計算工学専攻シラバス （2007年度) 注：大学院学習案内及び教授要目は入学時に配付されたCD-ROMを参照すること． 担当教員および開講時期は，CD-ROM(H19年度版)の情報が正しいので， 以下の情報と万が一食い違う場合は CD-ROM(H19年度版)の情報を使用すること． ========================================================================= 講 義 名　バイオインフォマティクス (Bioinformatics) 開講学期　前学期　単 位 数 2-0-0 担当教員 　秋山 泰 教授　西８Ｅ棟５階506号室　内線番号: 3645 【講義の目的】 生命のメカニズムを情報論的に捉えるバイオインフォマティクスは，複雑な生 命体を理解し制御するための新しい学問として注目されるだけでなく，膨大で 多様なデータから意味を抽出するために様々な最新の数理的手法の応用が試さ れる興味深い現場でもある．当講義では，生命を情報システムとして捉える新 しい学問分野について概観しながら，様々な数理的技法が融合的に応用される 様子を紹介し，情報工学の社会的な応用の実例を学ぶ． 【知識ユニット】 ゲノム解析，トランスクリプトーム解析，プロテオーム解析，細胞内ネットワー ク解析，ケモインフォマティクス，創薬インフォマティクス 【関連科目】 ←確率と統計（学部），情報認識 （学部），生命知識論第一（学部），生命 知識論第二（学部），パターン情報処理，機械学習 【教科書・参考書等】 教科書：資料配布 参考書：バイオインフォマティクスの数理とアルゴリズム，阿久津達也著，共 立出版, 2007.　生物配列の統計，岸野洋久・浅井 潔著，共立出版, 2003. 【講義計画】 １．バイオインフォマティクスと数理 ２．ゲノム解析（１） ３．ゲノム解析（２） ４．トランスクリプトーム解析（１） ５．トランスクリプトーム解析（２） ６．プロテオーム解析（１） ７．プロテオーム解析（２） ８．細胞内ネットワーク解析（１） ９．細胞内ネットワーク解析（２） １１．ケモインフォマティクス（１） １２．ケモインフォマティクス（２） １３．創薬インフォマティクス（１） １４．創薬インフォマティクス（２） １５．技術動向と課題 【成績評価】 期末レポートにより評価する． 【担当教員からの一言】 特になし ========================================================================= 講 義 名 プログラム理論 （Mathematical Theory of Programs） 開講学期 前学期 (西暦偶数年開講) 単 位 数 2-0-0 担当教員 米崎 直樹 教授 西８Ｅ棟８階803号室 内線：3043 【講義の目的】 プログラミング言語の様々な意味定義手法について学び，プログラミング言語の形式 的な取り扱いやプログラムの検証などを習得する． 【知識ユニット】 操作的意味論，表示的意味論，公理的意味論，プログラムの検証，ドメイン理論，属 性文法 【関連科目・履修の条件等】 ← 計算基礎論（学部） →ソフトウェア論理学，並行システム論 参考書: The Formal Semantics of Programming Languages Glynn andWinskel 著，MIT Press，1993 【講義計画】 1. プログラムの意味論とは 2. 基本概念 3. 操作的意味論（式の評価，コマンドの実行） 4. 種々の帰納的定義と帰納法原理 5. 操作的意味論における証明 6. 表示的意味論（１） 7. 表示的意味論（２） 8. 公理的意味論（１） 9. 公理的意味論（２） 10. Hoare 規則の健全性と完全性 11. プログラムの検証 12. ドメイン理論（１） 13. ドメイン理論（２） 14. 属性文法（１） 15. 属性文法（２） 【成績評価】 期末試験により評価する． 【担当教員からの一言】 特になし ========================================================================= 講 義 名 並行システム論 (Concurrent System Theory) 開講学期 前学期（英語講義） 単 位 数 2-0-0 担当教員 米崎 直樹 教授 西８Ｅ棟８階803 号室 内線：3043 【講義の目的】 並行処理を記述するための概念と形式化の手法を，代数的な立場と論理的な立場から 学ぶことを目的とする．さらに，そのような形式化を用いて，並行システムの検証や 設計を行なう方法についても学ぶ． 【知識ユニット】 並行プロセス，代数的モデル，軌跡，観測等価，双模倣，CSP，CCS，動的論理，時 相論理 【関連科目・履修の条件等】 ←プログラム理論 →計算機環境論，非同期システム論 参考書: 1. Handbook of Theoretical Computer Science (Vol. B): Formal Models and Semantics (Chapter 19) J. Van Leeuwen 編，Elsevier Science Pub. B.V., 1990 2. Communicating Sequential Processes, C.A.R. Hoare 著，Prentice-Hall，1985 3. Communication and Concurrency, A.J.R.G. Milner 著，Prentice-Hall 1989 4. Process Algebra, Tracts in Theoretical Computer Science 18 J.C.M. Baeten, W.P. Weijland 著，Cambridge University Press，1990 【講義計画】 1. プロセス，イベント，繰り返しと再帰 2. プロセスの軌跡 3. 軌跡に関する演算 4. 並行性 5. 例とデッドロックに関する証明 6. 決定性，インターリービング 7. 動作と観測 8. CCS によるプロセスの表現 9. 双模倣と等価性 10. 等価性判定のための完全な公理系 11. プロセス論理 12. 動的論理 13. 時相論理による形式化 【成績評価】 小レポート（約7 回）と期末テストにより評価する． 【担当教員からの一言】 特になし ========================================================================= 講 義 名 人工知能特論 (Advanced Artificial Intelligence) 開講学期 前学期 単 位 数 2-0-0 担当教員 篠田 浩一 助教授 西８Ｅ棟４階402 号室 内線：3526 【講義の目的】 人工知能基礎で学んだ基盤技術について，最新の研究成果を詳細に検討する．推論機 構特論，ヒューマンインタフェース，機械学習の各講義への導入および認知科学など の関連する分野の紹介も行なう． 【知識ユニット】 人工知能における計算（知識表現と計算量），推論（非単調推論，仮説推論，不確実 な推論，メタ推論），信念，フレーム問題，環境，分散，並列，認知科学への導入 【関連科目・履修の条件等】 ←人工知能基礎論（学部） →推論機構特論，ヒューマンインタフェース，機械学習 【教科書・参考書等】 教科書: エージェントアプローチ人工知能(Artificial Intelligence | A Modern Approach) S.J. Russell, P. Norvig 著，古川康一監訳，共立出版，1997 参考書: 人工知能大辞典(Encyclopedia of Arti_cial Intelligence) S.C. Shapiro 他編，大須 賀節夫監訳，丸善，1987 【講義計画】 1. 人工知能の基本テーゼ：計算主義，表象主義 2. 知識表現と計算量１：プロダクションシステム，RETE アルゴリズム 3. 知識表現と計算量２：フレーム 4. 非単調推論１：閉世界仮説，デフォルト推論 5. 非単調推論２：極小限定 6. 仮説推論，ＡＴＭＳ 7. 不確実な推論：確信度，ベイズ，ファジー 8. 信念の取り扱い 9. メタ推論 10. 状態と変化：フレーム問題 11. 環境との関係：状況内オートマタ，包摂アーキテクチャ 12. 分散，並列１：アクター，マルチエージェント 13. 分散，並列２：K-結線，心の社会 14. 認知科学：記憶，メンタルモデル，意識，感情 15. まとめと展望 【成績評価】 中間レポート，期末レポートにより評価する． 【担当教員からの一言】 「知能」とは何か，考えてみて下さい． ========================================================================= 講 義 名 マルチメディア情報処理論 (Multi-media Information Processing) 開講学期 前学期 単 位 数 2-0-0 担当教員 亀井 宏行 教授 西８Ｅ棟６階603号室 内線：3031 齋藤 豪 助教授 西８Ｅ棟４階405号室 内線：3956 【講義の目的】 画像音声情報の分析，圧縮のためのデジタル信号処理技法，画像音声認識のための特 徴抽出，パターンマッチング手法について学ぶ． 【知識ユニット】 適応量子化，DCT， 適応符合化，ベクトル量子化等の画像・音声の符合化技術，有 声音，無声音，ピッチ，ホルマント等の音声信号の構造，スペクトラム，線形予測モ デル，メル尺度，マスキング，音声符合化技術，コンピュータビジョンの画像分析諸 手法，画像，音声の知的符合化技術，Wavelet 変換，部分空間法による画像認識，隠 れマルコフモデル，音声のＤＰマッチング，ステレオマッチング，動画の分析 【関連科目・履修の条件等】 ←数値計算法（学部），情報認識（学部） →コンピュータグラフィクス 参考書: 1. 信号・画像のディジタル処理，有本卓著，産業図書，1980 2. マルチメディア工学，中嶋正之編，昭晃堂，1994 3. Morphological Methods in Image and Signal Processing C.R. Giardina and E.R. Dougherty 著，Prentice Hall，1988 【講義計画】 1. 音声信号の構造と人の音声知覚の特性 2. 音声の前処理：窓，相関行列，スペクトラム，ケプストラム 3. 音声合成モデル：声道モデル，格子型フィルタ，線形予測モデル 4. 画像の符合化技術：情報圧縮の原理，DCT，ファクシミリの情報圧縮 5. 音声の符合化技術：適応量子化，適応符合化，ベクトル量子化 6. 画像，音声の知的符合化 7. 多重解像度とWavelet 変換 8. パターンマッチングと弛緩法 9. 部分空間法とその変形，判別分析 10. 音声の特徴抽出と心理的に妥当な近さの尺度 11. 音声のＤＰマッチング 12. マルコフモデルと隠れマルコフモデル 13. 画像の強調，二値化，エッジ抽出，線分抽出，ゼロクロッシング，プライマルスケッチ 14. 表面の認識とステレオマッチング（2 + 1=2D スケッチ） 15. 動画の分析：方向選択性，対応付け，オプティカルフロー 【成績評価】 期末レポートにより評価する． 【担当教員からの一言】 特になし ========================================================================= 講 義 名 オペレーティングシステム特論 (Advanced Operating Systems) 開講学期 後学期 単 位 数 2-0-0 担当教員 渡部 卓雄 助教授 西8E棟8階805号室 内線：3690 【講義の目的】 分散オペレーティングシステムの設計・構築に必要な種々の概念やアルゴリズムを学 ぶ． 【知識ユニット】 分散システムの基礎概念，分散システムのモデル化，分散OS のためのアルゴリズム， ネットワーク，プロセス間通信，セキュリティ 【関連科目・履修の条件等】 ←オペレーティングシステム（学部），計算機アーキテクチャ特論 参考書: 1. Distributed Systems | Concepts and Design (2nd ed.) G. Coulouris, J. Dollimore and T. Kindberg 著，Addison-Wesley, 1994 2. Distributed Systems (2nd ed.) S. Mullender 編，ACM Press/Addison-Wesley, 1993 【講義計画】 1. ネットワークとインターネットワーキング（１）：概要とアプリケーション 2. ネットワークとインターネットワーキング（２）：プロトコルと実装 3. プロセス間通信とRPC 4. 分散オペテーティングシステム（１）：概念 5. 分散オペテーティングシステム（２）：ケーススタディ 6. ファイルシステム 7. ネームサービス／セキュリティ 8. 分散システムのモデルと仕様（１）：仕様記述方式 9. 分散システムのモデルと仕様（２）：ケーススタディおよび演習 10. 時刻管理(Time & Coordination) 11. トランザクション（１）：並行性制御 12. トランザクション（２）：分散トランザクション 13. 複製管理(Replication) 14. 分散共有メモリ 【成績評価】 期末レポートにより評価する． 【担当教員からの一言】 特になし ========================================================================= 講 義 名 計算環境論（Foundations of Computing Environments） 開講学期 後学期（英語講義） 単 位 数 2-0-0 担当教員 徳田 雄洋 教授 西８Ｅ棟９階906 号室 内線：3213 【講義の目的】 現代的な計算環境は，ネットワーク，オペレーティングシステム，データベース等の 並行型システムや分散型システムによって支えられている．これらの並行型システム および分散型システムのための基本的アルゴリズムの設計原理を理解する． 【知識ユニット】 並行型アルゴリズム・分散型アルゴリズムの基礎概念，並行型アルゴリズム・分散型 アルゴリズムの検証方法，排他制御問題，通信問題，協調問題 【関連科目・履修の条件等】 ←オペレーティングシステム（学部），並行システム論 参考書: 1. Principles of Concurrent and Distributed Programming, M. Ben-Ari Prentice-Hall, 1990 2. Distribute Algorithms, N. A. Lynch, Morgan Kaufmann, 1996 【講義計画】 1. 基本概念：並行型システム，分散型システム 2. 並行型システム（１）：並行型排他制御法２種，一般化 3. 並行型システム（２）：並行型排他制御法２種の検証 4. 並行型システム（３）：上位と下位の並行型排他制御 5. 分散型システム（１）：分散型問題，通信モデル 6. 分散型システム（２）：分散型排他制御の実例 7. 分散型システム（３）：分散型排他制御法２種 8. 分散型システム（４）：分散型排他制御法２種の検証 9. 分散型システム（５）：分散型合意問題 10. ネットワークシステム（１）：グラフ上の分散型排他制御問題 11. ネットワークシステム（２）：グラフ上の分散型終了判定問題 12. ネットワークシステム（３）：グラフ上の分散型経路制御問題 13.まとめと展望 【成績評価】 演習と期末テストにより評価する． 【担当教員からの一言】 特になし ========================================================================= 講 義 名 ソフトウェア論理学 (Logic and Software) 開講学期 前学期 単 位 数 2-0-0 担当教員 西崎 真也 助教授 西８Ｅ棟８階802 号室 内線：3506 【講義の目的】 ソフトウェアの基礎理論、とくに、コンピュータサイエンスの観点から数理論理学に ついて講義する。 【知識ユニット】 述語シーケント計算，等号，自然演繹(述語論理、証明の正規化) シーケント計算(述 語論理、カット除去) 型理論(単純型体系、高階型体系) 型推論アルゴリズムさまざま な論理学(高階論理、線型論理など) 【関連科目・履修の条件等】 ←プログラム理論 →推論機構特論 参考書: 1. Proofs and Types J.-Y.Girard et.al. Cambridge Univ.Press 2. Handbook of Logic in Computer Science S. Abramsky, Dov M. Gabbay, T.S.E. Maibaum 編，Clarenden Press，1992 3. Logic and Structure, D. van Dalen, Springer, 1997 【講義計画】 1. 自然演繹(1) 構文 2. 自然演繹(2) 証明の正規化 3. シーケント計算(1) 構文 4. シーケント計算(2) 自然演繹との対応 5. シーケント計算(3) カット除去 6. 型つきλ計算(1) 単純型つきλ計算 7. 型つきλ計算(2) 論理学との対応 8. 型推論アルゴリズム 9. 型つきλ計算(3) 10. 型つきλ計算(4) 11. 高階論理 12. 線型論理 13. まとめ 【成績評価】 複数回の小レポートと小テストにより評価する。 【担当教員からの一言】 特になし ========================================================================= 講 義 名 機械学習(Machine Learning) 開講学期 後学期 単 位 数 2-0-0 担当教員 村田剛志 助教授 (西8E棟5階503号室) 内線：2684 【講義の目的】 人工知能における学習手法について論ずる。学習における入力データや得られる知識 の表現として、決定木やルールなどの基本事項を学ぶとともに、知識発見や構造 を持っ たデータからの学習などの応用についても考察する。 【知識ユニット】 ルール、決定木、クラスタリング、データマイニング、学習、推論、問題解決、知識 表現、発見 【関連科目・履修の条件等】 ←人工知能特論 参考書: 1. Data Mining: Practical Machine Learning Tools and Techniques with Java Implementations, I. H. Witten, E. Frank, Morgan Kaufmann, 1999. 【講義計画】 1. 機械学習とデータマイニング, Weka 2. 構造の記述, 学習結果の応用例 3. 概念空間, バイアス 4. 入力データ形式, 分類学習, 相関学習 5. 入力データ形式, クラスタリング, 数値予測 6. 属性の型と変換, 名義量, 順序量, 間隔量, 比量 7. 知識表現, 決定木, 分類ルール, 両者の変換, ルールの解釈 8. 相関ルール, 事例ベースの表現, クラスタの表現 9. 基本的な学習アルゴリズム, Naive Bayes 10. 決定木, 情報利得, 利得比 11. カバーリングアルゴリズム, ルールと決定木 12. 学習結果の評価, クロスバリデーション 13. t-検定, 最小記述長原理 14. まとめ 【成績評価】 レポートおよび講義への貢献により総合的に評価する． 【担当教員からの一言】 ========================================================================= 講 義 名 コンピュータグラフィックス(Computer Graphics) 開講学期 前学期（偶数年日本語，奇数年英語講義） 単 位 数 2-0-0 担当教員 中嶋 正之 教授 西８Ｅ棟４階406 号室 内線：2183 【講義の目的】 ＣＡＤ／ＣＡＭ，シミュレーション，科学，工学，産業，医用，芸術，ゲーム，教育， 等のコンピュータ応用分野において広く利用されるようになってきた映像・画像生成 の技法について学ぶ．また最先端のＣＧ作品の鑑賞も行う． 【知識ユニット】 ２次元ＣＧ，デジタル画像処理，映像の符号化法，３次元ＣＧ，モデリング，カラー の取り扱いレンダリング手法，レイトレーシング法，テクスチャーマッピング法，ボ リュームレンダリング法，フラクタル，可視化技法，自然物体の生成法，人間のＣＧ 表現 【関連科目・履修の条件等】 ←マルチメディア情報処理論 →ヒューマンインターフェイス 参考書: 1. ３次元ＣＧ，中嶋正之編著，オーム社，1994 2. コンピュータグラフィクス，安居院猛，中嶋正之著，昭晃堂，1993 【講義計画】 1. ２次元ＣＧについて１：ＣＧについて，図形の表示，滑らかな曲線の表示 2. ２次元ＣＧについて２：ディジタル画像の表示，画像処理，ディザ法，カラー画 像の表示，色の取扱 3. ２次元ＣＧについて３：画像圧縮符号化法，JPEG，MPEG 4. ３次元ＣＧの基礎：グラフィックス要素の取扱，隠線隠面消去法，モデリング 5. レンダリング手法：陰影処理，スムーズシェーディング，影の付与 6. レイトレーシング法：スネルの法則，光線の追跡法，高速化技法 7. テクスチャーマッピング法：基本的なマッピング法，各種のマッピング法 8. ボリュームレンダリング法：ＣＴ断層画面の立体表示，３角形パッチの生成，新しい技法 9. フラクタル：フラクタルについて，１／ｆ雑音，フラクタル図形の生成法，ブラ ウン運動，フラクタル次元，自己相似 10. 可視化技法：サイエンスビジュアライゼーション，可視化技法 11. 自然物体の生成法とその応用：パーティクルシステム，手続き的方法，マッピング法 12. 人間のＣＧ表現とその応用：人間の動作解析，人間の各部位のＣＧ画像生成，次 世代通信 13. ＣＧの今後の動向：マルチメディアとＣＧ，ゲーム応用，ＶＲ 【成績評価】 ＣＧ作品の提出及び期末試験または期末レポートにより評価する． 【担当教員からの一言】 本年度は奇数年にあたり、主として国際コースの学生を対象にすべて英語で講義す る。来年度は日本語で講義するので、日本人の学生は来年受講して欲しい。 ========================================================================= 講 義 名 符号理論特論(Advanced Coding Theory) 開講学期 前学期 単 位 数 2-0-0 担当教員 藤原 英二 教授 西８Ｅ棟７階702 号室 内線：2686 【講義の目的】 符号理論の計算機への応用の現状と実用的な符号構成の手法について講義する． 【知識ユニット】 応用概論，半導体メモリ用符号，ファイルメモリ用符号 【関連科目・履修の条件等】 ←代数系と符号理論（学部） 【教科書・参考書等】 教科書: Error Control Coding for Computer Systems T.R.N. Rao, E. Fujiwara 著， Prentice-Hall International, 1989 参考書: Essentials of Error-Control Coding Techniques H. Imai 編，Academic Press，1990 【講義計画】 1. 応用概論：通信システム，計算機システム，ＡＶ機器，への応用の現状 2. ビット誤り制御符号１：Parity 符号，Hamming SEC-DED 符号 3. ビット誤り制御符号２：Hsiao SEC-DED 符号 4. ビット誤り制御符号３：符号構成技法（奇数重み列符号，巡回性符号） 5. バイト誤り制御符号１：単一バイト誤り検出・SEC-DED 符号 6. バイト誤り制御符号２：単一バイト誤り訂正符号 7. バイト誤り制御符号３：単一バイト誤り訂正・二重バイト誤り検出符号 8. （ビット＋バイト）誤り制御符号 9. 誤り位置指摘符号，誤り保護符号 10. 磁気テープ用符号：ＶＲＣ／ＬＲＣ，最適矩形符号，ＡＸＰ符号 11. 磁気ディスク用符号：Fire 符号，Reed-Solomon 符号，インターリーブ 12. 光ディスク用符号：ＣＩＲＣ，ＬＤＣ 【成績評価】 期末試験により評価する． 【担当教員からの一言】 奇数年度は、主に国際コースの学生を対象にすべて英語で講義する。 偶数年度は日本語で講義する。 ========================================================================= 講 義 名 推論機構特論(Machine Inference) 開講学期 後学期 単 位 数 2-0-0 担当教員 佐藤 泰介 教授 西８Ｅ棟５階502 号室 内線：2186 【講義の目的】 数理論理の基礎である一階述語論理を中心にした演繹推論 の技術と、ベイジアンネットを中心にした確率推論の 技術について講義する． 【知識ユニット】 命題論理、述語論理Hilbert の体系、完全性、健全性単一化、 確率論、統計学 【関連科目・履修の条件等】 ←ソフトウェア論理学，人工知能特論 参考書: 1. 1. Symbolic Logic and Mathematical Theorem Proving, Chin-liang Chang, Richard Char-Tung Lee 著，Academic Press，1973. 2. エージェントアプローチ人工知能(Artificial Intelligence -- A Modern Approach) S.J. Russell, P. Norvig 著，古川康一監訳，共立出版，1997. 【講義計画】 1. 講義の概要 2. 命題論理 3. 述語論理とHilbert の体系 4. 健全性、完全性定理の証明 5. モデル論：超実数の存在 6. ゲーデル化と不完全性定理 7. パターンマッチングと単一化アルゴリズム 8. 分解証明法 9. Factoring とParamodulation 10. ベイジアンネットの概要 11. 単結合ベイジアンネットとπλ計算 12. 複結合ベイジアンネット 13. 結合木による計算 14. 近似計算法 15. ベイジアンネットの学習 【成績評価】 期末レポートにより評価する． 【担当教員からの一言】 特になし ========================================================================= 講 義 名 ヒューマンインタフェース(Human Interfaces) 開講学期 前学期（英語講義） 単 位 数 2-0-0 担当教員 古井 貞煕 教授 西８Ｅ棟６階602 号室 内線：3480 【講義の目的】 ヒューマンインタフェースのデザイン・構築技術と評価技術を論じる．基礎として， マルチモーダルインタフェースの動向，認知工学と人間工学の最新の知見，人間の情 報処理モデルを講義し，それらに基づいたデザインのあり方と評価技術を論じる．最 後に次世代ヒューマンインタフェースを展望する． 【知識ユニット】 基礎：認知工学, 人間工学, 人間の情報処理モデル, デザイン・構築技術：マルチモ ーダルインタフェース，デザイン・構築の実例, 評価技術：心理学的測定法 【関連科目・履修の条件等】 ←人工知能特論，マルチメディア情報処理論，コンピュータグラフィックス 参考書: 1. The Psychology of Human Computer Interaction, S.K. Card, T.P. Moran and A. Newell 著，Lawrence Erlbaum Associates, 1983 2. Human-Computer Interaction (2nd Edition), A. J. Dix, J. E. Finlay, G. D. Abowd and R. Beale 著, Prentice Hall Europe, 1998 3. ヒューマンインタフェース，田村 博編，オーム社，1998 【講義計画】 1. ヒューマンインタフェースの基礎(1)：マルチモーダルインタフェース 2. ヒューマンインタフェースの基礎(2)：オブジェクト指向インタフェース 3. ヒューマンインタフェースの基礎(3)：ハイパーメディアとCSCW 4. ヒューマンインタフェースの基礎(4)：認知工学と人間工学 5. 感覚・知覚・認知・運動の原理(1)：情報の統合機能 6. 感覚・知覚・認知・運動の原理(2)：視知覚・聴知覚 7. 感覚・知覚・認知・運動の原理(3)：人間の情報処理モデル 8. 感覚・知覚・認知・運動の原理(4)：人間の情報処理の原理 9. デザイン・構築と評価(1)：デザイン・構築の指針と技法 10. デザイン・構築と評価(2)：評価法(心理学的測定法) 11. デザイン・構築と評価(3)：デザイン・構築の実例 12. 次世代ヒューマンインタフェース(1)：人間主体のインタフェース 13. 次世代ヒューマンインタフェース(2)：バーチャルリアリティ 14. 次世代ヒューマンインタフェース(3)：今後の展望 【成績評価】 期末試験または期末レポートにより評価する． 【担当教員からの一言】 特になし ========================================================================= 講 義 名 音声情報処理特論(Speech Information Processing) 開講学期 後学期（奇数年開講・英語講義） 単 位 数 2-0-0 担当教員 古井 貞煕 教授 西８Ｅ棟６階602 号室 内線：3480 【講義の目的】 音声に含まれる種々の情報を統一的に処理する概念と原理，音声情報の圧縮法，合成 法，認識法などについて学ぶ. 【知識ユニット】 音声信号の統計モデル，統計的音声言語モデル，音声分析，音声符号化，音声合成， 音声認識，話者認識，探索手法 【関連科目・履修の条件等】 ←マルチメディア情報処理論，計算言語学 参考書: 1. Digital Speech Processing，Synthesis，and Recognition S.Furui 著，Mercel Dekker，1989 2. 音声情報処理，古井貞煕著，森北出版，1998 【講義計画】 1. 音声と言語 2. 音声に含まれる種々の情報の相互関係 3. 音声信号の統計的性質 4. 音声信号の分析法 5. 音声信号分析合成系 6. 音声符号化法 7. 音声合成法 8. 音声認識の基本原理 9. 音響処理モデル（隠れマルコフモデルとニューラルネットワーク） 10. 言語処理モデル 11. 探索手法・最適化法・適応化法 12. 話者認識法 13. 音声情報処理技術の応用 【成績評価】 期末試験または期末レポートにより評価する． 【担当教員からの一言】 特になし ========================================================================= 講 義 名 自律分散システム(Autonomous Decentralized System) 開講学期 前学期 単 位 数 2-0-0 担当教員 森 欣司 教授 西８Ｅ棟７階706 号室 内線：2664 【講義の目的】 成長・変動し続ける大規模システムにおけるニーズと技術課題を明らかにし，その解 決手法として自律分散システムのコンセプト，システムアーキテクチャ，技術を学習 する．さらに，これを基にした実アプリケーション事例を示し，システム設計論を理 解する． 【知識ユニット】 自律分散システムコンセプト，システムアーキテクチャ，オンライン拡張・保守技術， システムのフォールトトレランス技術，リアルタイムシステム 【関連科目・履修の条件等】 ←計算機アーキテクチャ（学部） →フォールトトレラントシステム論 参考書: Distributed Operating Systems, A. S. Tanenbaum, Prentice Hall, 1995 【講義計画】 1. 大規模システムのニーズと技術課題 2. 自律分散システムコンセプト 3. システムアーキテクチャ 4. 自律通信技術 5. 自律駆動技術 6. ネットワーク設計法 7. システムのフォールトトレラント技術 8. オンライン拡張技術 9. オンライン保守技術 10. トランザクション処理技術 11. 分散システム開発技術 12. システム評価技術 13. システムの分割と統合技術 14. リアルタイムシステムでの事例研究 15. 広域情報サービスシステムでの事例研究 【成績評価】 期末レポートにより評価する． 【担当教員からの一言】 システムのニーズを題材とし，システム技術の展開能力の向上の一助とするため，討 論および実地見学を交えて講義を進める． ========================================================================= 講 義 名 データ工学特論(Advanced Data Engineering) 開講学期 後学期 単 位 数 2-0-0 担当教員 横田 治夫 教授 西８Ｅ棟７階705 号室 内線：3505 【講義の目的】 データ工学は、データベース処理に代表されるような、格納された大量データに対する 高度な処理に関する研究分野であり、計算機システムの大きな利用分野の一つである。 大量のデータを対象とするため、いろいろなレベルでの高速化、高機能化のアプローチ が行われている。本講では、大量データ処理のため最新のメカニズム、アルゴリズム、 アーキテクチャ等について紹介する。 【知識ユニット】 トランザクションモデル，データウェアハウスとOLAP，インデックス手法，並列デー タベース演算，データリプリケーションと障害回復，ストレージシステム，ワークフロ ー管理システム，XMLデータベース 【関連科目・履修の条件等】 ←データベース（学部), 計算機アーキテクチャ第１（学部），計算機アーキテクチャ第 ２（学部） 参考書: 1. Transaction Processing: Concept and Techniques Jim Gray and Andreas Reuter Morgan Kaufmann Publishers, 1993.（邦訳：トランザクション処理−概念と技法−（上下）、日 経BP，2001） 【講義計画】 1. データ工学の基本概念 2. トランザクションモデル 3. トランザクションログの解析・マイニング 4. データウェアハウスとOLAP 5. 先進インデックス手法 6. データベース演算のコスト評価 7. データベース演算の並列化（１） 8. データベース演算の並列化（２） 9. 負荷均等化のアプローチ 10. データのリプリケーションと障害回復 11. ストレージシステム 12. 分散トランザクション 13. ワークフロー管理システム 14. XMLデータベース 【成績評価】 期末試験または期末レポートにより評価する． 【担当教員からの一言】 特になし ========================================================================= 講 義 名 情報セキュリティ特論(Advanced Information Security) 開講学期 後学期 単 位 数 2-0-0 担当教員 丸山 宏 講師(非常勤) 他 （学内連絡先） 徳田 雄洋 教授 西８Ｅ棟９階906 号室 内線：3213 【講義の目的】 講義の目的：情報セキュリティは領域が広く，どこか一部だけでも弱い点があるとそ こが破られる．したがって，情報セキュリティを確保するためには，幅広いセキュリ ティ知識が必要である．この講義では，特定のエリアに固執することなく，必要な知 識をバランス良くカバーすることを目標とする． 【知識ユニット】 情報セキュリティ，ネットワークセキュリティ，侵入検出，公開鍵インフラストラク チャ，暗号応用，電子商取引，著作権保護 【関連科目・履修の条件等】 ←オペレーティングシステム(学部)，計算機ネットワーク(学部) 参考書: 1. Network Security { Private Communication in a PUBLIC World, Charlie Kaufman, Rdia Perlman, Mike Speciner Prentice Hall 邦訳，ネットワークセキュリティ，石橋他訳，プ レンティスホール出版 2. Practical Unix & Internet Security Simon Garfinkel, Gene Spafford O'Reilly & Associates, 【講義計画】 1. 情報セキュリティ概論(ポリシー/運用の重要性，社会的背景など) 2. インターネットのセキュリティ(TCP/IP，ルーティング，ネーミングなど) 3. セキュリティホールと攻撃 4. 悪意のあるプログラム(ウィルス，トロイの木馬，ワーム) 5. 侵入検出と侵入者の追跡 6. 現代暗号とセキュリティ(共通鍵，公開鍵，メッセージダイジェスト) 7. 公開鍵インフラストラクチャ(X.509, PKIX, SPKI) 8. セキュリティプロトコル(SSL, SSH, IPSec, S/MIME, Kerberos など) 9. 暗号ライブラリとハードウェア(PKCS#11, CDMA, CAPI, JCA，スマートカードな ど) 10. 暗号応用(秘密分散，ゼロ知識証明など) 11. 認証とアクセスコントロール(バイオメトリクスを含む) 12. 電子商取引(SET，電子マネー，電子公証など) 13. 著作権とプライバシーの保護(電子透かし，P2P など) 14. Java のセキュリティ 【成績評価】 期末レポートにより評価する． 【担当教員からの一言】 特になし ========================================================================= 講 義 名 ネットワークプログラミング特論(Advanced Network Programming) 開講学期 後学期 単 位 数 2-0-0 担当教員 望月 祐洋 助教授 西６号館４階404 号室 内線：3519 【講義の目的】 インターネットを利用したネットワークアプリケーションを開発するための知識・手 法を、ミニプロジェクトを通じて実践的に学ぶ。アプリケーションの開発実習を通じ て、複数の通信プリミティブの設計思想、抽象化の違いや長所・短所を体感・考察す る。 【知識ユニット】 インターネットの基礎知識、クライアントサーバモデル、逐次／並行サーバ、ソケッ トプログラミング、遠隔手続き呼出し（RPC）、移動コード 【関連科目・履修の条件等】 C言語、Java言語の基礎知識を有することが望ましい。 参考書: 1. Douglas E. Comer and David L. Steven: Internetworking with TCP/IP Vol. 3 Linux/POSIX Sockets Version, Prentice Hall (2000) 2. Larry Peterson and Bruce S. Davie: Computer Networks: A Systems Approach, Morgan Kaufmann (1999) 【講義計画】 1. ネットワークの基礎知識 2. プログラミングの基礎知識 3. ソケットプログラミング(1)： 4. ソケットプログラミング(2)： 5. ソケットプログラミング(3)： 6. 見にプロジェクトのグループ・テーマ決め、議論 7. RPCプログラミング(1)：RPCのしくみ、XDR 8. RPCプログラミング(2)：C言語によるRPCプログラミング実習 9. RPCプログラミング(1)：Java RMIのしくみ 10. RMIプログラミング(2)：Java RMIプログラミング実習 11. Webサービスプログラミング：Webサービスの概要、SOAPプログラミング実習 12. 移動コード／エージェントプログラミング 13. ミニプロジェクト成果発表会 【成績評価】 論文要約課題、ミニプロジェクトの成果発表会により評価する。 【担当教員からの一言】 特になし ========================================================================= 講義名：パターン情報処理(Pattern Information Processing) 開講学期：前学期 (西暦偶数年開講) 単位数： 2-0-0 担当講師： 杉山　将　助教授　(西8E棟5階505号室) 内線：2699 講義の目的 　入力と出力の例からその背後に潜む入出力規則を推測することを教師付き学 習という．本講義では，統計的な立場から教師付き学習を議論し，その基礎的 概念と最新の手法を習得を目指す． 知識ユニット 統計的推測，汎化能力，回帰，正則化，モデル選択，能動学習 関連科目・履修の条件等 （学部）確率と統計 （学部）情報認識 データ解析特論(Advanced Data Analysis) 参考書 未定 講義計画 1. 導入 2. 教師付き学習の統計的定式化 3. 線形，カーネル，非線形モデル 4. 最小二乗学習 5. 重み付き二乗学習 6. 正則化学習 7. スパース学習 8. ロバスト学習 9. 誤差逆伝播アルゴリズム 10. 交差確認法 11. 汎化誤差の入力依存推定 12. 能動学習 13. まとめと今後の展望 成績評価 機械学習に関する小レポートと期末レポートにより評価する 担当教員からの一言 統計的機械学習は，学際的で応用範囲の広い学問です．講義を通して機械学習 の基礎的事項を身につけるだけでなく，学んだ知識が皆さん自身の研究に役立 つことを期待しています． ========================================================================= 講義名：データ解析特論(Advanced Data Analysis) 開講学期：前学期 (西暦奇数年開講) 単位数： 2-0-0 担当講師： 杉山　将　助教授　(西8E棟5階505号室) 内線：2699 講義の目的 本講義では，データの中に潜んでいる有益な構造を見つけ出すための基礎的な 考え方と実用的な手法の習得を目指す． 知識ユニット 教師無し学習，冗長データ表現，次元削減， クラスタリング，外れ値検出，独立成分分析 関連科目・履修の条件等 （学部）確率と統計 （学部）情報認識 パターン情報処理(Pattern Information Processing) 参考書 未定 講義計画 1. 導入 2. 擬似双直交基底 3. 主成分分析 4. カーネル主成分分析 5. 非ガウス成分分析 6. スペクトルを用いた次元削減 7. K平均クラスタリング 8. スペクトルクラスタリング 9. 外れ値検出 10. カーネル外れ値検出 11. 独立成分分析 12. ブラインド信号分離 13. まとめと今後の展望 成績評価 知的データ解析に関する小レポートと期末レポートにより評価する 担当教員からの一言 講義で学んだ手法を身につけるためには，実際に使ってみることが重要です． 皆さんの身の回りにあるデータに適用して，データ解析を行ってみて下さい． ========================================================================= . 講義名：自然言語処理特論(Natural Language Processing) . 開講学期：後学期 . 単位数：2-0-0 . 担当講師：徳永健伸助教授(西8E棟6階605号室) 内線：2685 . 講義の目的 言語を記号の計算システムとして捉える考え方に基づき，コンピュータによって 言語を扱うための基礎的な概念や技術について学ぶ． . 知識ユニット 形態素解析，統語解析，意味解析，談話解析，対話処理，文脈自由文法，素性構 造 . 関連科目・履修の条件等 人工知能基礎論(学部)，人工知能特論 . 参考書 . Allen, J.: Natural Language Processing 2nd ed., Benjamin (1994).Jurafsky, D. & Martine, J. H.: Speech and Language Processing, Prentice Hall (2000). . Jurafsky, D. & Martine, J. H.: Speech and Language Processing, Prentice Hall (2000). . Dale, R., Moisl, H. and Somers, H.: Handbook of Natural Language Processing, Mercel Dekker (2000). ▼ 講義計画 . 1. 導入：言語へのアプローチ . 2. 形態素解析，品詞付け . 3. 文脈自由文法による自然言語の解析 . 4. 統語解析手法 . 5. 素性構造と単一化 . 6. 統計的統語解析 . 7. 意味の表現 . 8. 意味解析手法 . 9. 語義のあいまい性解消 . 10. 語彙的意味論 . 11. 談話解析 . 12. 対話管理 . 13. 言語生成 . 成績評価 宿題の提出，講義への貢献および期末試験によって総合的に評価する． . 担当教員からの一言 ========================================================================= 講義名：知識工学 (Knowledge Engineering) 開講学期：後学期 (西暦奇数年開講) 単位数：2-0-0 担当講師：徳永健伸 助教授 (西8E棟6階605号室) 内線：2685 　　　　　村田剛志 助教授 (西8E棟5階503号室) 内線：2684 講義の目的 データベースやWebなど，大規模なデータから知識や法則を見出すための方法と して， その内容に注目するアプローチと構造に注目するアプローチがある．本講義では これら のアプローチの具体例として，情報検索およびデータマイニングに関する基礎的 な概念 および技術について学ぶ． 知識ユニット 情報要求，文書・クエリの表現，索引付け，検索モデル，再現率・精度，ユーザ インタ ラクション，情報抽出，自動要約，QAシステム，データマイニング，Webマイニン グ，PageRank，HITS，Webコミュニティ，Trawling，Betweenness，トピックドリ フト，スケールフリー，スモールワールド，蝶ネクタイ構造 関連科目・履修の条件等 人工知能基礎論 (学部)，自然言語処理特論 参考書 . Baeza-Yates, R. and Ribeiro-Neto, B. Modern Information Retrieval, Addison Wesley, 1999. . 徳永健伸，情報検索と言語処理，東京大学出版会，1999. . Chakrabarti, S. Mining the Web -- Discovering Knowledge from Hypertext Data --, Morgan Kaufmann, 2003. 講義計画 1. 導入：知識へのアプローチ 2. 情報検索とは? 3. テキスト処理と索引付け 4. 性能評価 5. 検索モデル 6. ユーザインタラクション 7. 情報検索関連技術 8. Webマイニングとは 9. Web構造マイニング (1) ランキング 10. Web構造マイニング (2) ハブとオーソリティ 11. Web構造マイニング (3) 接続性分析 12. 構造ベースアプローチの欠点と対策 13. Webのモデル化 成績評価 宿題の提出，講義への貢献および期末試験によって総合的に評価する． 担当教員からの一言 ========================================================================= 授業名: ソフトウェア工学特論 開講学期: 前学期 単位: 2-0-0 担当教員: 権藤克彦 助教授，西8E棟8階 806号室 内線: 2810 米田友洋 教授， 西8E棟7階 703号室 内線：2687 講義の目的: ソフトウェアの生産性を向上させる工学的手法のうち， 下流(コーディング，保守，テスト，デバッグなど)に焦点をあてて概説する． 知識ユニット: 下流ソフトウェア工学， プロジェクト管理， 保守，ツール， 開発環境， ソフトウェア解析， テスト， デバッグ，XP， リファクタリング 関連科目・履修の条件等: ← ソフトウェア設計論 参考書: 特になし．資料を配布． 講義計画: 1. 導入，ソフトウェア工学とは，下流と上流, Bubbles don't crash，保守 2. コーディング 3. プロジェクト管理 4. メトリクス 5. デバッグ 6. ソフトウェアテスト，テスト駆動開発 7. プログラム解析，データフロー，制御フロー，プログラムスライス 8. ソフトウェア構成管理 9. ソフトウェア開発ツール 10. ソフトウェア開発環境, CASE 11. XP，ペアプログラミング, analysis-paralysis 12. リバースエンジニアリング，リファクタリング 13. まとめ 成績評価: レポート，期末試験，または期末レポートにより評価する． 担当教員より一言: 特にありません． ========================================================================= 講 義 名 ソフトウェア設計論 (Software Design Methodology) 開講学期 後学期 単 位 数 2-0-0 担当教員 佐伯 元司教授 西８Ｅ棟９階902号室 内線：2192 【講義の目的】 ソフトウェアの要求分析・設計技術について、実習を通じて 習得することを目的とする。 ゴール指向分析法、シナリオ分析法などの要求獲得法、オブジェクト指向法， 構造化手法、形式手法といった方法論の他に，要求管理管理技術についても学習する。 受講者は，実際にこれらの手法を用いて例題の仕様化を行い， 各自がその結果を発表し、比較、議論する。 【知識ユニット】 要求獲得法（ゴール分析, シナリオ分析）、ユースケースモデリング、 要求管理法（メトリックス, 追跡可能性, 変更管理）、 構造化手法（構造化分析法, 構造化設計法）， オブジェクト指向法（オブジェクト指向分析法, オブジェクト指向設計法）， 形式手法、ソフトウェアアーキテクチャ、ソフトウェアパターン ←プログラム理論 → ソフトウェア工学特論 参考書: 1. Applying UML and Patterns, Craig Larman 著、Prentice Hall, 1998. 2. UML Toolkit, Penker Erikson 著、Wiley, 1997. 3. 要求工学、大西、郷著、共立出版、2002. 4. 方法論工学と開発環境、鯵坂、佐伯著、共立出版、2002. 【講義計画】 1. ソフトウェアプロセス 2. 要求獲得法：ゴール指向分析とシナリオ分析 3. ユースケースモデリング法 4. 要求管理法とリポジトリ 5. 構造化分析法と構造化設計法 6. オブジェクト指向分析法 7. オブジェクト指向設計法とデザインパターン 8. 動作のモデリング法：状態図に基づく手法 9. 形式手法：モデル指向型言語 Z 10. ソフトウェアアーキテクチャ 11. CASEツール 12. 実習 13. 実習結果のレビュー、発表、討論 【成績評価】 レポート，発表により評価する． 【担当教員からの一言】 特になし ========================================================================= 講 義 名 フォールトトレラントシステム論 (Fault Tolerant Systems) 開講学期 後学期 単 位 数 2-0-0 担当教員 米田 友洋 教授 西８Ｅ棟７階703 号室 内線：2687 【講義の目的】 システムの故障が及ぼす影響を阻止し，高い信頼性を持つフォールトトレラントシス テムを実現するために，システム構成と回復，誤り検出，テスト生成，検証等の技術 について詳論する． 【知識ユニット】 多重化による耐故障設計，システム再構成，回復技術，分散システムのフォールトト レランス，自動テスト生成，故障シミュレーション，テスト容易化設計，形式的設計 検証 【関連科目・履修の条件等】 ←計算機アーキテクチャ特論 参考書: 1.フォールトトレラントシステムの構成と設計当麻喜弘，南谷崇，藤原秀雄 著，槇 書店，1991 2.フォールトトレラントコンピュータ南谷崇著，オーム社，1991 3. Fault-Tolerant Computing, Theory and Techniques Vol. I, II D.K. Pradhan編，Prentice Hall，1986 【講義計画】 1. フォールト・誤り・障害，フォールトトレランスのレベル 2. 多重化による耐故障設計 3. システム再構成，回復技術 4. フェイルセイフ技術 5. 分散システムのフォールトトレランス：耐故障時計同期 6. 分散システムのフォールトトレランス：ビザンチン合意 7. テスト生成：Ｄアルゴリズム 8. テスト生成：PODEM 9. 故障シミュレーション 10. テスト容易化設計 11. 形式的設計検証導入，時相論理 12. 検証アルゴリズム 13. 検証の効率化 【成績評価】 レポートおよび期末試験により評価する． 【担当教員からの一言】 特になし ========================================================================= 講 義 名 計算機アーキテクチャ特論 (Advanced Computer Architectures) 開講学期 後学期 単 位 数 2-0-0 担当教員 吉瀬 謙二 講師 西８Ｅ棟９階903 号室 内線：3698 【講義の目的】 パソコン，ワークステーション，携帯情報機器など計算機のダウンサイジング， パーソナル化に大きな役割を果たしているマイクロプロセッサについて，その 動向と先端技術について講義を行う．また，演習を実施することでマイクロプ ロセッサ技術を習得する． 【知識ユニット】 【関連科目・履修の条件等】 ←計算機アーキテクチャ第一（学部），計算機アーキテクチャ第二（学部） →フォールトトレラントシステム論，オペレーティングシステム特論 参考書: 【講義計画】 1. 導入：マイクロプロセッサ 2. ＲＩＳＣと命令レベル並列 3. スーパースカラプロセッサの基礎 4. 命令キャッシュ 5. 分岐予測（１） 6. 分岐予測（２） 7. 動的命令スケジューリング 8. データ値予測と投機処理（１） 9. データ値予測と投機処理（２） 10. データキャッシュ 11. メモリデータフロー 12. 低消費電力技術 13. チップマルチプロセッサ 【成績評価】 中間試験および，期末レポートにより評価する． 【担当教員からの一言】 特になし ========================================================================= 講 義 名 情報理工学インターンシップ1A, 2A, 1B, 2B (Internship on Information Science & Engineering 1A, 2A, 1B, 2B) 開講学期 1A 前学期 単 位 数 0-0-1 2A 前学期 単 位 数 0-0-2 1B 後学期 単 位 数 0-0-1 2B 後学期 単 位 数 0-0-2 担当教員 計算工学専攻長 【目的】 企業や外部の研究組織へ一定期間行き、情報理工学に関するインターンシップを行う。 申告・履修方法 インターンシップ期間と時期によって，1A, 2A, 1B, 2Bとなっている．前期は 1Aか2A，後期は1Bか 2Bを申告すること．おおむね２週間の場合は，1A, 1Bで １単位，４週間の場合は2A, 2Bで２単位を目安とする．履修する場合は，まず インターンシップ先，インターンシップの内容がわかる書類と学習申告書のコ ピーを指導教員経由で各専攻の教育委員に提出すること．就 職のガイダンスやセミナーなど，本科目の目的にそぐわないと判断されたもの は，単位取得を認められないので，インターンシップ先を選ぶ際にはその実施 内容を確認し，充分注意すること．具体的なインターンシップ先については上 記各専攻の教育委員に事前に相談されたい． 教科書，参考書： 特にないが，インターンシップ先で指定されることもある． 【内容】 内容についてはインターンシップ先で指定される．以下の例は，平成１８年度に行った１つの例である． 1. ガイダンス：その国の文化や会社の説明など 2. データベースの基礎知識 3. 関係データベース 4. 実体関連モデルとオブジェクト指向モデル 5. システム開発プロジェクト 6. ソフトウェア工学とソフトウェア開発サイクル 7. Cプログラミング実習 8. システム設計 9. ソフトウェアのテスト 10. C++によるオブジェクト指向プログラミングと実習 11. 品質管理（CMM, ISO9000など） 12. プロジェクトマネージメント 13. プレゼンテーション準備 14. 会社内でのプレゼンテーションと討論 【成績評価】 インターンシップ終了後のレポート提出や発表会により評価する． 【担当教員からの一言】 実社会での体験ができる貴重なチャンスです．積極的に履修することを強く薦 めます． ========================================================================= ここまで．