情報システムとは何か／定義 - システム情報科学専攻

情報システムとは何か ／定義
情報
・ what
・目的は何か？
・情報とは何か？
・どのように表現さ
れるのか？
例1
例2
例3
例4
OHP#
17-19
21,22
41-43
「手帳」は情報システムか？
「電子手帳」は情報システムか
「百科事典」は情報システムか？
「ロボット」は情報システムか？
システム工学基礎/ 情報システム
システム
情報と物やエネルギー
を結合するシステム
OHP#
2,3
20
23-25
•
•
•
•
を扱うための
1
・ how
・どんな機能が必要か？
・どのような仕組みが必要か？
・どんな形（構造）なのか？
・規模や性能はどうか？
OHP#
4-16
26-40
情報(information)とは ／定義
• 定義
– 「あることがらについてのしらせ，あるいは
判断を下したり行動を起したりするために必要な、
種々の媒体を介しての知識」 （岩波 広辞苑CD-ROM版,1998）
– 「(物事に関するニュースや知識)」
(岩波 情報科学辞典，1990）
ただし，情報科学辞典では「情報」という項目はない！
• 実際の意味 （我々に見える形で表現されたもの）
– 言語（文字，音声），図形（表，グラフ，図面），画像（写真，動画像，合成画像）の表現す
るもの
グラフ
800
700
70
60
600
画像
設計図面
50
500
40
400
30
300
20
200
供給
100
10
需要
0
0
90
91
92
93
システム工学基礎
94
95
2
96
97
98
99
文字領域
（TFC）
原画像
情報(information)とは ／表現
• 似た言葉
– 知識(knowledge)，事柄(thing)，情報量(amount
– データ(data)
• 情報の表現
– 文字表現
of information)
単位：ビット
（言語による）
人間向き
xは aより 3多い （標準日本語）
x is greater than a by 3
– 記号表現
x=a+3，a-3=x （数学記号）
x,a,3,+,= （ポーランド記法）
– 符号表現
78,61,33,21,3D
– 機械表現
011110000110000100110011
0010000100111100 （2進数表現）
• より高度な知識の表現
（JIS符号）
（標準英語）
（上のどっち？）
（人工知能分野の技術）
– 述語論理，意味ネットワーク，フレーム，黒板モデル
システム工学基礎
3
機械向き
情報システムの実例紹介
情報処理
生成
登録
伝達
変換
認識
個人，オフィス
都市，地域，社会
小さなシステム
テキストエディタ，ワープロ，
表計算，デジタルカメラ，
電子手帳，描画ツール
CD-R，（テレビ電話），
TeX，Mathematica
個人識別（指紋，声紋），
牛鼻紋
住所録データベース
大きなシステム
新聞編集 ，POS，アメダス，
気象衛星，VR，WWW，GIS
検索
運
用
予約
購入
保存
システム工学基礎
4
画像ファイリングシステム
電子メール，遠隔会議，
機械翻訳
GPS，リモートセンシング
図 書 館 デ ー タ ベ ー ス
（SwetScan），学術資料 デ
ータベース，銀行オンライン，
WWW
チケットぴあ，電子商取引，
デビットカード
図書館情報システム，仮想
博物館
実例：文書整形ツール（TeX）による情報処理
原テキストファイル
第2章では明度の交差を定義し，その累積として
画像交差値を定義する．感度の基本特性に
ついて調べ，Weber-Fechner則との等価性を
示す．また，正規ノイズを含む場合，
画像交差値が正規分布に従う統計量
であることを示し，
それを利用して照合しきい値の
設定法を導出する．
第3章では，テンプレート照合問題の
ための基本ア
ルゴリズムを与え，画像交差値の
上限予測値を用いた加速法に触れる．
第4章では，合成画像および実画像を用い
た実験結果について議論する．
第5章では，関連研究との比較に
おいて画像交差値の意義について
議論する．第6章でまとめる．
¥section{画像交差値}
¥subsection{定義}
簡単のために2次元配列を再配列した
1次元列で考える．照合すべき2枚の画
像を表す1次元明度列を次式で定義する．
%
¥begin{eqnarray}
F &¥DEQ& ¥{ f_n ¥}_{n = 1,2, ¥cdots, N} ¥¥
G &¥DEQ& ¥{ g_n ¥}_{n = 1,2, ¥cdots, N} ¥¥
0 &¥le& f_n, g_n ¥le I ¥nonumber
¥end{eqnarray}
ここで，$F$ をテンプレート（以下，TP）画
像，$G$ を対象画像と呼ぶ．
システム工学基礎
5
整形後の文書
実例：表計算ツールの実例
– 利点：
3次元輪郭図
• 少量データの深い解析
• 多量データの解析，加工，保守，再利用
画像
S4
S1
11
9
7
5
50
• データの解析慣れ
計測値
登録値
S7
100
0
数値データ
S10
150
3
• 不注意ミスの多発
200
1
– 欠点：
250
表形式
散布図
9
7
5
9.5
30
62
7
0
7
10
12
65
82
80
10
10
7
7
11
45
76
70
10
7
2
8
60
74
60
8
0
5
10.5
55
71
50
8
7
2
11
60
79
40
7
7
7
11.5
50
73
30
7
0
5
9
20
53
5
5
7
10
75
83
7
2
20
10
0
0
システム工学基礎
6
5
10
15
実例: アメダス（札幌周辺の天気調査）
・WWWページの実例
・「ヤン坊マー坊天気予報」
・「アメダス」で検索
20kmメッシュにわたる気象
データ
・札幌地方の天気予報
システム工学基礎
7
実例：図書館データベース（学術雑誌目次速報）
・WWWページの実例
・北海道大学 図書館 学
術雑誌目次速報データベ
ース
・「SwetScanはオランダの
Swets社提供の学術雑誌
約14000タイトルを収録し
た目次情報データベースで
す。データ収録範囲は
1998.4-Currentで、デ
ータ更新は毎日行われま
す。」
・（SwetScanのHPより
,1999）
システム工学基礎
8
実例：ＣＳＫ(1)
•
(CSK,HPより)
コンビニエンスストアにおけるEDI&ヘルプデスクサービス構築事例
システム工学基礎
9
実例：ＣＳＫ(2)
WWW から情報を引用す
るためには，エチケットが
必要である．
参照：
http://www.edu.ipa.g
o.jp/mirrors/toganeghs/netiquette/
システム工学基礎
10
確認文書
CSK-Net ウェブサーバの管理をしている者です。
基本的にウェブサーバに載せている情報は、公開情報ですので
見るだけならいくら見ても問題有りません。
下記の件については、特に問題ないと思います。
CSK-Net ＊＊＊＊＊＊＊＊
>[email protected] on 99/06/01 04:20:05 PM
>
>宛先: [email protected]
>cc:
(bcc: ＊＊＊＊＊＊＊＊ /UNC)
>件名: HP画像について
>
>CSKご担当殿
>私は工学部の２年生授業のシステム工学概論／情報システムを
>担当しております．その中で，実産業の事例をいくつか，学生に
>紹介したいと思っておりまして，貴社のHPの
>http://www.csknet.co.jp/insta/98info/98info2.htm
>の画像を拝借させていただけないかと思っております．OHP１枚
>で200名程度の学生に見せることになります．
>ご検討よろしくお願い申し上げます．
>--------------->金子俊一 北海道大学大学院工学研究科システム情報工学専攻
>制御情報工学講座
〒060-8628 札幌市北区北13西8
>電話・FAX: 011-706-6436 EM: [email protected]
情報システムの機能 ／機能の連結
*：Zaurus(PI-6500)
手書き文字認識機能
を使用した結果
シヌラム恨？エ学*
町村克や*
image
所属：シヌラム恨？エ学
氏名：町村克や
認識
学籍番号： 122-36
所属： ??
氏名： ??
所属：システム情報工学
氏名：野村克也
検索
sound
symbol
学籍番号： 122-36
所属：システム情報工学
氏名：野村克也
image
システム工学基礎
11
修正
伝達
変換
表示
登録
所属：
122：システム情報工学
123：電子情報工学
210：量子物理工学
氏名：
35：金子俊一
36：野村克也
38：高倉健
学籍番号：
122-36：122, 36
122-37：122, 37
122-37：999, 99
122-38：122, 38
他のシ
ステム
結合
保存
保守
変換
code
情報システムの機能 ／システムどうしの連結
– 情報操作のみ
情報を結合するための項目ではなく，
項目の内容のみを示す
北区住民DB
氏名：野村克也
住所：札幌市北区
北1条東2 380
北大工学部教務DB
所属：
122：システム情報工学
123：電子情報工学
210：量子物理工学
氏名：
35：金子俊一
36：野村克也
57：高倉健
学籍番号：
122-36：122, 36
122-37：122, 37
122-37：999, 99
122-38：122, 38
システム工学基礎
12
氏名：三木のり平
住所：札幌市北区
北27条西5
銀行預金者
DB
氏名：野村克也
口座番号：4590
残額：165,000円
氏名：今野里子
口座番号：5388
残額：39,000円
情報システムの機能 ／システムどうしの連結
– 物の移動を含む場合
書店DB
氏名：野村克也
注文書：
・経済概論 TextB
・リング HobbyB
・システム工学への
誘い TextB
北大工学部教務DB
所属：
122：システム情報工学
123：電子情報工学
210：量子物理工学
氏名：
35：金子俊一
36：野村克也
57：高倉健
学籍番号：
122-36：122, 36
122-37：122, 37
122-37：999, 99
122-38：122, 38
システム工学基礎
13
経済概論
システム工学への誘い
X
リング
情報システムの機能
•
／人間は情報をよく知っているか？
旧態のシステム
– 習熟した道具に
よって物を扱う
システム
物A
道具
物B
!
!
道具
直接的な
変更，関与
直接的な
判断，理解
•
新情報システム
– 不慣れなツールに
よって情報を扱う
システム
情報A
情報ツール
すきま!!
間接的な
判断，理解
システム工学基礎
14
?
!
情報B
物B
情報ツール
間接的な
変更，関与
情報システムの機能
／流通
– 情報流通は貨幣や物の流通と似ているが異なる
日本銀行
製造
交換
保証
移動
貨幣
売買
？
保証
伝達
製造
？
システム工学基礎
15
情報
交換
複写
売買
情報システムの機能 ／全体の整理
•
•
•
•
•
生成・認識・登録
–
パタン認識
–
計測システム
→ GPS（全地球的衛星測位システム）, GIS（地理情報システム）
保存・保守・表示
–
情報記録 → 記録媒体
–
標準化 → JIS, ISO
検索
–
データ構造 → リスト，スタック，木構造，西暦2000年問題
–
検索アルゴリズム → 逐次探索，二分探索
伝達
–
インターネット → TCP/IPプロトコル， 経路制御，WWW
–
セキュリティ技術 → 暗号，認証，電子すかし
変換
–
•
→ 文字認識，音声認識，画像認識
直交変換 → 直交性，データ圧縮
応用
–
個人向き情報ツール → ワープロ，表計算，文書整形ツール，インターネット，データベース
–
電子商取引き
システム工学基礎
16
情報の生成･認識・登録 ／文字認識
•
活用可能な形式で情報を抽出・記述し，情報システム内に記録する
HHKK升
kｋ氏
yｙソｿ
メ〆XX
Zaurus PI-6500の
手書き文字認識機能による
AyD
417944
HyB
487942
AxD
417844
HXB
C8E7C2
AxB
C1A7C2
HyD
C8A8C4
...
自然表現
記号表現
パタン認識
システム工学基礎
17
...
符号表現
ASCII
EBCDIC
情報の生成･認識・登録 ／画像照合
•
画像辞書（予め登録されている情報）に基づいて，画像を認識する
•
増分符号相関（Increments Sign Correlation）による画像検索
遮蔽にも
強い
照明不良
に強い
正規化相関
残差2乗和
システム工学基礎
18
情報の生成･認識・登録 ／GPS
• Global Positioning System 全地球的衛星測位システム
受信機
受信機
基準時刻
観測時刻
Tu
To
Tu-To
satellite
1-4/24
(Xn,Yn,Zn)
3
4
user
(X,Y,Z)
2
z
6,
40
0
km
1
GPS
基準時刻
Ts
水平測位： ≦100m
高度測位： ≦157m
時刻： ≦340ns
疑似距離=真距離+補正値
m
0k
0
,0
0
2
R1
PR1
y
PR1 =C(Tu-To)
=C(Tu-Ts+Ts-To)
=C(Ts1-To)+C(Tu-Ts)
=R1+C(Tu-Ts)
拡張システム（DGPS）
測定精度
水平測位： ≦5m
故に,衛星1の観測に対して
(X-X1)2+(Y-Y1)2+(Z-Z1)2
=(C(Tu-To)-C(Tu-Ts))2
衛星1∼4に対する4本の方定式から
位置（X,Y,Z)とオフセット誤差(Tu-Ts)
を求める
x
システム工学基礎
Ts-To
測定精度(GPS)
19
情報の保存・保守・表示 ／様々なメディア
• 記録／伝達媒体
– 文化，思想
– 言葉，身振り，表情
曖昧さ
柔軟性
感性
– 絵画，彫刻，建築物
– 図書，雑誌
– 視聴覚メディア （レコード，テープ，フィルム）
– 磁気ディスク，光ディスク
• 表示媒体
厳密さ
詳細性
論理性
– 文字･記号，グラフィクス（図像）
– 液晶表示装置（LCD）
– 立体表示装置
システム工学基礎
20
顔グラフ
情報の表示／立体表示(1)
アナグリフ（2色2眼立体表示）
左眼
画像
ランダムドットステレオグラム
右眼
画像
偏光フィルタリング
色フィルタリング
視差 d
視差 d
奥行感覚
システム工学基礎
21
情報の表示媒体／立体表示(2)／立体テレビジョン
左眼
右
右眼
プロジェクション
左
偏光
シャッタ
メガネ方式
色フィルタ
2眼式
HMD
レンティキュラ
立体表示
メガネなし方式
パララックスバリヤ
レンティキュラ
多眼方式
パララックスバリヤ
静止画
ホログラフィ
動画
スクリーン
右眼
凸レンズ
システム工学基礎
22
R1
R2
R3
L1
L2
L3
R3
L3
R2
L2
R1
L1
左眼
画像の合成
情報の保存・表示 ／標準化／情報交換用符号化漢字集合（JIS
•
X 0208)
日本語の標準コード
– JIS符号： JIS X 0208 (1996) 2965文字/第一水準,3390文字/第二水準
– シフトJIS符号： パソコンの de facto standard
– EUC符号： Extended UNIX code
•
文字（字形）の違い
UNIXマシン
•
WINDOWSマシン
（JIS)マシン
SJIS
SJIS
SJIS
Nomura
q Ken
Nomura 克也
高倉 Ken
Nomura
q Ken
EUC
EUC
JIS
Nomura 克也
高倉 Ken
Nomura ｹ閒・
ｹ簔ﾒ Ken
Nomura
; $B9nLi; (B
; $B9bAR; (B
Ken
字体の違い
システム工学基礎
23
JIS
Nomura 克也
高倉 Ken
Nomura Nomura Nomura Nomura Nomura
情報の検索／設計の失敗例(1,2)
•
西暦2000年問題： コンピュータシステム内の日付データの年が下2桁保持である問題．
これにより，西暦2000年は1900年と誤認識される．思わぬ誤動作の原因となる．
– 下2桁保持の背景
• 大量データ処理が困難であった．メモリは高価であった．
• 欧米では，下2桁表記の習慣があった．
• システム更新時でも，データの互換性が優先された．
– 問題の事例
• 日付計算ができない．
• 期間計算がおかしくなる．
• データ消去．
(1)2000年にまたがる計算は不可．
(2)2000年が「うるう年」とならない．
旧いデータとして自動的に消去される．
• データ整列ができない．
• 和暦表示がおかしくなる． 明治33年（1900年）となる．
• 西暦2108年問題： DOS,Windowsでは，1980年を基点として，7ビット年表現を
採用している．2108(=1980+128)年は1980年と誤認識される[11]．
• 同様の問題がC言語ライブラリなどにもある．
• → 情報の長寿命性， 時間の取扱いの困難さ．
システム工学基礎
24
情報の検索／設計の失敗例(3)／IPアドレス
•
ネットワークインタフェースアドレス → 32ビットアドレスシステム
– 133.87.188.52
–
（金子のパソコン）
0.0.0.0 ∼ 255.255.255.255
アドレス最大数 232-1=4,294,967,296≒40億
– 全世界人口より少ない！
• インターネットの商用利用（1991年）によって不足が現実化した
• 様々な応用，例えば「自動車がアドレスをもつ」，「携帯電話がアドレスをもつ」
に対して，拡張できない
モバイルコンピューティング
•
新しいアドレスシステムを含むプロトコル IPv6 → 128ビットシステム
– アドレ最大数
2128-1≒3.4×1038
地球
システム工学基礎
25
6.7×1026個
1cm2
情報の検索
• データ構造
– データ型
• 文字型，整数型，実数型，論理型，ポインタ型，構造体
– 動的データ構造
• リスト構造
• 木構造
リスト，スタック
二分木
• グラフ構造
• 表
• 検索アルゴリズム
• 逐次探索 （線形探索）
• 二分探索
システム工学基礎
26
情報の検索／データ構造(1)／リスト構造
– アルファベット順の人名リスト
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
番号
– 項目の挿入
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
システム工学基礎
27
Descartes
Pascal
Russel
Occam
Bergson
Mach
Aristoteles
Shimizu
Kongzi
Mengzi
Sartre
Jaspers
5
4
2
10
7
9
-1
11
12
6
3
1
12
3
11
2
1
10
5
-1
6
4
8
6
Descartes
Pascal
Russel
Occam
Bergson
Mach
Aristoteles
Shimizu
Kongzi
Mengzi
Sartre
項目
5
4
2
10
7
9
-1
11
1
6
3
9
3
11
2
1
10
5
-1
6
4
8
前項目へ
のポインタ
次項目へ
のポインタ
情報の検索／データ構造(1)／リスト構造
– 項目の削除
• 自分がいなくなるのだから，…
– 自分の親（祖母）には，子（孫）の親になってもらう
– 自分の子（孫）には，親（祖母）の子になってもらう
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
システム工学基礎
Descartes
Pascal
Russel
Occam
Bergson
Mach
Aristoteles
Shimizu
Kongzi
Mengzi
Sartre
Jaspers
28
5
4
2
10
7
9
-1
11
12
6
3
1
12
3
11
2
1
10
5
-1
6
4
8
6
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Descartes
Pascal
Russel
Occam
Bergson
5
4
2
10
7
12
3
11
2
1
Aristoteles
Shimizu
Kongzi
Mengzi
Sartre
Jaspers
-1
11
12
9
3
1
5
-1
10
4
8
6
情報の検索／データ構造（2）／スタック
– プッシュダウンリスト，とも呼ばれる
• 後入れ先出し(last-in first-out)のデータ記憶
– 実例
x,a,3,+,=
x,a,3,+,=
を処理する
（ポーランド記法）
a,3,+,=
3,+,=
+,=
ｘ
a
x
3
a
x
=
a+3
x
a+3=x (x=a+3)
stack is
null.
– 実現
push x.
push 3.
pop 3 and a.
add(+) 3 and a.
配列とポインタを用いる方法
pointer
システム工学基礎
push a.
29
1
2
3
4
5
b
3
a
x
pop 3+a and x.
equal(=) 3+a
and x.
情報の検索／データ構造(3)／二分木
– 2本以下の枝をもつ木構造
root
– 基本操作
a
高さ h の二分
木には，2h+1-1
個の節点が定
義できる．
b
• 挿入，削除，走査
i
d
g
h
e
f
c
– 実現 配列とポインタを用いる方法
1 root 2 3
2
a
10 5
3
b
9 7
4
c
-1 -1
5
d
8 6
6
e
-1 -1
7
f
-1 4
8
g
-1 -1
9
h
-1 -1
10
I
-1 -1
番号
親接点
-1
1
1
7
2
5
3
5
3
2
右部分木
左部分木
システム工学基礎
30
情報の検索／データ構造(3)／二分木
• 部分木の削除
root
a
i
b
d
g
h
e
f
c
1 root 2 3 -1
2
a
10 -1 1
3
b
9 7 1
4
c
-1 -1 7
5
d
8 6 -1
6
e
-1 -1 5
7
f
-1 4 3
8
g
-1 -1 5
9
h
-1 -1 3
10
I
-1 -1 2
• 部分木の挿入
root
a
i
b
d
g
h
e
x
y
システム工学基礎
31
f
c
z
1 root 2 3
2
a
10 5
3
b
9 7
4
c
-1 -1
5
d
8 6
6
e
-1 -1
7
f
-1 4
8
g
-1 -1
9
h
-1 21
10
I
-1 -1
-1
1
1
7
2
5
3
5
3
2
新しい部分木
21
22
23
x
y
z
22 23 9
-1 -1 21
-1 -1 21
情報の検索 実例：広辞苑CD-ROM版の検索機能
•
本版とどう違うか，それを実現するために何が必要か？
システム工学基礎
32
情報の検索／検索アルゴリズム(1)／逐次検索
•
リストの登録順に従って検索する
•
検索時間は項目数 N に比例する → 「平均計算量はO(N)である」
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
システム工学基礎
33
westernization
vocalization
simulation
section
Revolution
quotation
Protection
position
mobilization
meditation
Information
gradation
Generation
exclamation
Discrimination
Coordination
automation
Addiction
Abortion
information
11回目の検索で
発見できる
情報の検索／検索アルゴリズム(2)／二分検索
•
リストは予め整列されている
•
リストの中間項目を判定しながら，検索範囲を縮小していく
•
平均計算量は O(logN) である
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
westernization
vocalization
simulation
section
Revolution
quotation
Protection
position
mobilization
meditation
Information
gradation
Generation
exclamation
Discrimination
Coordination
automation
Addiction
Abortion
システム工学基礎
34
log19=4.3
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Informatio
gradation
Generation
exclamatio
Discrimina
Coordinati
automation
Addiction
Abortion
11
12
13
14
Informatio 11 Informatio 11 Information
gradation 12 gradation
Generation
exclamatio
情報の検索／ 正規表現／検索文字列の記述
•
検索したい文字列の性質を記述するための表現方法．エディタや辞書検
索で使われる
^
$
.
[...]
[^..]
r*
r+
r?
\<
\>
行頭を表す
行末を表す
改行を除いた任意の１文字
[]内の中で一致する１文字
[]内の中のどれも一致しない１文字
正規表現 r を０回以上繰り返す
正規表現 r を１回以上繰り返す
正規表現 r の０回、または１回
英単語の始まり
英単語の終わり
Personal
Dictionary
for
Windows95
システム工学基礎
35
[rl]ock
by PDIC for Win 3.24
検索結果
flock
Event Control Block
Glockenspiel
abyssal rock
air lock
aircraft rocket
airlock
…
rocketeer
rocks
round the clock
…
warlock
wedlock
ziplock
情報の伝達 ／インターネット(1)／ IPプロトコル
•
インターネット
•
IP（Internet Protocol）
Contents
from a.b.x.y
to c.d.w.z
C
80ｶ国，3000万人以上の利用者（推計）
IPパケットの送受信に関わる規約や手順（取決め）
Data Link Frame
from A:B:C
to A:B:E
LAN1
(Ethernet)
Data Link Frame
H1
a.b.x.y
A:B:C
IP packet
C
R12
a.b.n.m
A:B:E
LAN2
(Token-bus)
R12
c.d.k.l
T:K
Data Link Frame
from T:K
to T:R
Data Link Frame
H
1
IP packet
C
IP packet
C
R13
IP packet
from a.b.x.y
to c.d.w.z
H2
c.d.w.z
T:R
LAN3
(Token-ring)
R23
C
Rooter
H2
a.b Network ADD
x.y Host ADD
Local Area
Network
システム工学基礎
36
Network
Interface
(Host)
情報の伝達 ／インターネット(2)／経路制御
Information Protocol)
到達可能な経路を登録・更新するため
の動的な手順．ネットワーク層で働く．UNIXシステムで使われた
• RIP(Routing
LAN1
開始時
LAN1/ 0
LAN3/ 0
LAN2
R1
R2
LAN2/ 0
LAN3/ 0
LAN3
LAN1
到達可能LAN／
ホップ数
LAN2
30秒後
LAN1/ 0
LAN3/ 0
LAN2/ 1
LAN3/ 2
R1
R2
LAN3
LAN1
60秒後
システム工学基礎
LAN1/ 0
LAN3/ 0
LAN2/ 1
LAN2/ 1
LAN3/ 2
LAN1/ 3
37
LAN2/ 0
LAN3/ 0
LAN1/ 1
LAN3/ 2
LAN2
R1
R3
LAN3
R2
LAN2/ 0
LAN3/ 0
LAN1/ 1
LAN1/ 1
LAN3/ 2
LAN2/ 3
cancel
情報の伝達 ／インターネット(3)／TCPプロトコル
•
クライアント・サーバ通信プロセス間の送受の手順．通信データの保証，
順序，流れ制御，などを行う
C3
C1
C1
C2
C2
C2
C1
IP packet
Process
P1
P2
受信
TCP C3
メッセージ
再構築
送信
TCP
メッセージ
C3
P3
P4
H2
高速WS
インターネット
H1
高速WS
P5
（IP）
Program
Best
effort
システム工学基礎
38
H3
低速WS
情報の伝達 ／インターネット(4)／WWW(1)
• WWW: World Wide Web. HTTPやFTPおよびブラウザを用いるインターネッ
トサービスのためのアプリケーション
–
–
–
–
HTTP: Hyper Text Transfer Protocol
HTML: Hyper Text Markup Language
FTP: File Transfer Protocol
URL: Univrsal Resource Locator. WWW上の資源を示す名前．
• http://platon.kinokuniya.co.jp/newlib/
• ftp://ftp-pac.adobe.com/pub/adobe/
Host3
Host1
file2
file1
Dir1
file3
Host4
file4
システム工学基礎
39
Host2
file5
情報の伝達 ／インターネット(5)／WWW(2)
<HTML><HEAD>
<TITLE>An example of HTML document</TITLE></HEAD>
<BODY><H1>システム工学基礎<IMG SRC="mm.jpg"></H1>
<P>この部分は内容を示す文章です．様々な種類の
<A HREF="ISYSTEM.html">情報システム</A>
が必要とされています．この授業で得られた知識を入り口
として，よい情報システムの設計者になってください．
</P>
<P><A HREF="sample.html">[戻る]</A></P>
</BODY>
</HTML>
INF.html
SEISEI.html
システム工学基礎
40
<HTML><HEAD>
<TITLE>An example of HTML document</TITLE></HEAD>
<BODY><H1>情報システムの説明</H1>
<P>情報システムとは，
<A HREF="INF.html">情報</A>
を中心として扱い，情報と物やエネルギーを結合するシステム
をいいます．それは，情報の<A HREF="SEISEI.html">生成</A>，
<A>登録</A>，<A>伝達</A>，<A>変換</A>，<A>認識</A>，
<A>検索</A>，<A>保存</A>などの機能を持ちます．
</P><P><A HREF="sample.html">[始めに戻る]</A></P>
</BODY>
</HTML>
情報の変換 ／情報圧縮
•
容量を圧縮したり（情報圧縮），異なる種類の情報を抽出したり（周波数変
換），隠蔽する（暗号化）ために，形式を変更すること．
ランレングス圧縮
• run length 圧縮
21個の数値
33
9
13
7
8
2
6
• LZH, ZIP 圧縮
• JPEG 圧縮
→DCT変換とハフマン符号化
による非可逆圧縮
225ビット
9
6
2
8
2
13
9
6
2
13
7
13
9
48
126∼168
ビット
JPEG圧縮
by CNN
Interactive
原画像
17.9KB
システム工学基礎
41
圧縮画像
11.0KB
情報の変換 ／情報隠蔽
•
情報の隠蔽，不可視化 → 情報保存，秘密保持
原画像（石狩吹雪
実験場，北海道
開発局HPより）
Q0+WIN
マスク画
像
システム工学基礎
42
Q0 マスク
画像
Q0+WIN+
FL マスク
画像
情報の変換／空間の変換
• フーリエ直交変換の例： 画像を空間sin関数,空間cos関数の和で表
現する変換．これによって，どのような情報が得られるか？
早川洋平：インスタンス投票
法による画像認識（北大修
士論文,1998）より
シミュレーション
文字領域の特徴
シミュレーション
システム工学基礎
43
原画像
原画像
原画像
FFT
FFT
FFT
参考文献
[1] 岩波情報科学辞典,岩波書店,1990.
[2] 広辞苑 CD-ROM版,岩波書店,1998.
[3] S.Carl-Mitchel and J.S.Quarterman(斎藤,小山訳):インタ
ネット構築入門,トッパン,1995.
[4] N.Wirth(浦,國府方訳):アルゴリズムとデータ構造,近代科学
社,1991.
[5] 文部省大臣官房総務審議官通知文書,文政政第307号,文部省,1999.
[6] 渡辺,寺岡：次世代インターネットのプロトコル,計測と制
御,37,9,pp.617-622,1998.
[7] D.Cameron and B.Rosenblatt(前田他訳):GNU Emacs,ソフト
バンク,1996.
[8] http://www.noge.com/koba/network/mail/JIS-X0208.html
[9] http://www.yanmar.co.jp/tenki/
[10] http://www.csknet.co.jp/
[11] 鈴木直美：明解 インターネット時代の標準ファイルフォーマット事典,イ
ンプレス,1998.
システム工学基礎
44