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形式言語・オートマトン・計算量理論 オススメ動画・本まとめ 計算理論の基本を学ぶ

いいソフトウェアを作るには計算理論の知識は欠かせないと思います。

普通のプログラマーは専門家になる必要はありませんが、基本的なことは知っておかなければいけません。

形式言語やオートマトンの知識はコンパイラを作るのにも必要になりますし、アルゴリズムの設計などを考える場合には計算量理論の知識も必要になります。

オートマトンやチューリングマシンについては、youtubeに講義動画がありますのでまずそれを見るのがいいと思います。


Formal Languages and Automata 2013 - Week 02

同じ人の計算量理論の講義動画もありますので、そちらもオススメです。


Computational Complexity Theory 2009 - Week 01

福井大学での授業のようです。比較的分かりやすい方なので取り敢えずこの動画を見ることをお薦めします。


また計算理論やアルゴリズム設計、分散・並列アルゴリズムなどはnaist(奈良先端大学院大学)にもあります。

NAISTにはいろいろな講義があるので探してみるといいと思います。

library.naist.jp


数学的な議論をする分野ですので、というか数学なのでまずは講義動画を見てから本を読む方が理解が早いと思います。


オートマトン・言語理論の基礎


オートマトン・言語理論の基礎

オートマトン・言語理論の基礎


オートマトン、チューリングマシンの入門書としては多分1番分かりやすいと思います。

1番最初に読む本としては最適でしょう。

内容も基本的なところはちゃんと押さえてあるので、これを読んでおけばオートマトンの基本はわかっているといえると思います。

この分野は有名な計算理論の基礎という本がありますがそれと同じぐらい良くできています。

このあとに計算量理論の本を読む必要があります。


計算理論の基礎


計算理論の基礎 [原著第2版] 1.オートマトンと言語

計算理論の基礎 [原著第2版] 1.オートマトンと言語

  • 作者: Michael Sipser,太田和夫,田中圭介,阿部正幸,植田広樹,藤岡淳,渡辺治
  • 出版社/メーカー: 共立出版
  • 発売日: 2008/05/21
  • メディア: 単行本
  • 購入: 6人 クリック: 68回
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計算理論の基礎 [原著第2版] 2.計算可能性の理論

計算理論の基礎 [原著第2版] 2.計算可能性の理論

  • 作者: Michael Sipser,太田和夫,田中圭介,阿部正幸,植田広樹,藤岡淳,渡辺治
  • 出版社/メーカー: 共立出版
  • 発売日: 2008/05/21
  • メディア: 単行本
  • 購入: 4人 クリック: 23回
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第三巻が計算量理論です。

この分野では最も有名な本で、計算理論をやるなら取り敢えず読んでおけ、といわれる本です。

かなり分かりやすくかかれているのでそこまで苦労せずに理解できると思います。

全部読むと結構量があるので、時間がかかりますが読む価値のある本です。



白と黒のとびら


白と黒のとびら: オートマトンと形式言語をめぐる冒険

白と黒のとびら: オートマトンと形式言語をめぐる冒険


読み物です。

オートマトンや形式言語の基本的な概念を理解できるようにはなると思いますが、好き嫌いのある書き方です。

なんか逆に読みづらいと私は感じましたがまあひとによるでしょう。

川添氏の本はどれもこの調子でして、たぶん数学ガールと一緒でテイストに馴染める人にとってはいい本なんだと思います。

こういうのが苦手な人は普通のテキストで学びましょう。

他にもいろいろな本を書かれていますので好きな人は全部読むといいと思います。

働きたくないイタチと言葉がわかるロボット 人工知能から考える「人と言葉」
自動人形の城(オートマトンの城): 人工知能の意図理解をめぐる物語
精霊の箱 上: チューリングマシンをめぐる冒険
精霊の箱 下: チューリングマシンをめぐる冒険



この分野はどこまでやるべきかはなかなか難しいのですが、アルゴリズムを専門的にやっていきたい人は計算量理論はちゃんとやっておくべきでしょう。

普通のプログラマーは計算理論の基礎にかかれていることがわかっていれば十分な気がします。






他の分野

他の分野に興味がある人はこちらをどうぞ

www.neuralsparrow.com
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コンピュータネットワーク 入門 オススメ本・動画

コンピュータネットワークの知識は広い分野で必要になります。

工学や情報系の人以外でも皆さん普通にインターネットを使って生活していますので、ネットワークの知識は一般教養として知っておくべきことだと思います。

ネットワークの基本は特に難しくないので早めに勉強してしまうことをおすすめします。

ネットワークは九州大学の講義動画があるのでまずはそれを見るのがいいと思います。


2014年度後期 ネットワークサービスデザイン 第一回

チャンネルにいってみるといくつかの年度のものがありますが、まあいつのでもいいと思います。

ネットワークは探せば講義動画がいろいろ出てきます。



ネットワークはなぜつながるのか


ネットワークはなぜつながるのか 第2版

ネットワークはなぜつながるのか 第2版


入門者にはオススメです。

ただ本当の初心者にはこの本でも少し難しいかもしれません。

この本が難しく感じたら、九州大学の講義動画を見てから読むことをおすすめします。

比較的に読みやすい本ですのでまずこの本の内容を理解しましょう。



マスタリングTCP/IP


マスタリングTCP/IP 入門編 第5版

マスタリングTCP/IP 入門編 第5版

  • 作者: 竹下隆史,村山公保,荒井透,苅田幸雄
  • 出版社/メーカー: オーム社
  • 発売日: 2012/02/25
  • メディア: 単行本(ソフトカバー)
  • 購入: 4人 クリック: 34回
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標準的なテキストです。

やはり講義動画を見てから読むのがいいでしょう。

ネットワークの基本がよくまとまっています。

まあまあ情報量がありますがこのぐらいは理解しておかないと厳しいです。

情報系、ネットワーク扱う他の分野の人以外はこのぐらいで十分です。

他にやることたくさんあるでしょうからあんまり無理せずにいきましょう。

情報系の人はもっと突っ込んだ知識があったほうがいいでしょう。



コンピュータネットワーク タネンバウム


コンピュータネットワーク 第5版

コンピュータネットワーク 第5版

  • 作者: アンドリュー・S・タネンバウム,デイビッド・J・ウエザロール,水野忠則,相田仁,東野輝夫,太田賢,西垣正勝,渡辺尚
  • 出版社/メーカー: 日経BP社
  • 発売日: 2013/09/12
  • メディア: 単行本
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有名なタネンバウム先生の本です。

かなり分厚くて情報満載です。

結構突っ込んだ内容まで書かれていますので、全部読むにはかなり時間がかかります。

情報系の学生は一読しておくべき本だと思います。

翻訳本でやや読みにくいので(許容範囲内ですが)、英語ができる人は英語で読むのがいいと思います。


マスタリングTCP/IP SSL/TLS編


マスタリングTCP/IP SSL/TLS編

マスタリングTCP/IP SSL/TLS編


セキュリティは非常に重要ですので、SSL/TLSも理解しておかないといけません。

やや難しいのでネットワークの基本をわかっている人向けです。

私は結構苦労しました。

が他に適当な本がないのでこの本で頑張りましょう。

英語の講義動画などを見てからがいいと思います。




マイコン入門 オススメ本 PIC H8

コンピュータに詳しくなりたいのであればマイコンをやるのはいい選択だと思います。

ハードウェアに詳しくなりたいエンジニアはまずマイコンをやってみるのがいいでしょう。

CPUはいろいろありますが、初心者はPICかH8辺りから始めるのがいいと思います。

マイコンをやればCPU,コンピュータアーキテクチャ,に詳しくなりますし、オペレーティングシステムに興味がある人にもオススメです。

PICアセンブラ入門


PICアセンブラ入門

PICアセンブラ入門


こちらはPICの本ですが、どのCPUから始めるかというよりもどの本で始めるかが重要だと思います。

1番始めに読む本としてはこれが1番最適だと思います。

アセンブラの初心者でも十分読めると思います。

非常に分かりやすいですし、コンピュータのことに詳しくなれると思います。


マイコン入門講座


マイコン入門講座―H8マイコンによる組込み制御・プログラムの基礎を理解

マイコン入門講座―H8マイコンによる組込み制御・プログラムの基礎を理解


二冊目にいいと思います

読みやすいので一冊目でもいいと思いますが。

マイコンのことがだいぶわかるようになります。


わかるPICマイコン制御


わかるPICマイコン制御―16F84プログラミングの世界へ

わかるPICマイコン制御―16F84プログラミングの世界へ


こちらも読みやすい本ですが、PICアセンブラ入門読んだあとの方がいいと思います。

はんだ初心者にいいと本です。

キットがあったほうが面白いと思いますが、まあキットを買わなくても十分よめます。

まあキットを買うお金があるなら、FPGAボード買うのがいいでしょう。




H8マイコンによるネットワーク・プログラミング


H8マイコンによるネットワーク・プログラミング ~C言語ではじめる組み込みマイコン入門

H8マイコンによるネットワーク・プログラミング ~C言語ではじめる組み込みマイコン入門


マイコンとネットワークに詳しくなれます。

やや応用といえると思いますが、特に難しいわけではありませんので気負わずに読みましょう。

ネットワークの理解は非常に重要なので一読することをおすすめします。




電子工作は回路やアーキテクチャ、オペレーティングシステム、ネットワークなどいろいろな知識が必要になりますので、地道に勉強して技術力を伸ばしていく必要があります。

ソフトウェアプログラマーもやってみることをおすすめします。


振動・波動論 入門 オススメ本・動画

振動・波動論は、力学や電気回路などでやる内容なのですが、こういう微分方程式は物理学でよく出てきますので単体でやっておく価値は十分あります。

まあ普通に物理学の勉強をしていたなら今までやってきたことがほとんどなのでそんなに苦しむところはないと思います。

振動・波動


振動・波動 (裳華房テキストシリーズ―物理学)

振動・波動 (裳華房テキストシリーズ―物理学)


非常に読みやすいですし、内容もよくまとまっています。

フーリエなども非常に分かりやすくて解説されているので前提知識は必要ないと思います。

独学にも向いています。

裳華房テキストシリーズは大変良くできているので他の本もオススメです。


振動・波動


振動・波動 (基礎物理学選書 (8))

振動・波動 (基礎物理学選書 (8))


基礎物理学選書はどれも非常に良くできていて、独学でも十分できます。

この本も前提知識なしで読めます。

このシリーズの他の本もオススメです。



この二冊どちらか読めば十分だと思います。


振動波動論は京都大学の非常に分かりやすい講義動画があるので独学者は一見する価値があります。


京都大学 全学共通科目「振動・波動論」前川覚教授 第1回講義2012年4月13日


全十四回分全部あります。



電気回路 入門 オススメ本・動画

電気回路は工学で最も重要な分野のひとつです。

もの作りには欠かせない知識ですので、しっかりと勉強する必要があります。

大学レベルの電気回路は少し高度な数学が必要になりますが(複素解析、微分方程式、線形代数、微積分、フーリエ・ラプラス変換など)そんなに難しい数学を使うわけではないので余り気負わずにやりましょう。

電気にはなるべく詳しい方がいいので、いろんな本を読むのがいいと思います。

電磁気学の基本的な知識があると理解が早いかもしれませんが、別に電磁気学にそんなに詳しくなくても回路学習には困らないと思います。


はじめての電気回路


改訂新版 図解でわかる はじめての電気回路

改訂新版 図解でわかる はじめての電気回路


高校レベルの電気回路です。

数学を使わないほんなので他の本も読まなくては行けませんが、最初に読む本としてはいいと思います。

読みやすい方です。


基本からわかる電気回路


カラー徹底図解 基本からわかる電気回路

カラー徹底図解 基本からわかる電気回路


こちらも高校レベルの本です。

高校レベルの電気回路をべんきょうしてこなかった人はどちらか一冊読んでから大学レベルにいくのがいいと思います。

読みやすさは同じぐらいです。

こっちの方が若干多くのトピックを扱っています。


電気回路論


電気回路論 (電気学会大学講座)

電気回路論 (電気学会大学講座)


大学レベルの電気回路がコンパクトにまとまっていて読みやすいのでオススメです。

独学でも十分読めます。

基本的な数学がわからないと厳しいかも知れませんが、このぐらいの数学はどちらにしろ知っておかないといけませんので。




詳解電気回路演習

詳解電気回路演習 上

詳解電気回路演習 上

詳解電気回路演習 下

詳解電気回路演習 下


問題集はこれ一択です。

内容が豊富でこれに出てくる問題が解けるようになれば電気回路の基本は十分わかっていると思います。


回路のあとは制御工学や電子回路などに行くのがいいと思います。




電気回路は動画で見た方が理解が早いと思いますので、独学者はネット上にある講義動画を見ることをお勧めします。


Udemyの電気回路は有料ですが、1000円ちょっと(本一冊程度)で学部一年レベルの交流が学べるのでオススメです。

動画を見た方が圧倒的に分かりやすいので、独学者は買ってみる価値あると思います。

また慶応大学のocwに学部二年レベルの電気回路の講義動画があるので独学者はぜひ見てください。

講義ビデオ一覧 | 電気回路理論 | 慶應OCW|


あとはjmoocのwisdomにも電気回路の動画があるので見てみるといいと思います。


情報理論 入門 オススメ本・動画 シャノンの情報理論を学ぶ

情報系の人間なら情報理論の基本は知っておくべきでしょう。

情報理論は情報をいかに正しく効率よく伝えるかという分野です。

そこ専門としない人もプログラマーならその基本は知っておかなくてなりません。

情報理論はそこまで難解な概念ではないので気負わずに勉強しましょう。

情報理論の講義動画はNAIST(奈良先端大大学院)の授業アーカイブの情報科学研究科にありまして、2016,2017年のは全八回で基本的なことを扱っていて、2012年は13回分あってもう少し突っ込んだ内容も扱っています。

はじめての人はとりあえず2017,2016年のを見てみるといいと思います。

NAISTには他にもいろいろ公開されているので見てみるといいと思います。

library.naist.jp


符号理論も見てみるといいでしょう。英語ですが・・・



情報理論


情報理論 (ちくま学芸文庫)

情報理論 (ちくま学芸文庫)


1番読みやすい本です。

独学初心者でも普通に読めます。

NAISTの動画を見ておけばつまることなくすぐに読み終わると思います。

文庫ですが、非常によくまとまっているので1番最初に読むことをおすすめします。


通信の数学的理論


通信の数学的理論 (ちくま学芸文庫)

通信の数学的理論 (ちくま学芸文庫)


情報理論の父シャノンの原論文"A Mathematical Theory of Communication"にウィーバーの解説をつけたものです。

非常に有名な論文ですの、読んでおくべき本です。

必ずしも読みやすいとは限りませんので、情報理論の基本を勉強してから読むのがいいです。

こういう文庫は本当にありがたいですね。


情報理論と符号理論


情報理論と符号理論

情報理論と符号理論


こちらも基本的な内容を扱っている本ですが、数学がある程度できる人でないと厳しいかもしれません。

まあでもこのぐらいの数学に詰まっているようだと前途多難ですので数学をちゃんと勉強した方がいいでしょう。

数学をちゃんと勉強している人は情報幾何学の本も読むことを強くおすすめします。


情報幾何の方法


情報幾何の方法【応用数学[対象12]】 (岩波オンデマンドブックス)

情報幾何の方法【応用数学[対象12]】 (岩波オンデマンドブックス)


有名な甘利先生の本です。

入門書としてはよくまとまっていると思います。

が、情報幾何とある通り、幾何学の知識がある程度ないとまず理解できないでしょう。

まあ、数学科じゃない人も幾何学ちゃんと勉強しないといけません。


情報幾何学の基礎


情報幾何学の基礎 (数理情報科学シリーズ)

情報幾何学の基礎 (数理情報科学シリーズ)


こちらもよくまとまっていて、読みやすい方だと思います。

幾何学を勉強してから読みましょう。

幾何学の基本は東大の数理ビデオアーカイブで学べるのでぜひ参照してください。



情報理論は知っていたからといってプログラマーとしてなにかプラス要素になるかというと微妙なところですが、このぐらいは知っていないと恥ずかしいところなので、基本ぐらいはやっておきましょう。余裕のある人は情報幾何学の基本もやってみるといいと思います。



集合と位相 入門 おすすめ本・動画 数学の基本的な概念を学ぶ

集合と位相は数学の1番最初に習うべき分野で、もっとも基本的な概念です。

ただ位相空間は、微積分や線形代数などと比べて初心者にはなかなか理解が難しいようです。

最初は無理せずに優しい本から読んでいくのがいいと思います。


集合・写像・理論


集合・写像・論理―数学の基本を学ぶ

集合・写像・論理―数学の基本を学ぶ


1番最初に読む本としてはオススメです。

初心者でも十分読めるぐらい優しく書かれています。

数学の最も重要な集合と写像という概念をはじめて学ぶならこの本がいいでしょう。

ただある程度、大学などで学んでいるのであればあえて読む必要はない。

基本的なことしかかかれていませんが位相空間を学ぶためにはこのぐらいの知識は必要だと思います。


はじめよう位相空間


はじめよう位相空間

はじめよう位相空間


位相空間の入門書としては大変良くできています。

おそらく1番読みやすいので独学者に最適だと思います。

いきなり松坂本や内田本を読んでも理解は難しいですので、こういう本を読んで基本的なことを理解してから読んだ方がいいかも。

入門としてはとりあえずこの本を読んですぐに多様体にいくのもありだと思います。この本ぐらいの知識でも十分理解できるはずなので。

多様体入門は、東大の数理ビデオアーカイブに講義動画があるのでぜひ参照してください。

位相空間はなんというか、多様体や代数幾何などを勉強していくうちにどういうものかわかってくるようなものだと思うので(ちょうどイデアルのように?)

多様体の基本をやったあとに松坂氏の集合・位相入門を読むのもありだと思います、というか幾何学をいろいろ(東大の数理ビデオアーカイブにある幾何学1、2、3を見よう)やったあとに読み直した方が理解が進みます。


集合・位相入門 松坂和夫


集合・位相入門

集合・位相入門


最も有名な集合・位相の本ですが、やや高度です。

本当の独学初心者にはなかなか難しいのでやさしい本を読んでから手に取るべきでしょう。

大学などで習っているのなら問題なく読めると思いますが、

真面目に数学をするのであれば必ず読んでおくべき本のひとつです。


集合・位相 内田伏一


集合と位相 (数学シリーズ)

集合と位相 (数学シリーズ)


まあ余裕がある人は読めばいいと思います。

こちらも良書ですし松坂本より読みやすいです。

位相空間の入門書としては個人的にはこちらの方が好きです。

まあ、両方読みましょう。






集合、距離空間や位相空間で参考になりそうな動画は、youtubeにcollatzというチャンネルがあります。


位相空間入門 1

また、幾何学は東大の数理ビデオアーカイブなどをみるといいでしょう。



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