到達目標
(ア)アルゴリズムとデータ構造がプログラミングの要であることを理解する。
(イ)Ｃ言語およびＪａｖａ言語の文法とプログラミング方法を理解し、プログラム作成に利用できる。
(ウ)アルゴリズムと効率、アルゴリズムの複雑さ、オーダの概念を理解し、各種アルゴリズムの計算量を見積もることができる。
(エ)複数の実用的な探索アルゴリズムを理解し、プログラムを作成できる。また、問題を解決していく過程を説明できる。
(オ)複数の実用的な整列アルゴリズムを理解し、プログラムを作成できる。また、問題を解決していく過程を説明できる。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | アルゴリズムの概念、および、整列・探索アルゴリズムが問題を解決していく過程を説明でき、さらに、時間計算量や領域計算量などによってアルゴリズムを比較・評価できる。 | アルゴリズムの概念、および、整列・探索アルゴリズムが問題を解決していく過程を説明できる。 | アルゴリズムの概念、および、整列・探索アルゴリズムが問題を解決していく過程を説明できない。 |
| 評価項目2 | コンピュータ内部でデータを表現する方法（データ構造）にはバリエーションがあることを理解しており、探索問題に対し、選択したデータ構造によってアルゴリズムが変化しうることを理解している。 | コンピュータ内部でデータを表現する方法（データ構造）にはバリエーションがあることを理解している。 | コンピュータ内部でデータを表現する方法（データ構造）にはバリエーションがあることを理解していない。 |
| 評価項目3 | オブジェクト指向によるソフトウェア開発に利用する標準的なツールの種類と機能を説明でき、Ｊａｖａ言語をソフトウェア開発に利用することができる。 | オブジェクト指向によるソフトウェア開発に利用する標準的なツールの種類と機能を説明できる。 | オブジェクト指向によるソフトウェア開発に利用する標準的なツールの種類と機能を説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
上級ＣプログラミングA,Bにおいては、プログラミングの知識や基本的なアルゴリズムとデータ構造を学習した。本科目では、難易度の高い実用的なアルゴリズムをプログラミングすることによって、プログラミング能力にさらに磨きをかける。また、プログラムの計算量のオーダを見積もることでアルゴリズムの複雑さを理解し、数理的理論をソフトウェア設計に役立てることができるようにする。さらに、信頼性および生産性の高いソフトウェアを設計できるようにＣ言語に引き続いてＪａｖａ言語を利用する。
授業の進め方・方法:
注意点:
プログラミングI,IIA,IIB、上級ＣプログラミングA,Bを修得していることが望ましい。アルゴリズムとデータ構造演習、情報数学IIAを並行して受講することが望ましい。継続的に授業内容の予習・復習を行うこと。適宜ノートパソコンを持参すること。「情報科学」教育プログラムの必履修科目である。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
シラバスを用いた授業内容の説明、アルゴリズムと効率、アルゴリズムと複雑さ、計算量のオーダ |
アルゴリズムの概念を説明できる。
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| 2週 |
シラバスを用いた授業内容の説明、アルゴリズムと効率、アルゴリズムと複雑さ、計算量のオーダ |
アルゴリズムの概念を説明できる。
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| 3週 |
Ｊａｖａ言語の習得、クラスの導入（予習・復習：Javaのインストール） |
ソフトウェア開発に利用する標準的なツールの種類と機能を説明できる。
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| 4週 |
Ｊａｖａ言語の習得、クラスの導入（予習・復習：Javaのインストール） |
ソフトウェア開発に利用する標準的なツールの種類と機能を説明できる。
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| 5週 |
配列、配列を使ったアルゴリズム（復習：基本的な探索と整列） |
コンピュータ内部でデータを表現する方法（データ構造）にはバリエーションがあることを理解している。
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| 6週 |
配列、配列を使ったアルゴリズム（復習：基本的な探索と整列） |
コンピュータ内部でデータを表現する方法（データ構造）にはバリエーションがあることを理解している。
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| 7週 |
基本的な探索アルゴリズムの復習：線形探索と二分探索（復習：線形探索と二分探索のプログラミング） |
与えられたアルゴリズムが問題を解決していく過程を説明できる。
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| 8週 |
実用的な探索アルゴリズム：ハッシュ探索（復習：ハッシュ探索のプログラミング） |
同一の問題に対し、選択したデータ構造によってアルゴリズムが変化しうることを理解している。
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| 2ndQ |
| 9週 |
基本的な整列アルゴリズムの復習：選択ソート、挿入ソート、バブルソート（復習：古典的ソートの整理） |
与えられたアルゴリズムが問題を解決していく過程を説明できる。
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| 10週 |
実用的な整列アルゴリズム：シェルソート（復習：シェルソートのプログラミング） |
同一の問題に対し、それを解決できる複数のアルゴリズムが存在しうることを理解している。
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| 11週 |
実用的な整列アルゴリズム：クイックソート（復習：クイックソートのプログラミング） |
同一の問題に対し、それを解決できる複数のアルゴリズムが存在しうることを理解している。
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| 12週 |
実用的な整列アルゴリズム：ヒープソート（復習：ヒープソートのプログラミング） |
同一の問題に対し、それを解決できる複数のアルゴリズムが存在しうることを理解している。
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| 13週 |
実用的な整列アルゴリズム：マージソート（復習：マージソートのプログラミング） |
同一の問題に対し、それを解決できる複数のアルゴリズムが存在しうることを理解している。
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| 14週 |
各種アルゴリズムの計算量の見積り |
時間計算量や領域計算量などによってアルゴリズムを比較・評価できることを理解している。
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| 15週 |
各種アルゴリズムの計算量の見積り |
ソースプログラムを解析することにより、計算量等のさまざまな観点から評価できる。同じ問題を解決する複数のプログラムを計算量等の観点から比較できる。
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| 16週 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 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 | プログラミング | ソフトウェア開発に利用する標準的なツールの種類と機能を説明できる。 | 3 | 前3,前4 |
| ソフトウェア | アルゴリズムの概念を説明できる。 | 3 | 前1,前2 |
| 与えられたアルゴリズムが問題を解決していく過程を説明できる。 | 3 | 前7,前9 |
| 同一の問題に対し、それを解決できる複数のアルゴリズムが存在しうることを説明できる。 | 3 | 前10,前11,前12,前13 |
| 時間計算量や領域計算量などによってアルゴリズムを比較・評価できることを理解している。 | 3 | 前14 |
| 整列、探索など、基本的なアルゴリズムについて説明できる。 | 3 | 前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13 |
| コンピュータ内部でデータを表現する方法(データ構造)にはバリエーションがあることを説明できる。 | 3 | 前5 |
| 同一の問題に対し、選択したデータ構造によってアルゴリズムが変化しうることを説明できる。 | 3 | 前8 |
| リスト構造、スタック、キュー、木構造などの基本的なデータ構造の概念と操作を説明できる。 | 3 | |
| ソースプログラムを解析することにより、計算量等のさまざまな観点から評価できる。 | 3 | 前15 |
| 同じ問題を解決する複数のプログラムを計算量等の観点から比較できる。 | 3 | 前15 |
評価割合
| 定期試験 | 小テスト | 合計 |
| 総合評価割合 | 50 | 50 | 100 |
| 専門的能力 | 50 | 50 | 100 |