初めてのプログラミング～AIのためのPython～step2

1）講習会概要

プログラミングやAIを初めて学ぶ人向けの、講義形式の講習会。同じ名前の講習会のstep1の内容を踏まえ、Pythonの書き方を一通り学習します。まず機械学習の実装などに必要となるクラス、メソッド、インスタンス、継承について学んだ後、Pythonの便利なライブラリに触れつつ、データ構造やデータ処理について学びます。本講義の受講後は、次に「機械学習入門」を受講すると、Pythonを用いたAIの扱い方を学習できます。また、講義内容についての演習を重点的に行う「初めてのプログラミング～AIのためのPython～step2（演習編）」とセットで受講することを推奨します。

2）各回の実施内容

第１回　「クラス入門編」

step1の復習をまとめ、クラスについて学ぶ。まず、本講習会の内容・スケジュールを説明する。補足として、本講習会から受講する人に対し環境構築を説明する。続いて、step1で学んだ知識と今後得られる知識の概観をつかむ。次に、クラスの概念や重要性を説明し、クラスの使い方を学ぶ。さらに、インスタンスの作成やメンバ変数とメンバ関数、クラスとインスタンスの違いについて学ぶ。また、演習問題を解く時間を設けて講義の理解を深める。

第２回　「クラス発展編」

クラスの発展的な使い方を学ぶ。まず、第1回のクラスとインスタンスの使い方を復習する。そして、コンストラクタやinfoメソッドについて説明し、使い方を学ぶ。次に、継承の概念を説明し、具体的な使い方を学ぶ。さらに、修飾子など、その他の発展的な内容を学ぶ。最後に、第1回と第2回で学んだクラスについて総復習し、知識として定着させる。また、演習問題で講義の理解を深める。

第３回　「ライブラリ前編」

ライブラリの使い方、特にNumPyについて学ぶ。まず、第1～2回のクラスについて復習する。次に、ライブラリの概念について説明し、使い方を学ぶ。具体的には、import文の使い方について説明し、mathモジュールを例として紹介する。そして、NumPyライブラリの使い方や重要性、リストとNumPy配列の違いについて説明し、一次元配列や多次元配列の作り方やその計算、配列の要素の操作、速度比較などを行う。また、演習問題で講義の理解を深める。

第４回　「ライブラリ後編」

ライブラリの使い方、特にPandas・Matplotlibについて学ぶ。まず、第3回のNumPyについて復習する。次に、Pandasライブラリの使い方や重要性を説明し、DataFrameを用いて表形式のデータを操作する。そして、Matplotlibライブラリの使い方や重要性を説明し、グラフなどでデータを可視化する。さらに、CSV形式データの読み込み方を説明し、実際にデータセットを用いて統計処理を行う。また、演習問題で講義の理解を深める。

第５回　「Python完成編」

step1, 2を通して得たPythonの知識を用いて、研究や科学計算などで便利な代数計算ライブラリSympy、数値計算ライブラリScipyについて学ぶ。代数計算ライブラリSympyでは、式変形、微分積分、方程式の解の導出、線形代数の計算方法を学び、Pythonを用いて中学から大学のはじめまでで扱う計算をできるようになることを目指す。そして、数値計算ライブラリScipyでは最適解の導出について扱い、コンピューターを用いた膨大な回数の計算による最適化の結果を3次元マッピングやカラーマップで確認するやり方を学ぶ。