プログラミングと数学の関係とは?プログラマーに必要な数学知識

プログラミングに興味はあるけど、数学は苦手だから敬遠しているという方も多いのではないでしょうか。プログラミングは数学的知識が必要であるといわれており、実際に数学の授業の一環としてプログラミングを習ったという方もいらっしゃるでしょう。この記事では、数学とプログラミングの関係をみてみたいと思います。

プログラマーに必要なスキルとは?

論理的な思考力

プログラマーに必要とされるスキルとしては、まず論理的な思考力が挙げられます。プログラミングというのはコンピューターに命令を出す作業になるため、正しく記述しないと正しい挙動は得られません。コンピューターはデジタル信号で動作しているため、曖昧なところは一切なく、意図した動作が行われない場合は必ずといっていいほどプログラムやシステムにミスがあります。

しっかりとしたアルゴリズムを考えるために、そしてエラーが発生した際に一つ一つ可能性を潰すために論理的な思考力が必要とされます。そのため、論理的な思考力はプログラマーに最も必要とされる能力といえるでしょう。

英語力

またプログラマーには英語力が必要です。そもそもプログラミング言語そのものが英語で記述されるため、英語に強いとメソッド名やクラス名等が一目見て何を示しているのかが分かり、ソースコードに対する理解が早いでしょう。

また技術的なドキュメントは英語ベースのものも多く、それを読み解くにも英語力が必要です。日本語ベースでも膨大なドキュメントはありますが、やはり一次情報は全て英語になるため、それらを読解できるにこしたことはありません。

コミュニケーション能力

そしてプログラマーにはコミュニケーション能力も求められます。仕事でプログラミングを行う際は、基本的に個人で開発するということはなくチーム単位での作業になります。そのためメンバーと意思疎通を行う必要があります。

物理や数学知識は必要か?

数学とプログラミングの関係

数学は基本的に論理的思考力が育まれる学問です。特に証明という分野では、公式を暗記するだけではなく、何故そのような結論になるのかを逐一説明しなければならず、論理的思考力をより必要とされるでしょう。数学もプログラミングも共に論理的思考力が必要と言われているため、数学が得意な人はプログラミングが得意な傾向があります。

物理や数学苦手な人でも問題ない

しかし、一般的なアプリケーションの開発においては、物理と数学が苦手でも特に問題はありません。プログラミングに対するとっかかりは少々難しいかもしれませんが、プログラミングの基礎や必要とされるメソッドをしっかりと理解していればそう躓くことはないでしょう。数学が得意な場合はプログラミングに対する理解が早いことは事実ですが、数学が苦手だとしても、じっくりと取り組むことで習熟することは可能です。

特定の分野では数学の力は必要

しかし高度な処理となると話は別です。画像認識やデータ解析、ゲームプログラミングの分野では、数学や物理の知識がダイレクトに求められます。これらの分野に携わる場合は、その基礎となる数学や物理の知識をしっかりと身につけることが大事になるでしょう。

数学の知識が必要が必要とされる分野

ゲーム開発

ゲーム開発においては、キャラクターの動きをリアルに表現するために、物理法則を意識する必要があります。キャラクターがジャンプして着地するまでの動きの速度が一定では不自然になるため、物理や数学的法則を駆使してリアルな挙動を実装することが求められます。

人工知能

人工知能の開発や運用に携わる際にも高等な知識が求められるでしょう。人工知能は高度な数学的理論を用いて開発されているため、理解するためには高校・大学レベルの高度な数学的知識が求められます。

統計学

プログラミングで統計的な処理を行う場合は、統計学の知識が必要とされます。統計学は数学の一分野でありマーケティング等の分野でも頻繁に活用されているため、マーケティングを支援するアプリケーションでも統計学が必要とされるケースがあるかもしれません。

プログラミングスキルをあげるには?

アルゴリズムを理解をする

プログラミングスキルを上げるためには、アルゴリズムを理解する必要があります。アルゴリズムとは、問題解決のための方法と手順であり、多くの場所で使用されています。

特によく用いられているのがソートアルゴリズムであり、バブルソート、クイックソート等の種類があります。これらを実際に記述し、また何故そうなるのかをしっかり理解することで、論理的思考力の向上と共に、プログラミングスキルの向上も期待できるでしょう。

プログラムの問題をたくさん解く

プログラミングスキルを上げるためには、とにかく手を動かしコードを実際に記述する必要があります。しかし自分で作りたいものが思い浮かばない場合、なかなかその機会がありません。

そのような場合は、インターネット上でプログラミングの問題が出題されているサイトを利用しましょう。このようなサービスでは、問題だけではなく実行環境も同時に用意してくれていることが多いため、プログラミングの学習に集中することができます。

実際に問題を解くことができるサービスには、下記のようなものがあります。

まとめ

プログラミングをするためには数学的知識は絶対に必要というわけではないですが、あったら有利という位置づけになるでしょう。プログラミングの勉強に加え、数学や英語の勉強を合わせて行うことで、自身のプログラミングスキルが一段階レベルアップするかもしれませんね。

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