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フレッシュマンセミナー (2004)

2004年7月7日に、岡山県立大学情報工学部情報通信工学科1年生を対象に行った「フレッシュマンセミナー」の講義スライド。

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フレッシュマンセミナー (2004)

  1. 1. フレッシュマンセミナー 2004-07-07 国島丈生
  2. 2. 自己紹介 • 知能メディア工学講座(横田研究室)助教授 • 担当講義 – 情報通信工学演習 I ・情報通信工学実験 B – 計算機言語 I ( 2 年次) – コンパイラ・計算機言語 II ( 3 年次) – 形式言語理論(修士 1 年次) • 私人として – 雑誌「 FreeBSD PRESS 」に連載(昨年まで) – 全国的に有名な WWW サイト運営(合唱の部屋)
  3. 3. 自己紹介 • 京都大学工学部情報工学科卒業 (1989) • 奈良先端科学技術大学院大学情報科学 研究科助手 (1994 〜 1997) • 岡山県立大学助教授 (1997 〜 ) • 興味のある分野 – 構造化文書 (XML) 、データベース、プログ ラミング言語、 WWW 技術
  4. 4. を んだ情報工学科 選 理 由 • 高校までコンピュータとは無縁 – 友達のコンピュータでゲームをした程度 • なぜ情報工学科? – 数学が好きだった – 理学部の数学科だと就職に困りそう – 数理工学科と情報工学科で偏差値の高い方を選択 – コンピュータに興味があったわけではない
  5. 5. で、 はどうだった実際 ? • 物理が結構必要だった (-_-;) – 電気回路・電子回路など ( もう忘れた ) • 学部の情報工学では高校数学(の延 長)はあまり出てこなかった – むしろパズルの考え方に近い – 集合や代数は必要になることも • プログラムを書くことの楽しみ – 自分で考えたものが動いたときの喜び
  6. 6. の情報工学 二面性 • 計算機科学 – 計算機そのものの構成に関する分野 – 物理現象が関わってくる – どちらかというと物理寄り • 情報科学 – 計算機の上で問題を解く分野 – 計算手順、アルゴリズム – どちらかというと数学寄り • カリキュラムには両方含まれている – 情報技術者の常識として両方知っておいてほしい
  7. 7. パズル情報数学的 (1) • 次の制約の下で、狼、山羊、キャベツを川の 反対側の岸に運ぶ最短手順を求めよ。 – 船は一艘だけで、人が操縦しなければならない。 また、一度には高々一つのものしか運べない。 – 狼と山羊(山羊とキャベツ)を同時に岸に残した まま、岸を離れてはいけない。 • 応用:すべての手順を網羅的に記述せよ。 • 題材:有限オートマトン – 関連講義:情報数学、コンパイラ、形式言語理論
  8. 8. パズル情報数学的 (2) • ハノイの塔 – 台の上に 3 本の棒 ( 左から順に A, B, C) が固定さ れており、 A に n 枚の円盤がはまっている。円盤 は下に行くほど半径が大きくなっている。次の ルールを満たしながら、円盤をすべて B に移す手 順を考えよ。 • 一度に一枚の円盤しか移動できない • 移動の途中で円盤の大小を逆にしてはいけない • 棒以外のところに円盤を置いてはいけない • 題材:再帰アルゴリズム – 関連講義:計算機言語 I
  9. 9. パズル情報数学的 (3) • 天国と地獄の分かれ道に 2 人の人がいる。標 識がないので、どちらが天国への道か聞こう と思う。どのような質問をすればよいか。 – 2 人の人はチャーチルとヒットラー。ただし、ど ちらがどちらかは分からない。 – チャーチルは必ず本当のことを言う。ヒットラー は必ず本当と反対のことを言う。 – 質問は 1 回だけ。どちらかの人にしかできない。 • 題材:論理 – 関連科目:人工知能
  10. 10. パズル情報数学的 (3’) • (3) の変形として、次の状況を考えよ。 – 分かれ道にいるのはチャーチル、ヒット ラー、スターリン。誰が誰かは分からない – スターリンは本当と嘘 ( 本当と反対のこ と ) をランダムに言う。 – 2 回質問可能。違う人に質問してもよい。
  11. 11. と が う高校数学 何 違 ? • 問題を解く手順(計算、アルゴリズム)を考 える – しかもコンピュータができる範囲で • 0/1 の数学(離散数学) – 実数のような連続値はあまり扱わない • 問題対象の近似(モデル化) – コンピュータで解けるように問題を抽象化・単純 化する作業が重要 – ソフトウェアにも多少はハードウェアの知識が必 要(逆も然り)
  12. 12. は のみぞ る未来 神 知 • 回り道して学んだことが今の興味対象 ( 文書 処理 ) につながる – 有限オートマトン、文脈自由文法 (B4 〜 M2) – データ工学、論理 (D) – HTML, WWW( 助手 ) – 関数型言語 , Java, 形式言語 ( 県立大 ) • ちゃんと学んでおけばよかった(反省) – 教養の数学(群論など)
  13. 13. を もう本 読 • 時間のあるうちに • インターネットに頼るだけでは知識の底が浅 くなる • 情報科学関係のお勧め例 – コンピュータの名著・古典 100 冊(インプレス) – プログラム書法(共立出版) – 素人のように考え、玄人として実行する( PHP 出 版)
  14. 14. レポート課題 • この講義で挙げた「情報数学的パズ ル」のいずれか 1 問以上を解いてレ ポートにまとめよ。 – ハノイの塔は n=3, n=4 のときだけでもよ い – なるべく自分が知らなかった問題をやって みること – A4 レポート用紙にまとめ、 7/13( 火 ) 17:00 までに 2610 に提出のこと。
  15. 15. ヒント • (2)… 漸化式の考え方に近い – 大きさ n の円盤を A から B に移動する手順 を fn(A B)→ とする – f n+1(A B)→ を fn …などで表現すると – 漸化式を解かなくてもよい • (3’)…1 回目の質問でスターリン以外の 人を発見することを考える

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