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数理情報科学特論Ⅲ
| 令和4年度以降入学者 | 数理情報科学特論Ⅲ | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 教員名 | 尾上洋介 | ||||
| 単位数 | 2 | 課程 | 前期課程 | 開講区分 | 文理学部 |
| 科目群 | 地球情報数理科学専攻 | ||||
| 学期 | 前期 | 履修区分 | 選択必修 | ||
| 授業形態 | 対面授業 |
|---|---|
| Canvas LMSコースID・コース名称 | X09861C1 2024数理情報科学特論Ⅲ（尾上洋介・前・金3） |
| 授業概要 | 高次元データは社会の様々な場面に登場し、それらを人間が読み取れるように可視化することは重要である。本授業では、高次元データの可視化に用いられる主成分分析と多次元尺度構成法（MDS）について扱い、さらにMDSのネットワークデータへの応用であるPivotMDSについて学修する。 担当教員の企業でのソフトウェア開発経験をもとに、プログラミングに関する実務的な観点からも授業を行う。 |
| 授業のねらい・到達目標 | 学修したアルゴリズムを理解し、それらを自らの手で実装できるようになる。 また、それらを活用し実際のデータに適用した可視化ができるようになる。 |
| 授業の形式 | 講義、演習 |
| 授業の方法 | 講義を中心とし，随時演習を行う。 毎回授業終了後にリアクションペーパーを提出すること。 リアクションペーパーの内容は次回授業時に適宜フィードバックする。 対面授業に参加できない場合：指定された動画を視聴し、期日内にリアクションペーパーを提出すること。 |
| 履修条件 | グラフ理論とデータ構造・アルゴリズム、1～2年生レベルの解析・線形代数及びそれらに関連したプログラミングの基本的な知識があることが望ましい。 |
| 授業計画 | |
|---|---|
| 1 |
線形代数の基礎事項
【事前学習】線形代数の基礎事項について資料を予習する （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、線形代数の基礎事項について復習する （2時間） 【授業形態】対面授業 |
| 2 |
固有値と固有ベクトル
【事前学習】固有値と固有ベクトルについて資料を予習する （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、固有値と固有ベクトルについて復習する （2時間） 【授業形態】対面授業 |
| 3 |
固有値問題の数値解法：べき乗法
【事前学習】べき乗法について資料を予習する （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、べき乗法について復習する （2時間） 【授業形態】対面授業 |
| 4 |
固有値問題の数値解法：QR法
【事前学習】QR法について資料を予習する （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、QR法について復習する （2時間） 【授業形態】対面授業 |
| 5 |
高次元データと次元削減
【事前学習】高次元データと次元削減について資料を予習する （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、高次元データと次元削減について復習する （2時間） 【授業形態】対面授業 |
| 6 |
二重中心化
【事前学習】二重中心化について資料を予習する （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、二重中心化について復習する （2時間） 【授業形態】対面授業 |
| 7 |
主成分分析
【事前学習】主成分分析について資料を予習する （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、主成分分析について復習する （2時間） 【授業形態】対面授業 |
| 8 |
距離と類似度
【事前学習】距離と類似度について資料を予習する （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、距離と類似度について復習する （2時間） 【授業形態】対面授業 |
| 9 |
多次元尺度構成法
【事前学習】多次元尺度構成法について資料を予習する （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、多次元尺度構成法について復習する （2時間） 【授業形態】対面授業 |
| 10 |
グラフ理論の基礎事項
【事前学習】グラフ理論の基礎事項について資料を予習する （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、グラフ理論の基礎事項について復習する （2時間） 【授業形態】対面授業 |
| 11 |
グラフ描画
【事前学習】グラフ描画について資料を予習する （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、グラフ描画について復習する （2時間） 【授業形態】対面授業 |
| 12 |
多次元尺度構成法のグラフ描画への応用
【事前学習】多次元尺度構成法のグラフ描画への応用について資料を予習する （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、多次元尺度構成法のグラフ描画への応用について復習する （2時間） 【授業形態】対面授業 |
| 13 |
PivotMDS
【事前学習】PivotMDSについて資料を予習する （2時間） 【事後学習】授業内容を振り返り、PivotMDSについて復習する （2時間） 【授業形態】対面授業 |
| 14 |
総合演習
【事前学習】総合演習に取り組む （2時間） 【事後学習】総合演習を完成させる （2時間） 【授業形態】対面授業 |
| 15 |
成果発表会とフィードバック
【事前学習】成果発表プレゼンテーションの準備をする （2時間） 【事後学習】各自でこれまでの授業内容の振り返りを行う （2時間） 【授業形態】対面授業 |
| その他 | |
|---|---|
| 教科書 | 使用しない |
| 参考書 | Roberto Tamassia (編集), Handbook of Graph Drawing and Visualization, Chapman and Hall/CRC, 2013 |
| 成績評価の方法及び基準 | 授業参画度:各回の議論への参加状況に基づいて評価する。(100%) |
| オフィスアワー | 随時受け付ける。授業時に伝えるメールアドレスにてアポイントを取ること。 |