コンピュータサイエンス概論
２０１５第５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
平成27年 東京工科大学コンピュータサイエンス学部
1
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
2
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＋システムエンジニアリング
（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
3
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。
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4
第５回 ソフトウェア工学について
コンピュータで夢をつかもう
－諸君にこれから求められる力とは？ー
平成26年3月8日(土)
東京工科大学
コンピュータサイエンス学部
亀田弘之
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5
クイズ１
これからの若者に必要な力は？
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
数学の力
国語の力
英語の力
知識力
語学力
体力や精神力
その他
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6
クイズ２
これからの若者に必要力は？
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
論理的思考能力(logical thinking)
コミュニケーション能力（意思疎通能力）
創造力（creativity）
物理や化学の知識(knowledge of natural sciences)
一般教養（文学や歴史など, liberal arts）
語学力（国語，英語など）
体力と精神力（肉体的強さと精神的強さ）
友達（人間関係の社会的ネットワーク）
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7
講師紹介
• 昭和33年 福岡県北九州市生まれ
５６歳（妻・長男・長女・次男）
• 趣味：サッカー
• 中３の３学期から数学の勉強に目覚める
• 現在も勉強中（「少年老い易く学成り難し」）
• 東京大学工学部電気・電子工学科卒
• 物性・デバイスに興味を持って勉強
• 卒論：「天気予報を対象とする言語表現と知識表現との相互変換」
• 東京大学大学院工学系研究科（修士・博士）
• 研究テーマ：言語情報処理に関する研究
• 修論「記事・言語・テーマの階層構造に着目した新聞記事分類・検索システム」
• 博論「人間の自然言語処理過程のモデルに基づく文章処理」
• 東京工科大学に赴任（現在に至る）
• 現在の研究テーマ
• 思考と言語
未知語獲得システム，言語獲得システム，機械学習，認知心理学，機械翻訳
• 知的ソフトウェア創成学
工学教育（教材と教授法），認知リハビリテーション用ゲーム開発
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8
本日の内容
1. はじめに（社会の発展史）
2. 情報システムの例
3. 情報システムの現状
4. 情報システムの作り方(ソフトウェア開発プロセス)
5. 情報システム開発に関わる人たち
6. 求められる能力・知識・スキル
7. これらの能力・知識・スキルをどうやって身に付けるのか？
8. これからの社会 皆さんが生きて行く社会
9. まとめ
10. 最後に
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9
1.はじめに（社会の発展史）
1. 狩猟時代，農耕時代（厳しいが素朴な時代）
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10
1.はじめに（社会の発展史）
1. 狩猟時代，農耕時代（厳しいが素朴な時代）
2. 印刷技術の発明（Gutenberg）
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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1.はじめに（社会の発展史）
1. 狩猟時代，農耕時代（厳しいが素朴な時代）
2. 印刷技術の発明（Gutenberg）
情報・知識が時間的空間的に拡散
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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1.はじめに（社会の発展史）
1. 狩猟時代，農耕時代（厳しいが素朴な時代）
2. 印刷技術の発明（Gutenberg）
3. 工業化社会（蒸気機関の発明）
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1.はじめに（社会の発展史）
1. 狩猟時代，農耕時代（厳しいが素朴な時代）
2. 印刷技術の発明（Gutenberg）
3. 工業化社会（蒸気機関の発明）
人々が世界中を移動し始めた
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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1.はじめに（社会の発展史）
1.
2.
3.
4.
狩猟時代，農耕時代（厳しいが素朴な時代）
印刷技術の発明（Gutenberg）
工業化社会（蒸気機関の発明）
脱工業化社会 （高度知識社会）
• 情報化社会へ
• サービス社会
• 国際化社会
IS(information systems)が支えている
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1.はじめに（社会の発展史）
1.
2.
3.
4.
狩猟時代，農耕時代（厳しいが素朴な時代）
印刷技術の発明（Gutenberg）
工業化社会（蒸気機関の発明）
脱工業化社会 （高度知識社会）
• 情報化社会へ
• サービス社会
• 国際化社会
IS(information systems)が支えている
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2. 情報システムの例
• 銀行ATM
• 電車自動改札システム
• 航空管制システム
• 気象衛星観測システム
• 自動列車運行管理システム
• インターネット 地震・津波予知システム
• コンビニのPOSシステム
• 携帯電話・スマートフォンシステム など
ATM: Automated Teller Machine（自動出納機，現金自動預け払い機）
POS: Point of Sale System (販売時点情報管理)
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3. 情報システムの現状
情報システム（IS）は社会基盤であるが故に、
•
•
•
•
•
•
大規模化
高機能化
複雑化
安心、安全
持続可能性(sustainability)
経済性(安く)
が強く求められている！
IS: information systems（情報システム）
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3. 情報システムの現状
情報システム（IS）は社会基盤であるが故に、
•
•
•
•
•
•
大規模化 （１億行のプログラム）
高機能化（音声認識，翻訳，カーナビ機能）
複雑化
安心、安全（セキュリティ）
持続可能性(sustainability)
経済性(安く)
が強く求められている！
IS: information systems（情報システム）
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3. 情報システムの現状
情報システム（IS）は社会基盤であるが故に、
•
•
•
•
•
•
大規模化 （１億行のプログラム）
高機能化（音声認識，翻訳，カーナビ機能）
複雑化
安心、安全（セキュリティ）
持続可能性(sustainability)
経済性(安く)
どうやって作る
のですか？
が強く求められている！
IS: information systems（情報システム）
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４. 情報システムの作り方
(ソフトウェア開発プロセス)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
何を作れば良いのだろうか？
システム構想
こんなものを作りましょう
どうやって作ろうか
実際に作りましょう
欲しいものが出来上がった？
それでは使いましょう
ここをちょっと変更したいなぁ
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４. 情報システムの作り方
(ソフトウェア開発プロセス)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
何を作れば良いのだろうか？ （要求獲得）
システム構想（要求分析）
こんなものを作りましょう（要件定義）
どうやって作ろうか（設計（外部設計・内部設計））
実際に作りましょう（コーディング（プログラミング））
欲しいものが出来上がった？（検証（test））
それでは使いましょう（運用・管理）
ここをちょっと変更したいなぁ （変更要求）
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5. 情報システム開発に関わる人たち
• スマートフォン
• 自動車
• 家電製品
• 介護ロボットなどを開発
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介護ロボットの例
（出典）http://www.mext.go.jp/b_menu/hakusho/html/hpaa200601/001/002/0102.htm
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情報システム開発に関わる人たち
SE
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情報システム開発に関わる人たち
SE
System Engineer （システムエンジニア）
Software Engineer（ソフトウェアエンジニア）
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情報システム開発全般に関する学問
•ソフトウェア工学
•システムエンジニアリング
（システム工学？）
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情報システムの作り方（再）
(ソフトウェア開発プロセス)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
何を作れば良いのだろうか？ （要求獲得）
システム構想（要求分析）
こんなものを作りましょう（要件定義）
どうやって作ろうか（設計（外部設計・内部設計））
実際に作りましょう（コーディング（プログラミング））
欲しいものが出来上がった？（検証（test））
それでは使いましょう（運用・管理）
ここをちょっと変更したいなぁ （変更要求）
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6. SEに求められる能力・知識・スキル
• 専門的能力・知識・スキル
• 技術的側面
• コンピュータの仕組みや動作
• ネットワークの仕組み・動作
• プログラミング能力・知識 など
• 社会的側面
• 法律・経営学（MOT）・経済（ミクロ経済学）・倫理 など
• 基礎的側面
• 作文能力・プレゼンテーション能力
• コミュニケーション能力（発信力・傾聴力）、語学力
• soft skills(interpersonal skills) など
• 人間力
• 他者理解・共感性・社会認知・思いやり
• リーダーシップやマネジメント力
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クイズ２（再）
これからの若者（SE）に必要力は？
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
数学的論理能力
コミュニケーション能力
創造力
物理や化学の知識
一般教養（文学や歴史など）
語学力（国語，英語など）
体力と精神力
友達
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7. これらの能力・知識・スキルをどうやって
身に付けるのか？
（ここからの話しが大切！）
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7. これらの能力・知識・スキルをどうやって
身に付けるのか？（続き）
「学び方を学ぶ」ことが大切！
Illiterate(無教育な人)とは，読み書きができ
ない人ではなく，学び方を知らない人のこと
である。
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開発の現場をの覗くと．．．
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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開発の現場をの覗くと．．．
• プログラミング言語
• Java, C, C++, C#,
HTML5, Ruby, Perl, Python, JavaScript,
Lisp, Prolog, F#, Haskell, OCaml, Scala etc.
• 他分野にわたる情報システム開発
• 医療事務処理システム
• 個人商店会計イシステム
• 校内無線ネットワークシステム など
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さらに．．．
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ビッグデータ時代の到来
• 例えば，
パーソナルデータ（personal data）
オープンデータ（open data）
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例１.とうきょう安全安心マップ
(出展）http://anzn.net/tokyo/safety/index.html
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例２：Where is my bus?（前回の授業の例）
• さっき乗っていたバスに，カバンを忘れてきてしまった！
• あのバスは今どこにいるのだろうか？
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プログラム＋オープンデータで解決
• データ：CTA (Chicago Transit Authority)
• プログラム
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プログラム
import urllib
u = urllib.urlopen('http://ctabustracker.com/
bustime/map/getBusesForRoute.jsp?route=22')
data = u.read()
f = open('rt22.xml', 'wb')
f.write(data)
f.close()
the_latitude = 41.98062
the_longitude = -7.668452
from xml.etree.ElementTree import parse
doc = parse('rt22.xml')
for bus in doc.findall('bus'):
lat = float(bus.findtext('lat'))
if lat > the_latitude:
direction = bus.findtext('d')
if direction.startswith('North'):
busid = bus.findtext('id')
print busid, lat
こんなに短いもので対応できる！
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コメント
次のURLにアクセスすると，シカゴの今のバス運行状況データが得ら
れます。
http://ctabustracker.com/bustime/map/getBusesForRoute.jsp?route
=22
なお，電車(train)のデータも公開されています。
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8.これからの社会
• 皆さんが生きて行く社会
• 皆さんが創り上げる社会
• 地球市民として（as an Earth Citizen）
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8.これからの社会
• 皆さんが生きて行く社会
• 皆さんが創り上げる社会
自分たちは何ができるのか？
みんなは何を求めているのか？
こんなことあればいいな，あんなことできればいいな。
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8.これからの社会
• 皆さんが生きて行く社会
• 皆さんが創り上げる社会
自分たちは何ができるのか？
みんなは何を求めているのか？
こんなことあればいいな，あんなことできればいいな。
新たな価値，その設計と実現
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9. まとめ
• 情報システムは社会基盤である。
• 情報システムは人類最大の創造物
• プロでなければ作れない！
• 幅広い能力が必要（専門から基礎まで）
• 学びのすべてが役立つ
• そして，学び方を学ぼう！
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9. まとめ
• 情報システムは社会基盤である。
• 情報システムは人類最大の創造物
• プロでなければ作れない！
• 幅広い能力が必要（専門から基礎まで）
• 学びのすべてが役立つ
• そして，学び方を学ぼう！
（注）ソフトウェア開発 ≠ プログラミング
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参考情報
STEM
Science
Technology
Engineering
Mathematics
My Opiniton:
STELM = Science, Technology, Engineering based on Language and Mathematics
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亀田の書簡（一部）
○○様
法律を学ぶにしても、文学を学ぶにしても、コンピュータとネッ
トワーク、すなわち、情報通信技術（ICT)とは無縁ではありえな
い。判例の検索、小説の執筆、作品の公開などなど、社会のど
んなシーンを切り出してももはやICTなしでは語れない。
亀田です。
亀田の問題意識は以下のようになっております。
１）我が国のソフトウェア開発・発信力は極めて弱い
２）21世紀は、ソフトウェアの重要度がさらに高まる。
３）プログラミング能力育成は重要。
理由： プログラミング教育を通じて、
このような観点から、プログラミング教育を活性化させたいと
思っております。古くから教育の現場で重要視されている能力
「読み、書き、そろばん」は、いまやすべてコンピュータ、すなわ
ち、ソフトウェアに深くかかわっています。
そのソフトウェアを学ぶことは、21世紀の地球市民にとっての
基本的な教養だと思います。ICTリテラシと倫理はすべての地
球市民が学ぶべきものだと、私は考えております。
a) 論理的思考能力が高まるので。
b) 個々人がOpen Data を
自らの必要に応じて使いこなせる
ようになるので。
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10. 最後に
これからの社会は変化が激しく，また，国
際化が前提です。いま学んでいる知識の多
くは２０年後には役立たないかもしれません。
でも適切に学習された知識はやがては結
晶化します。そして，今学ぶことで，「学び方
を学ぶこと」ができます。
大いに主体的に学ぶ ことで，皆さんの人
生を豊かにしてください。そして，社会に役
立ってください。お願いします。
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見学の勧め（再）
• 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.
2.
•
見学場所（施設名と所在地）、見学日時
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）
締切
•
平成２７年７月末日（提出先：研Ａ６階レポートボックス）
参考情報
1. わずか1000円の激安コンピュータ「CHIP」
http://gigazine.net/news/20150508-chip/
2. 人口130万人 エストニアから税理士や会計士が消滅した理由
http://www.excite.co.jp/News/world_g/20141029/Postseven_28
3759.html
3. これからの20年で現在のアメリカの雇用の50％以上がコン
ピューターに代替される
http://social-design-net.com/archives/9672
4. others
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