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。

1. フレッシュマンセミナー
2004-07-07
国島丈生

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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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