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『コンピュータサイエンス――計算を通して世界を観る〈サイエンス・パレット〉』(渡辺治 丸善出版 2015)

著者:渡辺 治[わたなべ・おさむ] (1958-) 計算の理論(アルゴリズムの設計と解析、計算複雑さの理論)。
シリーズ:サイエンス・パレット;028
NDC:007.6 データ処理.情報処理


コンピュータサイエンス - 丸善出版 理工・医学・人文社会科学の専門書出版社


【目次】
まえがき(2015年8月 渡辺治) [i-iii]
目次 [v-vi]


第1章 計算をとことん分解する 001
第1節 データの元素は0と1 002
  2進数と2進列
  2進列との付き合い方
  文字と文字列
  画像,さらには味や匂いも
  動画像,そして音
  データの巨大化に対処する
  
第2節 計算の元素は±1と繰り返し 014
  計算とは入力から出力を求めることなり!
  関数の例:計算の目標の表し方
  プログラムは計算の詳細指示書
  プログラムの読み方
  基本命令を厳選して計算の元素を見る
  基本命令の異なる厳選方法

注 030


第2章 計算を実現する 033
第1節 コンピュータの仕組み 033
  コンピュータの構造:電子機器として
  プログラム内蔵方式:最も重要な特徴
  理想の計算 vs. 現実の計算
  コンピュータの構造:ソフトウェアシステムとして

第2節 プログラム 044
  プログラミング言語
  プログラムをコンピュータ上で走らせる

第3節 計算の万能性とその限界 048
  コンピュータの進化
  計算の限界
  計算不可能性の証明
    プログラムQ_0が行う計算

注 058 


第3章 プログラミングへの招待 061
第1節 プログラミングの基本技その1:配列 062
  配列とは?
  配列の重要な使い方:番地計算の応用

第2節 プログラミングの基本技その2:サブルーチン 069
  サブルーチンとは?
  サブルーチンの効用
  サブルーチンからプログラミング技法の大進展へ
注 079


第4章 アルゴリズムへの招待 083
第1節 アルゴリズムの工夫とその重要性 084
  神童ガウスの計算法
  最短経路問題
  最短経路長の計算法
  算盤技の威力

第2節 より効率のよい計算を目指して 098
  計算量:アルゴリズムの効率尺度
  良いアルゴリズムとは?
  アルゴリズムの限界?

注 109


第5章 計算世界観 111
第1節 シミュレーション 112
  シミュレーションの実際例
    (1) 科学への応用:見えないものを観る
    (2) 経済・産業への応用:時間や費用を大幅に削減する
    (3) 生活への応用:計画を立てる際の手段となる
  なぜシミュレーションが必要?
  ランダムネス

第2節 データマイニング 122
  身近になったデータ
  基本その1:法則を見出す
  法則発見における3つの基本
  基本その2:似た者同士
  なぜデータマイニングができるのか?
  ここで再びランダムネス

第3節 情報セキュリティ技術 133
  さまざまな情報セキュリティ技術
    (1) つながるための技術
    (2) 守るための技術
    (3) 社会システムを設計する手法
  暗号通信と公開鍵暗号方式
  公開鍵暗号方式の価値
  なぜ公開鍵暗号方式が可能なのか?
  マジックプロトコルと計算の一方向性
  またまたランダムネス

注 153


第6章 コンピュータ・サイエンスの未来 155
第1節 新たな計算メカニズムとコンピュータ・サイエンス 156
  コンピュータの高速化
  量子計算の可能性
  計算界面の進化

第2節 知の創出のパートナーをめざして 165
  人工知能の進化
  大規模データからの知の創出

第3節 エピローグ:計算のさらなる探究 170
  計算の表現と複雑さへの挑戦

注 176


謝辞 [177]
参考文献 [179-180]
索引 [181-182]


[コラム1]数の歴史 013
[コラム2]計算を形作った人々 031
[コラム3]コンピュータ登場 059
[コラム4]プログラミング言語の変遷 080