計算機科学概論

科目ナンバリング U-ENG29 19113 LJ12
U-ENG29 19113 LJ10
U-ENG29 19113 LJ11
開講年度・開講期 2022 ・ 前期
単位数 2 単位 授業形態 講義
配当学年 対象学生
使用言語 日本語 曜時限 水5
教員 五十嵐 淳 (情報学研究科 教授)
河原 達也 (情報学研究科 教授)
高木 直史 (情報学研究科 教授)
伊藤 孝行 (情報学研究科 教授)
授業の概要・目的 コンピュータや計算の原理を追求する計算機科学は,現代情報社会のインフラを成す計算機システムにとってなくてはならない学問分野であると同時に,「情報」について探究する「情報学」の柱のひとつでもある.「計算機科学概論」では,計算の原理やアルゴリズムなどの計算機科学の基礎,ハードウェアとソフトウェアからなる計算機システムの構成などについて概説するとともに,人工知能,知覚情報処理などをとりあげる.計算メカニズムを数学的に思考する内容であるので留意して履修すること.
到達目標 計算の原理やアルゴリズム,計算機システムの構成について、それらの概要を理解する。
授業計画と内容 第1回(高木) 導入 - デジタルシステムでのデータ表現
 本講義について説明し、社会におけるコンピュータの利用状況、計算機科学について述べる.さらにデジタルシステムでのデータの表現方法について述べる.
第2回(高木) デジタルシステムでの数の表現と演算
 デジタルシステムでの数の表現、演算について述べる.また、誤り訂正符号を紹介する.
第3回(高木) ハードウェアの基礎
 2進数の演算が論理関数として表せられることを示し、論理関数を計算する組合せ論理回路について述べる.
第4回(高木) コンピュータの仕組み
 簡単なプロセッサを例にコンピュータの仕組みと基本的な動作について述べる.
第5回(五十嵐) プログラミング言語と言語処理系(1)
 ソフトウェアを記述するためのプログラミング言語と、それを動作させるためのプログラミング言語処理系について述べる.
第6回(五十嵐) プログラミング言語と言語処理系(2)
様々なプログラミング言語について述べる.
第7回(五十嵐) オペレーティングシステム(OS)
 基本ソフトウェアであるOSについて述べる.
第8回(五十嵐) ネットワーク
 コンピュータ同士で通信を行うための基本的な仕組みについて述べる.
第9回(河原) 言語・オートマトン
 有限状態オートマトン、 正規表現、 文脈自由言語について述べる.
第10回(河原) 情報符号理論
 情報量とエントロピー、ハフマン符号、マルコフ情報源、n-gramモデルについて述べる.
第11回(河原) 機械学習
 パターン分類器、 ロジスティック回帰モデル、リカレントニューラルネットワークについて述べる.
第12回(伊藤) 人工知能概要
 人工知能の歴史、問題、最近の話題について紹介する.
第13回(伊藤) 人工知能アルゴリズムの基礎
 探索、推論、制約充足、プランニング、ニューラルネット、深層学習について述べる.
第14回(伊藤) マルチエージェントシステムの基礎
 マルチエージェントの概要や、投票理論、オークション理論、メカニズムデザインの基礎について述べる.
《期末試験》
第15回 フィードバック
成績評価の方法・観点 講義中や宿題として行う演習、および定期試験(筆記)により,計算機科学の基礎,計算機システムの構成,それぞれ授業内容の理解度を合計して評価する.割合については授業中に指示する.
履修要件 特になし
授業外学習(予習・復習)等 講義資料による予復習と演習課題
教科書 適宜、資料を配布する。
参考書等 ディジタル作法, Brian W. Kernighan(著)、久野靖(訳), (オーム社), ISBN:978-4-274-06909-3
授業中にも適宜紹介する。
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