第1章コンピューターサイエンス入門
1.3 Computer Science and the Future of Society1.3 コンピューターサイエンスと社会の未来
• Computer science is shaping the future of society. There are three ways in which computer science can shape the future of society: developing foundational technologies, evaluating negative consequences of technologies, and designing technologies for social good.
英語のヒント
• コンピューターサイエンスは社会の未来を形作っている。その働き方は三つある。基盤となる技術を開発すること、技術の負の影響を評価すること、社会のためになる技術を設計することである。
• As one example of developing foundational technologies, computer science’s rapid development of artificial intelligence technologies (and the current trend around neural networks) has enabled many new applications like image recognition. These developments often do not occur in isolation: the popular use of neural networks, for example, depended on new computer architectures and advancements in the Internet (computer networks). Technologies can encode social values: neural networks are designed to learn from big data, so they encode a preference for the contemporary social realities that produced the data.
英語のヒント
• 基盤技術の開発の一例として、コンピューターサイエンスにおける人工知能技術の急速な発展と、現在のニューラルネットワークをめぐる潮流は、画像認識など数多くの新たな応用を可能にしてきた。これらの発展は、独立して起こるとは限らない。たとえば、ニューラルネットワークが広く使われるようになるには、新しいコンピューターアーキテクチャーと、インターネット、すなわちコンピューターネットワークの進歩が必要だった。技術には社会の価値観が組み込まれうる。ニューラルネットワークはビッグデータから学ぶように設計されているため、そのデータを生み出した現代社会の現実を選好する傾向が組み込まれている。
• As one example of evaluating negative consequences, computer science considers the philosophical and practical limitations of neural networks. Research into adversarial attacks can enable computer scientists to develop more robust neural networks that are safer and more effective.
英語のヒント
• 負の影響を評価する一例として、コンピューターサイエンスでは、ニューラルネットワークの哲学上および実用上の限界を検討する。敵対的攻撃の研究は、コンピューターサイエンティストが、より安全で効果的であり、外乱にも強いニューラルネットワークを開発することにつながる。
• As one example of designing technologies for social good, computer science contributes to the research, development, mass production, delivery, and logistics of modern medicine from beginning to end. Yet applications for social good are often embedded in broader social and political dynamics that computer science has difficulty addressing. Even though computer technologies can be designed for social good, they can cause harm when their design processes fail to center on human values and diverse users.
英語のヒント
• 社会のためになる技術の設計の一例として、コンピューターサイエンスは現代医療の研究、開発、大量生産、配送、物流に、始めから終わりまで貢献している。しかし、社会のためになる応用は、コンピューターサイエンスだけでは対処しにくい、より広い社会的・政治的な動きの中に組み込まれていることが多い。コンピューター技術は社会のためになるよう設計できるとしても、その設計過程で人間の価値観や多様な利用者を中心に据えられなければ、害を引き起こすことがある。
Review Questions確認問題
Exercises 1–5練習問題 1–5
1. What is computer science?
1. コンピューターサイエンスとは何か。
2. What two subjects does computer science combine the foundations of? a. math and engineering b. math and physics c. physics and engineering d. math and chemistry
2. コンピューターサイエンスは、どの二つの学問の基礎を組み合わせているか。a. 数学と工学b. 数学と物理学c. 物理学と工学d. 数学と化学
3. What can execute an algorithm?
英語のヒント
3. アルゴリズムを実行できるものは何か。
4. What enables the ENIAC (one of the first digital computers, invented in 1945) to be able to compute anything that can run on modern computers? a. Both the ENIAC and modern computers have memory. b. Both the ENIAC and modern computers share the same hardware. c. Both the ENIAC and modern computers are considered Turing-complete. d. Both the ENIAC and modern computers run the same software.
英語のヒント
4. 1945年に発明された初期のデジタルコンピューターの一つであるENIACが、現代のコンピューターで実行できるあらゆる計算を行えるのは、なぜか。a. ENIACにも現代のコンピューターにもメモリがあるから。b. ENIACと現代のコンピューターは同じハードウェアを共有しているから。c. ENIACも現代のコンピューターもチューリング完全とされるから。d. ENIACと現代のコンピューターは同じソフトウェアを実行するから。
5. What invention was credited as the first calculator? a. punch cards b. abacus c. Difference Machine d. ENIAC
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5. 最初の計算器とされる発明はどれか。a. パンチカードb. そろばんc. 階差機関d. ENIAC
Exercises 6–10練習問題 6–10
6. What term is considered an algorithm that can be run on a computer? a. artificial intelligence b. algorithm c. computer program d. programming language
6. コンピューターで実行できるアルゴリズムを指す用語はどれか。a. 人工知能b. アルゴリズムc. コンピュータープログラムd. プログラミング言語
7. Why is computer science often not considered a science? a. Computer science does not study natural objects. b. Computer science emphasizes the discovery of natural phenomena. c. Computer science is spreadsheet-based. d. Computer science focuses on computational structures.
英語のヒント
7. コンピューターサイエンスが科学とみなされないことが多いのは、なぜか。a. 自然界の対象を研究していないから。b. 自然現象の発見を重視するから。c. スプレッドシートを基礎としているから。d. 計算の構造に焦点を合わせるから。
8. What is the definition of data science? a. a subfield of computer science that emphasizes the social aspects of computation b. an interdisciplinary field studying information technologies and systems as they relate to people, organizations, and societies c. a subfield of computer science that emphasizes how problems can be solved with computers as well as the practices and processes that can help people design more effective software solutions d. an interdisciplinary field that applies computing toward managing data and extracting information from data
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8. データサイエンスの定義はどれか。a. 計算の社会的な側面を重視する、コンピューターサイエンスの一分野。b. 情報技術や情報システムを、人々、組織、社会との関係から研究する学際的な分野。c. コンピューターで問題を解決する方法と、人々がより効果的なソフトウェアによる解決策を設計するのに役立つ実践や手順を重視する、コンピューターサイエンスの一分野。d. データの管理やデータからの情報の抽出にコンピューティングを応用する学際的な分野。
9. What term is used to describe a subfield of computer science that emphasizes how a computational problem can be defined in mathematical terms and whether that mathematical problem can be efficiently solved with a computer? a. computational science b. theoretical computer science c. information science d. data science
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9. 計算上の問題を数学の言葉で定義する方法と、その数学的問題をコンピューターで効率よく解けるかどうかを重視する、コンピューターサイエンスの分野はどれか。a. 計算科学b. 理論計算機科学c. 情報科学d. データサイエンス
10. What subfield of computer science relates information technology to people and society? a. computational science b. theoretical computer science c. information science d. data science
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10. 情報技術を人々や社会と結びつけて考える、コンピューターサイエンスの分野はどれか。a. 計算科学b. 理論計算機科学c. 情報科学d. データサイエンス
Exercises 11–15練習問題 11–15
11. How does computational science contribute new methods to the study of the sciences?
11. 計算科学は、科学の研究に新しい方法をどのように提供するか。
12. How do information science and computer science compare?
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12. 情報科学とコンピューターサイエンスには、どのような共通点や相違点があるか。
13. What does it mean to say that the various areas of computer science are synergistic?
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13. コンピューターサイエンスのさまざまな領域に相乗効果があるとは、どういう意味か。
14. What term is defined as an approach that emphasizes people rather than technologies in the design of computer solutions? a. human-centered computing b. neural network c. social determination of technology d. technological fix
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14. コンピューターを使った解決策を設計する際に、技術よりも人々を重視する方法を表す用語はどれか。a. 人間中心のコンピューティングb. ニューラルネットワークc. 技術の社会的決定d. 技術的解決
15. A software application takes an image as an input and analyzes it. This is an example of what? a. illustrative processing b. image recognition c. image generation d. analytical modeling
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15. あるソフトウェアは画像を入力として受け取り、分析する。これは何の例か。a. 図示処理b. 画像認識c. 画像生成d. 分析的モデリング
Exercises 16–18練習問題 16–18
16. What are adversarial attacks and why is it important to study them?
16. 敵対的攻撃とは何か。また、その研究はなぜ重要なのか。
17. What is the relationship between artificial intelligence, image recognition, and neural networks?
17. 人工知能、画像認識、ニューラルネットワークの間にはどのような関係があるか。
18. How do neural networks recognize objects in images?
18. ニューラルネットワークは、画像内の物体をどのように認識するか。