情報科学入門

1年

2023年度前期

2.00単位

G-NS-121L

本田　治

単独

(授業の目的)
様々な分野に情報技術が使われている現代社会において情報技術を正しく理解し活用することが求められる。本授業では情報科学分野の基本を理解することを目指す。コンピューターの基本的な仕組みについて理解した上で、コンピューター上で動作する様々なソフトウェアとそれらを実現する方法について理解する。

(授業の到達目標)
到達目標1: コンピュータの構造、コンピュータを構成する部品とそれらの役割を説明できる。
到達目標2: 数やデータの表現、OS、プログラミング言語などの基本を説明できる。
到達目標3: 様々なソフトウェアとをそれらを実現する方法について説明できる。

本授業では情報技術の基本を理解することを目的としている。なぜコンピュータは計算したり記憶したりできるのか、どのように文字や画像などを処理しているのかを最初に学ぶ。次にOSやプログラミング言語といった基本的な事柄を学び、そして実際のコンピュータで利用されているソフトウェアを実現する方法を学ぶ。

(授業計画)
第1回 情報とデジタル
情報、アナログ、デジタル、データなど基本的な用語の理解
第2回 コンピュータの歴史
電気式のコンピュータ以前からwebの登場まで
第3回 コンピュータの基本構成と入出力装置
ディスプレイ、キーボードなどの基本的な装置や最新の装置
第4回 中央演算処理装置
中央演算処理装置の概要、ALUやレジスタの役割
第5回 記憶(主記憶と補助記憶)装置
記憶装置の仕組みと性質
第6回 数の表現と計算(２進数の基礎)
10進数と2進数、2進数と16進数、2進数の演算
第7回 数の表現と計算(２進数の応用)
様々な整数の表現(2の補数表現、嵩上げ表現、符号絶対値表現)と特徴
第8回 テキストの表現および命令の表現と実行
文字コードの仕組み、機械語によるコンピュータの命令処理
第9回 プログラムとプログラミング言語
様々なプログラミング言語と特徴、構造化やオブジェクト指向
第10回 オペレーティングシステム
オペレーティングシステムの役割(プロセス管理、割り込み、主記憶管理など)
第11回 アルゴリズムと計算量
アルゴリズムの正しさとは、アルゴリズムの計算量とオーダー表記
第12回 ゲームとアルゴリズム
ゲームの目的や分類、min-max法による探索、場面の評価
第13回 人工知能
機械学習を用いた様々な手法の基本的なアイデア
第14回 ソフトウェア設計
ソフトウェアのライフサイクル、大規模なソフトウェアを作る方法
第15回 暗号技術
古典暗号と現代暗号の違い、共通鍵暗号と公開鍵暗号の仕組みと違い

(授業の方法)
授業は15回全て、パワーポイント等で作成されたスライドを用いて教員が講義する形で行います。講義資料は事前にポータルシステムで配布しますので学習に使用してください。練習問題を解いてもらうこともあります。

なし(資料配布)

(事前学修) 事前配布している講義資料を読むことにより予習を行ってください。
(事後学修) 授業内容を資料により復習するとともに、それらを説明する文章が書けることを確認してください。　

(成績評価の方法)
期末テスト(100％)

(成績評価の基準)
到達目標1: コンピュータの構造、コンピュータを構成する部品とそれらの役割を問う問題に正しく解答できている。
到達目標2: 数やデータの表現、OS、プログラミング言語などの基本を問う問題、そして2進数に関する計算問題に正しく解答できている。
到達目標3: 計算量、基本的な機械学習の考え方、ゲームのアルゴリズム、ソフトウェア設計の基本、暗号技術の基本などを問う問題に正しく解答できている。

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