応用基礎レベルモデルカリキュラム対応教材
利用条件
東京大学と記載のあるスライド教材の利用についてはこちら(一部スライドは冒頭の利用条件をご参照ください)。
東京大学と記載のある講義動画の利用条件は、各動画の冒頭をご参照ください。
滋賀大学と記載のある教材の利用条件はCC BY-NC-SAです。
モデルカリキュラムと対応する講義動画・スライド
1. データサイエンス基礎
1-1. データ駆動型社会とデータサイエンス(☆)
キーワード | 数式なし または 少なめ | 数式あり | 補助教材 | 教科書シリーズとの対応 |
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データ駆動型社会、Society 5.0 | ||||
データサイエンス活用事例(仮設検証、知識発見、原因究明、計画策定、判断支援、活動代替など) | ||||
データを活用した新しいビジネスモデル |
1-2. 分析設計(☆)
キーワード | 数式なし または 少なめ | 数式あり | 補助教材 | 教科書シリーズとの対応 |
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データ分析の進め方、仮設検証サイクル |
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分析目的の設定 | ||||
様々なデータ分析手法(回帰、分類、クラスタリングなど) | ||||
様々なデータ可視化手法(比較、構成、分布、変化など) | ||||
データの収集、加工、分割/統合 | ||||
オプション(高度な内容) | ||||
分析目的に応じた適切な調査(標本調査、標本誤差) | ||||
サンプルサイズの設計 | ||||
ランダム化比較試験、実験 |
1-3. データ観察
キーワード | 数式なし または 少なめ | 数式あり | 補助教材 | 教科書シリーズとの対応 |
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データの集計、比較対象の設定、クロス集計表 | ||||
データのバラツキ、ヒストグラム、散布図 | ||||
データの特異点、相違性、傾向性、関連性 |
1-4. データ分析
1-5. データ可視化
キーワード | 数式なし または 少なめ | 数式あり | 補助教材 | 教科書シリーズとの対応 |
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可視化目的(比較、構成、分布、変化など)に応じた図表化 | ||||
1~3次元の図表化(棒グラフ、折線グラフ、散布図、積み上げ縦棒グラフ、箱ひげ図、散布図行列、ヒートマップなど) |
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適切な縦軸、横軸候補の洗い出し | ||||
不必要な誇張表現、強調表現がもたらす影響 | ||||
オプション(高度な内容) | ||||
ビッグデータの可視化 | ||||
関係性の可視化(ネットワーク構造、グラフ構造、階層構造) | ||||
地図上の可視化、地理情報システム(GIS) | ||||
挙動・軌跡の可視化 | ||||
ダイナミックな可視化、リアルタイム可視化 |
1-6. 数学基礎(※)
1-7. アルゴリズム(※)
キーワード | 数式なし または 少なめ | 数式あり | 補助教材 | 教科書シリーズとの対応 |
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アルゴリズムの表現(フローチャート、アクティビティ図) | ||||
並び替え(ソート)、探索(サーチ) | ||||
ソートアルゴリズム(バブルソート、選択ソート、挿入ソートなど) | ||||
探索アルゴリズム(線形探索、二分探索、リスト探索、木探索など) | ||||
オプション(高度な内容) | ||||
計算量(オーダー) |
2. データエンジニアリング基礎
2-1. ビッグデータとデータエンジニアリング(☆)
キーワード | 数式なし または 少なめ | 数式あり | 補助教材 | 教科書シリーズとの対応 |
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ICT(情報通信技術)の進展、ビッグデータ | ||||
ビッグデータの収集と蓄積、クラウドサービス | ||||
ビッグデータ活用事例例 | ||||
人の行動ログデータ、機械の稼働ログデータ | ||||
ソーシャルメディアデータ | ||||
データガバナンス | ||||
コンピューターの構成、動作、性能 | ||||
ネットワーク |
2-2. データ表現(☆)
キーワード | 数式なし または 少なめ | 数式あり | 補助教材 | 教科書シリーズとの対応 |
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コンピュータで扱うデータ(数値、文章、画像、音声、動画など) | ||||
構造化データ、非構造化データ | ||||
情報量の単位(ビット、バイト)、二進数、文字コード | ||||
配列、木構造(ツリー)、グラフ | ||||
画像の符号化、画素(ピクセル)、色の3要素(RGB) | ||||
音声の符号化、周波数、標本化、量子化 | ||||
オプション(高度な内容) | ||||
画像の符号化、画素(ピクセル)、色の3要素(RGB) | ||||
音声の符号化、周波数、標本化、量子化 | ||||
データの圧縮と効率化 |
2-3. データ収集
キーワード | 数式なし または 少なめ | 数式あり | 補助教材 | 教科書シリーズとの対応 |
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IoT(Internet of Things) | ||||
プロトコル、インターネットの仕組み | ||||
エッジデバイス、センターデータ | ||||
Web クローラー、スクレイピング | ||||
アノテーション | ||||
オプション(高度な内容) | ||||
クライアント技術(SDK、APIなど) | ||||
通信技術(HTTP、FTP、SSHなど) |
2-4. データベース
キーワード | 数式なし または 少なめ | 数式あり | 補助教材 | 教科書シリーズとの対応 |
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テーブル定義、ER図 | ||||
主キーと外部キー | ||||
リレーショナルデータベース(RDB) | ||||
データ操作言語(DML)、SQL | ||||
オプション(高度な内容) | ||||
正規化手法(第一正規化〜第三正規化) | ||||
データ定義言語(DDL) | ||||
データウェアハウス(DWH) | ||||
NoSQL |
2-5. データ加工
キーワード | 数式なし または 少なめ | 数式あり | 補助教材 | 教科書シリーズとの対応 |
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集計処理、四則演算処理 | ||||
ソート処理、サンプリング処理 | ||||
クレンジング処理(外れ値、異常値、欠損値) | ||||
結合処理(内部結合、外部結合) | ||||
データ型変換処理 | ||||
データの標準化、ダミー変数 | ||||
オプション(高度な内容) | ||||
フィルタリング処理、正規表現 | ||||
マッピング処理、ジオコード変換 | ||||
名寄せ | ||||
ビッグデータの分散処理(Hadoop、Sparkなど) |
2-6. ITセキュリティ
キーワード | 数式なし または 少なめ | 数式あり | 補助教材 | 教科書シリーズとの対応 |
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情報セキュリティの3要素(機密性、完全性、可用性) | ||||
データの暗号化、復号化 | ||||
データの盗聴、改ざん、なりすまし | ||||
電子署名、公開鍵認証基盤(PKI) | ||||
ユーザ認証とアクセス管理 | ||||
サイバーセキュリティ | ||||
マルウェアによるリスク(データの消失・漏洩、サービスの停止など) |
2-7. プログラミング基礎(※)
キーワード | 数式なし または 少なめ | 数式あり | 補助教材 | 教科書シリーズとの対応 |
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文字型、整数型、浮動小数点型 | ||||
変数、代入、四則演算、論理演算 | ||||
配列、関数、引数、戻り値 | ||||
順次、分岐、反復の構造を持つプログラムの作成 | ||||
オプション(高度な内容) | ||||
オブジェクト指向プログラミング | ||||
プログラムの設計手法 |
3. AI基礎
3-1. AIの歴史と応用分野(☆)
キーワード | 数式なし または 少なめ | 数式あり | 補助教材 | 教科書シリーズとの対応 |
---|---|---|---|---|
AIの歴史、推論、探索、トイプロブレム、エキスパートシステム | ||||
汎用AI/特化型AI(強いAI/弱いAI) | ||||
フレーム問題、シンボルグラウンディング問題 | ||||
人間の知的活動とAI技術(学習、認識、予測・判断、知識・言語、身体・運動) | ||||
AI技術の活用領域の広がり(教育、芸術、流通、製造、金融、インフラ、公共、ヘルスケアなど) | ||||
オプション(高度な内容) | ||||
AIクラウドサービス、機械学習ライブラリ、ディープラーニングフレームワーク |
3-2. AIと社会(☆)
キーワード | 数式なし または 少なめ | 数式あり | 補助教材 | 教科書シリーズとの対応 |
---|---|---|---|---|
AI倫理、AIの社会的受容性 | ||||
プライバシー保護、個人情報の取り扱い | ||||
AIに関する原則/ガイドライン、規制 | ||||
AIの公平性、AIの信頼性、AIの説明可能性 | ||||
オプション(高度な内容) | ||||
AIと知的財産権 |
3-3. 機械学習の基礎と展望(☆)
キーワード | 数式なし または 少なめ | 数式あり | 補助教材 | 教科書シリーズとの対応 |
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実世界で進む機械学習の応用と発展(需要予測、異常検知、商品推薦など) | ||||
機械学習、教師あり学習、教師なし学習、強化学習 | ||||
学習データと検証データ | ||||
ホールドアウト法、交差検証法 | ||||
過学習、バイアス |
3-4. 深層学習の基礎と展望(☆)
キーワード | 数式なし または 少なめ | 数式あり | 補助教材 | 教科書シリーズとの対応 |
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実世界で進む深層学習の応用と革新(画像認識、自然言語処理、音声生成など) | ||||
ニューラルネットワークの原理 | ||||
ディープニューラルネットワーク(DNN) | ||||
学習用データと学習済みモデル | ||||
オプション(高度な内容) | ||||
畳み込みニューラルネットワーク(CNN) | ||||
再帰型ニューラルネットワーク(RNN) | ||||
深層強化学習 | ||||
深層学習と線形代数/微分積分との関係性 |
3-5. 生成AIの基礎と展望(☆)
キーワード | 数式なし または 少なめ | 数式あり | 補助教材 | 教科書シリーズとの対応 |
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実世界で進む生成AIの応用と革新(対話、コンテンツ生成、翻訳・要約・執筆支援、コーディング支援など) | ||||
基盤モデル、大規模言語モデル、拡散モデル | ||||
生成AIの留意事項(ハルシネーションによる誤情報の生成、偽情報や有害コンテンツの生成・氾濫など) | ||||
マルチモーダル(言語、画像、音声など) | ||||
プロンプトエンジニアリング | ||||
ファインチューニング |
3-6. 認識
3-7. 予測・判断
キーワード | 数式なし または 少なめ | 数式あり | 補助教材 | 教科書シリーズとの対応 |
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予測技術の活用事例 | ||||
現象のモデル化 | ||||
決定木(Decision Tree) | ||||
混同行列、Accuracy、Precision、Recall | ||||
MSE(Mean Square Error) | ||||
ROC曲線、AUC(Area Under the Curve) | ||||
オプション(高度な内容) | ||||
ランダムフォレスト | ||||
特徴量の効果的な選択 | ||||
サポートベクターマシン(SVM) | ||||
離散型・連続型シミュレーション | ||||
データ同化、気象予測 |
3-8. 言語・知識
キーワード | 数式なし または 少なめ | 数式あり | 補助教材 | 教科書シリーズとの対応 |
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自然言語処理の活用事例 | ||||
形態素解析、単語分割、係り受け解析 | ||||
ユーザー定義辞書 | ||||
かな漢字変換 | ||||
オプション(高度な内容) | ||||
n-gram、文章間類似度 | ||||
機械翻訳、文章生成 | ||||
知識表現、オントロジー、意味ネットワーク、知識グラフ | ||||
表現学習(エンベディング) |
3-9. 身体・運動
キーワード | 数式なし または 少なめ | 数式あり | 補助教材 | 教科書シリーズとの対応 |
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AIとロボット | ||||
家庭用ロボット、産業用ロボット、サービスロボット | ||||
自動化機械、センサー、アクチュエータ | ||||
シーケンス制御、フィードバック制御 | ||||
オプション(高度な内容) | ||||
自動運転システム | ||||
ジェスチャー認識 | ||||
行動推定 |
3-10. AIの構築・運用(☆)
キーワード | 数式なし または 少なめ | 数式あり | 補助教材 | 教科書シリーズとの対応 |
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AIの学習と推論、評価、再学習 | ||||
AIの開発環境と実行環境 | ||||
AIの社会実装、ビジネス/業務への組み込み | ||||
複数のAI技術を活用したシステム(スマートスピーカー、AIアシスタントなど) | ||||
オプション(高度な内容) | ||||
AIシステムの開発、テスト、運用 | ||||
AIシステムの品質、信頼性 | ||||
AIの開発基盤(大規模並列GPUマシンなど) | ||||
AIの計算デバイス(GPU、FPGAなど) |