奥乃 博（教授）

コンピュータ上で計算を行うプログラムはデータ構造とアルゴリズムから構成される．本講義では，プログラミングについてコンピュータサイエンスの立場から論じる。使用するプログラミング言語は Scheme であり、基本的なプログラミングの概念について学ぶとともに、実際にプログラミングを経験することを通じて、プログラミングの本質を習得することを狙う。

なお、本講義では教科書の前半の話題を取り上げ、後半は「プログラミング言語」 （湯淺先生, 第2学年前期配当）で取り上げる。

1章　手続きによる抽象化 ( 3 回 )

1.1章　プログラミングの要素
1.2章　手続きとその生成するプロセス
1.3章　抽象化の高階手続きによる形式化

2章　データによる抽象化 ( 4 回 )

2.1章　データ抽象化とは
2.2章　階層データ構造と閉包性
2.3章　記号データ
2.4章　抽象データの多重表現
2.5章　汎用演算のシステム

3章　モジュラー性・オブジェクト・状態 ( 4 回 )

3.1章　代入と局所状態
3.2章　評価の環境モデル
3.3章　可変データでのモデル化
3.4章　同時性
3.5章　ストリーム

ソーティング(整列)アルゴリズム ( 3 回 )

・ 整列アルゴリズムの設計と解析
・ 挿入ソート・選択ソート・シェルソート
・ クイックソートとピボットの選択法
・ ヒープソート・マージソート
・ 辞書式順序・バケットソート・基数ソート

第1回 プログラムの構築
第2回 TUT Scheme の 使い方
第3回 プログラムの構築
第4回 手続きとその生成するプロセス
第5回 手続きとその生成するプロセス
第6回 抽象化の高階手続きによる形式化
第7回 抽象化の高階手続きによる形式化・データ抽象化とは
第8回 データ抽象化とは・階層データ構造と閉包性
第9回 階層データ構造と閉包性
第10回 記号データ
第11回 抽象データの多重表現
第12回 記号データ・汎用演算のシステム
第13回 学術情報メディアセンターでの TUS/Tk の使い方

【必修課題１】
「コンピュータの歴史」について調査し、最低5枚のレポートとして提出。 分からない用語等は、用語集をつけること。
レポートの内容について、講義中に質問をし、理解度を確認することがある。 また、レベルの低いレポートは、再提出させる。

【必修課題２】
第２章までのすべての練習問題
動作確認していないものは減点。

【必修課題３】
図形言語
1 気のきいた painter を1種類作れ。（painter λ のプログラム）
2 空間充填曲線を1種類作れ。（例. 右図のHilbert curve, Peano curve）
3 フラクタルを1種類作れ。（例. Koch curve, Snowflake, Sierpinski's Gasket）
・tustk2 の使い方
・必修課題３のヒント
・作品集 (New)

【随意課題１】
Participate ACM Inter-University Programming Contest

【随意課題２】
Fixed-Point 探索の過程をグラフに表示せよ。

【随意課題３】
これはすごいという抽象化を使った Scheme プログラム。例えば、
・整数論・群論・組合せ論
・線形計画法・古典力学
・パズル解法・ゲーム

【随意課題４】
図形言語の frame を円板にして、Escher の circle-limit を作成。

随意課題を提出し、その内容があるレベルを越えており、さらに、試験・レポートが最低合格点を満たしていた場合には、最終成績を１ランクあるいは２ランク上げます。ただし、上限は１００点です。

[教科書]

・ジェラルド・サスマン他著（和田英一訳）: 『計算機プログラムの構造と解釈』 （ピアソン・エデュケーション）；訳者（東京大学名誉教授・IIJ研究所所長）

・原著 "Structure and Interpretation of Computer Programs"（MIT Press）を薦める。オンライン版フルテキスト（MIT Press 提供）

[参考書]

・ジョン・ベントリー（小林健一郎訳)：『珠玉のプログラミング－本質を見抜いたアルゴリズムとデータ構造』（ピアソン・エデュケーション）

・原著『Programming Pearls』（ACM Press）を薦める。