第1章 基礎理論
1.1 集合と論理
- 解説：データのグループ化や条件設定の基礎。AND, OR, NOTなどの論理演算。
- 居酒屋：ビール頼んだ客 ∩ 枝豆頼んだ客＝両方頼んだ客
- 実例：SQLのWHERE句、マーケティング分析
- 試験：論理式の変換や集合の関係を問う
1.2 情報理論と符号化
- 解説：情報の価値（情報量）、効率的な伝え方（符号化）。
- 居酒屋：珍しい注文（泡盛）ほど情報量が多い
- 実例：QRコード、JPEG圧縮、通信の誤り訂正
- 試験：エントロピーやハフマン符号の仕組みを問う
1.3 オートマトン
- 解説：入力に応じて状態が変わるモデル（状態遷移）。
- 居酒屋：入店→着席→注文→会計→退店＝状態の変化
- 実例：自販機の動作、構文解析、ゲームロジック
- 試験：状態表や状態遷移図の読み取り問題
1.4 形式言語
- 解説：文法ルールに基づいた人工言語（BNFで表す）。
- 居酒屋：注文は「飲み物と料理」の順でないと通らない
- 実例：プログラミング言語の構文、HTMLタグ構造
- 試験：BNF記法の読み取りと適合文の判別問題
1.5 グラフ理論
- 解説：ノードとつながり（エッジ）で構成された構造
- 居酒屋：AさんがBさんを紹介→人間関係はグラフ構造
- 実例：SNSのフォロー関係、地図の最短経路検索
- 試験：最短経路、到達可能ノード、グラフ構造の理解
1.6 確率と統計
- 解説：出来事の起こりやすさ（確率）と、傾向の分析（統計）
- 居酒屋：金曜夜はビール注文が多い→確率60%など
- 実例：売上分析、アンケート結果、品質管理
- 試験：平均・最頻値・標準偏差・分散などの計算問題
1.7 回帰分析
- 解説：2つの変数の関係性を数式（y = ax + b）で表現
- 居酒屋：気温が高いとビール注文が増える
- 実例：売上予測、広告効果、需要予測モデル
- 試験：回帰式による予測値計算問題
1.8 数値計算
- 解説：厳密な値が求めにくい場合に近似で計算する方法
- 居酒屋：会計金額が予算に合うように調整＝繰り返し近似
- 実例：ニュートン法による方程式の解、数値積分
- 試験：繰り返し計算・誤差・収束条件などの理解
1.9 AI（人工知能）
- 解説：人間のように判断・学習・予測を行う技術
- 居酒屋：常連の注文履歴から次の注文を予測＝AI
- 実例：画像認識、自動運転、チャットボット
- 試験：教師あり学習／なし学習／強化学習の違い
第2章 アルゴリズムとプログラミング
2.1 リスト
- 解説：データを順に並べて管理する構造（配列・連結リスト）
- 居酒屋：カウンターの席番号リスト、順番待ち名簿
- 実例：投稿リスト、音楽プレイリスト
- 試験：配列と連結リストの操作や違いを問う問題
2.2 スタックとキュー
- 解説：スタック＝後入れ先出し、キュー＝先入れ先出し
- 居酒屋：積み皿（スタック）、受付順番待ち（キュー）
- 実例：戻るボタンの履歴、印刷処理、列整理
- 試験：LIFO/FIFOの理解とデータ取り出し順の問題
2.3 木構造
- 解説：親→子の階層構造（ルート・リーフ・ノード）
- 居酒屋：店長→チーフ→スタッフ＝ツリー構造
- 実例：フォルダ構造、HTML構文、決定木
- 試験：節数、木の深さ、探索順序（前順・中順など）
2.4 探索アルゴリズム
- 解説：目的のデータを探すアルゴリズム（線形・二分・ハッシュ）
- 居酒屋：メニューを上から1つずつ探す（線形）、真ん中から探す（二分）
- 実例：ログイン認証、商品検索、ユーザーデータ検索
- 試験：比較回数や探索の手順を問う問題
2.5 整列アルゴリズム
- 解説：データを並び替える処理（バブル・選択・クイックなど）
- 居酒屋：伝票を金額順に並び替える
- 実例：注文数ランキング、CSVソート処理
- 試験：整列過程・比較回数・時間計算量の理解
2.6 再帰法
- 解説：自分自身を呼び出す関数で問題を分割して解く方法
- 居酒屋：皿を1枚洗って、残りはまた自分で洗うように指示
- 実例：フォルダ探索、階乗、フィボナッチ数列
- 試験：再帰関数の戻り値や処理回数のトレース
2.7 プログラム言語
- 解説：コンピュータに命令を出すための言語（機械語〜高級言語）
- 居酒屋：焼き鳥1本＝アセンブリ、焼き鳥定食＝高級言語
- 実例：Java（業務）、Python（AI）、JavaScript（Web）
- 試験：スクリプト言語の特徴、コンパイルとインタプリタの違い