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プログラミングに数学は必要?文系でも習得可能な理由も紹介

プログラミングと数学

「プログラミング=理系」というイメージを持つ方は多く、「プログラマになるためには数学の知識が絶対に必要」と思う方もいるでしょう。

実際、プログラミングの中の特定の分野において、数学の知識が役立つシーンはありますが、全ての分野で数学の知識が必要になるわけではありません。

また、プログラマとして活躍している文系の方も多く、数学が苦手でもプログラミングを習得することは可能です。

この記事では、プログラミングと数学の関係や、文系でも習得可能な理由について解説していきます。

プログラミングに数学の知識は必ずしも必要ではない

結論、プログラミングに数学の知識は必ずしも必要ではありません。むしろ、数学の知識を使わないことの方が多いです。

プログラミングで数学の知識が必要ではない理由として、主に以下の3つが挙げられます。

  • 本質的に関わっているのは数学の基礎的部分のみ
  • 実際に文系のプログラマが活躍している
  • 技術の進歩により、コンピューターサイエンスの背景がなくてもコードは書ける

ただし、特定の分野の開発には数学の知識が求められるということを覚えておきましょう。

プログラミングに数学の知識を得ておくことは効果的

プログラミングに数学の知識は必須ではありませんが、数学の知識があるほうが、役に立つ場面もあります。

例えば、数学の論理的思考はプログラミングでも必要です。ほかにも、プログラムに条件式を組み込むときや、計算や計測に関する指示を行うときにも数学の知識や考え方が必要になるでしょう。

また、数学の知識は、プログラミングに関係あるアルゴリズムを理解することにも役立ちます。

アルゴリズムとは、何らかの問題を解決するための手順や計算方法のことを言います。

数学の知識が必要なプログラミング分野6つ

プログラミングで数学の知識が必要になる分野として、主に以下の6つが挙げられます。

  • ゲームプログラミング
  • AI(人工知能)開発
  • 統計処理
  • 画像処理
  • 信号処理
  • テキストマイニング

ここからは、それぞれ詳しく説明していきます。

ゲームプログラミング

ゲームプログラミングの中では、ステータスやダメージなどの計算に数学の知識を使います。

また、3Dのキャラクターが動くゲームの場合は、三角関数や物理の知識が求められます。キャラクターが自然に動くためには複雑な計算が必要だからです。

数学や物理の知識を応用することでキャラクターの動きをよりリアルにでき、ゲームの完成度を高められます。

そのため、ゲーム開発を目指す場合は、数学の知識も一部必要になることを把握しておきましょう。

AI(人工知能)開発

AI(人工知能)の開発には、大学レベルの数学の知識が求められます。

実際に、AIを構築するためには、データのインプットや解析、予測、制御といった役割をプログラミングしなければなりません。

そのため、微分積分・線形代数・数理統計学などの理論を使い、膨大なデータを取り扱う必要があります。

統計処理(h3)

プログラミングの中でも、統計処理の分野では、統計学の知識が必要です。

統計処理では、膨大なデータを分析して傾向や規則を見出すことが目的です。分析した結果を利用することで、マーケティングなどに活かせるでしょう。

また、データ解析のような統計処理を必要とするシステムをプログラミングする場合には、標準偏差や分散、最頻値などの統計学の知識が求められます。

画像処理

プログラムが実行する画像処理関連の技術にも、数学の知識が使われています。

画像もコンピュータ上で処理する場合は、データとして扱う必要があり、そのデータは数値でできています。つまり、画像処理を行うためには数値を扱う必要があるのです。

例えば、Photoshopやスマートフォンのカメラアプリなどを開発するためには、データ変換や解析をしなければいけません。

信号処理

コンピュータが光や音声、画像などを扱うためには、信号処理が必要です。

信号処理には、離散フーリエ変換や離散コサイン変換といった理論を使います。

信号を数理手法で分析し、加工するためのプログラムを開発するためには、数学の知識が求められます。

テキストマイニング

テキストマイニングとは、膨大な量のテキストデータを分析し、その中から有益なデータを抽出することです。

分析した結果から、顧客が抱えている課題や問題、関心があるキーワードなどを把握できます。

精度が高いテキストマイニングでは、プログラムを構築するために、複雑な計算式と高度な数学的な理論を使う必要があります。

プログラミングに役立つ数学の勉強法を紹介

数学の知識が必要になるプログラミングの分野に進みたい場合は、その分野に関する参考書を利用することがおすすめです。

例えば、ゲーム開発の分野に進むのであれば、専用の参考書や3Dモデルに関する本を選びましょう。

参考書は比較的低コストで学習が始められますが、疑問点の解消に時間がかかる可能性があるので、注意してください。

数学が苦手でも始められるおすすめのプログラミング学習法

数学が必要になる分野以外であれば、数学が苦手な方でもプログラミングの学習を始められます。

プログラミングを学習する主な方法は次の3つです。

  • 市販の本
  • Webサイトを活用する
  • プログラミング教室に通う

ここからは、各方法について詳しく紹介します。

市販の本

参考書などの市販の本で学習を進めることも、プログラミングを学習する方法の一つです。

市販の本は数千円程度で購入できるため、学習コストはそこまで高くなく気軽に学習を始められます。

しかし、疑問点の解消に時間がかかってしまう点がデメリットになるので、注意が必要です。

分からない箇所を理解できずにいると、学習がスムーズに進まず挫折してしまう可能性があります。

Webサイトを活用する

プログラミング関連のWebサイトや、アプリを使って学習する方法もあります。

学習分野に応じて、実際に手を動かしながら学べるものもあるため、参考書を使って学ぶよりも、実践的な力が身につきます。

無料のサイトであればコストをかけずに学習できる点もメリットです。

ただし、Webサイトは参考書と違って、1ヶ所にすべての情報が網羅されていない可能性が高いので、ある程度の検索能力がないと、適切に学習を進められないデメリットがあります。

なお、実際のプログラミングの現場では、その場で調べてコーディングすることが多いため、自分で検索する能力を身につけるためにはおすすめです。

プログラミング教室に通う

プログラミング教室は、比較的費用が高くなりやすいですが、体系的なカリキュラムに沿って、効率的に学べるメリットがあります。

さらに、分からない点があっても講師にすぐ相談や質問できるため、独学で学ぶよりも挫折しにくいでしょう。

また、生徒同士でコミュニケーションを取りながら勉強できるため、モチベーションを保ちやすくなります。

プログラミングは早いうちから学ぶのがおすすめ

プログラミングは「大人が学ぶもの」というイメージを持ちやすいですが、子どものうちから学ぶこともおすすめです。

子どものうちからプログラミングを学習する主なメリットとして、次の5つが挙げられます。

  • 小学校のプログラミング授業の事前準備ができる
  • 今後の社会で必要な基礎教養が身につく
  • 大学入試に役立つ
  • 将来の選択肢が増える
  • 創造性などさまざまな能力が育つ

小学校からプログラミング教育が必修化されており、これからの時代はIT社会を生き抜く力が求められるので、プログラミングなどの基礎的な知識を身につける必要があります。

さらに、大学入試(大学入学共通テスト)では、今後2025年よりプログラミングを含む「情報」が新教科として出題されるようになるため、子どものうちから学ぶことで早いうちから準備できるメリットがあります。

また、プログラミングの知識を活かせる仕事は多いため、将来の選択肢も広がるでしょう。ほかにも、プログラミング学習は、論理的思考や問題解決能力、創造性などさまざまな能力を養う効果も期待できます。

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まとめ

プログラミングにとって、数学は必須ではありません。

しかし、将来的にゲーム開発やAI開発などのプログラミングの分野で活躍したい場合は、数学の知識を身につけておく必要があります。

また、数学的思考力(論理的思考力)が高まれば、プログラミングする上で役立てることができるでしょう。

なお、子どものうちからプログラミングを学ぶメリットは多く、早いうちから本格的な学習を始めることがおすすめです。

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