学習・教育到達度目標 A4 現実の問題や未知の問題に対して，問題の本質を数理的に捉え，コンピュータシステムを応用した問題解決方法を多角的視野から検討することができる．
JABEE d 当該分野において必要とされる専門的知識とそれらを応用する能力
本校教育目標 ① ものづくり能力
概要:
問題解決の基礎となる「探索アルゴリズム」および「述語論理」を取り上げ、人間が行っている思考プロセスをコンピュータ上でシミュレートするために必要な理論の厳密さの一端を体感する。
授業の進め方・方法:
座学で行う。自学自習課題として配布プリントもしくは教科書の演習問題を課す。
注意点:
ブール代数による論理演算を理解していることを前提とした講義を行う。
JABEE「情報科学専攻」教育プログラムの選択必修科目である。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
シラバスの説明、問題解決プロセスの表現（予習：教科書§2を読む 復習：指示された課題を解く） |
「状態空間」および状態空間を表現する手段としての「グラフ」について理解する。
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| 2週 |
基本的な探索法（予習：教科書§3を読む 復習：指示された課題を解く） |
幅優先探索および深さ優先探索アルゴリズムについて理解する。
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| 3週 |
評価関数を利用した探索法（予習：教科書§3を読む 復習：指示された課題を解く） |
分岐限定法、山登り法、最良優先探索およびAアルゴリズムについて理解する。
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| 4週 |
命題論理（予習：教科書§4を読む 復習：指示された課題を解く） |
記号論理学における演算（否定・連言・選言・含意・同値）を理解する。
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| 5週 |
決定問題（予習：教科書§4を読む 復習：指示された課題を解く） |
意味木により、論理式が妥当／充足不能であることを判定する方法を理解する。
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| 6週 |
推論と論理的帰結（予習：教科書§4を読む 復習：指示された課題を解く） |
「推論」とは何か、および妥当な推論であることを証明する方法を理解する。
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| 7週 |
述語論理式（予習：教科書§5を読む 復習：指示された課題を解く） |
述語論理式の基礎を知り、命題論理とはやや異なる述語論理式の真偽の考え方を理解する。
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| 8週 |
述語論理の意味論（予習：教科書§5を読む 復習：指示された課題を解く） |
述語論理式の節形式を求める方法を理解する。
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| 2ndQ |
| 9週 |
スコーレム標準形（予習：教科書§5を読む 復習：指示された課題を解く） |
述語論理式のスコーレム標準形および節集合を求める方法を理解する。
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| 10週 |
導出原理（予習：教科書§6を読む 復習：指示された課題を解く） |
導出に必要な最汎単一化置換を理解する。
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| 11週 |
導出の制御戦略（予習：教科書§6を読む 復習：指示された課題を解く） |
導出により述語論理式が充足不能であることを証明できる。
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| 12週 |
論理による問題解決（予習：教科書§7を読む 復習：指示された課題を解く） |
述語論理式が充足不能であることを証明することで、与えられた問題の解を得ることができることを理解する。
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| 13週 |
ホーン節と導出戦略（予習：教科書§8を読む 復習：指示された課題を解く） |
ホーン節に対する導出戦略について理解する。
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| 14週 |
論理プログラミング（予習：教科書§8を読む 復習：指示された課題を解く） |
ホーン節に対する導出戦略とPrologの実行プロセスとの関係を理解する。
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| 15週 |
総まとめ |
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| 16週 |
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| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 情報系分野 | 情報数学・情報理論 | 集合に関する基本的な概念を理解し、集合演算を実行できる。 | 4 | 前1,前15 |
| 集合の間の関係(関数)に関する基本的な概念を説明できる。 | 4 | 前1,前15 |
| 論理代数と述語論理に関する基本的な概念を説明できる。 | 4 | 前1,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15 |
| 離散数学に関する知識をアルゴリズムの設計、解析に利用することができる。 | 4 | 前1,前2,前3,前10,前11,前12,前13,前14,前15 |