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コンピュータサイエンス講座

この講座は、コンピュータの基本構造から先進的な計算テーマまで、広い範囲の基礎知識を提供する包括的なプログラムです。情報科学の基盤となる理論を学ぶとともに、現代のテクノロジーの背後にある原理を深く理解します。この講座を通じて、コンピュータシステム、アルゴリズム、コンピューティングの理論と実践が一体となった知識体系を構築することができます。

(最終更新日:2023年11月13日)

コンピュータ入門講座のゴール

受講生はコンピュータ科学の核となる概念を実践的に理解し、コンピュータシステムの動作原理、アルゴリズムの設計と最適化、並行処理やセキュリティへの知識を獲得します。講座を通して、これらの知識を実際の問題解決に活用する能力が向上し、より効果的なソフトウェア開発者になることが期待されます。講座の完了後、受講生はコンピュータサイエンスの基盤上に立って、技術の未来を形作る新しいソリューションを開発するための準備が整うことを目指しています。

コンピュータ入門講座の概要

この講座はコンピュータハードウェアの基本から始まり、コンピュータシステムがどのようにデータを処理し、タスクを実行するかの全体像を把握します。アルゴリズムとデータ構造のセクションでは、効率的なプログラムの構築に不可欠な基本的なアルゴリズムとデータ構造を学びます。計算複雑性理論や計算量に焦点を当てることで、プログラムの性能やリソース使用に関する理解を深めます。コーディング演習により、理論を実際のコードへと応用できるように実践力を養います。並列コンピューティングのセッションでは、複数の計算プロセスがどのように連携し、大規模な問題を効率的に解決するかを探ります。セキュリティとソフトウェア開発の講座も含まれ、安全なシステム設計の原則や開発プロセスの概要を学びます。

コンピュータ入門講座の詳細

講座詳細

受講対象者ソフトウェアエンジニア
受講可能形態集合研修・オープン研修
想定受講時間(eラーニング)
講座日数(研修)7日

習得スキル

必要となる前提知識コンピュータに関する基礎知識・アルゴリズムに関する基礎知識
習得できるスキル・知識コンピュータサイエンスの知識や重要性への理解
対応資格基本情報技術者試験

デジタルスキル標準項目

標準DX推進スキル標準
学習項目テクノロジー(ソフトウェア開発)
コンピュータサイエンス

カリキュラム詳細

STEP 1

Day1-2:コンピュータの構成要素・計算量・多次元 if, for のコーディングパターンとメンタルモデル・トレードオフ

スタイル講義・演習
想定時間2日間
アルゴリズムは、スケーラビリティやサステナビリティに対して本質的な価値をもつ。計算量はスケーラビリティの学問だし、サステイナブルなソフトウェアを作るには、障害になるべく設計段階から気づいて本番環境で障害が発生するようなことがないようにしたい。「アルゴリズム的に」誤った設計や、リリース後すぐに破綻する設計をなるべく事前に拾えるようになることで、本番環境で何かが起きるリスクとコストを下げることができる。今日は、計算量の概念を学び、計算量は必ずしも自明でないことを体感し、簡単な全探索や二分探索で計算量改善の威力を感じてもらう。
STEP 2

Day3:グラフモデル・ DAG

スタイル講義・演習
想定時間1日間
SNS やデータ整形、生産ラインまで含めてグラフ構造でモデル化される。グラフ構造が内部でどのように扱われるか、その技術とメンタルモデルを身につけると、設計から実装まで晴れて見える。
STEP 3

Day4:辞書

スタイル講義・演習
想定時間1日間
CS を深く掘り下げることで見える景色を体験する。この日は、一日中、辞書をやる。たかが辞書の内部実装だが、突き詰めることで、多人数が使うソフトウェアにおいてメンテナビリティに影響し、セキュリティリスクと関わり、物理的な地球を意識する必要が出てくる。
STEP 4

Day5-6: Map / Reduce / Shuffle によるスケーラブルな並列計算処理・代数構造とコーディングパターン及び並列化・現実的な問題解決のためのアルゴリズム

スタイル講義・演習
想定時間2日間
ソフトウェアエンジニアリングの中で、CS を意識することでより良い解を出力できたり、裏側で動いている CS を理解することがソフトウェア設計を洗練させることにつながる事例を紹介する。
STEP 5

Day7:局所並列化 (SIMD, GPU)・代数的並列化 (Reduce)

スタイル講義・演習
想定時間1日間
計算機を余すところなく利用し、数十億ユーザを支える技術はこの講習だけではカバーできない。もっと知りたい受講者と、今後のソフトウェアエンジニアの長いキャリアで難しい課題に直面した時、超大規模システムや高信頼性システムの要求に真っ向から立ち向かえるよう、知っておくべき CS のコンセプトを紹介する。

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