第1章コンピューターサイエンス入門

Figure 1.1 Computing is everywhere, affecting everyone, for better and for worse. (credit: modification of "Whereas design is expansive, engineering is narrowing" by Jessie Huynh/Critically Conscious Computing, CC0)

図1.1 コンピューティングはあらゆるところにあり、よい面でも悪い面でも、すべての人に影響している。（出典：Jessie Huynh／Critically Conscious Computing「Whereas design is expansive, engineering is narrowing」を改変、CC0）

Introductionはじめに

This textbook will introduce you to the exciting and complex world of computer science. In this chapter, you’ll review the history of computer science, learn about its use in different fields, and explore how computer science will impact the future of society. Computer science is a powerful tool, and computer scientists have used their vast knowledge of technology to create and implement technology that has transformed societies around the world.

英語のヒント

この教科書では、コンピューターサイエンスの刺激に満ちた複雑な世界を紹介する。この章では、その歴史を振り返り、さまざまな分野での活用を学び、社会の将来にどのような影響を与えるかを探る。コンピューターサイエンスは強力な道具である。コンピューターサイエンティストは、技術についての膨大な知識を生かして新たな技術を生み出し、実際に導入することで、世界各地の社会を変えてきた。

This book will also introduce the computational thinking aspects of problem-solving and analytical thinking that enable the study of algorithms, which are step-by-step instructions for solving specific problems or carrying out computations. Therefore, this book also covers algorithms and their realization via programming languages, computer systems architectures, networks, and operating systems. The book subsequently delves into computer science areas that enable the design and development of software solutions using high-level programming languages (i.e., coding languages designed to be more intuitive for humans), architectural styles and related models, data management systems, and software engineering. Finally, the book demonstrates how to leverage computer science realizations and areas to build modern end-to-end solutions to business and social problems. In particular, the book focuses on modern web applications development, cloud-native applications development, and hybrid Cloud/on-premise digital solutions. The various chapters emphasize how to achieve software solution qualities such as performance and scalability. The last chapter explains how to secure software applications and their applications in the context of various cyber threats. It also explains how to make the right decisions about using computers and information in society to navigate social, ethical, economic, and political issues that could result from the misuse of technology. To conclude this textbook, we’ll introduce you to cybersecurity and help you understand why responsible computing is essential to promote ethical behavior in computer science. The book is designed to help students grasp the full meaning of computer science as a tool that can help them think, build meaningful solutions to complex problems, and motivate their careers in information technology (IT).

英語のヒント

本書では、問題解決と分析的思考における計算論的思考の側面も紹介する。これらの思考は、特定の問題を解いたり計算を行ったりするための段階的な指示である、アルゴリズムの学習を可能にする。そのため本書では、アルゴリズムと、それをプログラミング言語、コンピューターシステムのアーキテクチャ、ネットワーク、オペレーティングシステムを通じて実現する方法も扱う。続いて、高水準プログラミング言語、すなわち人間にとってより直感的になるよう設計された言語を用いたソフトウェアの設計・開発を可能にする分野を詳しく取り上げる。アーキテクチャの様式と関連するモデル、データ管理システム、ソフトウェア工学などである。最後に、コンピューターサイエンスの実現手段と各分野を活用して、事業上・社会上の問題に対応する、現代的な一貫した解決策を構築する方法を示す。特に、現代のWebアプリケーション開発、クラウドネイティブなアプリケーション開発、クラウドとオンプレミスを組み合わせたデジタルソリューションに重点を置く。各章では、性能や拡張性といったソフトウェアの品質をどう実現するかを重視する。最終章では、さまざまなサイバー脅威のもとで、ソフトウェアアプリケーションとその利用を保護する方法を説明する。また、技術の誤用から生じうる社会的・倫理的・経済的・政治的な問題に対処するため、社会におけるコンピューターと情報の利用について適切に判断する方法も説明する。本書の締めくくりとしてサイバーセキュリティを紹介し、コンピューターサイエンスにおける倫理的行動を促すうえで、責任あるコンピューティングが不可欠な理由を理解できるようにする。本書は、考える力を助け、複雑な問題に対して意義ある解決策を構築し、情報技術（IT）分野でのキャリアへの意欲を高める道具として、コンピューターサイエンスの意味を十分に理解できるよう設計されている。

You’re already familiar with computer science. Whenever you use a laptop, tablet, cell phone, credit card reader, and other technology, you interact with items made possible by computer science. Computer science is a challenging field, and the outputs of computer science offer many benefits for society. At the same time, we have to be cautious about how we use computer science to ensure it impacts society in ethical ways. To help you understand this, the next section will explain how computer science came to be and discuss the field’s potential.

英語のヒント

あなたはすでにコンピューターサイエンスになじみがある。ノートパソコン、タブレット、携帯電話、クレジットカード読み取り機などの技術を使うたびに、コンピューターサイエンスによって実現したものと関わっている。コンピューターサイエンスはやりがいのある難しい分野であり、その成果は社会に多くの恩恵をもたらす。同時に、社会への影響が倫理にかなうものとなるよう、その使い方には注意しなければならない。これを理解する手がかりとして、次の節ではコンピューターサイエンスがどのように生まれたかを説明し、この分野の可能性を論じる。