世の中をもっと便利にするコンピュータ・アルゴリズムの研究

高性能化のカギを握るアルゴリズムの工夫

コンピュータは、1940年代に誕生してから今日まで、驚くべき速さで進化してきました。進化の理由は、ハードウェアの改良や通信速度の向上だけではありません。ソフトウェアに組み込まれた「アルゴリズム（計算手順）」も、コンピュータの高性能化に大きく貢献しています。膨大なデータがあふれる現代では、情報処理の時間をできるだけ短くするために、アルゴリズムの設計を工夫することが求められます。処理時間の短縮は、省メモリや省エネにもつながるのです。

目当てのトランプを効率よく探す方法は？

例えば裏返しに置かれているトランプの中から、目当ての1枚をできるだけ効率よく探す方法を考えてみましょう。カードをめくるのは1枚ずつで、そのカードは、次をめくる前に必ず元通りに裏返さなければならないとします。
まず考えるのは、カードの並べ方です。ハートやスペードなどのマークごと、数字順に規則正しく並べます。そうすることで、真ん中にあるカードを1枚取り出し目当てのカードとの大小を比べれば、次に探す対象を半分に絞ることができます。データが1000個あるとしたら、500個→250個→125個と探す範囲を狭めていけば、1個ずつデータを確認するよりも速く見つけることが可能なのです。Googleなどのインターネットサイトで検索する場合も、この考え方をもとにしたアルゴリズムが使われています。

限られた時間の中で最適な答えを探す

これまで人間が経験をもとに答えを出してきた問題にも、コンピュータを使い、限られた時間の中で最適な解を出そうと、アルゴリズムの研究が行われています。その成果は、例えば電車の乗り換えルートの検索や、カーナビ、スマートフォンの基地局の設置、施設予約などのスケジューリング、店舗の出店計画など、身の回りのさまざまなものに利用されています。アルゴリズムとは、世の中をもっと便利にするための技術なのです。

参考資料

※夢ナビ講義は各講師の見解にもとづく講義内容としてご理解ください。

※夢ナビ講義の内容に関するお問い合わせには対応しておりません。

先生情報 / 大学情報

九州工業大学情報工学部知能情報工学科教授宮野英次先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

離散アルゴリズム、計算理論

先生が目指すSDGs

メッセージ

「数学」は、コンピュータやスマホ、カーナビから、企業戦略、宇宙開発まで、世の中のさまざまなことに役立てられています。情報処理の世界では、確率や統計が重要な分野です。指数関数や対数関数も、情報や計算の時間を表すときに使われます。計算自体は、コンピュータが答えを出してくれるので、苦手でもあまり気にする必要はありません。大切なのは、計算するための論理的な方法を人間がどう導くかです。複雑な問題の本質を見抜き、いかにシンプルな式で表現できるのか、ワクワクしながらチャレンジしてほしいと思います。

先生への質問

先生の学問へのきっかけは？
先輩たちはどんな仕事に携わっているの？

九州工業大学に関心を持ったあなたは

「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、現在も国立大学で唯一の情報工学部です。知能情報工学科、情報・通信工学科、知的システム工学科、物理情報工学科、生命化学情報工学科の５学科があり、それぞれの分野において、高度な専門技術を身につけた人材を養成します。これまでに1万人を超える情報通信技術者を生みだし、様々な分野で日本の情報通信革命を支えています。