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2021年度 情報科学基礎Ⅰ B (3031)

クラス基本情報

科目区分 基盤科目 教職科目 情報
単位数 1 選択・必修・自由 選択
授業形態 講義 主な使用言語 英語
開講時期 履修登録システム 使用する
履修登録期間 2021/09/24~2021/10/08 履修取消期限 2021/10/08

教育プログラム別の履修区分

プログラム名 IS CB BS BN MS CP DS
履修区分
コア科目
履修方法 ・修士論文研究又は特別課題研究を履修する場合は、基盤科目及び専門科目から12単位以上履修すること。
・課題研究を履修する場合は、基盤科目及び専門科目から14単位以上履修すること。

授業科目概要

担当責任教員 岡田 実
担当教員 岡田実、池田和司、林優一、新井 イスマイル、市川昊平
教育目的/学修到達目標 【教育目的】
情報科学領域の研究を行うためには、コンピュータやネットワークの仕組みを知り、データがコンピュータやネットワークでどのように扱われるのか理解することが不可欠である。本講義では、必要となる論理回路、情報理論、符号理論などの基礎理論を理解し、コンピュータネットワークおよび暗号、セキュリティに関わる様々な基盤技術を使いこなせるようになることを目的とする。

【学修到達目標】
1) コンピュータネットワーク,暗号について説明、記述できる。
2) 情報理論,符号理論について整理、議論ができる。
3) ネットワークセキュリティについて俯瞰、表現できる。
4) 論理回路の設計について操作できる。
授業概要/指導方針 【授業概要/指導方針】
本講義はビデオアーカイブ視聴とレポート提出による。詳細は電子図書館HPと以下の各回のレポート提出方法を参照のこと。


Video
ビデオは情報科学基礎IA(春)を視聴のこと.
https://library.naist.jp/mylimedio/search/av2.do?target=local&bibid=94109

この講義では、論理回路、情報理論、符号理論といった情報科学領域の基礎理論について紹介し、さらに、暗号技術、ネットワーク技術、クラウドコンピューティング技術など基盤技術を概説する。
座学を中心とする。

【授業時間外学修(予習・復習等)の目安】
各回毎に授業内で与えられたAssignmentの予習2時間
各回毎に復習2時間程度

授業計画

[1限目 9:20-10:50] [2限目 11:00-12:30] [3限目 13:30-15:00] [4限目 15:10-16:40] [5限目 16:50-18:20] [6限目 18:30-20:00]
回数 日付 [時間] 担当教員 テーマ 内容
1 10/5 [3] 岡田 実 ブール代数と論理回路 デジタル論理回路の基礎となるブール代数を理解し、その上で、組み合わせ論理回路および順序論理回路の設計手法を学習する。
2 10/6 [3] 池田 和司 符号理論と通信量 シャノンの情報源符号化定理および通信路符号化定理について学習し、情報量および通信路容量の概念を理解する。なお、講義中ではレポート〆切は5月1日となっているが10月12日とし、提出先はNRSSとする。
3 10/7 [3] 池田 和司 情報圧縮と誤り訂正 前回の情報源符号化の理論に基づき、実際にデータの内容を保ちつつデータ量を削減する情報圧縮の手法を紹介する。また、通信路符号化の具体例としていくつかの誤り訂正符号を学習する。なお、講義中ではレポート〆切は5月1日となっているが10月14日とし、提出先はNRSSとする。
4 10/7 [4] 林 優一 暗号技術基礎 現代暗号の基礎に焦点をあて、暗号化と復号に同一の鍵を用いる共通鍵暗号、暗号化と復号に別々の鍵(秘密鍵と公開鍵)を用いる公開鍵暗号の仕組みを学ぶ。レポートの締め切り日については「授業日程」の欄で確認すること。
5 10/7 [5] 新井 イスマイル ネットワークアーキテクチャ1  コンピュータネットワークの基本的な構成と、インターネットで世界的に普及し運用されているTCP/IPの仕組みを学習する。
6 10/8 [3] 新井 イスマイル ネットワークアーキテクチャ2 TCP/IPの再送制御、コネクション管理、フロー制御、輻輳制御、DNS、DHCP、NATといった各技術について仕組みを学習する。
7 10/8 [4] 岡田 実 IoT技術基礎 センサを始めとする様々なものがネットワークにつながるIoT (Internet of Things)の概要とIoTを支えるワイヤレスネットワーク技術について紹介する。
8 10/8 [5] 市川 昊平 クラウドコンピューティング基礎 クラウドコンピューティングシステムの基礎と、クラウドコンピューティングの実現を支えるために必須となる仮想化技術・ソフトウェアについて紹介する。

授業日程

[1限目 9:20-10:50] [2限目 11:00-12:30] [3限目 13:30-15:00] [4限目 15:10-16:40] [5限目 16:50-18:20] [6限目 18:30-20:00]
回数 日付 時間 講義室 備考
1 10/5 3 エーアイ大講義室[L1](IS) 講義は[Video(PC)]、または、[Video(mobile)]から視聴してください。 レポートはmokada@is.naist.jpに送付してください.〆切は10月18日までとします.
2 10/6 3 エーアイ大講義室[L1](IS)
3 10/7 3 エーアイ大講義室[L1](IS)
4 10/7 4 エーアイ大講義室[L1](IS) 講義は[Video(PC)]、または、[Video(mobile)]から視聴してください。 レポートの締切は10/14です。GooleFormsでの提出です。講義ビデオの最後にURLが案内されています。 質問はGooleFormsから行ってください。
5 10/7 5 エーアイ大講義室[L1](IS) 講義ビデオと課題はGoogle Classroomにあります。個人のGoogleアカウントでGoogle Classroomを開いて以下のクラスコードを入力して参加してください。 Google Classroomのコード:wofn5uo https://classroom.google.com
6 10/8 3 エーアイ大講義室[L1](IS) 講義ビデオと課題はGoogle Classroomにあります。個人のGoogleアカウントでGoogle Classroomを開いて以下のクラスコードを入力して参加してください。 Google Classroomのコード:wofn5uo https://classroom.google.com
7 10/8 4 エーアイ大講義室[L1](IS) 講義は[Video(PC)]、または、[Video(mobile)]から視聴してください。 レポートはmokada@is.naist.jpに送付してください.〆切は10月21日までとします.
8 10/8 5 エーアイ大講義室[L1](IS) 講義は[Video(PC)]、または、[Video(mobile)]から視聴してください。 レポート〆切は10/30です。ichikawa@is.naist.jpまでメールでレポートを提出してください。質問などもichikawa@is.naist.jpまで。

テキスト・参考書

テキスト なし。講義資料・スライドはウェブに掲載する。
参考書 Niklaus Wirth: Digital Circuit Design for Computer Science Students: An Introductory Textbook, Springer, 1995.
Andrew S. Tanenbaum: Computer Networks 5th Edition: Prentice Hall, ISBN-13: 978-0132126953
George F. Coulouris, Jean Dollimore, Tim Kindberg, Gordon Blair: Distributed systems: concepts and design 5th edition, Pearson education,2011.
MacKay D.J.C.: Information Theory, Inference, and Learning Algorithms, Ver. 7.2, Cambridge Univ. Press, 2005.

その他

履修条件 特になし
オフィスアワー Email (mokada@is.naist.jp)に連絡の上、調整する。
成績評価の方法と基準 5段階(秀・優・良・可・不可)で評価する。
講義毎の小レポートで評価する。
関連科目 特になし
関連学位 工学
注意事項 特になし

授業関連URL

内容
video archive link

配布資料

  資料名 備考 公開期限
Slides for #8 2022/01/03 学内専用
Slides for #1 2022/01/03 学内専用
Slides for #7 2022/01/03 学内専用
Slides for #4 2022/01/04 学内専用