HOSEI UNIVERSITY

情報学基礎

コンピュータは何をしているのか ── 児玉 靖司

この授業で学ぶこと

コンピュータの発達に伴い、経営活動に関係のある情報学の基礎を学びます。 前半では、コンピュータの仕組みから情報の表現、情報通信ネットワークについて。 後半では、オペレーティングシステム、プログラミング言語などの基本ソフトウェアと応用技術、 その他、情報セキュリティ、IoT と社会について学びます。

情報学の幅広い範囲を扱いますので、予習・復習をすることが望ましいです。

この教材の使い方

各回のページにはその場で動かせるモデルが入っています。 論理ゲートは実際に 0 と 1 を切り替えられますし、 基数変換は途中の筆算まで見えます。 プログラミングの回には本物の JavaScript コンソールProlog の推論エンジンが埋め込んであります。 手を動かして、仕組みを体で覚えてください。

ページの最後に章末問題(各回 5 問・10 点満点)があります。 学籍番号と氏名を入れて提出するとその場で採点されます。 何度でも提出でき、最高点が成績になります。 全 14 回で 140 点満点です。

全14回

第 1 回
はじめに
情報学の全体像。ハードウェアとソフトウェア、IoT、ビッグデータ、xxxTech。
▶ 三層の仕分け/xxxTech/14回の地図
第 2 回
コンピュータとは(1)
五大装置、CPU、主記憶装置とメモリマップ、割込み、周辺装置とバッファ。
▶ 五大装置の図/メモリマップ/割込み判定
第 3 回
コンピュータとは(2)
論理ゲートから半加算器・全加算器・加算器を組み立てる。クロック。
▶ 論理ゲート/加算器/クロック波形
第 4 回
情報の表現(1)
データと情報、アナログとデジタル、標本化と量子化、ビット数と情報量。
▶ ノイズ耐性/標本化量子化/画像のデジタル化
第 5 回
情報の表現(2)
基数記法と基数変換、負の数(2 の補数)、固定小数点数と浮動小数点数。
▶ 基数変換ツール/2 の補数/IEEE 754
第 6 回
情報通信ネットワーク(1)
インターネットの設計思想、パケット交換、階層化とプロトコル、OSI 参照モデル。
▶ 回線を切る/OSI 7層/カプセル化
第 7 回
情報通信ネットワーク(2)
IP アドレスとクラス、ポート番号、DNS と名前解決、WWW、電子メール、SNS。
▶ IP を 2 進で見る/ドメイン木/名前解決/URL 分解
第 8 回
オペレーティングシステム(1)
OS が引き受けている 7 つの仕事。ファイル、メモリ、抽象化、マルチタスク、排他制御。
▶ 拡張子を変える/マルチタスク/ダブルブッキング
第 9 回
オペレーティングシステム(2)
汎用・組込み・リアルタイム OS。メモリの断片化、仮想メモリ、プロセス管理。
▶ 断片化/スワップ/プロセス状態遷移
第 10 回
プログラミング言語(1)
順次・分岐・繰返し。式と文、変数と代入、関数。JavaScript で書いて動かす。
▶ 本物の JavaScript コンソール/繰返しのトレース
第 11 回
プログラミング言語(2)
字句解析と構文解析、インタプリタ・コンパイラ・仮想機械、オブジェクト指向、関数型と論理型。
▶ 構文木/Person クラス/OCaml/Prolog が動く
第 12 回
情報セキュリティと暗号化
CIA、脅威とリスク、パスワード管理、共通鍵と公開鍵、ハイブリッド暗号、不正のトライアングル。
▶ シーザー暗号を破る/鍵配送問題/公開鍵
第 13 回
IoT と社会(1)
IoT とは、その歴史。無線通信技術、RFID、IPv6、ucode、クラウド。
▶ 無線の選び方/レジの時間/アドレス空間
第 14 回
IoT と社会(2)
IoT とセキュリティ、DDoS、食品トレーサビリティ、自律移動支援、自動運転、監視社会。
▶ DDoS/回収範囲/遅延と制動距離

章末問題と成績について

教科書

『情報学基礎』培風館(ISBN 978-4-563-01605-0)。文系の学生のための情報学の入門書です。