プリンキピア

第1章コンピューターサイエンス入門

Conceptual Questions概念を考える問題

1. Give two definitions of computer science. How do they compare?
1. コンピューターサイエンスの定義を二つ挙げなさい。両者にはどのような共通点や相違点があるか。
2. Explain the concept of theoretical computer science.
2. 理論計算機科学の概念を説明しなさい。
3. What is body-syntonic reasoning and how has it affected education?
英語のヒント
3. 身体の動きに即した推論とは何か。また、それは教育にどのような影響を与えてきたか。
4. In terms of data science, what is a spreadsheet and why can it be said that by using spreadsheets, people are programming without realizing it?
英語のヒント
4. データサイエンスの観点で、スプレッドシートとは何か。また、スプレッドシートを使う人々は、自覚せずにプログラミングをしているといえるのは、なぜか。
5. How do discovery and invention differ and how are these involved in computer science?
英語のヒント
5. 発見と発明はどのように異なるか。また、両者はコンピューターサイエンスにどのように関わるか。
6. Describe in your own words the difference between data (as in data science) and information (as in information science). How does computer science shape both fields?
英語のヒント
6. データサイエンスでいうデータと、情報科学でいう情報との違いを、自分の言葉で説明しなさい。コンピューターサイエンスは、この二つの分野をどのように形作っているか。
7. Give a real-life example that refutes social determination of technology. Your example does not need to involve computing, but it should involve some technology designed by humans.
英語のヒント
7. 技術の社会的決定という考えに反する現実の例を挙げなさい。コンピューティングに関わる例でなくてもよいが、人間が設計した何らかの技術に関わる例であること。
8. Artificial intelligence approaches are typically used to solve problems that requires specific kinds of “intelligence.” Describe a real-life computational problem or application that does not need artificial intelligence.
英語のヒント
8. 人工知能による方法は、一般に特定の種類の「知能」を必要とする問題を解決するために使われる。人工知能を必要としない、現実の計算上の問題や応用を説明しなさい。
9. Image recognition systems that can detect objects in images enable self-driving cars and many large-scale manufacturing or agricultural operations. Give another example where image recognition could be used as part of a larger system to automate decisions at scale.
英語のヒント
9. 画像内の物体を検出できる画像認識システムは、自動運転車や大規模な製造・農業の運営を可能にしている。大規模な意思決定を自動化する、より大きなシステムの一部として画像認識を使える例を、もう一つ挙げなさい。

Practice Exercises練習問題

Exercises 1–5練習問題 1–5
1. Research where the term debugging originated from and why it refers to finding problems in our programs today.
英語のヒント
1. debuggingという用語の由来と、それが現在、プログラムの問題を発見することを指している理由を調べなさい。
2. Research some examples of computational models and how they are a part of everyday life.
2. 計算モデルの例をいくつか調べ、それらが日常生活のどのような部分を担っているか調べなさい。
3. Research how computational models relate to mathematics.
3. 計算モデルが数学とどのように関係するか調べなさい。
4. Research some examples of how artificial intelligence is used across multiple industries. Summarize at least two different industries and how AI is currently being used.
英語のヒント
4. 人工知能が複数の産業で使われている例を調べなさい。少なくとも二つの異なる産業について、現在どのようにAIが使われているかをまとめなさい。
5. Research ethical issues related to artificial intelligence and provide an example of how artificial intelligence can be misused for unethical and even criminal ways.
英語のヒント
5. 人工知能に関係する倫理的な問題を調べなさい。人工知能が非倫理的な方法や、さらには犯罪にまで悪用される例を挙げなさい。

Problem Set A問題集A

Exercises 1–2練習問題 1–2
1. Research examples of how modeling and simulations have led to new inventions and discoveries.
英語のヒント
1. モデリングやシミュレーションが新しい発明や発見につながった例を調べなさい。
2. Research and provide a summary of the difference between artificial intelligence and machine learning.
2. 人工知能と機械学習の違いを調べて、まとめなさい。

Problem Set B問題集B

Exercises 1–2練習問題 1–2
1. Research how artificial intelligence and machine learning can improve the accuracy of computational models and lead to cutting-edge technology inventions in the future. Provide a specific example of how AI and ML have been used in this way so far.
英語のヒント
1. 人工知能や機械学習が、計算モデルの精度を高め、将来の最先端技術の発明につながる可能性について調べなさい。AIやMLがこれまでにそのような形で使われた具体例を挙げなさい。
2. Research and provide a summary of how machine learning is a subset of artificial intelligence and plays a key role in artificial intelligence systems.
英語のヒント
2. 機械学習が人工知能の一部に位置づけられ、人工知能システムの中で重要な役割を果たすことについて調べて、まとめなさい。

Thought Provokers考えてみよう

Exercises 1–5練習問題 1–5
1. Corporate social responsibility is the idea that businesses have a responsibility to society, including the areas of environmental responsibility, ethical responsibility, philanthropic responsibility, and economic responsibility. Given the contentious history of computer science and computer technologies, what can businesses (or businesspeople) that wish to employ a “disruptive” computer technology do to ensure corporate social responsibility?
英語のヒント
1. 企業の社会的責任とは、企業が社会に対して責任を負うという考え方であり、環境上の責任、倫理的責任、慈善活動に関する責任、経済的責任の各領域を含む。コンピューターサイエンスやコンピューター技術が論争を伴ってきた歴史を踏まえ、「破壊的」なコンピューター技術を使おうとする企業や実業家は、企業の社会的責任を果たすために何ができるか。
2. Computer technologies like the Internet have changed everyone’s lives, regardless of whether they use the Internet directly or not. Yet, with computer technologies, the future is rarely certain. How can a business stay relevant and profitable in the face of new technologies while ensuring corporate social responsibility? In what ways does ensuring corporate social responsibility create economic value and more diverse kinds of value?
英語のヒント
2. インターネットなどのコンピューター技術は、人々が直接それを使うかどうかにかかわらず、誰もが送る暮らしを変えてきた。しかし、コンピューター技術の将来が確実に見通せることは、ほとんどない。企業は、新しい技術に直面する中で、社会的責任を果たしながら、どうすれば社会の需要に応え続け、利益を上げ続けられるか。企業の社会的責任を果たすことは、どのように経済的価値や、さらに多様な種類の価値を生み出すか。
3. Give a real-life public policy problem involving a computer technology or dataset and use it to illustrate differences between the fields of data science, information science, and computer science.
英語のヒント
3. コンピューター技術やデータセットに関係する、現実の公共政策上の問題を挙げなさい。その例を使って、データサイエンス、情報科学、コンピューターサイエンスの違いを示しなさい。
4. Mathematics is one of three perspectives that computer scientists use to design, analyze, and evaluate computational structures, systems, and processes. However, mathematics is often regarded as an abstract or “pure” field of study that is not involved in social or political concerns. How might computer science’s ability to automate and represent problems in mathematical terms have social or political consequences?
英語のヒント
4. 数学は、コンピューターサイエンティストが計算の構造、システム、過程を設計・分析・評価するときに使う、三つの視点の一つである。しかし、数学は、社会や政治の問題に関わらない、抽象的あるいは「純粋」な研究分野とみなされることが多い。問題を自動化し、数学の言葉で表現できるというコンピューターサイエンスの能力は、社会や政治にどのような影響をもたらしうるか。
5. The future of society will be shaped by the philosophy of computer science and people’s purposes, motivations, and political values. Give another philosophy that might influence or affect how computer scientists go about creating solutions.
英語のヒント
5. 社会の未来は、コンピューターサイエンスの哲学と、人々の目的、動機、政治的な価値観によって形作られる。コンピューターサイエンティストが解決策を作り出す際の取り組み方に、影響を及ぼしうる別の哲学を挙げなさい。
Exercises 6練習問題 6
6. If your organization is interested in artificial intelligence technology to enhance operations, what could you do to ensure the system is designed and implemented in a safe, socially responsible, and just manner?
英語のヒント
6. 自分の組織が業務を強化するために人工知能技術へ関心を持っているとしたら、そのシステムが、安全で、社会的責任を果たし、公正な形で設計・導入されるようにするために、何ができるか。