop('Description', axis=1), \

df_passengers, on='Name')

df2.head()

図12　駅の位置を地図に表示するためのコード（その1）

for _, row in df2.iterrows():
    folium.Marker(
        location=[row['geometry'].y, row['geometry'].x],
        popup=row['Name']
    ).add_to(m)
m

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for _, row in df2.iterrows():

folium.Marker(

location=[row['geometry'].y, row['geometry'].x],

popup=row['Name']

).add_to(m)

m

図14　駅の位置を地図に表示するためのコード（その2）

m = folium.Map(location=[35.65, 139.34], \
       zoom_start=12, tiles=‘openstreetmap’)

for _, r in df.iterrows():
    sim_geo = gpd.GeoSeries(r['geometry'])
    geo_j = sim_geo.to_json()
    geo_j = folium.GeoJson(data=geo_j,
      style_function=lambda x: {'fillColor': 'grey', 'color': 'grey', 
        'weight': 0.5, 'fill_opacity': 0.3, 'line_opacity': 0.1 })
    folium.Popup(r['Name']).add_to(geo_j)
    geo_j.add_to(m)

for _, row in df2.iterrows():
    folium.CircleMarker(
        location=[row['geometry'].y, row['geometry'].x],
        radius=3,
        color='red',
        fill_color='red',
        weight=2
    ).add_to(m)
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m = folium.Map(location=[35.65, 139.34], \

zoom_start=12, tiles=‘openstreetmap’)

for _, r in df.iterrows():

sim_geo = gpd.GeoSeries(r['geometry'])

geo_j = sim_geo.to_json()

geo_j = folium.GeoJson(data=geo_j,

style_function=lambda x: {'fillColor': 'grey', 'color': 'grey',

'weight': 0.5, 'fill_opacity': 0.3, 'line_opacity': 0.1 })

folium.Popup(r['Name']).add_to(geo_j)

geo_j.add_to(m)

for _, row in df2.iterrows():

folium.CircleMarker(

location=[row['geometry'].y, row['geometry'].x],

radius=3,

color='red',

fill_color='red',

weight=2

).add_to(m)

m

図16　「緯度」「経度」「乗降客数」のカラムを持つデータフレームを作成するためのコード

df3 = pd.DataFrame(data={'Lat': df2[‘geometry'].y,
                         'Lng': df2['geometry'].x, 
                         'Passengers': df2['Passengers']})
　
df3.head()

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df3 = pd.DataFrame(data={'Lat': df2[‘geometry'].y,

'Lng': df2['geometry'].x,

'Passengers': df2['Passengers']})

df3.head()

Raspberry Piを100%活用しよう（Vol.80掲載）

投稿日：2022.09.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：米田聡

小型コンピュータボード「Raspberry Pi」（ラズパイ）向けにさまざまな拡張ボードが発売されています。その拡張ボードとラズパイを組み合わせれば、ラズパイでいろいろなことが簡単に試せます。第13回は、照明用などの高輝度LEDの明るさを制御できる拡張基板を扱います。

シェルスクリプトマガジン Vol.80は以下のリンク先でご購入できます。

図5　LEDの明るさを制御するプログラム（ADRSZSW.py）

import RPi.GPIO as GPIO
import smbus
import time

ADDR=0x56   # I2Cアドレス
SW=5        # スイッチのGPIO
bus = None  

value: int = 0x0    # 明るさの値

# スイッチのコールバック関数
def switch(ch):
        global value
        value += 0x05
        # デューティ比を書き込む
        bus.write_byte_data(ADDR, 0x01, (value & 0xFF))
        # デューティー比を読み出す
        current = bus.read_byte_data(ADDR,0)
        print(current)

if __name__ == "__main__":
        bus = smbus.SMBus(1)
        bus.write_byte_data(ADDR, 0x01, 0)

        # GPIOの設定
        GPIO.setmode(GPIO.BCM)
        GPIO.setup(SW, GPIO.IN)
        GPIO.add_event_detect(SW, GPIO.FALLING, callback=switch, bouncetime=200)

        try:
                while True:
                        time.sleep(30)
        except KeyboardInterrupt:
                pass
        GPIO.remove_event_detect(SW)
        GPIO.cleanup(SW)

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import RPi.GPIO as GPIO

import smbus

import time

ADDR=0x56 # I2Cアドレス

SW=5 # スイッチのGPIO

bus = None

value: int = 0x0 # 明るさの値

# スイッチのコールバック関数

def switch(ch):

global value

value += 0x05

# デューティ比を書き込む

bus.write_byte_data(ADDR, 0x01, (value & 0xFF))

# デューティー比を読み出す

current = bus.read_byte_data(ADDR,0)

print(current)

if __name__ == "__main__":

bus = smbus.SMBus(1)

bus.write_byte_data(ADDR, 0x01, 0)

# GPIOの設定

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(SW, GPIO.IN)

GPIO.add_event_detect(SW, GPIO.FALLING, callback=switch, bouncetime=200)

try:

while True:

time.sleep(30)

except KeyboardInterrupt:

pass

GPIO.remove_event_detect(SW)

GPIO.cleanup(SW)

特集1 Linux初心者テストにチャレンジ！（Vol.80記載）

投稿日：2022.09.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：長原宏治

Linuxエンジニアの認定試験としては「LPIC」が有名ですが、より幅広くLinux初学者を対象とする「Linux Essentials」という認定試験が2020年から開始されています。本特集では出題範囲に対する理解を確認できる例題を挙げながら、Linux Essentials試験の内容を紹介します。つまずきがちな部分について問う例題を盛り込みましたので、腕に覚えがある人もぜひチャレンジしてみてください。

シェルスクリプトマガジン Vol.80は以下のリンク先でご購入できます。

Part3　演習問題集の解答と解説

図1　問3-3-1の解答例

#!/bin/bash
codefile=data.csv
prefecture=$1
grep $prefecture $codefile | sort -t , -k 5 | cut -d , -f 3 | tail -n +2

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#!/bin/bash

codefile=data.csv

prefecture=$1

grep $prefecture $codefile | sort -t , -k 5 | cut -d , -f 3 | tail -n +2

図2　問3-3-2の解答例

#!/bin/bash
codefile=data.csv
if [ $# -le 0 ]
then
  echo Usage: $0 PREFACTURE... >&2
  exit 1
fi
for prefecture in $*
do
  echo ${prefecture}:
  grep $prefecture $codefile | sort -t , -k 5 | cut -d, -f 3 | tail -n +2
done
exit 0

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#!/bin/bash

codefile=data.csv

if [ $# -le 0 ]

then

echo Usage: $0 PREFACTURE... >&2

exit 1

fi

for prefecture in $*

do

echo ${prefecture}:

grep $prefecture $codefile | sort -t , -k 5 | cut -d, -f 3 | tail -n +2

done

exit 0

シェルスクリプトマガジンvol.80 Web掲載記事まとめ

投稿日：2022.09.25　｜　カテゴリー：　コード

004 レポート　6GHz帯の無線LAN国内解禁
005 レポート　Zen 4採用のRyzenプロセッサ出荷
006 製品レビュー　パソコン「LAVIE GX（GX750/EAB）」
007 NEWS FLASH
008 特集1　Red Hat Enterprise Linux 9/森若和雄
022 特集2　Linux初心者テストにチャレンジ！/長原宏治　コード掲載
042 緊急特集　チャットサービスを立ち上げよう/麻生二郎
058 Raspberry Piを100%活用しよう/米田聡　コード掲載
062 Pythonあれこれ/飯尾淳　コード掲載
068 NFT/桑原滝弥、イケヤシロウ
070 中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一
075 Hello Nogyo!
076 法林浩之のFIGHTING TALKS/法林浩之
078 香川大学SLPからお届け！/佐々木龍之介　コード掲載
082 タイ語から分かる現地生活/つじみき
088 AWKでデジタル信号処理/斉藤博文　コード掲載
096 Bash入門/大津真
104 Techパズル/gori.sh
105 コラム「ユニケージ黎明（れいめい）期」/シェル魔人

Vol.80

投稿日：2022.09.25　｜　カテゴリー：　バックナンバー

　2022年5月、企業向けLinuxディストリビューション「Red Hat Enterprise Linux 9」（RHEL 9）がリリースされました。多くのシステムで利用されているRHEL 7のライフサイクルは、2024年6月（延長しても2026年6月）で終了するので、アップデートの有力な候補です。特集1では、このRHEL 9に関して、サブスクリプション、無償利用、主要ソフト、主要サービス、リリーススケジュール、ライフサイクル、導入・使用方法、RHEL 7/8利用者に役立つ情報などを分かりやすく解説しています。
　特集2では、Linux初心者向けのテストを用意しています。このテストは、非営利組織「LPI」（Linux Professional Institute）が実施しているLinux技術者認定試験「Linux Essentials」を基にしています。Linuxを勉強し始めた人にお薦めの内容になっていますので、ぜひお読みください。
　このほか、緊急特集として、オープンソースソフトウエア「Mattermost」で人気の「Slack」と似たチャットサービスを無料で立ち上げる方法を紹介しています。インターネット上には無料でも使える魅力あるサービスが多数あります。ただし、SlackやHerokuのように利用規約が変更されると、無料で使える範囲が変わったり、無料で使えなくなったりします。影響を受けないように自分でサービスを立ち上げてみるのはいかがでしょうか。
　今回も読み応え十分のシェルスクリプトマガジン Vol.80。お見逃しなく!

※記事掲載のコードはこちら。記事の補足情報はこちら

※読者アンケートはこちら

Vol.80 補足情報

投稿日：2022.09.14　｜　カテゴリー：　コード

Pythonあれこれ

　記事中で使用するデータファイルは以下のWebページから入手できます。

https://github.com/shellscript-magazine/python_this_and_that/releases/tag/ver1.0

情報は随時更新致します。

AWKでデジタル信号処理（Vol.79掲載）

投稿日：2022.07.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：斉藤博文

プログラミング言語「AWK」は、データストリーム（データの流れ）を逐次処理するのに適しています。本連載では、電子回路の分野でその特徴を生かし、シェルスクリプトを組み合わせてデジタル信号を処理します。第1回は「デジタルフィルタ」と「リングバッファ」について解説します。

シェルスクリプトマガジン Vol.79は以下のリンク先でご購入できます。

図14　1～10000の出力データから末尾の10行を取り出すAWKプログラム（tail.awk）

#! /usr/bin/gawk -f

{
    lines[NR] = $0;
}

END {
    for (i = NR - 9; i <= NR; i++) {
        print lines[i];
    }
}

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#! /usr/bin/gawk -f

{

lines[NR] = $0;

}

END {

for (i = NR - 9; i <= NR; i++) {

print lines[i];

}

図15　リングバッファを用いたAWKプログラム（tail_ring.awk）

#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {
    len = 10;
}

{
    idx = NR % 10;
    buf[idx] = $0;
}

END {
    for (i = 9; i >= 0; i--) {
        print get_buf(buf, idx - i, len);
    }
}

function get_buf(buf, idx, len) {
    if (idx < 0) {
        return buf[idx + len];
    } else {
        return buf[idx];
    }
}

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#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {

len = 10;

}

{

idx = NR % 10;

buf[idx] = $0;

}

END {

for (i = 9; i >= 0; i--) {

print get_buf(buf, idx - i, len);

}

function get_buf(buf, idx, len) {

if (idx < 0) {

return buf[idx + len];

} else {

return buf[idx];

}

図17　「get_buf」関数をPythonのプログラムで記述

def get_buf(buf, idx, len):
    if (idx < 0):
        return buf[idx + len]
    else:
        return buf[idx]

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def get_buf(buf, idx, len):

if (idx < 0):

return buf[idx + len]

else:

return buf[idx]

香川大学SLPからお届け！（Vol.79掲載）

投稿日：2022.07.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：岩本和真

人間の言語をコンピュータで処理する自然言語処理の分野は、近年、急速に進歩しています。それによって例えば、自然な翻訳や文章生成をする技術などが開発されています。同分野の学習成果として筆者は、「秘書チャット」と名付けたチャットボットアプリを作成しました。今回は、このアプリに盛り込んだ機能について、技術的に解説します。

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図5　形態素解析処理をするmorpheme()関数の定義コード

def morpheme(self, input, speech=False):
  input=unicodedata.normalize('NFKC', input)
    if speech:
      speech_list = []
      sentence = self.wakati.parse(input).split()
      node = self.wakati.parseToNode(input)
      while node:
        if node.feature.split(",")[0] != "BOS/EOS":
          speech_list.append(node.feature.split(",")[0])    
        node = node.next
      return sentence, speech_list
    else:
      sentence = self.wakati.parse(input).split()
      return sentence

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def morpheme(self, input, speech=False):

input=unicodedata.normalize('NFKC', input)

if speech:

speech_list = []

sentence = self.wakati.parse(input).split()

node = self.wakati.parseToNode(input)

while node:

if node.feature.split(",")[0] != "BOS/EOS":

speech_list.append(node.feature.split(",")[0])

node = node.next

return sentence, speech_list

else:

sentence = self.wakati.parse(input).split()

return sentence

図8　予定の内容を抽出するcontent_extract()関数の定義コード

def content_extract(self, input_list, speech_list):
  out_list = []
  ban_word = ["覚え", "記憶"]
  pass_word = ["予定", "こと"]
  for i, input in enumerate(input_list):
    if input in ban_word:
      break
    elif input in pass_word:
      continue
    elif input.isdecimal() and \
         input_list[i+1] in self.date_key:
      continue
    elif (input_list[i-1]).isdecimal() and \
         input in self.date_key:
      continue
    elif out_list != [] and speech_list[i-1] == "名詞" and \
         speech_list[i+1] == "名詞" and \
         input_list[i+1] not in pass_word:
      out_list.append(input_list[i])
    elif speech_list[i] == "名詞":
      out_list.append(input)
    else:
      continue
  return ''.join(out_list)

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def content_extract(self, input_list, speech_list):

out_list = []

ban_word = ["覚え", "記憶"]

pass_word = ["予定", "こと"]

for i, input in enumerate(input_list):

if input in ban_word:

break

elif input in pass_word:

continue

elif input.isdecimal() and \

input_list[i+1] in self.date_key:

continue

elif (input_list[i-1]).isdecimal() and \

input in self.date_key:

continue

elif out_list != [] and speech_list[i-1] == "名詞" and \

speech_list[i+1] == "名詞" and \

input_list[i+1] not in pass_word:

out_list.append(input_list[i])

elif speech_list[i] == "名詞":

out_list.append(input)

else:

continue

return ''.join(out_list)

図9　Webページのテキスト情報を抽出するscraping()関数の定義コード

from bs4 import BeautifulSoup
import requests

def scraping(url, file_path):
  responses = requests.get(url)
  soup = BeautifulSoup(responses.content, 'html.parser')
  text_list = soup.get_text().splitlines()
  text_list = list(set(text_list))
  text_list = [text.replace('\u3000', '') for text in text_list]
  text = '\n'.join(text_list)
  with open(file_path, 'w', encoding='utf_8') as f:
    f.write(text)

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from bs4 import BeautifulSoup

import requests

def scraping(url, file_path):

responses = requests.get(url)

soup = BeautifulSoup(responses.content, 'html.parser')

text_list = soup.get_text().splitlines()

text_list = list(set(text_list))

text_list = [text.replace('\u3000', '') for text in text_list]

text = '\n'.join(text_list)

with open(file_path, 'w', encoding='utf_8') as f:

f.write(text)

図12　曜日や豆知識を答える機能のコード

def week_teach(self, input):
  year = None
  month = None
  day = None
  input = self.date_update.convert(input)
  input_list = self.morpheme(input)
  if "年" in input_list:
    year = self.date_specify("年", input_list)
  else:
    year = self.year
  if "月" in input_list:
    month = self.date_specify("月", input_list)
  else:
    month = self.month
  day = self.date_specify("日", input_list)
  d_key = dt.date(year, month, day)
  week_key = d_key.weekday()
  return year, month, day, self.week_list[week_key]
    
def knowledge_teach(self):
  file_path = "text_data/min_kl.txt"
  with open(file_path, 'r', encoding='UTF-8') as f:
    knowledge_data = f.readlines()
  knowledge = random.choice(knowledge_data)
  return knowledge

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def week_teach(self, input):

year = None

month = None

day = None

input = self.date_update.convert(input)

input_list = self.morpheme(input)

if "年" in input_list:

year = self.date_specify("年", input_list)

else:

year = self.year

if "月" in input_list:

month = self.date_specify("月", input_list)

else:

month = self.month

day = self.date_specify("日", input_list)

d_key = dt.date(year, month, day)

week_key = d_key.weekday()

return year, month, day, self.week_list[week_key]

def knowledge_teach(self):

file_path = "text_data/min_kl.txt"

with open(file_path, 'r', encoding='UTF-8') as f:

knowledge_data = f.readlines()

knowledge = random.choice(knowledge_data)

return knowledge

Raspberry Piを100%活用しよう（Vol.79掲載）

投稿日：2022.07.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：米田聡

小型コンピュータボード「Raspberry Pi」（ラズパイ）向けにさまざまな拡張ボードが発売されています。その拡張ボードとラズパイを組み合わせれば、ラズパイでいろいろなことが簡単に試せます。第12回は、電流を測定するクランプメーターを搭載する拡張基板を扱います。

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図6　本連載で作成したサンプルプログラム（sample.py）

import time
import board
import math
import busio
import adafruit_ads1x15.ads1115 as ADS
from adafruit_ads1x15.ads1x15 import Mode
from adafruit_ads1x15.analog_in import AnalogIn

GAIN = 1
RATE = 860

i2c = busio.I2C(board.SCL, board.SDA, frequency=1000000)
ads = ADS.ADS1115(i2c, GAIN)
# 差動入力で初期化
in0 = AnalogIn(ads, ADS.P0, ADS.P1)

# 連続モードの設定
ads.mode = Mode.CONTINUOUS
ads.data_rate = RATE
SAMPLE_INTERVAL = 1.0 / ads.data_rate

# ADS1115のCONTINUOUSモードは初回読み取り実行後に設定が行われ
# 設定に2サンプリングクロックが必要になる
_ = in0.voltage # 設定用の空読み込み

value = 0.0
current_value = 0.0
sqrtI = 0.0

time_next_sample = time.monotonic() + SAMPLE_INTERVAL
for i in range(ads.data_rate):
    while time.monotonic() < (time_next_sample):
        pass
    # 前回と同じ値が読み取られた場合は読み飛ばす
    current_value = in0.voltage
    while current_value == value:
        current_value = in0.voltage
    value = current_value
    sqrtI += value * value

    time_next_sample = time.monotonic() + SAMPLE_INTERVAL

# 電流値（RMS）の計算
ampere = math.sqrt(sqrtI/ads.data_rate) * 20.0
print(ampere)

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import time

import board

import math

import busio

import adafruit_ads1x15.ads1115 as ADS

from adafruit_ads1x15.ads1x15 import Mode

from adafruit_ads1x15.analog_in import AnalogIn

GAIN = 1

RATE = 860

i2c = busio.I2C(board.SCL, board.SDA, frequency=1000000)

ads = ADS.ADS1115(i2c, GAIN)

# 差動入力で初期化

in0 = AnalogIn(ads, ADS.P0, ADS.P1)

# 連続モードの設定

ads.mode = Mode.CONTINUOUS

ads.data_rate = RATE

SAMPLE_INTERVAL = 1.0 / ads.data_rate

# ADS1115のCONTINUOUSモードは初回読み取り実行後に設定が行われ

# 設定に2サンプリングクロックが必要になる

_ = in0.voltage # 設定用の空読み込み

value = 0.0

current_value = 0.0

sqrtI = 0.0

time_next_sample = time.monotonic() + SAMPLE_INTERVAL

for i in range(ads.data_rate):

while time.monotonic() < (time_next_sample):

pass

# 前回と同じ値が読み取られた場合は読み飛ばす

current_value = in0.voltage

while current_value == value:

current_value = in0.voltage

value = current_value

sqrtI += value * value

time_next_sample = time.monotonic() + SAMPLE_INTERVAL

# 電流値（RMS）の計算

ampere = math.sqrt(sqrtI/ads.data_rate) * 20.0

print(ampere)

特別企画　本格的なホームサーバーを構築（Vol.79記載）

投稿日：2022.07.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：麻生二郎

小型コンピュータボードの最上位モデルである「Raspberry Pi 4 Model B」の2G/4G/8Gバイト版と、人気のLinuxディストリビューション「Ubuntu」のサーバー版を組み合わせて、本格的なサーバーを構築しましょう。本特集では、サーバーをインターネットに公開する方法を紹介します。

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図A3　ラズパイサーバーの初期設定（ubuntu_init1.sh）

#!/bin/sh

##日本のタイムゾーン設定
sudo timedatectl set-timezone Asia/Tokyo

##全ソフトウエア更新
sudo apt update
sudo apt -y upgrade
sudo apt -y autoremove
sudo apt clean

##ファームウエアアップデート
sudo apt -y install rpi-eeprom
sudo rpi-eeprom-update

##完了後の再起動
read -p "再起動しますか [y/N]:" YN
if [ " $YN" = " y" ] || [ " $YN" = " Y" ]; then
  sudo reboot
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#!/bin/sh

##日本のタイムゾーン設定

sudo timedatectl set-timezone Asia/Tokyo

##全ソフトウエア更新

sudo apt update

sudo apt -y upgrade

sudo apt -y autoremove

sudo apt clean

##ファームウエアアップデート

sudo apt -y install rpi-eeprom

sudo rpi-eeprom-update

##完了後の再起動

read -p "再起動しますか [y/N]:" YN

if [ " $YN" = " y" ] || [ " $YN" = " Y" ]; then

sudo reboot

fi

図A4　ラズパイサーバーの初期設定（ubuntu_init2.sh）

#!/bin/sh

##固定IPアドレスとルーターのIPアドレス
IP_ADDRESS="192.168.10.100"
ROUTER_IP="192.168.10.1"

##旧設定バックアップ
mkdir -p ~/old_settings
sudo mv /etc/netplan/50-cloud-init.yaml ~/old_settings/.

##新ネットワーク設定作成
cat << EOF | sudo tee /etc/netplan/50-cloud-init.yaml > /dev/null
network:
  ethernets:
    eth0:
      dhcp4: false
      addresses: [ip_address/24]
      gateway4: router_ip
      nameservers:
        addresses: [8.8.8.8]
  version: 2
EOF
sudo sed -i -e "s%ip_address%$IP_ADDRESS%" /etc/netplan/50-cloud-init.yaml
sudo sed -i -e "s%router_ip%$ROUTER_ip%" /etc/netplan/50-cloud-init.yaml

##ネットワーク設定反映
sudo netplan apply

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##固定IPアドレスとルーターのIPアドレス

IP_ADDRESS="192.168.10.100"

ROUTER_IP="192.168.10.1"

##旧設定バックアップ

mkdir -p ~/old_settings

sudo mv /etc/netplan/50-cloud-init.yaml ~/old_settings/.

##新ネットワーク設定作成

cat << EOF | sudo tee /etc/netplan/50-cloud-init.yaml > /dev/null

network:

ethernets:

eth0:

dhcp4: false

addresses: [ip_address/24]

gateway4: router_ip

nameservers:

addresses: [8.8.8.8]

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EOF

sudo sed -i -e "s%ip_address%$IP_ADDRESS%" /etc/netplan/50-cloud-init.yaml

sudo sed -i -e "s%router_ip%$ROUTER_ip%" /etc/netplan/50-cloud-init.yaml

##ネットワーク設定反映

sudo netplan apply

特集3　ユニケージ開発のシステム（Vol.79記載）

投稿日：2022.07.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：松浦智之

システム開発手法「ユニケージ」では、データ保存用に「ファイル」を使い、ユニケージ専用コマンド群「usp Tukubai」と「シェルスクリプト」で業務システムを開発します。usp Tukubaiは有償ソフトですが、無償のオープンソース版「Open usp Tukubai」もあります。このOpen usp Tukubaiを使って、ユニケージ開発を無料で始めてみましょう。

シェルスクリプトマガジン Vol.79は以下のリンク先でご購入できます。

図6　Apache HTTP Serverの郵便番号・住所検索システム用設定ファイル（/etc/apache2/sites-available/zip2addr.conf）

<IfModule alias_module>
    Alias /zip2addr /home/ユーザー名/ZIP2ADDR/public_html
    <Directory /home/ユーザー名/ZIP2ADDR/public_html>
         AddHandler cgi-script .cgi
         Options all
         Require all granted
    </Directory>
</IfModule>

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Alias /zip2addr /home/ユーザー名/ZIP2ADDR/public_html

AddHandler cgi-script .cgi

Options all

Require all granted

</Directory>

</IfModule>

図10　MK_ZIPTBL.SHのソースコード

#!/bin/sh -u
（略）
homd=$(d=${0%/*}/; [ "_$d" = "_$0/" ] && d='./'; cd "$d.."; pwd)
datd=$homd/DATA
shld=$homd/SHELL
webd=$homd/public_html

url_ken=https://www.post.japanpost.jp/zipcode/dl/oogaki/zip/ken_all.zip
url_jig=https://www.post.japanpost.jp/zipcode/dl/jigyosyo/zip/jigyosyo.zip

export LC_ALL=C
（略）
nocmds=''
type wget   >/dev/null 2>&1 || { nocmds="$nocmds,wget"  ; }
type gunzip >/dev/null 2>&1 || { nocmds="$nocmds,gunzip"; }
type iconv  >/dev/null 2>&1 || { nocmds="$nocmds,iconv" ; }
if [ -n "$nocmds" ]; then
  echo "${0##*/}: ${nocmds#,} not found. Install them in advance." 1>&2
  exit 1
fi
（略）
wget -q -O - "$url_ken"           |
gunzip                            |
tr -d '\r'                        |
iconv -c -f Shift_JIS -t UTF-8    |
tr -d '"'                         |
awk -F , '{print $3,$7,$8,$9}'    > $datd/ziptbl_ken.txt

if [ ! -s $datd/ziptbl_ken.txt ]; then
  echo "${0##*/}: Failed to make zip_ken.txt" 1>&2; exit 1
fi
（略）
wget -q -O - "$url_jig"           |
gunzip                            |
tr -d '\r'                        |
iconv -c -f Shift_JIS -t UTF-8    |
tr -d '"'                         |
awk -F , '{print $8,$4,$5,$6 $7}' > $datd/ziptbl_jig.txt

if [ ! -s $datd/ziptbl_jig.txt ]; then
  echo "${0##*/}: Failed to make zip_ken.txt" 1>&2; exit 1
fi
（略）
exit 0

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#!/bin/sh -u

（略）

homd=$(d=${0%/*}/; [ "_$d" = "_$0/" ] && d='./'; cd "$d.."; pwd)

datd=$homd/DATA

shld=$homd/SHELL

webd=$homd/public_html

url_ken=https://www.post.japanpost.jp/zipcode/dl/oogaki/zip/ken_all.zip

url_jig=https://www.post.japanpost.jp/zipcode/dl/jigyosyo/zip/jigyosyo.zip

export LC_ALL=C

（略）

nocmds=''

type wget >/dev/null 2>&1 || { nocmds="$nocmds,wget" ; }

type gunzip >/dev/null 2>&1 || { nocmds="$nocmds,gunzip"; }

type iconv >/dev/null 2>&1 || { nocmds="$nocmds,iconv" ; }

if [ -n "$nocmds" ]; then

echo "${0##*/}: ${nocmds#,} not found. Install them in advance." 1>&2

exit 1

fi

（略）

wget -q -O - "$url_ken" |

gunzip |

tr -d '\r' |

iconv -c -f Shift_JIS -t UTF-8 |

tr -d '"' |

awk -F , '{print $3,$7,$8,$9}' > $datd/ziptbl_ken.txt

if [ ! -s $datd/ziptbl_ken.txt ]; then

echo "${0##*/}: Failed to make zip_ken.txt" 1>&2; exit 1

fi

（略）

wget -q -O - "$url_jig" |

gunzip |

tr -d '\r' |

iconv -c -f Shift_JIS -t UTF-8 |

tr -d '"' |

awk -F , '{print $8,$4,$5,$6 $7}' > $datd/ziptbl_jig.txt

if [ ! -s $datd/ziptbl_jig.txt ]; then

echo "${0##*/}: Failed to make zip_ken.txt" 1>&2; exit 1

fi

（略）

exit 0

図12　ZIP2ADDR.AJAX.cgiのコード

#!/bin/sh -u
（略）
homd=$(d=${0%/*}/; [ "_$d" = "_$0/" ] && d='./'; cd "$d.."; pwd)
datd=$homd/DATA
shld=$homd/SHELL
webd=$homd/public_html

export LC_ALL=C
（略）
exit_trap() {
  set -- ${1:-} $?  # $? is set as $1 if no argument given
  trap '' EXIT HUP INT QUIT PIPE ALRM TERM
  [ -d "${tmpd:-}" ] && rm -rf "$tmpd"
  trap -  EXIT HUP INT QUIT PIPE ALRM TERM
  exit $1
}

error500_exit() {
  echo 'Status: 500 Internal Server Error'
  echo 'Content-Type: text/plain'
  echo
  echo '500 Internal Server Error'
  echo "($@)"
  exit 1
}

error400_exit() {
  echo 'Status: 400 Bad Request'
  echo 'Content-Type: text/plain'
  echo
  echo '400 Bad Request'
  echo "($@)"
  exit 1
}
（略）
trap 'exit_trap' EXIT HUP INT QUIT PIPE ALRM TERM
tmpd=$(mktemp -d -t "_${0##*/}.$$.XXXXXXXXXXX")
[ -d "$tmpd" ] || error500_exit 'Failed to mktemp'
（略）
printf '%s\n' "${QUERY_STRING:-}" |
cgi-name                          > $tmpd/cgivars

zip=$(nameread zipcode $tmpd/cgivars)
printf '%s\n' "$zip" | grep -qE '^[0-9]{7}$' || error400_exit 'Invalid zipcode'
（略）
echo $homd/DATA/ziptbl* | grep -qF '*' && error500_exit 'No table files exist'

cat $homd/DATA/ziptbl*                 |
awk '$1=="'"$zip"'"{print "pref",$2;
                    print "city",$3;
                    print "town",$4;}' > $tmpd/address123
[ -s $tmpd/address123 ] || error400_exit 'No address found'
（略）
echo 'Content-Type: text/html; charset=utf-8'
echo 'Cache-Control: private, no-store, no-cache, must-revalidate'
echo 'Pragma: no-cache'
echo

formhame $webd/ZIP2ADDR.html $tmpd/address123 |
sed -n '/BEGIN ADDRESS123/,/END ADDRESS123/p'
（略）
[ -d "${tmpd:-}" ] && rm -rf "$tmpd"
exit 0

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#!/bin/sh -u

（略）

homd=$(d=${0%/*}/; [ "_$d" = "_$0/" ] && d='./'; cd "$d.."; pwd)

datd=$homd/DATA

shld=$homd/SHELL

webd=$homd/public_html

export LC_ALL=C

（略）

exit_trap() {

set -- ${1:-} $? # $? is set as $1 if no argument given

trap '' EXIT HUP INT QUIT PIPE ALRM TERM

[ -d "${tmpd:-}" ] && rm -rf "$tmpd"

trap - EXIT HUP INT QUIT PIPE ALRM TERM

exit $1

}

error500_exit() {

echo 'Status: 500 Internal Server Error'

echo 'Content-Type: text/plain'

echo

echo '500 Internal Server Error'

echo "($@)"

exit 1

}

error400_exit() {

echo 'Status: 400 Bad Request'

echo 'Content-Type: text/plain'

echo

echo '400 Bad Request'

echo "($@)"

exit 1

}

（略）

trap 'exit_trap' EXIT HUP INT QUIT PIPE ALRM TERM

tmpd=$(mktemp -d -t "_${0##*/}.$$.XXXXXXXXXXX")

[ -d "$tmpd" ] || error500_exit 'Failed to mktemp'

（略）

printf '%s\n' "${QUERY_STRING:-}" |

cgi-name > $tmpd/cgivars

zip=$(nameread zipcode $tmpd/cgivars)

printf '%s\n' "$zip" | grep -qE '^[0-9]{7}$' || error400_exit 'Invalid zipcode'

（略）

echo $homd/DATA/ziptbl* | grep -qF '*' && error500_exit 'No table files exist'

cat $homd/DATA/ziptbl* |

awk '$1=="'"$zip"'"{print "pref",$2;

print "city",$3;

print "town",$4;}' > $tmpd/address123

[ -s $tmpd/address123 ] || error400_exit 'No address found'

（略）

echo 'Content-Type: text/html; charset=utf-8'

echo 'Cache-Control: private, no-store, no-cache, must-revalidate'

echo 'Pragma: no-cache'

echo

formhame $webd/ZIP2ADDR.html $tmpd/address123 |

sed -n '/BEGIN ADDRESS123/,/END ADDRESS123/p'

（略）

[ -d "${tmpd:-}" ] && rm -rf "$tmpd"

exit 0

図13　ZIP2ADDR.htmlのコード

<!DOCTYPE html>
（略）
<script type="text/javascript" src="ZIP2ADDR.js"></script>
（略）
</head>

<body>
<h1>郵便番号→住所検索 デモ</h1>
<form action="#dummy">
<table border="0" id="addressform">
  <tr>
    <td>
      <dl>
        <dt>郵便番号</dt>
        <dd><input id="zipcode1" type="text" name="zipcode1" value="" size="3" maxlength="3" />-<input id="zipcode2" type="text" name="zipcode2" value="" size="4" maxlength="4" /></dd>
        <dd><input id="run" type="button" name="run" value="検索実行!" onclick="zip2addr();"></dd>
      </dl>
    </td>
  </tr>
  <tr>
    <td>
      <dl id="adress123">
        <!-- BEGIN ADDRESS123-->
        <dt>住所(都道府県名)</dt>
        <dd>
          <select id="pref" name="pref">
            <option value="(未選択)">(未選択)</option>
（略）
            <option value="沖縄県"  >沖縄県</option>
          </select>
        </dd>
        <dt>住所(市区町村名)</dt><dd><input id="city" type="text" size="60" name="city" value="" /></dd>
        <dt>住所(町名以降)</dt><dd><input id="town" type="text" size="60" name="town" value="" /></dd>
        <!-- END ADDRESS123-->
      </dl>
    </td>
  </tr>
</table>
</form>
</body>
</html>

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<!DOCTYPE html>

（略）

（略）

</head>

<body>

<h1>郵便番号→住所検索デモ</h1>

<tr>

<td>

<dl>

</dl>

</td>

</tr>

<tr>

<td>

<dt>住所(都道府県名)</dt>

<dd>

（略）

</select>

</dd>

<dt>住所(市区町村名)</dt><dd><input id="city" type="text" size="60" name="city" value="" /></dd>

</dl>

</td>

</tr>

</table>

</form>

</body>

</html>

図14　ZIP2ADDR.jsのコード

（略）
function zip2addr() {
  var url;
  var zipcode;
  var xhr;
（略） 
  if (! document.getElementById('zipcode1').value.match(/^([0-9]{3})$/)) {
    alert('郵便番号(前の3桁)が正しくありません');
    return;
  }
  zipcode  = RegExp.$1;
  if (! document.getElementById('zipcode2').value.match(/^([0-9]{4})$/)) {
    alert('郵便番号(後の4桁)が正しくありません');
    return;
  }
  zipcode += RegExp.$1;
（略）
  xhr = createXMLHttpRequest();
  if (xhr) {
    url  = 'ZIP2ADDR.AJAX.cgi?zipcode='+zipcode;
    url += '&dummy='+parseInt((new Date)/1);

    xhr.open('GET', url, true);
    xhr.onreadystatechange = function(){zip2addr_callback(xhr)};
    xhr.send(null);
  }
（略）
  return;
}
（略）
function zip2addr_callback(xhr) {

  var e;
（略）
  if (xhr.readyState != 4) {return;}
  if (xhr.status == 0    ) {return;}
  if      (xhr.status == 400) {
    alert('郵便番号が正しくありません');
    return;
  }
  else if (xhr.status != 200) {
    alert('アクセスエラー(' + xhr.status + ')');
    return;
  }
（略）
  e = document.getElementById('adress123');
  if (!e) {alert('エラー: 住所欄が存在しない!'); return;}
  e.innerHTML = xhr.responseText;
（略）
  return;
}

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（略）

function zip2addr() {

var url;

var zipcode;

var xhr;

（略）

if (! document.getElementById('zipcode1').value.match(/^([0-9]{3})$/)) {

alert('郵便番号(前の3桁)が正しくありません');

return;

}

zipcode = RegExp.$1;

if (! document.getElementById('zipcode2').value.match(/^([0-9]{4})$/)) {

alert('郵便番号(後の4桁)が正しくありません');

return;

}

zipcode += RegExp.$1;

（略）

xhr = createXMLHttpRequest();

if (xhr) {

url = 'ZIP2ADDR.AJAX.cgi?zipcode='+zipcode;

url += '&dummy='+parseInt((new Date)/1);

xhr.open('GET', url, true);

xhr.onreadystatechange = function(){zip2addr_callback(xhr)};

xhr.send(null);

}

（略）

return;

}

（略）

function zip2addr_callback(xhr) {

var e;

（略）

if (xhr.readyState != 4) {return;}

if (xhr.status == 0 ) {return;}

if (xhr.status == 400) {

alert('郵便番号が正しくありません');

return;

}

else if (xhr.status != 200) {

alert('アクセスエラー(' + xhr.status + ')');

return;

}

（略）

e = document.getElementById('adress123');

if (!e) {alert('エラー: 住所欄が存在しない!'); return;}

e.innerHTML = xhr.responseText;

（略）

return;

}

特集2　FlutterでGUIアプリを開発しよう（Vol.79記載）

投稿日：2022.07.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：三好文二郎

「Flutter」は、米Google社がOSS（オープンソースソフトウエア）として提供する、GUI アプリ開発用のSDK（Software Development Kit）です。単一のコードで複数のプラットフォーム向けのGUIアプリを作成できるほか、標準で用意されるUIコンポーネントが豊富、Hot Reloadによる開発者体験が素晴らしいことなどから開発者の間で人気が高まっています。Flutterの概要と、Flutterを利用したアプリ開発方法について紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.79は以下のリンク先でご購入できます。

図18　ウィジェットに関する記述の例

children: <Widget>[
  const Text(
    'You have pushed the button this many times:',
  ),
  Text(
    '$_counter',
    style: Theme.of(context).textTheme.headline4,
  ),
],

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children: <Widget>[

const Text(

'You have pushed the button this many times:',

),

Text(

'$_counter',

style: Theme.of(context).textTheme.headline4,

),

],

図19　ボタンウィジェットを追加するコードの例

children: <Widget>[
  const Text(
    'You have pushed the button this many times:',
  ),
  Text(
    '$_counter',
    style: Theme.of(context).textTheme.headline4,
  ),
  MaterialButton (
    color: Colors.cyan.withOpacity(0.7),
    shape: RoundedRectangleBorder(borderRadius:BorderRadius.circular(30.0)),
    onPressed: () {},
    child: const Text('this is a button widget'),
  ),
],

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children: <Widget>[

const Text(

'You have pushed the button this many times:',

),

Text(

'$_counter',

style: Theme.of(context).textTheme.headline4,

),

MaterialButton (

color: Colors.cyan.withOpacity(0.7),

shape: RoundedRectangleBorder(borderRadius:BorderRadius.circular(30.0)),

onPressed: () {},

child: const Text('this is a button widget'),

),

],

図21　my_first_appプロジェクトの「pubspec.yaml」ファイルの内容

name: my_first_app
description: A new Flutter project.
publish_to: "none"
version: 1.0.0+1
environment:
  sdk: ">=2.16.2 <3.0.0"
dependencies:
  flutter:
    sdk: flutter
  cupertino_icons: ^1.0.2
dev_dependencies:
  flutter_test:
    sdk: flutter
  flutter_lints: ^1.0.0
flutter:
  uses-material-design: true

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description: A new Flutter project.

publish_to: "none"

version: 1.0.0+1

environment:

sdk: ">=2.16.2 <3.0.0"

dependencies:

flutter:

sdk: flutter

cupertino_icons: ^1.0.2

dev_dependencies:

flutter_test:

sdk: flutter

flutter_lints: ^1.0.0

flutter:

uses-material-design: true

図22　go_routerパッケージを利用する場合の記述例

dependencies:
  flutter:
    sdk: flutter
  cupertino_icons: ^1.0.2
  go_router: ^3.1.1

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dependencies:

flutter:

sdk: flutter

cupertino_icons: ^1.0.2

go_router: ^3.1.1

図23　画面を追加するためのコード

class NavigatedPage extends StatelessWidget {
  const NavigatedPage({Key? key}) : super(key: key);

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: const Text('navigated page'),
      ),
      body: const Center(
        child: Text('navigated with go_router'),
      ),
    );
  }
}

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class NavigatedPage extends StatelessWidget {

const NavigatedPage({Key? key}) : super(key: key);

@override

Widget build(BuildContext context) {

return Scaffold(

appBar: AppBar(

title: const Text('navigated page'),

),

body: const Center(

child: Text('navigated with go_router'),

),

);

}

図24　画面遷移のためのコード

class MyApp extends StatelessWidget {
  MyApp({Key? key}) : super(key: key);
  final _router = GoRouter(
    routes: [
      GoRoute(
        path: '/',
        builder: (context, state) =>
          const MyHomePage(title: 'Flutter Demo Home Page'),
      ),
      GoRoute(
        path: '/navigated',
        builder: (context, state) => const NavigatedPage(),
      ),
    ],
  );

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return MaterialApp.router(
      title: 'Flutter Demo',
      theme: ThemeData(
        primarySwatch: Colors.blue,
    ),
    routeInformationParser: _router.routeInformationParser,
    routerDelegate: _router.routerDelegate);
  }
}

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class MyApp extends StatelessWidget {

MyApp({Key? key}) : super(key: key);

final _router = GoRouter(

routes: [

GoRoute(

path: '/',

builder: (context, state) =>

const MyHomePage(title: 'Flutter Demo Home Page'),

),

GoRoute(

path: '/navigated',

builder: (context, state) => const NavigatedPage(),

),

],

);

@override

Widget build(BuildContext context) {

return MaterialApp.router(

title: 'Flutter Demo',

theme: ThemeData(

primarySwatch: Colors.blue,

),

routeInformationParser: _router.routeInformationParser,

routerDelegate: _router.routerDelegate);

}

図25　ボタンウィジェットに画面遷移処理を割り当てるコード

MaterialButton (
  color: Colors.cyan.withOpacity(0.7),
  shape: RoundedRectangleBorder(borderRadius:BorderRadius.circular(30.0)),
  onPressed: () {
    GoRouter.of(context).go('/navigated');
  },
  child: const Text('Navigate'),
),

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MaterialButton (

color: Colors.cyan.withOpacity(0.7),

shape: RoundedRectangleBorder(borderRadius:BorderRadius.circular(30.0)),

onPressed: () {

GoRouter.of(context).go('/navigated');

},

child: const Text('Navigate'),

),

図26　main()関数のコードを変更

void main() {
  runApp(MyApp());
}

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void main() {

runApp(MyApp());

}

レポート　「Raspberry Pi Zero 2 W」国内版発売（Vol.79掲載）

投稿日：2022.07.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：末安泰三

超小型コンピュータボード「Raspberry Pi Zero」シリーズの最新版、「Raspberry Pi Zero 2 W」の国内版が2022年6月に発売された。Raspberry Pi財団が2021年10月に発売した製品だが、国内版には技適マークが付く。同シリーズの従来製品と比べ、マルチスレッド性能が4～5倍程度向上した。

シェルスクリプトマガジン Vol.79は以下のリンク先でご購入できます。

図2　LinuxカーネルのRaspberry Pi Zero 2 W用のDTSファイルの内容

（略）
       compatible = "raspberrypi,model-zero-2-w", "brcm,bcm2837";
        model = "Raspberry Pi Zero 2 W";

        memory@0 {
                device_type = "memory";
                reg = <0 0x20000000>;
        };

        chosen {
                /* 8250 auxiliary UART instead of pl011 */
                stdout-path = "serial1:115200n8";
        };
（略）

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（略）

compatible = "raspberrypi,model-zero-2-w", "brcm,bcm2837";

model = "Raspberry Pi Zero 2 W";

memory@0 {

device_type = "memory";

reg = <0 0x20000000>;

};

chosen {

/* 8250 auxiliary UART instead of pl011 */

stdout-path = "serial1:115200n8";

};

（略）

レポート　テキストエディタ「Vim 9.0」リリース（Vol.79掲載）

投稿日：2022.07.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：末安泰三

テキストエディタ「Vim」の最新版「Vim 9.0」が2022年6月28日に公開された。前版「Vim 8.2」の公開は2019年12月のため、約2年半ぶりのリリースとなる。Vim 9.0の目玉となる新機能は、文法を見直して大幅な高速化を実現したスクリプト言語「Vim9 Script」のサポートである。

シェルスクリプトマガジン Vol.79は以下のリンク先でご購入できます。

図2　新旧のコードで定義した関数の実行結果と実行時間を表示するコードの例

command! -bar TimerStart let start_time = reltime()
command! -bar TimerEnd echo reltimestr(reltime(start_time))
                       \ | unlet start_time

function Add_old()
  let a = 0
  for i in range(1, 1000000)
    let a += i
  endfor
  return a
endfunction

def Add_new(): number
  var a = 0
  for i in range(1, 1000000)
    a += i
  endfor
  return a
enddef

TimerStart
echo Add_old()
TimerEnd
TimerStart
echo Add_new()
TimerEnd

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command! -bar TimerStart let start_time = reltime()

command! -bar TimerEnd echo reltimestr(reltime(start_time))

\ | unlet start_time

function Add_old()

let a = 0

for i in range(1, 1000000)

let a += i

endfor

return a

endfunction

def Add_new(): number

var a = 0

for i in range(1, 1000000)

a += i

endfor

return a

enddef

TimerStart

echo Add_old()

TimerEnd

TimerStart

echo Add_new()

TimerEnd

シェルスクリプトマガジンvol.79 Web掲載記事まとめ

投稿日：2022.07.25　｜　カテゴリー：　コード

004 レポート　テキストエディタ「Vim 9.0」リリース　コード掲載
005 レポート　「Raspberry Pi Zero 2 W」国内版発売　コード掲載
006 製品レビュー　イヤホン「LinkBuds」
007 NEWS FLASH
008 特集1　仮想化ソフト「VirtualBox」徹底活用/麻生二郎
020 特集2　FlutterでGUIアプリを開発しよう/三好文二郎　コード掲載
030 特集3　ユニケージ開発のシステム/松浦智之　コード掲載
042 特別企画　本格的なホームサーバーを構築インターネット公開編/麻生二郎　コード掲載
051 Hello Nogyo!
052 Raspberry Piを100%活用しよう/米田聡　コード掲載
056 Pythonあれこれ/飯尾淳
064 マルウエア/桑原滝弥、イケヤシロウ
066 中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一
070 タイ語から分かる現地生活/つじみき
076 法林浩之のFIGHTING TALKS/法林浩之
078 香川大学SLPからお届け！/岩本和真　コード掲載　
084 AWKでデジタル信号処理/斉藤博文　コード掲載
090 Bash入門/大津真
098 Techパズル/gori.sh
099 コラム「こうしてユニケージは生まれた」/シェル魔人

Vol.79

投稿日：2022.07.25　｜　カテゴリー：　バックナンバー

　LinuxやWindows 11を少し使ってみたい、気になるアプリケーションを試してみたいなど、パソコンを使い続けていると、このような考えを持つことがよくあります。そのようなときに便利なのが「パソコンハードウエア仮想化ソフト」です。この仮想化ソフトを使うと、パソコン内に仮想的なパソコンを構築できます。
　特集1では、無償で使えるパソコンハードウエア仮想化ソフト「Oracle VM VirtualBox」の導入方法や基本操作を解説します。便利な機能、人気のLinuxやWindows 11を試すためのイメージファイルなども紹介しています。
　特集2では、米Google社が開発するGUIアプリ開発環境「Flutter」を使い始めたい人向けに解説します。Flutterでは、AndroidやiPhoneなどのモバイル端末向けアプリから、WindowsやLinux、macOSのデスクトップマシン向けアプリまで、同一のコードで開発できます。
　特集3では、本格的な業務システム開発で利用されている手法「ユニケージ」の専用コマンド群「usp Tukubai」のオープンソース版である「Open usp Tukubai」を利用したシステム開発を紹介します。Open usp Tukubaiなら有償ではなく無償でユニケージ開発を体験でき、さらに開発したシステムをそのまま実運用できます。
　特別企画では、以前から本誌で継続中の、小型コンピュータボード「Raspberry Pi Model 4」と、人気のLinuxディストリビューション「Ubuntu Server」でホームサーバー構築方法を解説しています。今回は、ホームサーバーをインターネットに公開する方法を紹介しました。
　このほか、新連載として「AWKでデジタル信号処理」が始まりました。プログラミング言語「AWK」とシェルスクリプトを用いて、デジタル信号からノイズを取り除くなどの方法を、仕組みを含めながら解説していきます。
　今回も読み応え十分のシェルスクリプトマガジン Vol.79。お見逃しなく!

※記事掲載のコードはこちら。記事の補足情報はこちら

※読者アンケートはこちら

Vol.79 補足情報

投稿日：2022.07.25　｜　カテゴリー：　コード

特集3　ユニケージ開発のシステム

　p.30の中央右段に「163mm」の不要な文字が入り込み、本文と重なってしまいました。お詫びして訂正いたします。

特別企画　本格的なホームサーバーを構築　インターネット公開編

　p.46の左段にある「$ wget -O /home/pi/DDNSNow_update.log “https://f5.si/update.php?domain=ユーザー名&password=パスワード”」の「pi」は「Ubuntu Serverのユーザー名」の誤り、右段にある「0-59 * * * * wget -O DDNSNow_update.log “https://f5.si/update.php?domain=ユーザー名&password=パスワード”」の「 -O DDNSNow_update.log」は「 -O /home/Ubuntu Serverのユーザー名/DDNSNow_update.log」の誤りです。お詫びして訂正いたします。

IPアドレスの調べ方

　ルーターのDHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）のリース情報から、Raspberry Piに割り当てられたIPアドレスを、次のように調べます。
　パソコンのWebブラウザを開いて、ルーターの管理画面にログインします。ログイン方法は、ルーターのマニュアルや、インターネットの情報で調べてください。
　管理画面が開いたら、DHCPのリース情報を表示します。こちらもルーターの機種によって操作方法や名称が異なりますが、一般的な家庭用ルーターには必ずあります。例にしたルーターでは、「詳細設定」から「LAN」「DHCPリース」でネットワーク機器に割り当てられているIPアドレスを表示できます（図1）。

　リース情報を表示した状態で、Raspberry Piを起動するとRaspberry Piに割り当てられたIPアドレスの情報が追加されます（図2の赤枠）。IPアドレスを使ってリモートからアクセスできます。

　ちなみに、このリース情報画面でRaspberry PiのMACアドレスと、割り当てたいIPアドレスを設定すれば、Raspberry Pi側のネットワーク設定を変更せずとも常に同じIPアドレス、固定IPアドレスを設定できます。

The Poetry and Art Collection

　p.64の右上に前号で掲載した詩の一部（複雑のひと単純のこころ唯一のひかり無限のやみ）が入ってしまいした。お詫びして訂正いたします。

情報は随時更新致します。

特集2 ChatGPTで手軽に実現

特別企画 AlmaLinux 9のインストール

Part3 サーバーソフトを導入する

特集2 自宅Linuxサーバー構築

特集1 ゆっくりMovieMaker4で映像制作 準備編

特集2 ZabbixのAWS監視機能を使ってみよう

製品レビュー コーヒー豆焙煎機 MR-F60A

特別企画 Raspberry Piを100%活用しよう 拡大版

Pythonあれこれ

執筆・編集後記

Part3 演習問題集の解答と解説

Pythonあれこれ

特集3 ユニケージ開発のシステム

特別企画 本格的なホームサーバーを構築 インターネット公開編

IPアドレスの調べ方

The Poetry and Art Collection

特集2　ChatGPTで手軽に実現

特別企画　AlmaLinux 9のインストール

Part3　サーバーソフトを導入する

特集2　自宅Linuxサーバー構築

特集1　ゆっくりMovieMaker4で映像制作　準備編

特集2　ZabbixのAWS監視機能を使ってみよう

製品レビュー　コーヒー豆焙煎機 MR-F60A

特別企画　Raspberry Piを100%活用しよう拡大版

Part3　演習問題集の解答と解説

特集3　ユニケージ開発のシステム

特別企画　本格的なホームサーバーを構築　インターネット公開編