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情報と数理

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令和２年度以降入学者 情報と数理
教員名 村上雅彦
単位数    2 学年 1～4 開講区分 文理学部
科目群 総合教育科目
学期 後期 履修区分 選択
授業形態 対面授業
Canvas LMSコースID・コース名称 212852A39　2024情報と数理（村上雅彦・後・土1）
授業概要 人類は様々な情報を抽象化し適切に処理する事によって発展を遂げてきた．
例えば，グラフ理論の概念やグラフアルゴリズムの研究が乗換案内などに役立っている．
理論計算機科学（theoretical computer science）ではアルゴリズムやデータ構造などの様々な議論がされており，その応用として様々な問題がコンピュータで効率的に解かれている．
本講義ではこれらの効率的な計算を実現しているアルゴリズムやデータ構造について理解し，また，実際に Python を用いてプログラムを作成し計算を行う．
授業のねらい・到達目標 ＜授業のねらい・到達目標＞
与えられた条件や状況から効率的に計算を行うプログラムを作成できることを目標とする．

＜ディプロマポリシーとの関係＞
この科目は文理学部(理学)のディプロマポリシー DP3,4,5 及びカリキュラムポリシー CP3,4,5 に対応しています。

＜日本大学教育憲章との関係＞
・仮説に基づく課題や問題を提示し，客観的な情報を基に，論理的・批判的に考察することの重要性を説明できる(A-3-1)。
・事象を注意深く観察して，解決すべき問題を認識できる(A-4-1)。
・新しいことに挑戦する気持ちを持つことができる(A-5-1)。
授業の形式 講義
授業の方法 講義だけでなくプログラミングを交えつつ課題に取り組む．
対面授業に参加できない場合：対面授業の場合と同様に，設定されている曜日・時限に Zoom で参加し， CanvasLMSから演習ファイルを提出する（解答例を提示する）．
履修条件 CHIPSによる抽選を行う
授業計画
1 ガイダンス，アルゴリズムと計算量について学ぶ(A-3,A-4)。
【事前学習】アルゴリズムやデータ構造について確認すること （2時間）
【事後学習】講義で学習した上記テーマの内容を実践してみること(A-5)。 （2時間）
【授業形態】対面授業
2 二分探索について学ぶ(A-3,A-4)。
【事前学習】公開する上記テーマの資料を通読し上記テーマの内容を確認しておくこと （2時間）
【事後学習】講義で学習した上記テーマの内容を実践してみること(A-5)。 （2時間）
【授業形態】対面授業
3 尺取法について学ぶ(A-3,A-4)。
【事前学習】公開する上記テーマの資料を通読し上記テーマの内容を確認しておくこと （2時間）
【事後学習】講講義で学習した上記テーマの内容を実践してみること(A-5)。 （2時間）
【授業形態】対面授業
4 動的計画法（基本）について学ぶ(A-3,A-4)。
【事前学習】公開する上記テーマの資料を通読し上記テーマの内容を確認しておくこと （2時間）
【事後学習】講義で学習した上記テーマの内容を実践してみること(A-5)。 （2時間）
【授業形態】対面授業
5 動的計画法（部分和問題など）について学ぶ(A-3,A-4)。
【事前学習】公開する上記テーマの資料を通読し上記テーマの内容を確認しておくこと （2時間）
【事後学習】講義で学習した上記テーマの内容を実践してみること(A-5)。 （2時間）
【授業形態】対面授業
6 動的計画法（最長共通部分列問題など）について学ぶ(A-3,A-4)。
【事前学習】公開する上記テーマの資料を通読し上記テーマの内容を確認しておくこと （2時間）
【事後学習】講義で学習した上記テーマの内容を実践してみること(A-5)。 （2時間）
【授業形態】対面授業
7 動的計画法（まとめ）について学ぶ(A-3,A-4)。
【事前学習】公開する上記テーマの資料を通読し上記テーマの内容を確認しておくこと （2時間）
【事後学習】講義で学習した上記テーマの内容を実践してみること(A-5)。 （2時間）
【授業形態】対面授業
8 ヒューリスティックについて学ぶ(A-3,A-4)。
【事前学習】公開する上記テーマの資料を通読し上記テーマの内容を確認しておくこと （2時間）
【事後学習】講義で学習した上記テーマの内容を実践してみること(A-5)。 （2時間）
【授業形態】対面授業
9 スタック，キューについて学ぶ(A-3,A-4)。
【事前学習】公開する上記テーマの資料を通読し上記テーマの内容を確認しておくこと （2時間）
【事後学習】講義で学習した上記テーマの内容を実践してみること(A-5)。 （2時間）
【授業形態】対面授業
10 優先度付きキュー，連想配列について学ぶ(A-3,A-4)。
【事前学習】公開する上記テーマの資料を通読し上記テーマの内容を確認しておくこと （2時間）
【事後学習】講義で学習した上記テーマの内容を実践してみること(A-5)。 （2時間）
【授業形態】対面授業
11 ソートされた集合について学ぶ(A-3,A-4)。
【事前学習】公開する上記テーマの資料を通読し上記テーマの内容を確認しておくこと （2時間）
【事後学習】講義で学習した上記テーマの内容を実践してみること(A-5)。 （2時間）
【授業形態】対面授業
12 グラフ，深さ優先探索について学ぶ(A-3,A-4)。
【事前学習】公開する上記テーマの資料を通読し上記テーマの内容を確認しておくこと （2時間）
【事後学習】講義で学習した上記テーマの内容を実践してみること(A-5)。 （2時間）
【授業形態】対面授業
13 幅優先探索，ダイクストラ法について学ぶ(A-3,A-4)。
【事前学習】公開する上記テーマの資料を通読し上記テーマの内容を確認しておくこと （2時間）
【事後学習】講義で学習した上記テーマの内容を実践してみること(A-5)。 （2時間）
【授業形態】対面授業
14 木について学ぶ(A-3,A-4)。
【事前学習】公開する上記テーマの資料を通読し上記テーマの内容を確認しておくこと （2時間）
【事後学習】講義で学習した上記テーマの内容を実践してみること(A-5)。 （2時間）
【授業形態】対面授業
15 総合問題(A-3,A-4)。
【事前学習】公開する上記テーマの資料を通読し上記テーマの内容を確認しておくこと （2時間）
【事後学習】講義で学習した上記テーマの内容を実践してみること(A-5)。 （2時間）
【授業形態】対面授業
その他
教科書 米田優峻 『競技プログラミングの鉄則 アルゴリズム力と思考力を高める77の技術』 マイナビ出版 2022年 第1版
参考書 使用しない
成績評価の方法及び基準 授業参画度:授業の参加形態によらず，LMS に提出する毎回の演習の取り組み度合いで評価する(100%)
授業参画度は各回の演習，課題の貢献度により評価する。
オフィスアワー メールや Canvas LMS を用いて質疑応答を行います．
備考 高校程度の数学的知識を有し，実践できることが望ましい．
プログラミング言語の基本的な概念（標準入出力，型（整数，浮動小数点，文字列），四則演算，剰余，条件分岐（if），繰り返し（for, while），配列（リスト），二次元配列（リスト），関数，クラス）を理解しており，Python などでコーディングができることが望ましい．

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