JP3858129B2 - 集合計算装置、及び集合計算処理プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、集合の計算を行なうための集合計算装置、及び集合計算処理プログラムを記録した記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば学習の分野で使用される電子計算装置としては、通常の四則演算機能のほかに、関数計算や統計計算機能、プログラミングによる計算機能、そして計算式や計算結果データに応じたグラフを描画表示するグラフ表示機能等を備えたものが実用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の電子計算装置では、数学の集合について演算機能を備えたものがないため、集合に関する独自の数学記号を用いた式の表示や要素,個数の計算、そして、集合を表わす図の表示等を行なうことができない問題があった。
【0004】
本発明は、前記のような問題に鑑みなされたもので、その目的は、集合の計算を行ない、集合の関係を示す図を表示することが可能になる集合計算装置、及び集合計算処理プログラムを記録した記録媒体を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係わる第1の集合計算装置は、複数の集合それぞれの要素を記憶する集合データ記憶手段と、この集合データ記憶手段により記憶された複数の集合それぞれの要素及び要素の個数を表示する集合要素表示手段と、集合の式を入力する集合式入力手段と、この集合式入力手段により入力された集合の式に含まれる前記集合データ記憶手段に記憶された各集合の要素に基づき、該集合の式に応じた集合の関係を示す図を各集合の要素の個数に対応する大きさの図として前記集合要素表示手段により表示された複数の集合それぞれの要素及び要素の個数と共に表示する集合図表示手段と、前記集合式入力手段により入力された集合の式に含まれる集合の要素を前記集合データ記憶手段から読み出し該集合の式に応じた要素及び要素の個数を求める演算を行なう集合演算手段と、この集合演算手段による演算結果を前記集合図表示手段により表示された集合の式に応じた集合の関係を示す図と共に表示する演算結果表示手段とを備えたことを特徴とする。
【0007】
また、本発明に係わる第2の集合計算装置は、予め設定された複数の集合それぞれの記号とその複数の集合記号に応じた所定の集合式とを表示する集合関係表示手段と、前記予め設定された複数の集合記号からなる基本の集合図を前記集合関係表示手段により表示された複数の集合記号および所定の集合式と共に表示する集合図表示手段と、前記集合関係表示手段により表示された複数の集合記号に対応してユーザ入力された各集合の要素及び要素の個数を表示する集合要素表示手段と、この集合要素表示手段により表示された各集合の要素及び要素の個数に基づき、前記集合関係表示手段により表示された所定の集合式に応じた演算を行なう集合演算手段と、この集合演算手段により演算された前記所定の集合式に応じた要素及び要素の個数を当該所定の集合式に対応付けて表示する演算結果表示手段とを備えたことを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下図面により本発明の実施の形態について説明する。
図1は本発明の集合計算装置の実施形態に係わる電子計算装置の電子回路の構成を示すブロック図である。
【0010】
この電子計算装置は、コンピュータ等からなる制御部(CPU)11を備えている。
制御部(CPU)11は、キー入力部12から入力されるキー入力データや、液晶表示部13の表示画面上に重ねて設けられたタブレット14から位置検出回路15を介して入力されるタッチペンPによるタッチ位置データに応じて、ROM16に予め記憶されているシステムプログラムを起動させ、あるいは外部記録媒体20に予め記憶されている計算装置制御用プログラムを記録媒体読み取り部19により読み取らせて起動させ、RAM17をワークメモリとして回路各部の動作制御を行なうものである。
【0011】
この制御部(CPU)11には、前記キー入力部12、液晶表示部13、タブレット14、位置検出回路15、ROM16、RAM17、記録媒体読み取り部19が接続され、また、液晶表示部13は表示駆動回路18を介して接続される。
【0012】
キー入力部12には、テンキー,アルファベットキー,演算子キー,関数キー,集合記号キー等の文字・記号キー群からなるデータ入力キー12aが備えられると共に、集合の式の入力や計算処理,集合イメージ(図)の表示処理を行なうための集合モード、任意の入力関数式に対応する計算処理を行なうための関数モード、任意の入力プログラムに対応する計算処理を行なうためのプログラムモード等の各種動作モードを選択設定する際に操作される「モード」キー12b、選択されたデータの確定や機能の実行を指示する際に操作される「実行」キー12c、集合モードにおいて現存の集合データに基づく集合の要素とその要素数を表示させる際に操作される「EXIT」キー12d、集合データを各集合毎の要素にその要素数を対応付けたリストとして記憶するための集合リストの入力画面を表示させる際に操作される「List」キー12e、入力式に応じた演算の開始を指示する際に操作される「=」キー12f、表示されたデータの選択,送り操作,カーソルKの移動操作を行なう際に操作される上下左右の各カーソルキー12g等が備えられる。
【0013】
タブレット14は、液晶表示部13の表示画面上に重ねて設けられ、ペンPによりタッチされた位置に応じた電圧信号を発生するもので、このタブレット14から出力されるタッチ位置に応じた電圧信号に基づき、位置検出回路15により表示画面に対応させた座標が検出され、このタッチ位置座標に応じて制御部(CPU)11により操作の内容が判断される。
【0014】
ROM16には、本電子計算装置の電子回路における全体の処理を司るシステムプログラムデータが予め記憶されると共に、図5に示す集合モード処理、図7〜図9に示す集合モード処理での集合計算処理及び集合図計算処理等、各種の動作モードの処理を司るサブプログラムデータである制御プログラムデータも予め記憶される。
【0015】
また、ROM16には、基本集合図ROM16aが備えられ、この基本集合図ROM16aには、集合イメージの表示に必要な予め設定された複数サイズ(大,中,小等)の円図形データや矩形図形データ、及び予め設定された複数の集合の組み合わせのそれぞれに対応する基本の集合図形データが記憶されている。
【0016】
図2は前記電子計算装置のRAM17に備えられるデータメモリの構成を示す図である。
RAM17には、表示データメモリ17a、モードデータメモリ(M)17b、集合処理フラグメモリ(F)17c、リスト表示フラグメモリ(N)17d、基本集合図表示フラグメモリ(T)17e、リストデータメモリ17f、選択リストデータメモリ17g、式データメモリ17h、演算データメモリ17i、∩データメモリ17j、∪データメモリ17k、集合関係データメモリ17l、集合図データメモリ17m、関数データメモリ17n、プログラムデータメモリ17o、及びワークメモリ17p等が備えられる。
【0017】
表示データメモリ17aには、液晶表示部13に表示すべき表示データがビットマップのパターンデータとして記憶される。
モードデータメモリ17bには、設定された動作モードを示すモード設定データMが記憶される。
【0018】
集合処理フラグメモリ17cには、集合モード処理において集合計算モードが選択設定された際に“1”、集合図計算モードが選択設定された際に“2”としてセットされる集合処理フラグFが記憶される。
【0019】
リスト表示フラグメモリ17dには、前記「List」キー12eの操作に応じて集合のリストデータを表示させる際に“1”にセットされるリスト表示フラグNが記憶される。
【0020】
基本集合図表示フラグメモリ17eには、集合リストの設定がない場合において、入力された集合の式に対応する基本の集合イメージを示す集合図が表示された際に“1”にセットされる基本集合図フラグTが記憶される。
【0021】
図3は前記電子計算装置のRAM17に備えられるリストデータメモリ17fのデータ内容を示す図である。
このリストデータメモリ17fには、リスト入力画面において任意に入力された各集合毎の要素及びその要素数がその集合記号に対応付けられて記憶され、複数の集合の組み合わせが1シートずつ複数シート分記憶される。
【0022】
選択リストデータメモリ17gには、前記リストデータメモリ14fに記憶されている集合リストの中で任意に選択設定された集合の組み合わせからなるシートNoが記憶される。
【0023】
式データメモリ17hには、キー入力された集合の式や関数式等が逐次記憶される。
演算データメモリ17iには、式データメモリ17hに記憶された式データに応じた計算データがその計算処理に応じ逐次更新されて記憶される。
【0024】
∩データメモリ17jには、前記式データメモリ17iに記憶された共通集合の式に応じて得られた複数の集合の共通部分の要素及び個数が記憶される。
∪データメモリ17kには、前記式データメモリ17iに記憶された和集合の式に応じて得られた複数の集合の和の要素及び個数が記憶される。
【0025】
集合関係データメモリ17lには、集合リストデータ(図3参照)のシート選択により設定された集合の組み合わせにおける各集合間の関係(共通集合,和集合,補集合,部分集合等)を示すデータが記憶される。
【0026】
集合図データメモリ17mには、集合モード処理において入力された集合の式に対応する集合のイメージが図形データとして描画記憶される。
関数データメモリ17nには、関数モードの設定に伴なう処理データが記憶される。
【0027】
プログラムデータメモリ17oには、プログラムモードの設定に伴なう処理データが記憶される。
ワークメモリ17pには、各種動作モードの制御処理に伴ない制御部(CPU)11により入出力されるデータが一時的に記憶される。
【0028】
次に、前記構成による電子計算装置の動作について説明する。
図4は前記電子計算装置の全体処理を示すフローチャートである。
キー入力部12の「モード」キー12bを操作すると、集合モード,関数モード,プログラムモード等の動作モードを選択設定するためのモードメニューを配列したモード選択画面G[図6(A)参照]が液晶表示部13に表示される(ステップS1→S2)。
【0029】
このモード選択画面Gの表示状態において、任意のモードメニューをカーソル移動操作して選択し、「実行」キー12cを操作すると、選択指定された動作モードを示すモードデータMがRAM17内のモードデータメモリ17bに記憶されて設定され、その設定動作モードに対応する制御処理プログラムが起動され初期表示画面の表示状態となる(ステップS3→S4,S5→S6,S7)。
【0030】
こうしたモード選択設定処理(ステップS1〜S7)により、集合の式の入力や計算処理,集合イメージ(図)の表示処理を行なうための集合モードが選択されて設定されると、「集合計算」又は「集合図計算」の何れかを設定するための集合モード選択画面G1[図6(B)参照]が液晶表示部13に表示され、集合モード処理が起動される(ステップS8→SA)。
【0031】
また、前記モード選択設定処理(ステップS1〜S7)により、関数モードが選択されて設定されると、演算すべき任意の関数式を入力するための初期表示画面が液晶表示部13に表示され、関数モード処理が起動される(ステップS9→S10)。
【0032】
また、前記モード選択設定処理(ステップS1〜S7)により、プログラムグラフモードが選択されて設定されると、任意のプログラムデータを入力するため初期表示画面が液晶表示部13に表示され、プログラムモード処理が起動される(ステップS11→S12)。
【0033】
さらに、前記モード選択設定処理(ステップS1〜S7)により、その他の動作モードが選択されて設定されると、その初期表示画面が液晶表示部13に表示された後、対応する動作モード処理が起動される(ステップS11→他の処理)。
【0034】
図5は前記電子計算装置の集合モード処理を示すフローチャートである。
図6は前記電子計算装置の集合モード処理の設定に伴なう操作表示状態を示す図である。
【0035】
すなわち、前記図4におけるモード選択設定処理(ステップS1〜S7)により、図6(A)に示すように、キー入力部12の「モード」キー12bが操作されることによりモード選択画面Gが液晶表示部13に表示された状態で、図6(B)に示すように、「集合」のメニューが選択されて「実行」キー12cが操作されると、集合モードデータMがRAM17内のモードデータメモリ17bにセットされると共に集合モード処理が起動され、液晶表示部13には、集合計算処理と集合図計算処理とを選択するための集合処理メニュー画面G1が表示される(ステップS8→SA)。
【0036】
この集合処理メニュー画面G1の表示状態において、「集合」のアイコンをタッチすることで、集合計算処理が選択されると、RAM17内の集合処理フラグメモリ17cの集合処理フラグFが、集合計算処理の設定を示す“1”にセットされ、集合計算処理を行なうための各種集合記号21a〜21fが配列された集合計算入力画面G2[図10(A)参照]が液晶表示部13に表示される(ステップA1→A2→A3,A4)。
【0037】
また、前記集合処理メニュー画面G1の表示状態において、「集合図」のアイコンをタッチすることで、集合図計算処理が選択されると、RAM17内の集合処理フラグメモリ17cの集合処理フラグFが、集合図計算処理の設定を示す“2”にセットされ、集合図計算処理を行なうための集合図計算入力画面[図14(A)参照]が液晶表示部13に表示される(ステップA1→A5→A6,A7)。
【0038】
こうして、前記集合計算処理又は集合図計算処理が選択されて設定されると、図7〜図9における集合あるいは集合図の各計算処理に移行される(ステップAB)。
【0039】
図7は前記電子計算装置の集合モード処理に伴なう集合計算及び集合図計算の共通処理を示すフローチャートである。
図8は前記電子計算装置の集合モード処理に伴なう集合計算処理を示すフローチャートである。
【0040】
図9は前記電子計算装置の集合モード処理に伴なう集合図計算処理を示すフローチャートである。
図10は前記電子計算装置の集合計算処理に伴なう集合リスト設定の際の集合計算表示状態を示す図である。
【0041】
まず、前記集合処理メニュー画面G1において、「集合」のアイコンがタッチされることで、集合計算処理が選択されてRAM17内の集合処理フラグメモリ17cの集合処理フラグFが“1”にセットされ、図10(A)に示すように、集合計算処理を行なうための集合計算入力画面G2が液晶表示部13に表示された状態で(ステップA1〜A4→AB)、任意の集合データを入力して、RAM17内のリストデータメモリ17fに記憶させるために、キー入力部12の「List」キー12eが操作されると、前記集合計算入力画面G2に対し集合データのリスト入力画面(図3参照)がウインドウ表示され、リスト表示フラグメモリ17dにおけるリスト表示フラグNが“1”にセットされる(ステップB1→B2,B3)。
【0042】
この集合データのリスト入力表示状態(N=1)にあって、キー入力部12のデータ入力キー12a及びカーソルキー12gの選択操作により、反転表示されるカーソル指示位置に対する各集合の要素の入力が行なわれ、例えばシート1の集合Aに対する要素が「1,2,3,5」、集合Bに対する要素が「2,5,8,10」として入力されると、各集合A,Bそれぞれに入力された要素の個数nが集合Aについては「4」、集合Bについては「4」として計算され、各対応するリストデータとして記憶されると共に、液晶表示部13に表示される(ステップB4→B5→B6〜B9)。
【0043】
このように、任意の集合データが入力されて記憶されるリストデータに対して、各集合の組み合わせをシート選択(1,2,3)により指定すると、選択された集合の組み合わせのシートNoがRAM17内の選択リストデータメモリ17gに設定記憶される(ステップB10→B11)。
【0044】
そして、キー入力部12の「EXIT」キー12dが操作されると、前記RAM17内のリスト表示フラグメモリ17dにおけるリスト表示フラグNが“1”→“0”にリセットされ、前記集合データのリスト入力画面のウインドウ表示が閉じられて図10(A)で示すような集合計算入力画面G2に戻されると共に、選択リストデータメモリ17gにおいて集合のリストが選択設定されているか否か判断される(ステップB12→B13→B14,B15,B16)。
【0045】
ここで、前記選択リストデータメモリ17gでは、例えばシートNo「1」が記憶されており、リストデータメモリ17fにおけるシートNo「1」の集合データの組み合わせが設定されていると判断されると、図10(B)に示すように、前記集合計算入力画面G2に対し、設定された集合データリストにおける各集合A,Bの要素数nが、それぞれ「A=4」「B=4」として表示されると共に、続けて、その要素の内容が「{1,2,3,5}」「{2,5,8,11}」として表示可能範囲内の所定の要素数として表示される(ステップB16→B17,B18)。
【0046】
つまり、ここに表示すべき集合の要素数nが多く、全ての要素について1列に表示しきれない場合には、その表示可能な範囲内において所定数の要素のみ表示される。
【0047】
こうして、設定された集合リスト(シートNo1)における各集合の要素数nとその要素の内容が、集合計算入力画面G2上に「A=4{1,2,3,5}」「B=4{2,5,8,11}」として表示された集合計算処理(F=1)の設定状態にあって、図10(B)に示すように、データ入力キー12aの操作により当該各集合A,Bに関する任意の集合の式を「A∩B」として入力すると、該集合記号「A∩」が入力された時点で集合記号有りと判断されると共に、これに続いて「A∩B」と入力された時点で「A」と「B」との共通集合であるとの集合関係が判断され、その集合関係データがRAM17内の集合関係データメモリ17lに記憶される(ステップC1→C2,C3,C4)。
【0048】
そして、集合リストの設定有りと判断されると、各集合A,B毎の要素個数nの比「4:4」に応じた同一直径寸法の集合の円図形が基本集合図ROM16aより読み出され、集合関係データメモリ17lに記憶された集合関係データに基づき、入力集合式「A∩B」に対応する集合関係図G3としてウインドウ表示される(ステップC5→C6,C8)。
【0049】
ここで、さらに、前記入力集合式「A∩B」に対応する集合計算を実行するべく、図10(B)に示すように、キー入力部12の「=」キー12fが操作されると、当該集合式に応じたリストデータ17fが検索されると共に、集合記号「∩」有り、対応リスト「A,B」有りと判断される(ステップC9→C10,C11→C12)。
【0050】
そして、集合記号が共通集合を示す「∩」であると判断されると、対応する集合データのリスト「A,B」のそれぞれから、そのそれぞれに共通の要素「2,5」が検索され、その個数「2」と共にRAM17内の∩データメモリ17jに対して記憶される(ステップC13→C14)。
【0051】
すると、前記集合「A,B」の共通集合の要素として検索記憶された∩要素「2,5」が数値に応じて整列されると共に、リストデータメモリ17fの設定リスト(シートNo1)に対して、前記入力集合式「A∩B」に対応付けてその要素「2,5」及び個数「2」が追加記憶され、図10(B)に示すように、「2{2,5}」として表示される(ステップC15,C19,C20)。
【0052】
一方、例えば前記集合式が「A∪B」として入力された場合には、リストデータメモリ17f内の設定リストの中から、集合「A,B」の全ての要素「A=1,2,3,5」「B=2,5,8,11」が読み出されると共に、そのうちの共通の要素の一方が削除され、集合「A,B」の和集合の要素「1,2,3,5,8,11」及びその個数「6」として∪データメモリ17kに記憶される(ステップC16→C17)。
【0053】
すると、この場合、前記集合「A,B」の和集合の要素として検索記憶された∪要素「1,2,3,5,8,11」が数値に従い整列されると共に、リストデータメモリ17fの設定リスト(シートNo1)に対して、入力集合式「A∪B」に対応付けてその要素「1,2,3,5,8,11」及び個数「6」が追加記憶され、「6{1,2,3,5,8,11}」として表示される(ステップC18,C19,C20)。
【0054】
図11は前記電子計算装置の集合計算処理に伴なう集合リスト設定無しの際の集合計算表示状態を示す図である。
集合計算処理(F=1)に移行された際に、リストデータメモリ17fに対する集合データの設定操作が無く、選択リストデータメモリ17gにシートNoが記憶されてない場合に、「EXIT」キー12dの操作により集合計算入力画面G2が液晶表示部13に表示された状態で(ステップB12〜B16→エンド)、図11(A)に示すように、データ入力キー12aの操作により例えば集合式「A∩B」と入力されると、該集合記号「A∩」が入力された時点で集合記号有りと判断されると共に、これに続いて「A∩B」と入力された時点で「A」と「B」との共通集合であるとの集合関係が判断され、その集合関係データがRAM17内の集合関係データメモリ17lに記憶される(ステップC1〜C4)。
【0055】
そして、集合リストの設定無しと判断されると、前記集合関係データメモリ17lに記憶された集合関係データに基づき、基本集合図ROM16aより2つの集合A,Bの共通集合を示す基本の集合図形が読み出され、図11(B)に示すように、入力集合式「A∩B」に対応する集合関係図G3としてウインドウ表示される(ステップC5→C7,C8)。
【0056】
ここで、「=」キー12fが操作されると、入力集合式「A∩B」に応じた集合リストの検索処理が行なわれるものの、対応リスト無しと判断され、当該入力式が展開可能な構成か否か判断される(ステップC9〜C12→C21)。
【0057】
この場合、前記入力集合式「A∩B」は展開不可能と判断されてそのままの表示となり(ステップC21→エンド)、展開可能な場合はその展開式が表示される(ステップC21→C22,エンド)。
【0058】
図12は前記電子計算装置の集合計算処理に伴なう集合リスト設定無しの際の3つの集合式にそれぞれ対応する各集合計算表示状態を示す図である。
すなわち、入力集合式に対応する集合リストの設定が無い状態では、前記ステップC1〜C5→C7,C8の処理を経て、各対応する基本の集合図形が基本集合図ROM16aより読み出され、図12(A),(B),(C)のそれぞれにて示すように、各入力集合式に対応する集合関係図G3がウインドウ表示される。
【0059】
図13は前記電子計算装置の集合計算処理に伴なう集合個数の計算表示状態を示す図である。
集合計算処理(F=1)において、選択リストデータメモリ17fには、リストデータメモリ17fに対する集合データとして(シートNo1)が設定されている状態で、図13(A)に示すように、データ入力キー12aの操作により例えば集合個数演算式「n(A∪B)」と入力されると、該集合記号「n(A∪」が入力された時点で集合記号有りと判断されると共に、これに続いて「n(A∪B」と入力された時点で「A」と「B」との和集合であるとの集合関係が判断され、その集合関係データがRAM17内の集合関係データメモリ17lに記憶される(ステップC1〜C4)。
【0060】
そして、集合リストの設定有りと判断されると、各集合A,B毎の要素個数nの比「4:4」に応じた同一直径寸法の集合の円図形が基本集合図ROM16aより読み出され、集合関係データメモリ17lに記憶された集合関係データに基づき、入力集合式「n(A∪B)」に対応する集合関係図G3としてウインドウ表示される(ステップC5→C6,C8)。
【0061】
ここで、前記入力集合式「n(A∪B)」に対応する集合個数の計算を実行するべく、図13(B)に示すように、キー入力部12の「=」キー12fが操作されると、当該集合式に応じたリストデータ17fが検索されると共に、集合記号「∪」有り、対応リスト「A,B」有りと判断される(ステップC9→C10,C11→C12)。
【0062】
そして、前記入力集合式「n(A∪B)」が集合個数nの演算式であると判断されると、集合A(=1,2,3,5)と集合B(=2,5,8,11)との和集合における要素の個数「6」が演算算出され、その演算結果が「6{1,2,3,5,8,11}」として表示される(ステップC23→C24,C20)。
【0063】
一方、図13(C)に示すように、「=」キー12fの操作判断に伴ない、前記入力集合式「n(A∪B)」に応じた集合リストの検索が行なわれた際に、対応する集合A,集合Bのリストが存在しないと判断されると、該入力集合式「n(A∪B)」は「n(A)+n(B)」として展開処理されて表示される(ステップC9〜C12→C21→C22)。
【0064】
キー入力部12の「=」キー12fが操作された際に、液晶表示部13に表示されている入力式中に集合記号が存在しないと判断された場合には、通常の計算式として判断されて計算処理が実行され、その計算結果が表示される(ステップC9〜C11→C25,C26)。
【0065】
次に、前記図6(B)における集合モード選択画面G1において「集合図」を選択実行することにより、前記図5におけるステップA5〜A7→ABの処理を経て、RAM17内の集合処理フラグメモリ17cの集合処理フラグFが、集合図計算処理の設定を示す“2”にセットされ、集合図計算処理に移行した場合の動作について説明する。
【0066】
図14は前記電子計算装置の集合図計算処理に伴なう集合図及び集合関係リストの計算表示状態(その1)を示す図である。
図15は前記電子計算装置の集合図計算処理に伴なう集合図及び集合関係リストの計算表示状態(その2)を示す図である。
【0067】
まず、集合図計算処理に移行された際に、選択リストデータメモリ17gにおいて集合データのリスト(シートNo)が選択設定されてない状態で、キー入力部12の「EXIT」キー12dが操作されると、リスト表示フラグメモリ17dにおけるリスト表示フラグNが“1”→“0”にリセットされて、集合図計算処理を行なうための集合図計算入力画面の表示状態となる(ステップB12→B13→B14,B15)。
【0068】
ここで、前記集合図計算入力画面とは、予め設定された複数の集合の個々の記号(A,B,…)とその共通集合や和集合等の所定の集合式(A∩B,A∪B,…)が、液晶表示部13の表示画面の右側に集合関係リストG5(図14・図15参照)として配列されてなる画面である。
【0069】
そして、集合データの設定リストは無いと判断されると、前記集合処理フラグメモリ17cの集合処理フラグFが“2”であるとの判断により、図9における集合図計算処理に進み、前記集合関係リストG5に対応する集合図G4が表示されているか否か判断される(ステップB16→エンド、B19→D1)。
【0070】
ここで、液晶表示部13には、前記予め設定された記号や集合式の配列からなる集合関係リストG5のみ表示されており、集合図G4は表示されてないと判断され、さらに、集合データの設定リストは無いと判断されると、基本集合図ROM16aに予め記憶されている、例えば集合A,B,C,Dからなる基本の集合図G4が読み出されて表示され、基本集合図表示フラグメモリ17eの基本集合図フラグTに基本の集合イメージが表示されたことを示す“1”がセットされる(ステップD1→D2→D3,D4)。
【0071】
すると、再び前記ステップB19→D1以降の処理に戻り、集合図の表示有りと判断されると共に、前記基本集合図表示フラグメモリ17eの基本集合図フラグTに“1”がセットされたと判断される状態で、液晶表示部13に表示されている集合関係リストG5の各集合の記号(A,B,…)に対して、データ入力キー12aの操作により、任意に各集合の要素数や要素の内容を入力すると、集合図G4中の各集合を示す囲み領域が、そのそれぞれの入力要素数に応じた広さに変形されて表示される(ステップD1→D5→D6→D7,D8)。
【0072】
ここで、「=」キー12fが操作されると、前記ステップD6→D7の処理を経て集合関係リストG5上に任意に入力された各集合の要素数及びその内容に基づき、各集合を組み合わせたあらゆる集合関係に対応する、それぞれの要素やその個数が計算され、演算データメモリ17iに記憶される共とに、集合関係リストG5における各集合関係式の対応データとして追加されて表示される(ステップD9→D10,D11,D12,D13)。
【0073】
この場合、前記集合関係リストG5上の各集合関係式に対応して計算表示される要素の内容は、該集合関係リストG5の表示領域上で表示可能な所定数の要素まで表示され、それ以降表示しきれない要素についてはその表示が省略される。
【0074】
一方、集合図計算処理に移行された際に、選択リストデータメモリ17gにおいて集合データのリスト(シートNo)が選択設定された状態で、キー入力部12の「EXIT」キー12dが操作されると、リスト表示フラグメモリ17dにおけるリスト表示フラグNが“1”→“0”にリセットされて、集合図計算処理を行なうための集合図計算入力画面の表示状態となる(ステップB12→B13→B14,B15)。
【0075】
この場合の集合図計算入力画面とは、選択リストデータメモリ17gに設定記憶されたシートNoに対応してリストデータメモリ17f内の集合データリストに記憶されている各集合個々の記号(A,B,…)とその所定の組み合わせからなる共通集合や和集合等の所定の集合式(A∩B,A∪B,…)が、液晶表示部13の表示画面の右側に集合関係リストG5(図14・図15参照)として配列されてなる画面である。
【0076】
そして、集合データの設定リスト有りと判断されると、前記液晶表示部13に表示された集合関係リストG5内の各集合の記号(A,B,…)に対応させて、前記設定された集合データリストに記憶されている範囲の各集合の要素数が表示されると共に、その要素の内容が表示可能な所定数で表示される(ステップB16→B17,B18)。
【0077】
例えば選択リストデータメモリ17gに設定されたシートNoに対応するリストデータメモリ17f内の集合データリストにおいて、3つの集合A,B,Dが予め記憶されている場合で、集合Aと集合Bの要素は一部共通であり、集合A,集合Bの要素は全て集合Dの要素内に含まれる場合(図14参照)について説明する。
【0078】
この場合に、図9における集合図計算処理により、まず、集合図の表示無しと判断されると共に、集合データの設定有りと判断されると、該設定された集合リスト内の各集合A,B,D間の要素が比較され、はじめに、他の集合の要素の全てを含む集合、つまり、集合A,Bの要素を全て含む集合Dが判断され、この集合Dが全集合に設定されて集合関係データメモリ17lに記憶される(ステップD1→D2→D14,D15→D16)。
【0079】
続いて、各集合要素間の比較が繰り返され(ステップD20→D14)、一部共通の要素を有する集合、つまり、集合A,集合Bが判断されると、該集合A,Bが共通集合に設定され、集合関係データメモリ17lに記憶される(ステップD17→D18)。
【0080】
さらに、その他の単独集合がある場合には、対応する集合に設定されて集合関係データメモリ17lに記憶される(ステップD19)。
そして、前記設定された集合データリストに対する各集合関係の解析処理が終了すると、前記集合関係データメモリ17lに記憶された各集合間の関係を示すデータに基づき、集合図G4が描画表示されるもので、まず、図14(A)に示すように、全集号Dの矩形図が記号Dと共に表示され、次に、該全集号Dに含まれる最大要素数の集合Bが予め設定された半径rの円図として記号Bと共に表示される(ステップD20→D21,D22)。
【0081】
すると、集合Aの円図が、該集合Aに含まれる要素数に応じた前記集合Bの要素数との比で、前記半径rである集合Bの円図が縮小されて共通集合として表示される(ステップD23)。
【0082】
そして、前記設定された集合データリストに対応する集合図G4の描画表示処理が終了すると、前記全集合Dのみに含まれる要素が検出され、集合Cとしてその要素の個数nと共にリストデータメモリ17f内の対応する集合データリストに記憶されると共に、当該集合Cの要素数及び要素の内容が表示可能な範囲で集合関係リストG5に追加表示される(ステップD24→D25,D26,D27,D28)。
【0083】
この後、図9における集合図計算処理では、前記集合図G4の表示有りと判断されるので、図14(B)に示すように、キー入力部12の「=」キー12fが操作されると、前記リストデータメモリ17f内の対応する集合データリストに記憶された各集合A,B,C,Dの要素データに基づき、その他全ての集合関係(A∩B,A∩C,A∪B,…)にそれぞれ対応する要素及び個数nが計算され、当該集合データリストに追加記憶されると共に、集合関係リストG5として表示可能な範囲で追加表示される(ステップD1→D9〜D13)。
【0084】
また、例えば選択リストデータメモリ17gに設定されたシートNoに対応するリストデータメモリ17f内の集合データリストにおいて、3つの集合A,B,Cの各要素数と要素が「A:4{1,2,3,5}、B:4{2,5,8,11}、C{1,2,3,4,5,6,7,8,11}」として予め記憶されている場合で、集合Aと集合Bの要素は一部共通であり、集合A,集合Bの要素は全て集合Cの要素内に含まれる場合(図15参照)について説明する。
【0085】
この場合に、図9における集合図計算処理により、まず、集合図の表示無しと判断されると共に、集合データの設定有りと判断されると、該設定された集合リスト内の各集合A,B,C間の要素が比較され、はじめに、他の集合の要素の全てを含む集合、つまり、集合A,Bの要素{1,2,3,5,8,11}を全て含む集合Cが判断され、この集合Cが全集合に設定されて集合関係データメモリ17lに記憶される(ステップD1→D2→D14,D15→D16)。
【0086】
続いて、各集合要素間の比較が繰り返され(ステップD20→D14)、一部共通の要素を有する集合、つまり、集合A,集合Bが要素{2,5}で共通であるとして判断されると、該集合A,Bが共通集合に設定され、集合関係データメモリ17lに記憶される(ステップD17→D18)。
【0087】
さらに、その他の単独集合がある場合には、対応する集合に設定されて集合関係データメモリ17lに記憶される(ステップD19)。
そして、前記設定された集合データリストに対する各集合関係の解析処理が終了すると、前記集合関係データメモリ17lに記憶された各集合間の関係を示すデータに基づき、集合図G4が描画表示されるもので、まず、図15(A)に示すように、全集号Cの矩形図が記号Cと共に表示され、次に、該全集号Cに含まれる最大要素数「4」の集合A又はBが予め設定された半径rの円図として記号A又はBと共に表示される(ステップD20→D21,D22)。
【0088】
ここで、集合Aの円図が先に表示された場合には、次に、集合Bの円図が、該集合Bに含まれる要素数「4」に応じた前記集合Aの要素数「4」との比で、前記半径rである集合Aの円図と同径rの円図として共通集合として表示される(ステップD23)。
【0089】
そして、前記設定された集合データリストに対応する集合図G4の描画表示処理が終了すると、前記全集合Cのみに含まれる要素{4,6,7}が検出され、集合Dとしてその要素の個数「3」と共にリストデータメモリ17f内の対応する集合データリストに記憶されると共に、当該集合Dの要素数及び要素の内容「3{4,6,7}」が表示可能な範囲で集合関係リストG5に追加表示される(ステップD24→D25,D26,D27,D28)。
【0090】
この後、図9における集合図計算処理では、前記集合図G4の表示有りと判断されるので、図15(B)に示すように、キー入力部12の「=」キー12fが操作されると、前記リストデータメモリ17f内の対応する集合データリストに記憶された各集合A,B,C,Dの要素データに基づき、その他全ての集合関係(A∩B,A∩C,A∪B,…)にそれぞれ対応する要素及び個数nが計算され、当該集合データリストに追加記憶されると共に、集合関係リストG5として表示可能な範囲で追加表示される(ステップD1→D9〜D13)。
【0091】
したがって、前記構成の電子計算装置によれば、集合計算処理において、任意の集合式「A∩B」を入力して液晶表示部13に表示させると、この入力集合式に対応する集合関係図G3が表示され、「=」キー12fを操作すると、前記集合式内の各集合A,Bそれぞれの要素及び要素数が、集合データリストとしてリストデータメモリ14fに予め記憶されて選択設定されている場合には、設定リスト内の各集合要素に応じて集合式に対応する共通要素が検索されて該集合データリスト内に追加記憶されて表示され、また、入力集合式が要素個数の演算式「n(A∪B)」である場合には、各集合A,Bの和集合の要素数及び要素が演算されて表示され、さらに、対応する集合データリストが設定されてない場合には、前記入力集合式「n(A∪B)」の展開式「n(A)+n(B)」が表示されるので、集合の関係式を入力してその集合関係をイメージ表示させたり、その要素数や要素を計算して表示することができる。
【0092】
また、前記構成の電子計算装置によれば、集合図計算処理において、リストデータメモリ14fに対し任意の集合データリストが選択設定されている場合には、この設定リストに記憶されている各集合A,B,…間の要素が比較されてその関係が判断され、集合関係データ17lに記憶されると共に、この集合関係データに基づき各集合の関係が個々の集合の要素数の比に対応する大きさの矩形図や円図の組み合わせからなる集合図G4として表示され、さらに、前記設定リスト内に記憶されている各集合の要素及び要素数のデータと共に、各集合間のあらゆる組み合わせの関係にある要素及び要素数が計算されて集合関係リストG5として一覧表示されるので、複数の集合の組み合わせに対応する集合図の表示やその関係を具体的な要素及び要素個数と共に表示できるようになる。
【0093】
なお、前記実施形態において記載した手法、すなわち、図4のフローチャートに示す全体処理、図5のフローチャートに示す集合モード処理、図7〜図9のフローチャートに示す集合/集合図の各計算処理等の各手法は、コンピュータに実行させることができるプログラムとして、メモリカード(ROMカード、RAMカード等)、磁気ディスク(フロッピーディスク、ハードディスク等)、光ディスク(CD−ROM、DVD等)、半導体メモリ等の外部記録媒体20に格納して配布することができる。そして、コンピュータは、この外部記録媒体20に記録されたプログラムを記録媒体読み取り部19によって読み込み、この読み込んだプログラムによって動作が制御されることにより、前記実施形態において説明した集合計算機能及び集合図計算機能を実現し、前述した手法による同様の処理を実行することができる。
【0094】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係わる第1の集合計算装置によれば、集合データ記憶手段により記憶された複数の集合それぞれの要素及び要素の個数が表示され、集合の式が入力されると、この入力された集合の式に含まれる前記集合データ記憶手段に記憶された各集合の要素に基づき、該集合の式に応じた集合の関係を示す図が各集合の要素の個数に対応する大きさの図として前記複数の集合それぞれの要素及び要素の個数と共に表示される。そして、前記入力された集合の式に含まれる集合の要素が前記集合データ記憶手段から読み出され該集合の式に応じた要素及び要素の個数を求める演算が行なわれ、この演算結果が前記集合の関係を示す図と共に表示されるようになる。
【0095】
また、本発明に係わる第2の集合計算装置によれば、予め設定された複数の集合それぞれの記号とその複数の集合記号に応じた所定の集合式とが表示されると、前記予め設定された複数の集合記号からなる基本の集合図が表示される。そして、前記複数の集合記号に対応してユーザ入力された各集合の要素及び要素の個数が表示されると、この表示された各集合の要素及び要素の個数に基づき、前記所定の集合式に応じた演算が行なわれ、この演算された前記所定の集合式に応じた要素及び要素の個数が当該所定の集合式に対応付けられて表示されるようになる。
【0096】
よって、本発明によれば、集合の計算を行ない、集合の関係を示す図を表示することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の集合計算装置の実施形態に係わる電子計算装置の電子回路の構成を示すブロック図。
【図2】前記電子計算装置のRAMに備えられるデータメモリの構成を示す図。
【図3】前記電子計算装置のRAMに備えられるリストデータメモリのデータ内容を示す図。
【図4】前記電子計算装置の全体処理を示すフローチャート。
【図5】前記電子計算装置の集合モード処理を示すフローチャート。
【図6】前記電子計算装置の集合モード処理の設定に伴なう操作表示状態を示す図。
【図7】前記電子計算装置の集合モード処理に伴なう集合計算及び集合図計算の共通処理を示すフローチャート。
【図8】前記電子計算装置の集合モード処理に伴なう集合計算処理を示すフローチャート。
【図9】前記電子計算装置の集合モード処理に伴なう集合図計算処理を示すフローチャート。
【図10】前記電子計算装置の集合計算処理に伴なう集合リスト設定の際の集合計算表示状態を示す図。
【図11】前記電子計算装置の集合計算処理に伴なう集合リスト設定無しの際の集合計算表示状態を示す図。
【図12】前記電子計算装置の集合計算処理に伴なう集合リスト設定無しの際の3つの集合式にそれぞれ対応する各集合計算表示状態を示す図。
【図13】前記電子計算装置の集合計算処理に伴なう集合個数の計算表示状態を示す図。
【図14】前記電子計算装置の集合図計算処理に伴なう集合図及び集合関係リストの計算表示状態(その1)を示す図。
【図15】前記電子計算装置の集合図計算処理に伴なう集合図及び集合関係リストの計算表示状態(その2)を示す図。
【符号の説明】
11 …制御部(CPU)、
12 …キー入力部、
12a…データ入力キー、
12b…「モード」キー、
12c…「実行」キー、
12d…「EXIT」キー、
12e…「List」キー、
12f…「=」キー、
12g…カーソルキー、
13 …液晶表示部、
14 …タブレット、
16 …ROM、
16a…基本集合図ROM、
17 …RAM、
17a…表示データメモリ、
17b…モードデータメモリ(M)、
17c…集合処理フラグメモリ(F)、
17d…リスト表示フラグメモリ(N)、
17e…基本集合図表示フラグメモリ(T)、
17f…リストデータメモリ、
17g…選択リストデータメモリ、
17h…式データメモリ、
17i…演算データメモリ、
17j…∩データメモリ、
17k…∪データメモリ、
17l…集合関係データメモリ、
17m…集合図データメモリ、
17n…関数データメモリ、
17o…プログラムデータメモリ、
17p…ワークメモリ、
19 …記録媒体読み取り部、
20 …外部記録媒体、
G …モード選択画面、
G1…集合モード選択画面、
G2…集合計算入力画面、
G3…集合関係図、
G4…集合図、
G5…集合関係リスト。
Claims (4)
- 複数の集合それぞれの要素を記憶する集合データ記憶手段と、
この集合データ記憶手段により記憶された複数の集合それぞれの要素及び要素の個数を表示する集合要素表示手段と、
集合の式を入力する集合式入力手段と、
この集合式入力手段により入力された集合の式に含まれる前記集合データ記憶手段に記憶された各集合の要素に基づき、該集合の式に応じた集合の関係を示す図を各集合の要素の個数に対応する大きさの図として前記集合要素表示手段により表示された複数の集合それぞれの要素及び要素の個数と共に表示する集合図表示手段と、
前記集合式入力手段により入力された集合の式に含まれる集合の要素を前記集合データ記憶手段から読み出し該集合の式に応じた要素及び要素の個数を求める演算を行なう集合演算手段と、
この集合演算手段による演算結果を前記集合図表示手段により表示された集合の式に応じた集合の関係を示す図と共に表示する演算結果表示手段と、
を備えたことを特徴とする集合計算装置。 - 予め設定された複数の集合それぞれの記号とその複数の集合記号に応じた所定の集合式とを表示する集合関係表示手段と、
前記予め設定された複数の集合記号からなる基本の集合図を前記集合関係表示手段により表示された複数の集合記号および所定の集合式と共に表示する集合図表示手段と、
前記集合関係表示手段により表示された複数の集合記号に対応してユーザ入力された各集合の要素及び要素の個数を表示する集合要素表示手段と、
この集合要素表示手段により表示された各集合の要素及び要素の個数に基づき、前記集合関係表示手段により表示された所定の集合式に応じた演算を行なう集合演算手段と、
この集合演算手段により演算された前記所定の集合式に応じた要素及び要素の個数を当該所定の集合式に対応付けて表示する演算結果表示手段と、
を備えたことを特徴とする集合計算装置。 - 計算装置のコンピュータを制御するための集合計算処理プログラムを記録した記録媒体であって、
前記コンピュータを、
複数の集合それぞれの要素をメモリに記憶する集合データ記憶手段、
この集合データ記憶手段により記憶された複数の集合それぞれの要素及び要素の個数を表示部に表示する集合要素表示手段、
ユーザ操作に応じて集合の式を入力する集合式入力手段、
この集合式入力手段により入力された集合の式に含まれる前記集合データ記憶手段により記憶された各集合の要素に基づき、該集合の式に応じた集合の関係を示す図を各集合の要素の個数に対応する大きさの図として前記集合要素表示手段により表示された複数の集合それぞれの要素及び要素の個数と共に表示部に表示する集合図表示手段、
前記集合式入力手段により入力された集合の式に含まれる集合の要素を前記集合データ記憶手段により記憶されたメモリから読み出し該集合の式に応じた要素及び要素の個数を求める演算を行なう集合演算手段、
この集合演算手段による演算結果を前記集合図表示手段により表示された集合の式に応じた集合の関係を示す図と共に表示部に表示する演算結果表示手段、
として機能させるための集合計算処理プログラムを記録した記録媒体。 - 計算装置のコンピュータを制御するための集合計算処理プログラムを記録した記録媒体であって、
前記コンピュータを、
予め設定された複数の集合それぞれの記号とその複数の集合記号に応じた所定の集合式とを表示部に表示する集合関係表示手段、
前記予め設定された複数の集合記号からなる基本の集合図を前記集合関係表示手段により表示された複数の集合記号および所定の集合式と共に表示部に表示する集合図表示手段 、
前記集合関係表示手段により表示された複数の集合記号に対応してユーザ入力された各集合の要素及び要素の個数を表示部に表示する集合要素表示手段、
この集合要素表示手段により表示された各集合の要素及び要素の個数に基づき、前記集合関係表示手段により表示された所定の集合式に応じた演算を行なう集合演算手段、
この集合演算手段により演算された前記所定の集合式に応じた要素及び要素の個数を当該所定の集合式に対応付けて表示部に表示する演算結果表示手段、
として機能させるための集合計算処理プログラムを記録した記録媒体。
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