コンピュータサイエンス概論2015第4日目

コンピュータサイエンス概論２０１５
第４日目
東京工科大学
コンピュータサイエンス学部
担当：亀田弘之
授業計画
第１回:プログラミングの楽しさ
（21世紀の魔法使いの道具プログラミング言語を知る）
第２回：コンピュータサイエンスと知能研究・ゲーム研究
（人工知能・機械学習・脳科学・認知科学などの魅力を知る）
第３回：コンピュータと情報ネットワークの仕組み
（コンピュータの基本構成、ネットワークの基本構成などの
基本的仕組み・原理を知る）
第４回：クラウドコンピューティング
（ビッグデータ（オープンデータ）が世界を変える。データベースの基礎など）
第５回：ソフトウェア工学
（ソフトウェアはどのようにして作られるのか,開発の現場を覗いてみる。
開発プロセス，プロジェクトマネジメントなど）
第６回:コンピュータサイエンスにおける計算の理論
(チューリングマシン,コンピュータサイエンス小史など)
第７回：コンピュータサイエンスと法・倫理
（知的財産権，さまざまな事例紹介）
第８回：コンピュータサイエンスの全容と将来を議論する
（e-healthCare, e-learning, e-government等，
君は何を学ぶのか？なぜ学ぶのか？どうやって学ぶのか？）
平成27年東京工科大学コンピュータサイ
エンス学部
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授業計画
第１回:プログラミングの楽しさ
（21世紀の魔法使いの道具プログラミング言語を知る）
第２回：コンピュータサイエンスと知能研究・ゲーム研究
（人工知能・機械学習・脳科学・認知科学などの魅力を知る）
第３回：コンピュータと情報ネットワークの仕組み
（コンピュータの基本構成、ネットワークの基本構成などの
基本的仕組み・原理を知る）
第４回：クラウドコンピューティング
（ビッグデータ（オープンデータ）が世界を変える。データベースの基礎など）
第５回：ソフトウェア工学
（ソフトウェアはどのようにして作られるのか,開発の現場を覗いてみる。
開発プロセス，プロジェクトマネジメントなど）
第６回:コンピュータサイエンスにおける計算の理論
(チューリングマシン,コンピュータサイエンス小史など)
第７回：コンピュータサイエンスと法・倫理
（知的財産権，さまざまな事例紹介）
第８回：コンピュータサイエンスの全容と将来を議論する
（e-healthCare, e-learning, e-government等，
君は何を学ぶのか？なぜ学ぶのか？どうやって学ぶのか？）
平成27年東京工科大学コンピュータサイ
エンス学部
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到達目標
コンピュータサイエンスに関して以下のことが到達目標である。
１．コンピュータサイエンスの
社会的役割・意義を理解し説明できる。
２．コンピュータサイエンスを学ぶ上での
重要な能力・資質を理解する。
３．コンピュータサイエンスの概要を説明できる。
４．将来のコース選択（案）を自力で作成し、
人にわかりやすく説明できる。
平成27年東京工科大学コンピュータサイ
エンス学部
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ネットワークの仕組み（続き）
復習（１）
• “インターネット(internet)”とは、「ネットをつな
ぎ合わせたネット」、「ネットが相互につながり
あって形成されるネットワークのネットワーク」
という概念を意味している。
• ネットワークのネットワークは、地球上に１つ
しかない。その相互接続されて形成されてい
る巨大なネットワークを、“Internet”あるいは
“the Internet”と英語で表記する。
復習（２）
• ネットワークアーキテクチャ
(network architecture)
(注)アーキテクチャとは、普通名詞の１つであり、
建築物,建築様式という意味。一方、CSの専門
用語としてのアーキテクチャとは、“基本設計”、
“設計様式”、“構成概要”、“システム構成概
要”といった意味合いの用語
（注）各自調べること。
アーキテクチャの例
• コンピュータ・アーキテクチャ
– CPUレベルにおける「命令セットアーキテクチャ」
• ネットワークアーキテクチャ
– OSI 7階層モデル
– TCP/IP 4層モデル
• その他
– Architecture of brain
– Architecture of mind
実際のネットワークの概要
LAN
LAN
WAN
インターネット
＝ネットワークが
たくさん繋がっている
大規模なネットワーク
LAN
LAN
LAN
OSI7階層モデル
アプリケーション層
プレゼンテーション層
セッション層
トランスポート層
データリンク層
物理層
国際標準化機構 (ISO) によって制定された、異
機種間のデータ通信を実現するためのネット
ワーク構造の設計方針「開放型システム間相
互接続 (Open Systems Interconnection、OSI)」に
基づいて通信機能を以下の7階層（レイヤ）に分
割する。
各層の説明
第7層 - アプリケーション層[1]
具体的な通信サービス（例えばファイル・メールの転送、遠隔データベースアクセスなど）
を提供。HTTPやFTP等の通信サービス。
第6層 - プレゼンテーション層
データの表現方法（例:EBCDICコードのテキストファイルをASCIIコードのファイルへ変換）。
第5層 - セッション層
通信プログラム間の通信開始から終了までの手順（接続が途切れた場合、回復を試す）。
第4層 - トランスポート層
ネットワークの端から端までの通信管理（エラー訂正、再送制御等）。
第3層 - ネットワーク層
ネットワークにおける通信経路の選択（ルーティング）。データ中継。
第2層 - データリンク層
直接的（隣接的）に接続されている通信機器間の信号の受け渡し。物理的な接続。
コネクタのピンの数、コネクタ形状の規定等。動線-光ファイバ間の電気信号の変換など。
第1層 - 物理層
物理的な接続。コネクタのピンの数、コネクタ形状の規定等。動線-光ファイバ間の
電気信号の変換など。
TCP/IPの４階層モデル
第４層アプリケーション層
第３層トランスポート層
第２層インターネット層
第１層ネットワークインタフェース層
TCP/IPの４階層モデル
第４層アプリケーション層
第３層トランスポート層
第２層インターネット層
第１層ネットワークインタフェース層
疑問：で、「TCP/IPって何？」
TCP/IPとは
• 情報通信ネットワークシステムにおける様々
なプロトコル（取り決めごと）の総称。
パケットとは
ネットワーク解析・管理に便利なツール
• Wireshark: ネットワーク内に流れるパケットを
解析するツール
• SNMP Test Utility: Mac OS X 対応のSNMPマネ
ジャ
• SNMP Manager: Android対応のSNMPマネ
ジャ
基本的なコマンド（ツール）
•
•
•
•
•
•
arp
ping
wget, curl
ftp
nslookup
routetracer など
[アドバイス]
• 少しずつ勉強してください。調べて、使って、理解する。
• 理解したら、後は必要に応じて実際に使ってみる。
• 物足りないなら、新しい子めんど（ツール）を自分たちで作ろう！
参考ウェブページ
• 国民のための情報セキュリティサイト
（http://www.soumu.go.jp/main_sosiki/joho_t
susin/security/intro/index.html）
– まず、ページの上側の「基礎知識」をクリック
– 次に、ページ左あるいは中央にある「インターネッ
トを使ったサービス」をクリック
– その結果現れたページの内容を自分で学習して
おくこと（特に、ネットワークコース希望の学生は
必須）。
（出典）http://www.soumu.go.jp/main_sosiki/joho_tsusin/security/basic/service/index.html
次の話
• Cloud computing
• Open Data (Big Data)
まずは、クラウドの話
クラウドコンピューティングの定義
（出典）ＮＩＳＴによるクラウドコンピューティングの定義（情報処理推進機構資料より）
３つのクラウドサービスモデル
1. SaaS（サース、サーズ：Software as a Service）
–
インターネット経由での、電子メール、グループウェア、顧客
管理、財務会計などのソフトウェア機能の提供を行うサービ
ス。以前は、ASP（Application Service Provider）などと呼ばれ
ていました。
2. PaaS（パース：Platform as a Service）
–
インターネット経由での、仮想化されたアプリケーションサー
バやデータベースなどアプリケーション実行用のプラット
フォーム機能の提供を行うサービス。
3. IaaS（アイアース、イアース：Infrastructure as a Service）
1.
インターネット経由で、デスクトップ仮想化や共有ディスクなど、
ハードウェアやインフラ機能の提供を行うサービス。HaaS
（Hardware as a Service）と呼ばれることもあります。
（出典）http://www.soumu.go.jp/main_sosiki/joho_tsusin/security/basic/service/13.html
自習課題
Cloud computing の技術を利用した実際のサー
ビスを調べなさい。身近なところにもあると思い
ますよ！
なお、〇〇というサービスがある、というだけで
はなく、どのような理由でそのサービスがクラウ
ドコンピューティングに基づくサービスであると
考えたのか、その理由も簡単でいいので添えな
さい。
次は、オープンデータの話
（出典）http://www.kantei.go.jp/jp/singi/it2/densi/kettei/rm_gaiyou.pdf
（出典）http://www.kantei.go.jp/jp/singi/it2/pdf/120704_gaiyou.pdf
参考サイト
（出典）http://www.data.go.jp/
参考サイト（２）
（出典）http://www.city.hachioji.tokyo.jp/open_data/
オープンデータ活用事例
• 参考動画
– Learn Python Through Public Data Hacking
(https://www.youtube.com/watch?v=RrPZza_vZ3w)
シカゴ市のバス運行データの活用例
「バスに忘れた荷物を早く手元に！プロジェクト」
見学の勧め
• 科学技術に関する博物館や科学館の見学をし、
その見学した内容を紹介するとともに、それらと
ＣＳとのかかわりに関する私見をレポートにまと
める。
• 成績に最大で＋１０点の加点を行う。（原則、＋
１０点とするが、内容が不十分であったり、レ
ポートとしての体裁に問題がある場合は、若干
の減点を行う。）
• 書き方及び内容構成は、「レポートの構成」の
ページ（２ページ先）を参照のこと。
見学の勧め（２）
• 科学技術館
• 郵政博物館
• 東芝未来科学館など
（技術全般に関する博物館見学であれば可）
レポートの構成
• 表紙
– レポートタイトル「〇〇の見学報告」
– レポート提出日・学生番号・氏名
（用紙のサイズはＡ４版とする。）
• 本文
1. 見学場所（施設名と所在地）、見学日時
2. 見学内容
①
②
③
④
⑤
施設の何を見学したのか？
何を学んだのか？
ＣＳとの関わり（自分の意見）
ＣＳを学ぶ者として、将来どのような社会貢献ができそうか？
（自分の考え）
その他（何かあれば）
お知らせ
• サウジアラビア留学生イノベーションフォーラ
ム２０１５
• 日本科学未来館（５月１７日（日）9:30-18:00）
– 配布資料を参照のこと。
– 午前の部だけでも良いが、午後の部も積極的に
参加することを勧める。（日本に来ている留学生
たちが、どのようなことを考えて学び研究している
かを知る良い機会ですので）
今日のお知らせ
1. サウジアラビア留学生イノベーションフォーラ
ム2015（日本科学未来館, 5/17） poster
2. わずか1000円の激安コンピュータ「CHIP」
http://gigazine.net/news/20150508-chip/
3. other

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