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講義概要/Course Information

2020/04/28 現在

科目基礎情報/General Information

授業科目名 /Course title (Japanese)	情報・ネットワーク工学専攻基礎
英文授業科目名 /Course title (English)	Fundamentals of Computer and Network Engineering
科目番号 /Code
開講年度 /Academic year	2020年度	開講年次 /Year offered	全学年
開講学期 /Semester(s) offered	前学期	開講コース・課程 /Faculty offering the course	博士前期課程
授業の方法 /Teaching method	講義	単位数 /Credits	2
科目区分 /Category	大学院専門教育科目 - 専門科目Ⅰ
開講学科・専攻 /Cluster/Department	情報・ネットワーク工学専攻
担当教員名 /Lecturer(s)	八木　秀樹、小林　聡
居室 /Office	西1-407（八木）、西9-735（小林）
公開E-Mail /e-mail	h.yagi@uec.ac.jp (八木), kobayashi.satoshi@uec.ac.jp (小林)
授業関連Webページ /Course website	http://www.comp.cs.uec.ac.jp/lectures/ (小林)
更新日 /Last updated	2020/03/02 17:05:38	更新状況 /Update status	公開中 /now open to public

講義情報/Course Description

主題および 達成目標 /Topic and goals	情報および情報通信工学の専門分野における第一線の技術者・研究者となるために，課題としたテーマに関する調査・立案・ 遂行・評価のプロセスができる（モデリング，数学的問題解決）能力と，倫理考察能力を身につけることが重要である。情報工学および情報通信工学における数理に基づく理論の代表例として，授業の前半では情報理論および符号理論，授業の後半では計算理論を題材とし，本学問分野に現れる数学的問題の解法例を学ぶ。 It is important to acquire advanced skills of mathematical modeling and solving problems to be an engineer/researcher in the field of informatics and communication engineering. The first half of this lecture provides basics of information and coding theories, which are fundamental and important theories for recent digital communication. The last half provides the fundamentals of computation theory. 到達目標：情報理論における情報量と符号化の役割，計算理論におけるTuring機械等の計算モデルと計算可能性の理論を理解できること
前もって履修 しておくべき科目 /Prerequisites	基礎数学 Basic Mathematics
前もって履修しておくこ とが望ましい科目 /Recommended prerequisites and preparation	特になし None
教科書等 /Course textbooks and materials	必要に応じて，資料を準備し配布する。 Handouts are provided in class.
授業内容と その進め方 /Course outline and weekly schedule	この授業の前半では，まずデジタル情報通信システムのモデル化について説明した後，情報理論で用いられる確率と統計的仮説検定の基礎を学ぶ．次に基本的な情報量について説明し，符号化の性能限界がこれらの情報量によってどのように特徴づけられるか学ぶ。さらに，理論的限界を達成する具体的な方法として誤り訂正技術と通信路符号について説明する。この授業の後半では，まず，有限オートマトンによる計算とその限界について説明した後，文法による計算について学び，受理計算モデルと生成計算モデルの違いを理解する。次に，Turing 機械の定義とその理論的性質，万能 Turing 機械について説明した後，計算機では解けない問題が存在することを理解する．最後に，他のさまざまな計算モデルについて解説する。 The first half of this lecture provides basics of information and coding theories, which are fundamental and important theories for recent digital communication. The last half provides the fundamentals of computation theory. 授業計画：　各週は，以下のスケジュールで行う。 Schedule: 第１週：　本講義の導入，情報通信システムの数理モデル Introduction and Model for Communication Systems 第２週：　情報通信システムに表れる確率分布と統計 Probability Distribution and Statistics 第３週：　統計的仮説検定の基礎 Basic Statistical Hypothesis Testing 第４週：　情報量１：エントロピー Information Measure 1: Entropy 第５週：　情報量２：相互情報量と通信路容量 Information Measure 2: Mutual Information and Channel Capacity 第６週：　通信路容量を目指す符号化：線形符号 Capacity Achieving Linear Codes 第７週：　誤り訂正符号化の数理 Mathematical Principle of Error Correcting Codes 第８週：計算理論とは Introduction to Computation Theory 第９週：　有限オートマトン Finite Automata 第１０週：　文法 Formal Grammars 第１１週：　Turing 機械 Turing Machine 第１２週：　万能 Turing 機械 Universal Turing Machine 第１３週：　停止問題の決定不能性 Undecidability of Halting Problem 第１４週：　セルオートマトン Cellular Automata 第１５週：　その他の計算モデル Other Computational Models
実務経験を活かした 授業内容 (実務経験内容も含む) /Course content utilizing practical experience
授業時間外の学習 （予習・復習等） /Preparation and review outside class	授業や演習内容について理解を深めるために，毎回の授業内容をよく復習すること。 Review of each class is important.
成績評価方法 および評価基準 （最低達成基準を含む） /Evaluation and grading	各課題に対するレポートの内容で習得具合を判定し，100点中60点以上を合格とする。 Evaluation is based on the assignments. The minimum score to pass is 60.
オフィスアワー： 授業相談 /Office hours	基本的には，講義のある曜日とする。 The same day of each class.
学生へのメッセージ /Message for students	情報や通信についての基礎的な話題を紹介するので，受講すると今後の研究に参考になると思われる。
その他 /Others	特になし None
キーワード /Keyword(s)	デジタル通信システム，通信路の数理モデル，情報量，通信路符号化，誤り訂正符号 計算，有限オートマトン，Turing 機械，計算可能性，決定可能，決定不能 digital communication system, mathematical channel model, information measure, channel coding, error-correcting code, finite automata, Turing machine, computability, decidability, undecidability