計算事始め(’13)

主任講師: 川合 慧

コンピュータに偏ることのない、本質的な計算の概念とその性質とを理解し、具体的な問題解決に際して可能な限り広く応用できる力を身につける。とくに、日常生活に見られる種々の計算の性質や、自然言語で表現した計算についての性質、計算概念を身につけるための教育上のくふうなどに力点を置き、日常生活の中で見られる平易な場面設定をもととした理解を目指す。このことによって「計算」についての素養を身につけることを目標とする。 検討中リストに追加

各回のテーマと放送内容

※テーマをクリックすると授業内容が表示されます。

第1回 人間の活動と計算
人間が意識的に行っている活動の中から、計算という要素を抽出することの意味を、数々の実例について考える。計算というものが、「数式」という極度に抽象化されたものに限られることは決してなく、人間の日頃の活動全般に渡ってあてはまるものであることを認識する。
担当講師: 川合 慧 (放送大学名誉教授)
第2回 数の数え方
人間の計算活動は、最も単純な正の小さな整数を扱うことから始まった。ここでは、図示した場合に一目で把握できる大きさの正の整数から始め、「数」の考え方と、その表記方法である数字の構成原理とを学ぶ。
担当講師: 川合 慧 (放送大学名誉教授)
第3回 読書きそろばん
身の回りに見出される「計算」について、いろいろな数の数え方を紹介する。文化による数え方の違いや、スポーツゲームの点数の数え方について調べてみる。数字については10進法に限らない表現方法、たとえば2進表現や16進表現について調べ、計算と数の表現との関係について学ぶ。
担当講師: 高岡 詠子 (上智大学教授)
第4回 計算のしかけ
最も身近な計算である四則演算を「計算」という観点からとらえ直して理解する。各種の暗算の手法についても紹介する。古典的な計算補助器であるそろばんや計算尺による計算も紹介する。
担当講師: 高岡 詠子 (上智大学教授)
第5回 数の性質と計算
現実社会で実行されている計算活動の重要性を、情報伝達の誤りを検知する手法や簡単な暗号、さらに素因数分解の困難性に基づいた暗号化方式であるRSA暗号を題材に学ぶ。
担当講師: 高岡 詠子 (上智大学教授)
第6回 絵と音を計算する
コンピュータは文章や数値データだけでなく、画像や音声、動画を表現することもできる。私たちが普通に接している画像や音声がどう表現されているか、そして計算によってどのように変化していくかについて学ぶ。
担当講師: 高岡 詠子 (上智大学教授)
第7回 おはなしコンピュータ
コンピュータが計算を行う基本的な仕組みについて学ぶ。電源を入れてからコンピュータが計算を始めるまでの行動や、コンピュータが命令をどう実行しているのかについて学ぶ。次章で使う変数や反復などの概念の導入とする。
担当講師: 高岡 詠子 (上智大学教授)
第8回 コンピュータにおける式と手順
これまでに学んできた計算は、一定の約束のもとでコンピュータ上での式として表わされる。ここでは、コンピュータ上で式を記述し、それを「手順化」してプログラムとすることを学ぶ。
担当講師: 西田 知博    (大阪学院大学准教授)
第9回 アルゴリズム
手順はより一般的にはアルゴリズムという形で表現できる。ここではアルゴリズムの定義とその表現方法を紹介する。また、その例を身近なテーマを交えて学ぶ。
担当講師: 西田 知博    (大阪学院大学准教授)
第10回 問題解決とアルゴリズム
コンピュータを使用した問題解決では、問題をモデル化し、機械的手順で扱うことのできるデータによって表現し、それに基づいたアルゴリズムを作成する必要がある。ここではモデル化した問題のシミュレーションと、データを扱う統一的な形式であるデータ構造について学ぶ。
担当講師: 西田 知博    (大阪学院大学准教授)
第11回 アルゴリズムと能率
特定の問題に対する解法は複数存在するのが普通で、しかもそれぞれ計算量が異なることが多い。ここでは計算手順に則した処理の手間に基づく能率の諸側面について探索アルゴリズムなどを通じて学ぶ。
担当講師: 西田 知博    (大阪学院大学准教授)
第12回 並び替えアルゴリズム
並び替え(ソート)は、多くのアルゴリズムの基本処理となり、コンピュータでのデータ処理において重要な役割を果たす。ここでは、複数のソートアルゴリズムを紹介し、それぞれの性質および、効率について説明する。.
担当講師: 西田 知博    (大阪学院大学准教授)
第13回 図形アルゴリズム
アルゴリズムのうち図形を扱うものは、現実的な応用としても重要である。ここでは図形の面積や地図情報の扱いなどを例として、図形を扱うアルゴリズムについて学ぶ。
担当講師: 西田 知博    (大阪学院大学准教授)
第14回 逆問題と最適化
現実問題の中には、解法は分かったとしても、その実行には時間がかかりすぎるため実質的には解くことができない問題も存在する。ここでは、逆問題から始めて、与えられた条件の中で最適な解を求める問題である最適化問題と計算の難しさを説明する。
担当講師: 川合 慧 (放送大学名誉教授)
第15回 計算と人間の思考
計算というものは、それ自身が数学的に存在する独立事象であるとともに、それを構成し解釈する人間に依存する要素も大きい。ここでは計算の定義や性質を、人間の考え方と照らし合わせて議論する。
担当講師: 川合 慧 (放送大学名誉教授)

放送メディア:

テレビ

放送時間:


2017年度 [第2学期] (土曜)
16時00分〜16時45分

単位認定試験 試験日・時限:

2017年度 [第2学期]
2018年1月27日 (土曜)
1時限 (9時15分~10時05分)

開設年度:

2013年度

科目区分:

共通科目

科目コード:

1234145

単位数:

2単位
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