女性向けエンジニアスクール
コンピュータサイエンスコース
なぜそのコードが速いのかを、説明できるようにする。
動くコードは書けても、なぜ速いのか説明できない。 その足元を、2進数から計算量、OS、ネットワークまで順に埋めます。
足元から、順番に埋めていく
理論編で土台をつくり、アルゴリズムとOS・ネットワークへ。 最後は面接で問われる水準の実装力まで引き上げます。
STEP 1｜土台になる理論を押さえる
STEP 2｜OS・ネットワーク・DBまで広げる
システム編
OS・ネットワーク・DBを知る
ソート、探索、再帰に加えて、プロセスとメモリ、TCP/IP、HTTP、DNS、データベース。 技術選定の議論に入れる程度の土台をつくります。
STEP 3｜面接で問われる水準まで上げる
言語を問わず、考え方だけを試す
Python・JavaScript・TypeScript・Javaのどれで解いても構いません。 問われるのは書き方ではなく、解き方です。
チャレンジしてみよう!
スライドで復習する
手を動かす前に、図解でざっと思い出せます
コンピューターサイエンス入門：理論編
0 と 1 の列を数として読む
並んでいるのは 0 と 1 だけですが、桁ごとに決まった重みがあります。ON になっている桁の重みを足し合わせた数が、そのまま10進数の値です。
手で足しても同じ数になることを、次の図解で確かめます。
文字列で持っている2進数は、parseInt の第2引数に 2 を渡すと10進数になります。
parseInt("10101010", 2); // 1701 / 4
コンピューターサイエンス入門：理論編
重みを足して読む
スライダーを動かして、色が付いた桁の重みだけが足し算に並ぶのを見てください。
- 重みは右端の 1 から倍々に増えて、左端が 128。8桁すべてが 1 なら合計は 255 になる
- 式に出てくるのは色が付いた桁だけで、0 の桁は足し算に一切現れない
- 255 に合わせて +1 を入れると、繰り上がった9桁目が枠の外へ消えて 0 に戻る
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考えてみよう外しても進めます
2進数 11010000 は10進数でいくつでしょうか。
選ぶと、この枚の中で答えと理由を確かめられます。
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コンピューターサイエンス入門：理論編
読み替えの早見表
よく出てくる並びを覚えておくと、途中の足し算を省けます。8桁ちょうどで区切られている値は、境目として頭に入れておくと便利です。
8桁で表せるのは 0 から 255 まで。これを越える値には9桁目が要ります。
| 2進数 | 10進数 |
|---|---|
| 00000001 | 1 |
| 00001111 | 15 |
| 00010000 | 16 |
| 10000000 | 128 |
| 11111111 | 255 |
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2進数から10進数への変換
4枚コンピューターサイエンス入門：理論編
2 で割り続けて余りを積む
10進数を 2 で割り、出てきた余りを下の桁から積み上げると2進数になります。割り算を止めるのは、商が 0 になったときです。
余りの列がどう桁に対応するのかを、次の図解で逆から確かめます。
JavaScript は toString(2) で一発ですが、中でやっているのは 2 で割り続ける手続きです。
(13).toString(2); // "1101"1 / 4
コンピューターサイエンス入門：理論編
作りたい数から桁を決める
作りたい10進数にスライダーを合わせて、どの桁が ON になったかを逆から読んでください。
- 128 より小さい数では左端が 0 のまま。上の桁から「入るか入らないか」で決まっていく
- 偶数のあいだ右端は 0。右端の桁は 2 で割った余りそのものになっている
- 1 ずつ上げると右端から順に繰り上がる。2 で割り続ける手順を逆再生した形になる
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考えてみよう外しても進めます
10進数 100 を8桁の2進数で書くとどれでしょうか。
選ぶと、この枚の中で答えと理由を確かめられます。
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割り算の跡をたどる
商が 0 になるまで割り、余りを下から読み上げます。ループを回した記録をそのまま並べると、桁の順番が逆さまに出てくる理由が見えます。
n % 2下の桁から出る余りMath.floor(n / 2)次の桁へ進む割り算の記録
| n | 商 | 余り |
|---|---|---|
| 100 | 50 | 0 |
| 50 | 25 | 0 |
| 25 | 12 | 1 |
| 12 | 6 | 0 |
| 6 | 3 | 0 |
| 3 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
余りを下から読むと 1100100
unshift で先頭に積んでいるのは、あとから出た余りほど上の桁だからです。
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10進数から2進数への変換
4枚コンピューターサイエンス入門：理論編
設定を1つの整数に押し込める
真偽値をいくつも並べる代わりに、1つの整数の各桁へ設定を押し込められます。ある機能が有効かどうかを調べるのが AND の役目です。
この & がビット列に何をしているのかを、次の図解で8桁ぶん並べて見ます。
perm & WRITE が 0 かどうかだけを見ます。0 以外なら、その桁は立っています。
const READ = 1, WRITE = 2, EXEC = 4;
const perm = 5;
if (perm & WRITE) { /* 書き込める */ }1 / 4
コンピューターサイエンス入門：理論編
AND で桁を取り出す
AND を選んだままマスクのスライダーを動かして、一番下の行に何が残るかを見てください。
- 残るのはマスクが 1 の桁だけ。x が 1 でも、マスクが 0 の桁は必ず落ちる
- マスクを 0 まで下げると結果は 0、逆に 255 まで上げると x がそのまま出てくる
- マスクを 8 や 16 のような1桁だけの値にすると、その桁が立っているかの判定になる
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考えてみよう外しても進めます
図の x は 106 です。106 & 16 の結果はいくつでしょうか。
選ぶと、この枚の中で答えと理由を確かめられます。
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コンピューターサイエンス入門：理論編
AND の使いどころ
AND は「見る」と「削る」に効く演算です。判定に使うときは、結果が 0 以外かどうかだけを見ます。
桁を立てる側の操作は、次のレッスンの OR と XOR で扱います。
| やりたいこと | 書き方 |
|---|---|
| 特定の桁が立っているか調べる | perm & FLAG が 0 以外か |
| 下位4桁だけ取り出す | value & 15 |
| 特定の桁を落とす | perm & ~FLAG |
| 偶数か奇数かを見る | n & 1 |
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ビットAND演算でフラグ判定
4枚この知識が出る資格
ここで学ぶ内容は、次の試験でも問われます
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26レッスン