アルゴリズムでコンピュータはさらに賢くなる

古今和歌集の和歌と注釈の中から検索する

ふつうテキスト検索というと文字の並びの中から、検索語を探し出すことを指します。その場合、文字は同じ方向に1列に並んでいるだけです。この中から検索することは、コンピュータの力を借りれば難しいことではありません。しかし、本来、文章はそのような一直線の文字列だけではありません。
古今和歌集で和歌が並んでいるところを想像してください。これだけなら一直線の文字列ですが、後世の人たちが、自分が読みやすいように注釈を加えたとします。意味がわかりやすいように、文字を間に入れる、あるフレーズを別のフレーズに置き換える、また文字を消してしまう。このような加筆・変更・削除の情報が原文と一緒に表示されているとき、この中からある検索語を探すにはどうしたらいいでしょう。すぐ思いつくのは、変更された和歌のパターンをすべて書き出すという方法です。しかし、1つの和歌の変更箇所が多い場合、その組み合わせの数は多くなり、書き出す作業に負担がかかります。

文字列を重ねて並べ、すべてを一挙に表示

原文と注釈を一緒に書こうと思えば、文字の並びは二重になります。加筆された部分は、その部分だけ二手に分かれます。変更は元のフレーズと変更後のフレーズに、削除は削除前と削除後に分かれます。文字列は、ある部分から二つに分かれ、合流するというパターンを重層的に繰り返すことになります。これは、すべてのパターンを書き出すより少ない文字数で済み、かつ同じ情報を持っています。ただ、文章が重なっているため、意味をたどるには何度も行ったり来たりする必要があります。これでは検索が難しいので、同じ枝分かれパターンを別の文字に置き換えることで、1列のテキストになるように戻してやります。実は、このやり方はデータを圧縮するという点でもメリットがあります。
検索といっても、その要求はさまざまです。高度な要求を可能にするアルゴリズムを考えることは、ソフトウェアをつくる上での楽しみでもあります。

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九州工業大学情報工学部知能情報工学科教授坂本比呂志先生

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メッセージ

ソフトウェアを作る面白さは、アイデアだけでコンピュータの進歩以上の能力を引き出せることです。コンピュータはハードウェアの進歩によって、10倍、100倍と高速になりますが、そのためには莫大な開発費や生産設備コストがかかります。しかし、ソフトウェアは、アイデアがあれば千倍、1万倍のスピードを得ることも可能です。インターネットをはじめとする情報の増大によって、高速な検索技術への需要などはますます高まっていきます。ぜひ、ソフトウェアづくりに挑戦してほしいですね。

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「情報工学」は、高度情報化社会の進展の中で、ますます必須知識・技術となっています。九州工業大学情報工学部は1986年に創設された日本初、現在も国立大学法人で唯一の情報工学部で、2016年に創設30周年を迎えました。知能情報工学科、電子情報工学科、システム創成情報工学科、機械情報工学科、生命情報工学科の5学科があり、情報工学の学びを軸としつつ、各学科の応用分野に対する教育研究を進めています。特に、教育システムは、全学科がJABEEに認定され、世界的に通用するものであることが保証されています。