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コンピュータ概論 未来をひらく情報技術

現代的な「情報リテラシー」と「情報技術」の基本が身に付く。

これまでの「理工系情報学科の入門書」としての基礎知識は踏まえた上で、「Python」の紹介、「人工知能(AI)」「ビッグデータの解析」等の基礎概念を加え、高度情報化社会に求められる人材育成に向けた「コンピュータ概論」の入門書。
コンピュータの原理から、基礎となる理論、「n進数」等の情報数理、ネットワーク技術、AI、ビッグデータ処理の基本までをコンパクトにまとめ、わかりやすく解説(各章末に練習問題掲載)。
1章 コンピュータの原理
1・1 コンピュータの発明
 1・1・1 計算器とコンピュータ
 1・1・2 情報技術の基本用語
 1・1・3 初期のコンピュータ
 1・1・4 チューリング機械
1・2 コンピュータの普及
 1・2・1 実用的なコンピュータ
 1・2・2 データの表現
 1・2・3 コンピュータの情報単位
 1・2・4 ハードウェアとソフトウェア
 1・2・5 コンピュータの種類
 1・2・6 1960 年代のコンピュータ
1・3 パーソナルコンピュータの時代
 1・3・1 1970 年代のコンピュータ
 1・3・2 1980 年代のコンピュータ
 1・3・3 直感的に使いやすいパーソナルコンピュータ
 1・3・4 UNIX と Linux
1・4 コンピュータの現在と未来
 1・4・1 現在のコンピュータ
 1・4・2 ユビキタスコンピューティング
 1・4・3 スマートスピーカー
 1・4・4 タブレット PC とウェアラブルコンピュータ
 1・4・5 コンピュータの進展
1・5 コンピュータの構成要素
 1・5・1 コンピュータの 5 大装置
 1・5・2 中央処理装置
 1・5・3 主記憶装置
 1・5・4 補助記憶装置
 1・5・5 入力装置
 1・5・6 出力装置
1・6 コンピュータの利用技術
 1・6・1 情報通信技術
 1・6・2 高度情報通信ネットワーク社会
 1・6・3 e-Japan と u-Japan
 1・6・4 xICT ビジョン
 1・6・5 スマート革命
 1・6・6 ビッグデータ
 1・6・7 IoT
 1・6・8 人工知能
 1・6・9 Society 5.0
練習問題

2章 情報の基礎理論
2・1 標本化と量子化
2・2 進数表記
 2・2・1 2進数
 2・2・2 2進数の四則演算
 2・2・3 符号付き2進数
 2・2・4 進数の変換
 2・2・5 単位の表記
2・3 文字列コード
 2・3・1 JISコード
 2・3・2 さまざまな文字コード
2・4 小数表記
 2・4・1 固定小数点数
 2・4・2 浮動小数点数 
 2・4・3 浮動小数点数が表す数
2・5 情報理論
2・6 情報の圧縮と誤りの検出
 2・6・1 情報の符号化
 2・6・2 実用化圧縮方式
 2・6・3 誤り検出と訂正
 2・6・4 2次元パリティ検査
2・7 逆ポーランド記法
 2・7・1 演算記法
 2・7・2 中値記法から逆ポーランド記法への変換
 2・7・3 逆ポーランド記法から中置記法への変換
2・8 正規表現とワイルドカード
 2・8・1 正規表現
 2・8・2 ワイルドカード
練習問題

3章 ハードウェア構成
3・1 論理代数
 3・1・1 命題論理
 3・1・2 論理演算と真理値表
 3・1・3 論理演算の図的表現
 3・1・4 論理代数の基本則
3・2 論理回路
 3・2・1 基本的な論理回路
 3・2・2 ゲート記号
3・3 スイッチング素子
 3・3・1 真空管
 3・3・2 リレー
 3・3・3 バイポーラトランジスタ
 3・3・4 ユニポーラトランジスタ
 3・3・5 トランジスタを用いた回路設計
3・4 回路設計
 3・4・1 排他的理論輪の回路
 3・4・2 多数決回路
 3・4・3 加算回路
3・5 記憶回路
 3・5・1 RS 型フリップフロップ
 3・5・2 JK 型フリップフロップ
3・6 メモリの構成
 3・6・1 主記憶とキャッシュ
 3・6・2 さまざまな ROM
練習問題

4章 ソフトウェア構成
4・1 OS の役割
 4・1・1 タスク管理とジョブ管理
 4・1・2 データ管理とファイル管理
 4・1・3 記憶管理
 4・1・4 通信管理
 4・1・5 入出力管理
 4・1・6 プロセス管理
 4・1・7 インタプリタ
 4・1・8 コンパイラ
 4・1・9 アプリケーションソフトウェア
4・2 アルゴリズム
 4・2・1 アルゴリズムの概要
 4・2・2 アルゴリズムの表現
  1. ユースケース図
  2. シーケンス図
  3. アクティビティ図
  4. クラス図
 4・2・3 アルゴリズムの違い
4・3 プログラミング言語
 4・3・1 コンパイラ方式
 4・3・2 インタプリタ方式
 4・3・3 コンパイラ方式プログラムの実行
  1. C 言語の場合
  2. Java 言語の場合
4・4 プログラミング
 4・4・1 プログラムの仕組み
 4・4・2 Python によるプログラム実行例
 4・4・3 R によるプログラム実行例
 4・4・4 C 言語によるプログラム実行例
 4・4・5 ソーティングプログラムの実行例と比較
 4・4・6 さまざまな言語
4・5 アプリケーション
4・6 インターネット
練習問題

5章 コンピュータシステムと情報セキュリティ
5・1 システムとしてのコンピュータ
 5・1・1 さまざまなシステム
 5・1・2 コンピュータの特徴と構成
 5・1・3 組込みシステム
  1. 組込みシステムの特徴
  2. 組込みシステムの要件
5・2 データベース
 5・2・1 データベースの仕組み
  1. 階層型データベース
  2. ネットワーク型データベース
  3. リレーショナルデータベース
 5・2・2 データベースの種類
  1. PostgreSQL
  2. MySQL
5・2・3 データベースの操作
  1. データ型
  2. 演算子
  3. 演算子の例
5・3 情報セキュリティ
  5・3・1 情報セキュリティに関する用語の定義
  5・3・2 情報セキュリティ対策
  5・3・3 情報セキュリティ実践の効果
5・4 情報セキュリティマネジメント
  5・4・1 情報セキュリティマネジメントの例
  5・4・2 情報セキュリティマネジメントの実践
練習問題

6章 知識情報処理
6・1 木探索
 6・1・1 木構造と探索
 6・1・2 二分木
 6・1・3 さまざまな木構造
6・2 パターン認識
 6・2・1 特徴ベクトル
 6・2・2 パターン認識の応用
6・3 学習アルゴリズム
 6・3・1 機械学習
 6・3・2 AdaBoost
 6・3・3 線形分離と SVM
6・4 画像認識
 6・4・1 特徴抽出と画像解析
 6・4・2 指文字の認識
 6・4・3 顔認識
6・5 3 次元情報解析
 6・5・1 3次元情報の取得
  1. ディジタイザ
  2. モーションキャプチャ
  3. レンジファインダ
  4. 光切断法
  5. 両眼視差
  6. 運動視差
  7. 体積画像
 6・5・2 3次元情報の解析
  1. 時空間画像解析
  2. テクスチャ画像からの3次元形状推定
練習問題

7章 人工知能
7・1 人工知能の概要
 7・1・1 人工知能の歴史
 7・1・2 人工知能の発展
7・2 ニューラルネットワーク
 7・2・1 ニューラルネットワークの構造
 7・2・2 ニューラルネットワークの構成
7・3 ディープラーニング
7・4 特徴量とハイパーパラメータ
7・5 アルゴリズム
 7・5・1 アルゴリズムの種類
 7・5・2 深層学習におけるツール
7・6 応用事例
 7・6・1 解析結果と比較
 7・6・2 解析と実践
7・7 Windows 上での Python 環境構築
7・8 人工知能の現状と未来
 7・8・1 人工知能の技術展開
 7・8・2 人工知能による機能領域
 7・8・3 人工知能の活用
 7・8・4 人工知能の進化が雇用に与える影響
 7・8・5 特化型人工知能と汎用型人工知能
練習問題

8章 ビッグデータ
8・1 ビッグデータの定義と種類
 8・1・1 ビッグデータの概略
 8・1・2 ビッグデータの定義
 8・1・3 データを扱う上での注意点
8・2 著作権と個人情報
 8・2・1 権利の問題
 8・2・2 ライセンス上の問題
8・3 データの可視化
 8・3・1 データ処理の手順
 8・3・2 データの可視化
8・4 統計的解析と非統計的解析(AI)
8・5 ビッグデータを解析できる統計言語 R 環境の構築
8・6 データを扱うための数量化理論
 8・6・1 回帰分析
 8・6・2 判別分析
 8・6・3 因子分析
練習問題

9章 マネジメント
9・1 プロジェクトマネジメント
 9・1・1 プロジェクトとマネジメント
 9・1・2 プロジェクトと環境
 9・1・3 プロジェクトマネージャ
 9・1・4 プロジェクトマネジメントのプロセス
 9・1・5 プロジェクトマネジメントの実施
9・2 企業活動
 9・2・1 企業理念と社会的責任
  1. 企業理念
  2. 企業の社会的責任
 9・2・2 企業の発展と行動
  1. 持続可能な発展
  2. 国際行動規範
  3. グリーン IT
 9・2・3 ガバナンスと事業継続計画
  1. コーポレートガバナンス
  2. 事業継続計画
  3. インベスターリレーションズ
9・3 経営戦略マネジメント
 9・3・1 SWOT 分析による経営戦略
 9・3・2 コーポレートアイデンティティ
9・4 マネジメントシステム
 9・4・1 ISO マネジメントシステム
 9・4・2 マネジメントシステムの考え方
 9・4・3 品質マネジメントの7 原則
  1. リーダシップ
  2. 顧客重視
  3. 人々の積極的参加
  4. プロセスアプローチ
  5. 改善
  6. 客観的事実に基づく意思決定
  7. 関係性管理
 9・4・4 サプライチェーンマネジメント
 9・4・5 キャッシュフローマネジメントと財務 3 表
  1. キャッシュフロー計算書
  2. 損益計算書
  3. 貸借対照表
9・5 情報セキュリティ管理策
 9・5・1 情報セキュリティリスクに対する考え方
 9・5・2 方針に関する情報セキュリティ管理策
 9・5・3 組織に関する情報セキュリティ管理策
 9・5・4 モバイル機器に関する情報セキュリティ管理策

練習問題/付録/参考文献/練習問題略解/索引