「情報科学」の授業に関する情報 (山口 泰)

目次

• 連絡事項
• 教科書
• 参考書
• 復習と課題
  • 課題１
  • 課題２
  • 課題３
  • 課題４
  • 課題５
  • 課題６
  • 課題７
  • 課題８
  • 課題９
  • 課題10
  • 課題11
  • 課題12
  • 課題13
• 休講予定

連絡事項

• 提出課題に関して
  最終回の授業の後に，以下の匿名のメール (送信元のメールアドレスも無料の匿名アドレスでした) が送られてきました． これまで課題も含めて個人的に質問などに対応してきましたが， とりあえずここで説明したいと思います．

  メールの引用

  私は貴公の授業に参加していたものです。このたび現在までの私の提出物に対する得点開示を見て非常に憤慨しています。しっかりと提出期限は守り、指示された内容は確かに提出していたにもかかわらず、物によっては満点の半分以下しかつけないものもありました。確かに最後の方の課題は考察内容によって点が左右されることは認めましょう。しかし最初の方の課題で点数がちゃんとつけられていないとはどういうことか。また考察内容も私は相当書いたと思われるのに、あまり書かないで提出した知り合いよりも点数が低いとは！もちろん貴公を言及したいとは思っていません。ただ明確な採点基準を明示してもらいたいものです。

  課題の評価にあたって

  1. 課題自体や課題の評価に関する質問・確認を 速やかに受けられるように配慮して， 各課題の提出期限(1回を除いて授業開始前)の1週間以内に返していました． 最終回の授業に至って，評価結果に気づいたというのは残念でなりません． また，上記のメールには意図の読み取れない部分もあるので， 課題評価に関する基本的な姿勢を書きます．
  2. 課題は CFIVE の提出を前提としており，〆切を過ぎたものは， 正規の提出としては認めていません． 〆切後にメールで提出されたケースもありましたが， 程度によっては(半日以上の遅れなど) 成績に加味しない場合もあり，そのように返信したこともあります． 期限内の提出は必要条件でしかありません． 当然のことですが課題にはクリアすべき項目があり， 提出すれば満点が付くというものではありません．
  3. 提出課題は，全部で7回（課題 3, 4, 5, 6, 8, 9, 11）でした．
     1. 課題 3, 5, 6, 8 の4回は検査結果のファイル(ex0?-xxxxxx-yyyyyy.tgz)を 提出するもので，基本的に検査結果の内容で採点しています． したがって，評価は提出時点の検査結果から推定できると思います． ただし，題意に沿わない解答の場合には評価とともにコメントをつけています．
     2. 課題 4 はプログラムと実行結果の画像ファイルとを提出するもので， プログラムについては検査ファイルで確認できるようになっています． 画像の評価については相対評価です．
     3. 課題 9, 11 の2回は，実行結果を考察するもので，考察内容も評価対象です． なお，このプログラムについても，検査ファイルで確認できるようにしています． 課題 9 に関しては，実行結果から誤差の性質について， 誤差の絶対値の比較，誤差減少の単調性，相対誤差の符号などに 言及すること，さらにその理由について考察していることが採点基準です． 課題 11 に関しては，実行結果から実行速度について， 指数性／線形性などの性質について言及すること， さらにその理由について考察していることが採点基準です． 以上のポイントを外したものは， 文字数が多くても評価が低くなることは十分にありえます．
  4. 具体的な評価について回答するには， 実際の提出物を確認しなければなりませんので， 個別に質問・確認をしてください．

• CFIVE の利用
  授業に関連するファイルの配布や課題の提出，小テストなどに CFIVE を利用します． 「コース選択」で「情報科学(木3) - 山口 泰」を選択して下さい．
  なお，CFIVEの利用にあたっては 準備 が必要です．

• 投票システム
  ここ から 投票クライアント c.rb をダウンロードしてください． (右クリックで「リンク先のファイルを別名でダウンロード」を選んで，ホームを選択すると良いでしょう)
  次にターミナルを開いて，rubyコマンドとともに使います．

  ci123456m:~ yama$ ruby c.rb サーバ名 学生証番号 選択肢番号
  あるいは
  ci123456m:~ yama$ ruby c.rb サーバIPアドレス 学生証番号 選択肢番号
  

  具体的には次のようになります．

  ci123456m:~ yama$ ruby c.rb ci121164m 940101 1
  あるいは
  ci123456m:~ yama$ ruby c.rb 172.17.110.164 940101 1
  

  練習中にも投票できるように， 投票用のターミナルを用意しておくと良いでしょう． (矢印キーを使うことで，投票コマンドを打つ手間が省けます)
  なお，投票は各端末から1回しか投票できません．

• 成績評価について
  定期試験(概ね1/2)と提出課題(概ね1/2)で成績を評価します． 定期試験には，共通試験問題のみが課されます． ちなみに， 共通試験の過去問題 などは，ウェブ上で公開されています．

• 課題の作成・提出方法
  課題は，以下の要領でファイルをひとまとめにして， 提出してください．
  • プログラムの検査をする． check.rb は共通，ex??.rbは毎回変わります．

     ci123456m:~ yama$ ruby check.rb ex??.rb 

  • 提出ファイル ex??-xxxxxx-yyyyyy.tgz を作成する．

     ci123456m:~ yama$ ruby check.rb --report ex??.rb 

  • 上記のCFIVEにログインして，「課題」からファイルを提出する．

  練習用検査ファイル ex01.rb
  教科書13ページの練習1.3や，21ページの練習1.9などの検査用．

  レポート作成の詳細な説明は， こちら にあります．

• メールによる質問
  メールで質問する際には，以下のアドレスを使うとTAにも送信されます． 場合によっては早く回答がもらえるかもしれません．

  

教科書

増原英彦 著「情報科学」
「情報科学」の共通資料 のページで紹介されています．生協で購入できるはずです．

教養学部前期課程における情報関連の情報

参考書

• 久野靖著「Rubyによる情報科学入門」近代科学社

復習と課題

にメールしてください． ただし正規の採点とはなりませんし，採点結果も返せませんから， 基本的には〆切を守って提出してください．

• 復習１（10月11日分）
  
  • 授業で使った スライド
• 課題１
  
  • CFIVE の利用準備をしてください．
    「コース選択」で「履修可能なコース」をクリックしてから， 「情報科学(木3)」を選択します． 再度ログインして「履修中のコース」に「情報科学(木3)」が 表示されることを確認しましょう．

  • 履修の情報を以下に(アドレスが読めない人はSafariを使ってください)メールしてください．

    

    メールの最初の 4行には， 「科類・クラス・学籍番号」，「氏名(ふりがな)」，「アカウント名」， 「プログラミングの経験について」を書いてください． 件名(subject) は「assignment-1」とします．
    また，成績には加味しませんが， 教科書 p.21-22, 「練習1.9 - g)」の二次方程式に関する 4つの関数定義を書いた場合には，メールに加えてください．

    理科 4類 20組 940101G
    山口 泰 (やまぐち やすし)
    yama (学生は共通IDの数字10桁)
    プログラミング経験：なし / あり(プログラムの総行数 約500行など)
    ＜以下，関数定義のプログラムが書けた場合＞
    def det(a,b,c)
      ...
    end
    

  • 重要 : HWBの説明にしたがって， エディタの練習をしてください． エディタの種類は問いませんが， 単純テキストの編集が必要となります． 授業では Emacs を用いる見込みです．

    〆切は，いずれも 10月18日(木) 授業開始前 とします．

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• 復習２（10月18日分）
  
  • 授業で使った プリント
  • 授業で使った スライド
  • 教科書13ページの練習1.3や，21ページの練習1.9などを参考に， Rubyのプログラムファイルを作成し，実行を確認してみてください． 検査ファイルには ex01.rb を 使ってください．

    今回は提出物はありませんが，上記の範囲はすべて復習しておいてください． 次回以降の課題提出にも必要となります．

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• 復習３（10月25日分）
  
  • 授業で使った スライド
  • 教科書44ページの練習3.3 a) の関数solutions(a,b,c) (ファイル名 quadratic.rb)を作成し，実行を確認してみてください． 検査ファイルには ex02.rb を 使ってください．
  • 教科書31ページの練習2.4や，48ページの練習3.10を参考に， 自分独自の画像(配列)を作成するプログラム(関数)を作成してください． 特に提出物はありませんが， 次回の課題の一部になる可能性があります．
• 課題３
  
  • 3つの異なる値x,y,zの中央値， すなわち3つの値を大きさ順に並べた際の真ん中に来る値， を求めるプログラムmedian.rbを書くこと． ただし，以下の2種類の関数を定義するものとします．
    1. if y < x という形の比較演算だけの条件式 (<, >, <=, >= などの比較演算は 何を用いても良い)を使った関数median1(x,y,z)
    2. && や|| などの論理演算も用いて， 条件分岐( if )の数を最少にした関数median2(x,y,z) 　(プログラミング経験者へ： ソーティングを用いる際はソーティング内の条件分岐も数えること)
    課題の作成・提出方法 にしたがって， 提出ファイルを CFIVE に提出してください． なお，プログラム検査ならびに提出ファイル作成用の 検査ファイルには ex03.rb を 使ってください．

    〆切は 11月 1日(木) 授業開始前 とします．

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• 復習４（11月 1日分）
  
  • 授業で使った スライド
  • 授業で使った make1d 関数 ， sphere 関数

• 課題４
  
  • 次の手順でモノクロ画像の２次元配列を生成する 2種類の関数を定義したプログラムmono.rbを書き， 画像mono.tiffを出力しなさい．
    1. 自分自身のオリジナル画像の２次元配列を返す関数 original() (定数関数で構いません) を作成する
    2. array_average(a,i) を参考にして (スライドの最後にあります)， 上下左右(通常は9個)のデータを平均する関数 image_average(img,x,y) を作成する
    3. 画像データを平均化してボカす関数 blur(img) を作成する
       blur(img) は 新しい２次元配列 bimg を作り， bimg[x][y] = image_average(img,x,y) を繰り返せば良い．
    4. その他に必要となる関数があれば (たとえばmake2d(m,n)など)， すべてmono.rbに含めること．
    5. original() の結果に， blur(img) を10回施した結果を表示して， 画面を取込んで 画像ファイルmono.tiff または mono.pngを作成する．
  • 余裕があれば，カラー画像についても同様にして， プログラムcolor.rbと画像color.tiff (または color.png)を 作成しなさい．
  • mono.rbの image_average(img,x,y) と blur(img) ， color.rbの blur(img) の検査ファイルとして ex04.rb が使える．
  • プログラムと画像ファイルをmono.rb と mono.tiff (または mono.png) あれば color.rb と color.tiff (または color.png)を まとめて圧縮したファイル report.zipを作り，CFIVEに提出しなさい．
  • 今回は検査プログラムの実行結果 ex04-xxxxxx-yyyyyy.tgz は 提出しませんので，気をつけてください．

    〆切は 11月 8日(木) 授業開始前 とします．

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• 復習５（11月 8日分）
  
  • 授業で使った スライド
  • 授業で使った gd_loop 関数 ， sum_loop 関数 ， sum 関数 ， combination_loop 関数 ， cantor 関数

• 課題５
  
  • 次数(再帰の深さ) n を引数として， Sierpinskiのカーペットを生成する関数 cantor2d(n) と Sierpinskiの三角形を生成する関数 sierpinsiki2d(n) を 定義したプログラムsierpinski.rbを作成してください． ただし， n = 0 のときにはいずれも [[1]] を 返すものとする．
  • なお，後者 sierpinsiki2d(n) は選択課題とするので， 前者 cantor2d(n) だけでも構わない．
  • 検査ファイルには ex05.rb を使い， 検査プログラムの実行結果 ex05-xxxxxx-yyyyyy.tgz を CFIVEに提出しなさい．

    〆切は 11月15日(木) 授業開始前 とします．

    なお，〆切を遅れた場合には， 上にあるように メールで提出してください (授業中で CFIVE と言いましたが，メールにしてください)．

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• 予習・復習６（11月15日分）
  
  • 授業で使った スライド
  • 練習で使った match.rb， rna_sample.rb， binary_loop.rb， binary.rb

• 課題６
  
  • ハノイの塔で円盤の移動回数を求める再帰関数hanoi_times(n)と， ハノイの塔で円盤の移動方法を求める再帰関数hanoi(n,from,to,buf) を定義したプログラムファイル hanoi.rb を作成してください．
  • 検査ファイルには ex06.rb を使い， 検査プログラムの実行結果 ex06-xxxxxx-yyyyyy.tgz を CFIVEに提出しなさい．

    〆切は 11月27日(火) 18:00 とします．

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• 予習・復習７（11月29日分）
  
  • 授業で使った スライド
  • 授業で使った 実行時間(bench.rb) ， フィボナッチ数(fib.rb) ， 単純ソート(simplesort.rb未完成版) ， 併合ソート(mergesort.rb未完成版) ， 乱数の発生(randoms.rb) ， ソートの比較(compare_sort.rb)
  • 教科書の練習5.3，練習5.7〜5.13 を実施しなさい． 特に提出物はありませんが， 次回の課題の一部になる可能性があります． fibm.rbの matmul(a,b) と matsquare(a) ， matpower(a,n) ， fibm(k) ， fibm6(k) ， simplesort.rbの min_index(a,i) ， mergesort.rbの merge(a,b) の検査ファイルとして ex07.rb が使える．

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• 予習・復習８（12月 6日分）
  
  • 授業で使った スライド
  • 授業で使った 併合ソートの比較(compare_msort.rb) ， 台形公式(trapezoid.rb)
  • 教科書の練習5.14，5.15 を実施しなさい．

• 課題８
  
  • 教科書の練習5.10〜5.13，5.17に沿って， 単純整列のための関数 min_index(a,i) と 単純整列の関数 simplesort(a) を定義した プログラムファイル simplesort.rb ， 併合整列のための関数 merge(a,b) と 併合整列の関数 mergesort(a) を定義した プログラムファイル mergesort.rb ， 再帰的な併合整列のための関数 merge_rec(a,l,r) と 再帰的な併合整列の関数 mergesort_r(a) を定義した プログラムファイル mergesort_r.rb を作成してください．
  • compare_sort(5000,250) や compare_msort(100000,10000) などで， 整列プログラムの速度を比較してください．
  • 検査ファイルには ex08.rb を使い， 検査プログラムの実行結果 ex08-xxxxxx-yyyyyy.tgz を CFIVEに提出しなさい．

    〆切は 12月13日(木) 授業開始前 とします．

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• 予習・復習９（12月13日分）
  
  • 授業で使った スライド
  • 授業で使った 乱数を用いたプロット(mcplot.rb) ， Monte Carlo法(montecarlo.rb) ， 桁落ち誤差(cancellation.rb) ， 情報落ち誤差(lossofinformation.rb)

• 課題９
  
  • 教科書の練習6.2，6.3 を実施しなさい． なお，関数simpson(xs,xe,n)を定義したプログラムファイル simpson.rbの検査ファイルとして ex09.rb が使える．
  • 「課題9」 の説明にしたがって， 数値積分に関して実験・考察したファイルreport.pdfを提出しなさい．
    〆切は 12月20日(木) 授業開始前とします．

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• 予習・復習１０（12月20日分）
  
  • 授業で使った スライド (連立方程式)
  • 授業で使った スライド (パターン認識)
  • 授業で使った ガウス消去法(gj.rb) ， ガウス-ジョルダン法(gjp.rb) ， アラインメント(再帰)(align_rec.rb) ，
  • 教科書の練習6.9 を実施しなさい． gjp.rbの maxrow(a,k) と gjp(a) の検査ファイルとして ex10.rb が使える．

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• 予習・復習１１ （ 1月10日分）
  
  • 授業で使った スライド
  • 授業で使った 組合せの数(再帰)(combination.rb) ， 組合せの数(combination_loop.rb) ， アラインメント(align.rb) ， RNA塩基配列(RNase_P.rb)
  • 教科書の練習7.4〜7.7 を実施しなさい． align.rbの align(s,t) と traceback(a,s,t) ， spell.rbの spell(a,s) の検査ファイルとして ex11.rb が使える．

• 課題１１
  
  • 「課題11」 の説明にしたがって， パターン認識に関して実験・考察したファイルreport.pdfを提出してください．
    〆切は 1月17日(木) 授業開始前 とします．

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• 予習・復習１２（ 1月17日分）
  
  • 授業で使った プリント
  • 授業で使った スライド
  • 授業で使った 点の描画(point.rb) ， 線の描画(line.rb) ， Bezier曲線の描画(bezier.rb) ， Bezier曲線の描画(kana.rb) ， 点のクラス(oo-point.rb) ， 線分の描画(line_draw.rb) ， 線画図形のクラス(oo-figure.rb) ， 線分のクラス(oo-line.rb) ， ベジエ曲線のクラス(oo-bezier.rb) ， 円のクラス(oo-circle.rb) ， 線画図形の描画(drawall.rb)
  • 教科書の練習8.5 を実施しなさい． 特に提出物はありませんが， 次回の課題の一部になる可能性があります．

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• 予習・復習１３（ 1月24日分）
  
  • 授業アンケート設問
    授業ID: 3607
  • 授業で使った スライド
  • 授業で使った 線分の交点計算(line_intersect.rb) ， 交点の表示(drawintersect.rb)
  • 配布したプリントのプログラムを試してみなさい． ただし，oo-circle.rb と line_intersect.rbは 不完全なので自分で完成させる必要がある．

休講予定