...

行政と情報化 - トップページ

by user

on
Category: Documents
15

views

Report

Comments

Transcript

行政と情報化 - トップページ
今回のポイント
情報処理と情報システム
情報処理の基本
行政と情報化
データと情報、コンピュータでの情報処理
コンピュータシステム
ハードウェア、ソフトウェア
参考資料:コンピュータ科学の基礎
データベースシステム
ファイルシステムとデータベースシステム、リレー
ショナルデータベース
京都大学経営管理大学院
松井啓之
ネットワークシステム
データ通信、TCP/IP、LANとWAN、インターネット
情報処理とは?
情報システム
情報処理(Information Processing:IP)
⇒人間の問題解決(=意思決定)プロセス
広義の
情報処理
(1)どのような情報が必要が考える
データベースやネットワークからの検索
コンピュータ本体(ハードウェア)+基本ソフト
∩
CS
情報処理システム
問題設定
(2)情報の収集
コンピュータシステム(Computer System)
狭義の
情報処理
(3)情報の選択・利用目的に応じた加工
数値情報処理、文字情報処理、図形情報処理など
(4)情報を利用者、場所へ伝達する
プレゼンテーションやコミュニケーション(情報発信)
基本は人間の頭で行う活動→機械(コンピュータ、
電話、FAXなど)は一部を支援するだけ
(Information Processing System)
CS+業務を想定した応用ソフトウェア
Ex. 給与計算システム、売上管理システムetc
∩
情報システム(Information System)
IPS+利用者としての人間を含めた組織体全体
社会的・人的要素が加えられる
in B:基幹業務,B to B:企業間の電子商取引, B to C:消
費者向けの電子商取引,BtoG:行政向けの電子申請等
行政分野(Government)
in G:基幹業務,G to G:政府間(中央/地方)のネットワー
ク,G to C:市民向けの電子行政サービス,G to B:企業
向けの電子行政サービス
公共分野(Public)
ITS:高度道路交通システム,GIS:地理情報システム,環
境監査・防災などの国土管理,科学技術・芸術文化・医
療・福祉など様々な分野における情報のデータベース化と
ネットワーク化
IS
Ex.企業全体の情報通信機器+利用・管理体制
色々な情報システム
ビジネス分野(Business)
IPS
データと情報
広辞苑
 「情報(Information)」とは「(1)或ることがらについての知らせ。
(2)判断を下したり行動を起こしたりするために必要な知識」
 1981年の第3版から(2)は追加
 「データ(Data)」とは「立論・計算の基礎となる既知の或いは認容さ
れた事実・数値。資料。与件。」
JIS(日本工業規格)
 「情報」とは、「事実、事象、事物、過程、着想などの対象物に関し
て知り得たことであって、概念を含み、一定の文脈中で特定の意
味を持つもの。」
 「データ」とは「情報の表現であって、伝達、解釈又は処理に適する
ように形式化され、再度情報として解釈できるもの。」
※「知識(knowledge)」とは「単なる個別的な事実や規則だけではなく、
概念や方法などのように、体系的に組み立てられた情報の全体」
1
コンピュータで扱えるデータ
扱える情報(データ)→デジタル情報(データ)
電気信号を電圧の違い(スイッチ「on」「off」 )で「1」
と「0」を表現→2進表記(Binary notation)
情報の最少単位=ビット(bit):2状態を表現できる単位(b)
1ビット=0 or 1:2(=21)通、2ビット=00 or 01 or 10 or 11:4(=22)通
デジタル情報の利点
コンピュータでのデータの表現
コンピュータはバイナリーデータしか扱えない
数値→2進数(0,1)で表現
例:1→0001、2→0010、3→0011、、、8→1000、、、
文字→コード化
例:「a」→「01100001」、b→「01100010」
コード化のルールは複数存在
ASCII(7ビット、128通り)、JIS(8ビット、256通り)など
漢字の場合、アルファベット2文字分(7ビット+7ビットまたは8
ビット+8ビット)で日本語(漢字)1文字を表現
劣化しない、雑音に強い、取り扱いが容易
コンピュータは、デジタル情報(データ)しか扱えない
が、非常に高速な処理および大量の保管(記憶)が
可能⇒デジタルとアナログをどう変換するか?
デジタル情報(データ)の表わし方
 情報の最少単位=ビット(bit)
 2つの状態を表現できる単位(b)
 1ビット=0 or 1:2(=21)通り
 2ビット=00 or 01 or 10 or 11:4(=22)通り
 バイト(byte)
 8ビットを1まとめにした単位(B)
 1バイト=8ビット=000000~11111111:256(=28)通り
 1KB=1024B→1MB=1024kB = 1024×1024B→GB,TB,PB‥
 一般には、K(キロ)=103
が使われるが、コンピュータでは、2進数を基本
とするので、最も1,000(=103)倍に近い1,024(=210)倍を基準
 ワード(word)
 CPU(中央演算装置)で処理するデータの単位(命令の長さ)、CPU
の種類によって異なる
 16ビットCPU→1ワード=16ビット、32ビットCPU→1ワード=32ビット
音声、画像などのアナログデータ→標本化(サン
プリング)+量子化+符号化
アナログデータを一定間隔で分割(標本化)し、その波
の高さを数値化(量子化)し、2進数へ変換(符号化)
情報処理装置としてのコンピュータ
コンピュータ:電子計算機から情報処理装置へ
 数値情報の処理⇒表計算
 文字情報の処理⇒ワープロ
 画像情報の処理⇒コンピュータグラフィック(CG)
情報処理装置としてのコンピュータ
処理すべき機能:5大機能
入力、出力、記憶、演算、制御:個々の機能に対応する装置が存在
コンピュータで扱える情報(データ)
→デジタル情報(データ)
電気信号を電圧の違い(スイッチ「on」「off」 )で「1」と「0」を
表現→2進表記(Binary notation)
コンピュータは、デジタル情報(データ)しか扱えないが、非
常に高速の処理および大量の保管(記憶)が可能
コンピュータシステム
コンピュータ情報処理の特徴
処理スピードが速い
加減乗除、論理演算、記号の比較などの演算
非常に高速→最近のPCは、1秒間に5億回以上の命令を処
理できる(計算だけなら10GFLOPS=1010回/秒を超える)
処理の正確性が極めて高い
ハードウェア
コンピュータ本体、入出力装置、通信機器、周辺機器
ソフトウェア
プログラム、処理対象のデータ、ハードウェアを制御し
プログラム実行を支える基本ソフトウェア(OS)
電子回路のみで構成→信頼性の向上
デジタルデータの特徴→多少の電圧の揺らぎの影響を受け
ない
コンピュータ本体
中央処理装置
制御部
演算部
出力装置
デジタル情報(0と1)であらゆる情報を表現
主記憶:半導体技術(集積度)の向上→DRAM(1Gbit/個)
補助記憶:磁気記録密度の向上→ハードディスク(TB/台)
プログラム
命令,データ
入力装置
大量のデータの記憶、検索ができる
コンピュータシステム
情報
記憶装置
2
ハードウェアとソフトウェア
コンピュータの5大機能
コンピュータシステム:情報処理装置
 入力装置
コンピュータ本体
ハードウェア+ソフトウェア
 人間がコンピュータに指示を出
したり、データを入力する
中央処理装置
コンピュータを構成する装置の総称
5大機能:入力、出力、記憶、演算、制御
コンピュータ本体+周辺機器
制御部
 出力装置
演算部
出力装置
入力装置
ハードウェア
主記憶装置
命令
データ
 記憶装置
 命令やデータを保存する
 制御装置
ソフトウェア⇒ハードウェアをコントロール
コンピュータで動くプログラムをあつめ、ハードウェア全体
を1つのシステムとして動作させるもの
プログラム:ハードウェアをコントロールする一連の命令
の集まり
 記憶装置から命令を読み込ん
で解読し、その命令の処理に
必要な指示を他の装置に与え
る
補助記憶装置
データの流れ
 演算装置
制御信号の流れ
スーパーコンピューター(地球シミュレーター)
コンピュータの構成要素
 入力装置(Input Device/Unit)
 処理結果や記憶装置内のデー
タを人間に対して提示する
http://www.es.jamstec.go.jp/esc/jp/ES/index.html
 制御装置の指示に従い、算術
演算や論理演算を行う
エンジニアリングWS
(SUN Blade 2500)
http://jp.sun.com/products/des
ktop/ws/sunblade2500/
エンタープライズサーバー
(SUN Fire E6900)
http://jp.sun.com/products/serve
rs/midrange/sunfire_e6900/
⇒目、耳
 キーボード、マウス
 出力装置(Output Device/Unit)
⇒口、手
 ディスプレイ、プリンター
※入出力装置(I/O Device):入力装置と出力装置の総称
 中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)
http://www.ne.jp/asahi/comp/tarusan/main66.htm より
⇒脳
 制御部(Control Unit)
 演算部(算術論理演算装置)(ALU:Arithmetic-Logic Unit)
汎用コンピューター(富士通GS8900)
http://www.es.jamstec.go.jp/esc/jp/ES/index.html
デスクトップトパソコン
(IBM ThinCentre S50)
http://www-6.ibm.com/jp/pc/thinkpad/
ノートパソコン
(IBM ThinkPad X41)
http://www-6.ibm.com/jp/pc/thinkpad/
 記憶装置(Storage/Memory Device/Unit)
 主記憶装置(Main Storage Unit)
⇒短期記憶
 RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)
 2次記憶(補助記憶)装置(Secondary/External Storage Unit)
⇒長期記憶
 ハードディスク、フロッピーディスク、CD-RW、DVD±RW
※周辺装置(Peripheral Unit):入出力装置と補助記憶の総称
コンピュータ本体
CPU(中央演算装置)
制御装置と演算装置を一体化
現在では半導体の素子で回路を構成
主記憶装置(メモリ)
RAM(Random Access Memory)
ROM(Read Only Memory)
IC(Integrated Circuit:集積回路)メモリ
→ LSI(Large Scale Integration)へ
記憶セルを構成する回路を半導体上に集積
 バス:コンピュータ内部のデータの通り道
 内部バス(プロセッサバス、メモリバス、システムバスなど)
 外部バス(PCI-Expressバス、AGPバス、PCIバスなど)
PDA(ソニー クリエTH55)
http://www.sony.jp/products/Consumer/PEG/PEG-TH55/index.html
周辺装置(機器)
補助記憶装置(外部記憶装置、2次記憶装置)
主記憶の補助、長期保管、データのやりとり・持ち運び
入力装置(Input Unit)
データをコンピュータの外部から取り込む装置
出力装置(Output Unit)
処理した結果である情報をコンピュータの外部に取り出
す装置
※入力装置と出力装置を合せて入出力装置
(Input/Output (I/O) Unit)と呼ぶ
インターフェイス
コンピュータ本体と周辺機器を接続する規格・装置・考
え方の総称
3
PCの内部構造
PCの全体構成(ハードウェア)
http://kyoiku-gakka.u-sacred-heart.ac.jp/jyouhou-kiki/sozai/1101/1101-A.jpgより
http://kyoiku-gakka.u-sacred-heart.ac.jp/jyouhou-kiki/sozai/1102/1102-1-A.jpgより
PCのブロック図(構成図)
CPU
グラフィック専用バス
(AGP/PCI-eバス)
グラフィックス
カード
制御装置(Control Unit )
内部バス
(プロセッサバス)
メモリ/CPU
制御チップセット
主記憶装置
(DRAM)
演算装置(ALU)
ネットワーク
カード
チップセット
(ブリッジ回路)
USB・
インターフェイス
高速外部バス
(PCI-eバス)
低速外部バス
(ISAバス/USB)
演算装置
クロック
レジスタ
レジスタ
レジスタ
 演算(四則演算、論理演算)を行う回路
 レジスタ(Register)
(ジェネレータ)
シリアル/
フロッピー キーボード/
パラレル・
マウス
ディスク
インターフェイス
①命令の取出し(IF:Instruction Fetch )
②命令の解読(D:Decode )
③実行番地の計算(A:Address )
④データ(オペランド)の読み出し
(OF:Operand Fetch )
⑤命令の実行(E:Execution)
⑥データの書き込み(S:Store )
① ’次の命令の読出し
逐次制御
OF
E
バス
 クロック(Clock)
 動作タイミングとるための規則正しいパルスを
発生させる回路
キャッシュ
 バス(Bus)
CPUの基本動作(命令の処理サイクル)
A
制御装置
 数ビット~数十ワードを一時的に記憶する回路
ハード
ディスク
命令1 IF D
命令2
中央処理装置(CPU)
 命令に従って制御を行う回路
IDE/シリアルAT
DVDROM
中央演算装置(CPU)
 CPUを構成する各回路や外部装置間とのデー
タや制御信号の通り道
命令
主記憶装置 データ
 キャッシュ(Cache Memory)
 主記憶へのアクセスを減らすための高速メモリ
1アドレス命令による足し算の実行
命令の領域
演算装置
①LD 100
演算装置
②ADD 200
演算装置
③ST 300
レジスタ
レジスタ
レジスタ
50
80
80
50+30
データの領域
S
主記憶
IF D A OF E S
※1ステップで1クロック必要とすると1命令6クロック必要
100番地
200番地
300番地
50
30
50
30
50
30
80
主記憶装置
主記憶装置
主記憶装置
※アキュムレータとレジスタを区別していない
4
記憶階層の構造と特性
主な補助記憶装置
ハードディスク(磁気ディスク)
記憶階層
3.5インチ、2.5インチ、1.8インチ
高速・
小容量
主記憶装置
磁気ディスク装置
低速・
大容量
光ディスク装置
磁気テープ装置
外部記憶
半導体ディスク/ディスクキャッシュ
内部記憶
レジスタ
キャッシュメモリ
光ディスク
アクセス時間
記憶容量
数百ps~数ns
~数バイト
数ns~数十ns
数十~数百Kバイト
数十~数百ns
数M~数十Gバイト
100μs~数ms
数百M~数百Gバイト
数十ms
数百M~数百Gバイト
100ms~数百ms
数百M~数百Gバイト
数s
数百M~数百Tバイト
書換不可:CD-ROM、DVD-ROM、BD(Blu-ray)-ROM
Write Once:CD-R、DVD±R、DVD±RL、BD-R
書換可:MO、CD-RW、DVD±RW、BR-REなど
半導体記憶装置
SSD(Solid State Drive)、PCカード(CF、SDカード、micro SD、
メモリステック)、USBメモリ
フロッピーディスク(FD、フレキシブルディスク)
 ランダムアクセス(Random Access)
8インチ、5インチ、3.5インチ、3インチなど
 任意の場所のデータを自由な順番で読める→磁気テープ以外
磁気テープ
 シーケンシャルアクセス(Sequential Access)
 データ最初から順番にしか読めない→磁気テープ
オープンリール、カートリッジテープ、8mm、DAT、DLT
ハードディスク(Hard Disk:HD)
HDの構造
アルミまたはガラスの円盤(ハードディスク、プラッ
ター)に磁性体を塗布または蒸着し、駆動装置と読
み取り装置(磁気ヘッド)が一体となったもの
 トラック(Track)
シリンダ
トラック
 同心円上の記録ビットの並び
 セクタ(Sector)
 トラックを一定の大きさで分割したもの
 シリンダ(Cylinder)
 各円盤状のトラックを円筒状にまとめたもの
※シリンダ数=トラック数
※シリンダ当りトラック数(記録面数)=ディスク枚数×2-2
セクタ
 普通は両面を利用し、ディスクの最上面と最下面は保護のため利用しない
http://kyoiku-gakka.u-sacred-heart.ac.jp/jyouhou-kiki/sozai/1502/1502-A.jpg より
ハードディスクの記録の原理
磁力によってデジタルデータを保存
磁化の向き(SとN)の組み合わせで0と1を保存
ハードディスクの性能向上
ハードディスクの性能=容量+アクセス時間
容量を増量するために
プラッターの記録密度の向上
HDを構成するプラッター枚数を増やす
アクセス時間を向上するために
ディスクキャッシュの利用
回転数の向上
トラック数(シリンダ数)やセクタ数を増やす
ヘッド数を増やす
http://www.kayoo.org/home/mext/joho-kiki/ より
利用範囲の拡大、使い勝手の向上のために
小型化(5→3.5→2.5→1.8)+省電力化
信頼性の向上→平均故障間隔(MTBF)の延長
 RAID:複数のHDを組み合わせて性能、信頼性を向上
5
CD/DVDの原理・構造
光ディスク(Optical Disk)
レーザー光線を使ってデータを読み(書き)する装置
1ミクロンで1ビットという高密度で記録可能
記録面にある穴(ピット)への反射の違いにより0と1を区別
記録媒体を交換可能
再生専用(Read Only)型光ディスク
CD-ROM、DVD-ROM、BD-ROM
追記型(Write Once)型光ディスク
CD-R、DVD-R、DVD+R、DVD-RL、DVD+RL、BD-R
1度のみ記録可、レーザーでピットを作ることで記録
書き換え可能(Erasable)型光ディスク
http://www.kayoo.org/home/mext/joho-kiki/ より
MO、CD-RW、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW、BD-RE
MOは磁気の向きにより、反射波の位相がずれることを利用
他は、レーザーで熱することで、素材を相変化させることを利用
http://kyoiku-gakka.u-sacred-heart.ac.jp/jyouhoukiki/sozai/1509/1509-1-A.jpg & 1509-1-B.jpg より
半導体記憶装置
インターフェイス
入出力インターフェイス
半導体メモリが低廉化→記憶媒体として利用
周辺機器を接続するための規格
半導体ディスク:HDの代わりに利用、HDより100倍程度高速
メーカー独自の規格→各メーカー間で共通化
メモリカード
IEEE1394(DV端子、iLink)
SRAMあるいはフラッシュメモリを利用して電源の供給がなく
てもデータを保存可能
 IDEやSCSIに代わるために考案された新世代シリアル接続規格
 100、200、400Mbit/s、最大63台の機器を同時に接続可
デジタルカメラ、携帯端末などで利用拡大、急速に普及
 デジタルビデオカメラ、外付けHDを接続
CF(Compact Flash)
USB(Universal Serial Bus)
16MB~64GB
 RC-232Cおよびセントロニクスに代わるために考案された新世代のシリ
アル接続の規格、元々はキーボード・マウスを接続
スマートメディア(SM)
 最近は外付けHD、スキャナー、プリンターなども
16MB~4GB
12、480Mbit/s最大127台の機器を同時に接続可
メモリースティック、SDカード
ユーザーインターフェイス(User Interface)
16MB~16GB、セキュリティ機能
 データを入力する際の決まりや工夫
 対話処理:コンピュータへの指示を与え、何らかの処理が行われた
後、再び指示や応答をだしながら仕事を進めていく処理
USBフラッシュメモリ
USBコネクタに接続して利用
出力装置
入力装置
キーボード
処理結果を出力する装置
表示装置(ディスプレイ)
多数のキー(鍵)を並べて、あ
るキーを押さえるとその位置に
対応した文字のコードが発生
ASCII規格、JIS規格などキーの
コード配置は決められている
マウス
http://kyoiku-gakka.u-sacred-heart.ac.jp/jyouhou-kiki/sozai/1304/1304-1-06.jpg より
印刷装置(プリンター)
インパクトプリンター
平面上で移動させ、方向と運
動量によって、画面中のポイン
タ(カーソル)を移動させ、ボタ
ンを推すこと(クリック)により
情報をおくる
「トラックボール」はマウスを裏返
http://kyoiku-gakka.u-sacred-heart.ac.jp/jyouhou-kiki/sozai/1301/1301-1-A.jpg
しにしたもの
CRT(Cathode Ray Tube:モニター)
LCD(Liquid Crystal Display:液晶ディスプレイ)
プロジェクター
シリアルプリンタ、ラインプリンタ
ノンインパクトプリンター
インクジェットプリンタ、レーザープリンタなど
プロッター
より
ペンを動かすことで描画。大判の設計図等の出力に利用
6
表示/印刷装置のキーワード(1)
表示/印刷装置のキーワード(2)
光の3原色(RGB)
ビットマップ方式
R(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)
RGB各0%の場合黒になり、
逆にRGBを各100%にすると
白になります。
表示画面全体をドット(画素点、dot、pixel)の集まりとみなし
画像データ用のメモリ(VRAM)と対応させる方式
解像度(Resolution)
画面に表示できる点の総数、横×縦の表示ドット数で表現
VESA(Video Electronics Standards Association)による規格
カラーディスプレイでは1つの点が
RGBの3点で構成
1ドットあたりのビット数に応じて表現できる色数が決まる
VGA(640×480)、SVGA(800×600)、XGA(1024×768)など
解像度の単位
印刷の3原色+1(CMYK)
dpi(dots per inch):1インチあたりの点(ドット)の数
C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)+K(ブラック)
CMY各0%であれば光をすべて反射するので白に、各
100%の場合は光をまったく反射しないため黒になります。
フォント(Font):文字の形
 ビットマップフォント:点の構成によって文字を構成、16×16や24×24など
 大きさが違う文字毎にビットマップフォントが必要
 アウトラインフォント:文字の輪郭を表わす点を滑らかな曲線で結ぶ(数式で
表現している)→文字を拡大・縮小してもぎざぎざが目立たない
※プリンターでは、一般的に解像度が高いほど、美しい印刷ができる
カラープリンターでは、1つの点がCMYKの4つの点で構成
それぞれの色の点の密度(ディザパターン)で色の濃淡を表現
CRTディスプレイ
蛍光体が塗られているスクリーン
 CRTディスプレイでは3原色それ
ぞれの強さの異なる電子ビーム
をスクリーンの内側にある蛍光
体にあてる。
 電子ビームを正確に蛍光体当てる
ために穴の空いた金属板が用意さ
れる。穴の間隔がドットピッチとなる。
液晶ディスプレイ(LCD)
金属板
偏向装置
電子ビーム
電子銃
 2枚のガラス
板に封入され
た液晶が、電
界によって光
を偏向する性
質を利用
 蛍光パネル
から出る光を
液晶の偏向
度合いによっ
てRGB単位
で調整
⇒カラー
 電子があたったスクリーンの蛍
光体は、しばらくの間光っている
が、次第に暗くなる。
 1秒間何度も書き換える作業をリフ
レッシュ(Refresh)と呼び、リフレッ
ショレートと呼ばれる周波数によっ
て決定される。
http://kyoiku-gakka.u-sacred-heart.ac.jp/jyouhou-kiki/sozai/1602/1602-1-08.jpg より
レーザープリンタの原理
インクジェットプリンタの原理
 帯電した感光性ドラムに
レーザーで光をあてて、
原稿と同じ形の電荷パ
ターンを形成する。
 ヘッドを左右に動かしながら、
紙にインクを発射することで、
印刷。
 レーザー以外で形成する
方法もある
 次に、逆の電荷を持つト
ナーを感光性ドラムに吸
い付かせる。
 そのトナーを静電気を
使って紙に付着させ、そ
の後、トナーが簡単にと
れないように熱と圧力を
加えて定着させる。
http://www.ricoh.co.jp/printer100/01shikumi/insatu01.html
http://kyoiku-gakka.u-sacredheart.ac.jp/jyouhoukiki/sozai/1603/1603-3-A.jpg より
 ピエゾ方式
 電圧をかけると変形するピエゾ
素子を使って、インクを押し出す
 サーマルインクジェット方式
 発熱体によって気泡を発生させ
て圧力をかけることで、インクを
発射する
より
http://www.ricoh.co.jp/printer100/01shikumi/insatu03.html より
7
ソフトウェアの分類(1)
基本ソフトウェア
システムソフトウェア
オペレーティング・システム(OS:Operating System)
ハードウェアの基本的な動作をコントロールするもの
ソフトウェアを作成するためのソフトウェア
基本ソフトと応用ソフトウェアの中間に位置する
ソフトウェア
多様な利用分野に共通する基本的機能を提供
ミドルウェア
応用ソフトウェア(アプリケーション)
 共通応用ソフトウェア
 様々な業務で利用されるソフト→ワープロ、表計算等
 個別応用ソフトウェア
 特定業務向けに特化(開発)されたソフト→業務システム等
 利用者自身が作成したプログラム(利用者プログラム)
基本ソフトウェア
複数のプログラムから構成
制御プログラム(Control Program)
=狭義のオペレーティング・システム
ハードウェアの基本的な動作をコントロールし、応用ソフトウェア
が効率良く稼動する環境を作り出す役割を担うプログラム群
言語プロセッサ(Language Processor、言語処理プログラム)
プログラム/ソフトウェアを作成するためのソフトウェア
ソフトウェア作成を支援するための様々なソフトウェアを体系化
したものがプログラム開発環境
サービスプログラム
コンピュータの利用を支援するソフトウェア
5大装置とOSの役割
周辺機器(デバイス)
の動作やデータ転送
を管理
制御部
演算部
主記憶装置
命令
データ
補助記憶装置
そのほか
ネットワーク管理、ユーザー管理、
運用管理 など
メモリ管理
主記憶が効率よく
利用されるようメモ
リを管理
出力装置
入力装置
デバイス管理
中央処理装置(CPU)
アプリケーション
ミドルウェア
OS
アプリケーションソフトウェア(プログラム)
=応用ソフトウェアと一部のミドルウェアの総称
ハードウェア
ユーザーが直接利用する、あるいは作成する
ソフトウェア/プログラム
基本ソフトウェアの役割
コンピュータを動かすのに必要な基本機能を提供
⇒広義のオペレーティング・システム
コンピュータ本体
利用者
 データベース管理、ネットワーク管理等
 ユーザーインターフェイス(OSの機能?)
具体的な情報処理(加工)を行うソフトウェア
プログラムが適切に
実行されるようCPU
を制御
=基本ソフトウェア+ミドルウェア
コンピュータシステムを操作する
※ミドルウェア
ソフトウェア
プログラム言語・開発環境
プロセス管理
ソフトウェアの分類(2)
ハードウェア資源の有効活用
ハードウェアの機能を無駄なく十分に発揮させる
スループット(単位時間当りの仕事量)の向上
ターンアラウンドタイム(処理開始の指示をだしてから全ての結果
が返るまでの時間)の短縮
応答時間(レスポンスタイム、コンピュータが反応するまでの時
間)の短縮
コンピュータ操作と運用の支援
利用者やオペレータの負担を減らし、使いやすい環境を
提供する
データやプログラムの管理
決めた順序で自動的にプログラムを実行する連続処理の実現
メッセージの提供など各種ユーザーインターフェィスの提供
OSの構成と機能(1)
ハードウェアの高機能化
⇒OS自体も高機能、巨大化:OSの機能分割
OS=カーネル(Kernel)+サービスモジュール+API
+デバイスドライバ+シェル
カーネル:OSの基本的な機能を提供
入出力管理モジュール、仮想記憶管理モジュール、プロセス管理
モジュール など
サービスモジュール:必要に応じた機能の提供
ファイル管理
補助記憶装置へ
のデータ保存や
読み出しを管理
通信機能、マルチメディア機能、ユーザーインターフェィス など
API(Application Program Interface)
OSが用意している標準機能を利用するための仕組み、手続きを
示す概念。OSとアプリケーションを仲介
デバイスドライバ
周辺装置を制御するためのプログラム。OSと周辺装置を仲介
8
OSの構成と機能(2)
シェル(Shell)
利用者
パソコン用OSの例
開発者
サービスモジュール
デバイス
ドライバー
カーネル
MacOS X
API
アプリケー
ション
周辺機器
コンピュータ
本体
シェル
Windows XP
利用者(ユーザー)の操作を受け付けて、与えられた指示
をOSのカーネルに伝える役割。ユーザーインターフェイス
ミドルウェア
応用ソフトウェアの種類(1)
基本ソフトと応用ソフトウェアの中間に位置するソフト
ウェア
OSの機能として取り込まれたものや逆にアプリケー
ションとして別に提供される場合もある
多様な利用分野に共通する基本的機能を提供
特定の仕事(情報の処理・加工)に適したソフトウェア
データベース管理
データベースの構築および維持、管理を行う
ネットワーク管理
昔のOSではミドルウェアとして追加が必要、最近のOSである
WindowsやMacOSではOSに標準
ユーザーインターフェイス
GUI(Graphical User Interface):WindowsやMacOSではOSに標準、
UNIXの場合はX-WindowsおよびKDE/GNOMEなどのディスク
トップマネージャーの追加が必要
応用ソフトウェアの種類(2)
パッケージ:複数のソフトウェアをまとめたもの
アプリケーションは、OSの上で動作する
業務パッケージ(=特定応用ソフトウェア)
トータルなシステムとして
銀行の預貯金システム、鉄道や飛行機の予約システム、POSシス
テムなど
業務に対応して
会計ソフト、販売管理ソフト、購買管理ソフト、給与計算ソフトなど
業務にあわせて開発するのが一般的だったが、最近では、
市販のパッケージを購入して利用するほうが容易
⇒MakeからBuyへ
ERPパッケージ(業務統合パッケージ)を用いた企業全体の情報シ
ステムの構築による業務革新
アプリケーションの例
応用パッケージ(=共通応用ソフトウェア)
オフィス系アプリケーション=パソコン7つ道具
ワードプロセッサ(Word Processor)/表計算(Spread Sheet)/プ
レゼンテーションツール(Presentation Tool)/簡易データベース
(Database)/お絵描きツール(Drawing/Painting Tool)/電子
メール(E-mail)/ブラウザ(Browser)
表計算
日常的に行う情報処理あるいは専門的な仕事を行うため
の各種プログラム/ソフトウェア
統計処理/図形処理/シミュレーション/数値計算/構造計算
/CADなど
ユーティリティ
 OSや他のアプリケーションソフトの持つ機能を補い、機能や性能、
操作性を向上させるソフト→圧縮ソフト、ワクチンソフト等
グラフィック
(フォトレタッチ)
マルチメディア/アミューズメント系
 画像処理、オーサリング、ゲームなど
9
プログラムとアルゴリズム
プログラム言語(言語処理系)
コンピュータが理解出来る命令は機械語のみ
プログラム
機械語は人間が理解することは極めて難しい
⇒低水準言語
コンピュータにさせる仕事の手順書
アルゴリズム
問題を解くために明確に定められた一連の手順
プログラミングとは
アルゴリズムにしたがって、人間に分かるコンピュータ言
語で記述すること
それをコンピュータが実際に理解できる機械語へ翻訳す
るのが言語処理系の役目
プログラム作成を支援する様々なソフトウェアを含む
プログラム言語(言語処理系)
ソフトウェアを作成するためのソフトウェア
プログラミング言語の発展
機械語(Machine Language)
アセンブリ言語(Assembly Language)
 人間にも理解できるよう機械語の命令に1対1で対応する表意文字
(モーニック:Mnemonic Code)で表現したもの
人間が理解できる一連の命令(これを一般にプログラムと呼
ぶ)を機械語に翻訳(コンパイル)する必要がある
⇒高水準言語(高級言語)
人間が分かる(理解しやすい)コンピュータ言語
フォートラン(FORTRAN: FORmula TRANslation)、コボル(COBOL:
COmmon Business Oriented Language)、ベーシック(BASIC:
Beginner‘s All-purpose Symbolic Instruction Code)、C、Javaなど
コンピュータでの情報の扱い
ファイル(File)
データをある規則にしたがって保存し、必要に応じて適宜
参照できるようにしたもの
補助記憶装置に保存する際の管理単位
情報処理のためにデータやプログラムは補助記憶装
置に保存されている
補助記憶装置(ハードディスク)上のデータの管理は、セク
タ単位で行われる。これらに直接アクセスするためには、高
度な知識が必要
⇒OSのファイル管理機能(ファイルシステム)によって、
データをファイルという概念でまとめ、だれもがアクセス
できるように管理している
http://www.kogures.com/hitoshi/webtext/hssoft/index.html より
ファイルシステムでの管理(1)
営業部
注文入力
プログラム
注文
매입
ファイル
매입파일
파일
会計部
仕入れ書
プログラム
仕入れ書
매입
ファイル
매입파일
파일
物流部
Packing List
プログラム
Packing List
매입
ファイル
매입파일
파일
ファイルシステムでの管理(2)
 アプリケーションごとにデータ構造を定義
するので、データ構造の変更はプログラ
ムの変更を伴う
 データの利用方法はプログラムで定義さ
れるので固定的になる
 同一データが複数ファイルに存在するな
ど、統合的な管理が困難
業務A
業務B
プログラム
C
ファイル
A
ファイル
B
ファイル
C
 大量のデータの無駄が発生(冗長性が高い)
 データの矛盾が発生(保全性・整合性が低い)
 システム保守費用が増大(独立性が低い)
 エンドユーザーが利用しにくい
 データのセキュリティやプライバシ保護が困難(安全性が低い)
10
データベース(DB:Database)とは
データベース方式での管理
データを統合的に管理するための技術
データ管理機能を強化し、OSから独立
データベース=DBMS+データの集合体(データセット)
DBMS(DB Management System:DB管理システム)
営業部
注文入力
プログラム
会計部
仕入れ書
プルグラム
物流部
Packing List
プルグラム
 データベースを扱うためのソフトウェア
データベースシステム
プログラムとデータは独立してい
るので、データ構造の変更やアプ
リケーションの変更は容易
データ利用の標準化と共有が可
能になり、情報の有効活用や生産
性向上につながる
データの一括管理により、一貫性
や安全性・完全性の確保が容易
業務A
プログラム
C
業務B
B
C
応用プログラムに影響を与えないで(独立に)、データ
ベースの変更が可能(Data Independence)
データに対する安全性(Security)や完全性
(Integrity)の保証
 システムデータ=データ本体(ユーザーデータ)
+メタデータ(データ辞書):ユーザーデータの属性の記述
+ログ(システム情報)
DBエンジン:物理的にデータの処理や管理を行う
+DB定義機能:DBを設計・構築するための機能
+DB操作機能:データの検索や更新を行う
+管理用ユーティリティ
データベースエンジン
機密保護
利用者
DB操作機能
障害回復
 各事項の個別条件、複数項目間の関連性などを設定し、正しい状態を維
持する
データの独立性の確保
 プログラムとデータは完全に独立しているので、複数のアプリケーション
によるデータ共有やプログラム変更の局所化が可能になる
データの保全性の確保
 複数ユーザーが同時にアクセスしてもデータ内容に矛盾が発生せず、シ
ステムの障害に対しても回復機能を持つ
リレーショナルデータベース(RDB)
データベースモデル
データ項目を抽象化し、データ項目間の相互関係をモデル
化する場合のデータ項目間を関連付ける枠組みのこと
階層モデル、網モデル、関係モデル
いくつかの表(=関係)を相互に関連づけ、統合したもの
データベース
(データセット)
完全性チェック
同時実行制御
 同じデータが複数ファイルに存在するような無駄を排除
データの完全性の維持
関係モデル(リレーショナルモデル)⇒RDB
物理的データ管理
DB定義機能
データの冗長性の排除
 ユーザーを階層化してアクセス権を設定することで、機密管理や不正アク
セス防止を実現し、セキュリティを確保する
データベース管理システム(DBMS)
DBMS
データベースが持つ特性・特徴
データの安全性の確保
データベースを多目的に利用するため、データの相互
関連、統合化するためデータベース構造を規定
プログ
ラマ
データベース
ファイル
A
多目的な共同利用
データに無駄な冗長性がない
データの一括管理、要求の競合が把握が可能
目的に応じた応用プログラムの開発が可能
管理用ユーティリティ
注文ファイル,
仕入れ書ファ
イル,
Packing List
ファイル
データベース管理システム
データベースシステムの特徴
管理者
DBMS
システムデータ
メタデータ
ユーザデータ
1970年前後にIBMサンノゼ研究所のコッド(E.F.Cod)が理論を提唱
80年代に製品化、現在のデータベースの主流
表を取り扱い易くするための変換⇒正規化
表に対する操作⇒関係代数、関係論理
現在の主流⇒各種製品
DB2、Oracle、MS-SQLServer、MySQL、PostgreSQLなど
11
RDBの構造
関係代数(Relation Algebra)(1)
フィールド(列)
学生名簿
フィールド名⇒
学籍番号
氏名
住所
電話番号
E01001
京大 太郎
京都市左京区吉田本町
075-345-6789
レコード(行)⇒ E01002
阪大 花子
大阪氏中央区梅田1-2
06-4321-1000
E01003
都 はじめ
奈良市学園前1-2-3
078-123-456
主キー
外部キー
共通するフィールドを
通じて複数のテーブ
ルを関連づけれる
取り出したいものの性質を述語論理で記述関係演算
集合演算
和(union):+、集合の和、∪
成績表
テーブル「学籍
番号」の主キー
を参照する
関係をタプルの集合と見て、関係演算を用いて、
目的とする関係を取り出す体系
関係論理(Relation Calculus)
学籍番号
科目名
単位
得点
E01001
国際経営論
2
E01001
データベース論
4
80
E01002
経営情報論
2
75
E01002
会計監査論
2
90
E01003
会計監査論
2
85
E01003
データベース論
4
65
70
複数のテーブル
(実表)からデー
タを集めて、新し
いテーブル
(ビュー表)を作
成することも可能
関係代数(2)
R1
ドメインが一致する2つのリレーションR1、R2に含まれるすべて
のタプル
積(intersection): ・、集合の積、∩
ドメインが一致する2つのリレーションR1、R2に共通に含まれる
すべてのタプル
差(difference):-
ドメインが一致する2つのリレーションR1、R2に置いて、R1にの
み含まれR2には含まれないタプルのこと
関係代数(3)
R1+R2(R1∪R2)
 直積(Cartesian product):×
 2つのリレーションから一つづつタプルを取り出してきて、すべて
の組み合わせでつなぐ操作
 現実には「結合」を使うことが多い(冗長性をなくすため)
R2
R1-R2
R1・R2(R1∩R2)
関係代数(4)
射影(projection)
あるテーブルから指定した列(項目)を取り出して、新しい
テーブルを作成する操作
選択(selection)
与えた条件に合致した
タプルだけを取り出し
て、新しいテーブルを
作成する操作
結合(join)
2つのテーブルを共通
するキーにより関係づ
けて、新しい1つの
テーブルにする操作
正規化(Normalization)
データ管理を意識して、データの関連性を失うことなく
冗長性を減らし、メンテナンスがしやすいようにテーブ
ルを分割していくこと
非正規形:1つの項目のなかに複数のデータが存在
⇒第1正規形:複数のデータを複数のレコードへ
⇒第2正規形:主キーによって、各フィールドの値が決まる
⇒第3正規形:主キー以外のフィールドの値で、各フィール
ドの値が決まることがないように
適切な正規化のメリット
データの重複が無くなる→メンテナンスが容易
テーブルを分割することで、各テーブルの意味が明確にな
るとともに、セキュリティが高まる
テーブル間の関連付けを維持することで、元のテーブルを
再現できるだけでなく、新たなテーブルも作成できる
12
SQL(Structured Query Language)
リレーショナルデータベースを使用する場合(=関係
代数)の標準言語
ISOによって標準化、SQL87→SQL2→SQL99
ただし、製品毎に独自の拡張がなされている
データ定義言語(SQL-DDL)+データ操作言語(SQLDML)
SQLの例
スキーマ定義 CREATE SCHEMA AUTHORIZAYION 松井
表定義 CREATE TABLE 学生簿
ビュー定義 CREATE VIEW 成績(名前,評価) AS SELECT 氏名,
評価 FROM 学生簿
SELECT * FROM 学生簿 ←学生簿の全ての項目を参照
SQLを利用することで、データベースのデータを活用可能
データベース技術の動向(2)
データウェアハウス(Data warehouse)
データを分析し、意思決定できる有益な情報を変化させる
ことを支援するシステム
基幹データベース:データの現在の状態を保持、データの
一元管理や整合性の維持
データウェアハウス:長期間の時系列データを保持、デー
タの検索や分析が中心
基幹データベース⇒データ抽出+分析ツール
1990年 イノモン(Bill Inmon)が、企業における情報システ
ムの概念として提唱
⇒BPR、ERPなどの情報システムではデータベース/
データウェアハウスが企業の情報システムの中心
データベース技術の動向(1)
分散データベース
ネットワークを通じて複数のデータベースを共有し、あた
かも1つのデータベースのように構成
ネットワークを介してデータベースへアクセスすることが一般的
マルチメディアデータベース
数値、テキストデータだけではなく、図形、画像、音声など
のデータも含めて扱うことが可能
GIS(Geographic Information System)、VOD(Video On Demand)
オブジェクト指向データベース(OODB)
データと処理を一体化したカプセル化の概念を利用し、
データ形式にとらわれないデータベース
ハイパーテキストデータベース
オブジェクト間の関連付け⇒WWW
データベース技術の動向(3)
データウェアハウスの応用
統計(多変量解析)の手法を基本に、大量のデータ処理
と高速な演算が必要
OLAP(Online Analytical Processing)
対話的に分析の視点を変えながら分析する手法
データの可視化、対話的、データの照合を支援
売上分析、収益管理など
データマイニング(Data Mining)
蓄積された大量のデータから知識(規則性)を(自動的に)発見す
る手法
統計的手法を活用し、大量のデータから規則性を発見することを
自動化
市場分析、異常検出など
⇒CRM、マーケティングで利用
データベースと情報処理
DBは情報処理分野における重要な研究分野
データベースを活用するためのDBMSは情報に関連す
る総合的な技術が必要不可欠
理論面(数学)→データモデル
リレーショナルDBにおける関係代数や関係論理
データ構造(木構造、リスト構造など)
技術面(情報工学)→大量のデータ処理
データ通信システム
データ通信を実現する仕組み(装置、方法)
通信端末装置(端末)
データを送信あるいは受信する装置
電話機、ファックス、コンピュータなど
通信路
端末から端末へデータを伝達するための経路
通信ケーブル、中継装置、交換機など
コンピュータの演算性能
記憶装置の能力
利用面(経営情報)→データベースの使い方
CRM、ERP、BPRなど企業の(経営情報システム
の)基幹システムとしてのDB
通信路
通信回線
通信端末装置
接続装置
通信端末装置
13
多対多での通信
どうすれば通信できるのか?
複数のコンピュータを効率良く接続するには?
互いに通信するためには?
1本の線を複数のコンピュータで共有する
⇒具体的アイディアとしてのパケット通信
パケット(Packet):荷札をつけた小包
⇒色々な取り決めが必要
機器の種類(電話と無線機は繋がらない!)
通信手段(糸電話と電線は繋がらない!)
会話する言葉(英語と日本語では互いに意思の疎通が出来ない!)
荷札=パケットの行き先を指定する住所
会話の順番(電話のときは「もしもし」で始まる。手紙だと、「前略」~
「草々」、「拝啓」~「敬具」)
 データの先頭につけられるので「ヘッダ」と呼ぶ
 宛先,送信元,シークエンス番号が含まれる
プロトコル(Protocol)
小包=データを転送する際の転送単位
通信する際の手順(規約、約束事)
同一プロトコル⇔伝送技術(方式)が相互に同じ
物理的な接続(伝送技術)に関するプロトコル
接続相手を特定・接続するプロ地コル
実際にデータをやりとりするプロトコル
01
コンピュータとネットワーク
(情報通信)ネットワーク
02
03
04
05
コンピュータネットワークの規模
LAN(Local Area Network)
複数のコンピュータが通信回線を介して接続さ
れたデータ通信網
ハード、ソフト、データなどのシステムをネット
ワークに接続され共有されている。
比較的狭い範囲(建物、キャンパス)で構築されたデータ通
信システム
イントラネット(Intranet)
インターネットの技術を利用した構築したLAN
エキストラネット(Extranet)
イントラネット同士を接続したネットワーク
コンピュータ
ハブなどの
接続装置
サーバー
WAN(Wide Area Network)
LAN同士を接続した(大規模な)ネットワーク、一般に通信
業者が提供する通信回線を利用
コンピュータ
伝送路
(通信回線)
プリンタなどの
周辺機器
LANで利用するプロトコル
物理的な規格
有線:銅線(電気信号)や光ファイバー(光信号)
イーサネット(Ethernet)、Fast Ethernet、Gigabit Ethernet
無線:無線や赤外線を利用
802.11a/b/g/n、IrDA、Bluetooth
アクセス制御⇒CSMA/CD
1本の線を複数のコンピュータが共有→送信信号が衝突し
ないようにするための制御するための規格
Carrier Sense Multiple Access Collision Detection
通信手順としての規格⇒TCP/IP
TCP(Transmission Control Protocol)
送信側と受信側のコネクションを確立、実際にデータをやりとりする
IP(Internet Protocol)
指定した宛先までデータを届けるための仕組みを提供
専用回線(専用線形式):高速デジタル伝送サービス等
交換回線(公衆網形式):電話回線、携帯電話、ISDN等
LANの接続形態(トポロジー)
点対点型(Point-to-Point)
バス型
10Base2(同軸ケーブル)、10Base5 (同軸ケーブル)
CSMA/CD方式
リング型
トークンリング(同軸ケーブル)、FDDI
トークン・パッシング方式
スター型(ツリー型)
10(100)Base-T(ツイストペアケーブル)
CSMA/CD方式
ハブ:接続する根元
リング
ハブ(集線装置)
14
LANからインターネットへ
LANとLANを接続するのは?
LAN規格の異なるLAN間でのデータ受け渡し
全てのネットワークは同一規格のEthernetではない
ネットワークアーキテクチャー
ネットワークシステムの論理的なモデル
論理モデルに基づきプロトコルを規定
制御方法、通信回線の種類、伝送速度、文字コードの種類など様々
なことを規定
機能や作業毎に役割分担させる階層的なプロトコル
メーカー独自⇒国際標準⇒業界標準
LAN間接続装置→ブリッジ、ルーター、ゲートウェイ等
冗長度を持つネットワークLAN結合内でパケットは相
手先マシンへどう届けるか?
行き先と経路を調べ、伝達させる仕組み→ルーティング
情報機器の住所(IPアドレス)と名前(ドメイン名)を対応さ
せる仕組み→DNS
なぜ、プロトコルを階層化するか
通信に必要な機能を「層」として分割
機能や作業毎に役割分担⇒層:他の層を意識しない
各層は自分の役割を専念⇒全体として新聞サービス
例:新聞モデル
 新聞社に電話して購
読を申し込む
 普通紙とスポーツ紙
を頼む
 ポストに新聞が届く
ようになる
 実際には届けるために、様々な仕組みとそれぞれの階層
の役割がある
TCP/IPの階層とプロトコル(1)
第1層:ネットワークインターフェィス層
OSI参照モデルの第1、2層に対応
伝送媒体や伝送形式、誤り制御などを規定→LAN規格
OSI(Open Systems Interconnection)
国際標準化機構(ISO)が規格化、7階層と複雑かつ制定に時間が
かかったため、結局普及していない
 国際的な取り決めは時間がかかり、技術進歩に追いつけない
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)
4階層と簡略かつ多くの実装が登場したため、現在の業界標準
(Defect Standard)、インターネットで利用
 実際に動かし、シェアをとることで実質的な標準化
TCP/IP
TCP(Transmission Control Protocol)とIP(Internet
Protocol)を合わせたプロトコル
インターネットやLANでの事実上の世界標準
OSI参照モデルを基本に4階層に簡略化
第4層:アプリケーション層
各種サービス、データの表現、同期の確立など
上位層
第3層:トランスポート層
両端間でのデータ転送の品質保証
第2層:インターネット層
通信経路の選択、データ中継など
下位層
第1層:ネットワークインターフェース層
電気/光信号でのデータの転送、データ転送の保障
IPパケット(データグラム)
IPパケットはインターフェイス層を支えるネットワー
クメディア(Ethernetなど)で運ばれる
第2層:インターネット層
OSI参照モデルの第3層に対応
通信経路の選択、データ中継などを規程
利用プロトコル⇒IP(Internet Protocol)
データグラムと呼ばれるパケット単位にデータ転送制御を行う
 ヘッダ(20Byte)+データ(512~65472Byte)
ヘッダ部に発信元と発信先のIPアドレスを付加してパケットの組
み立て・分解と経路制御を提供する
IPアドレス:32ビットのデータでユニークに区別
ネットワーク部+ホストアドレス部
15
IPアドレス
IPアドレス:世界で一意的につけられた識別番号
NIC(Network Information Center)が一元管理
番号の長さ:32ビット(8ビットづつ区切って表現)
0.0.0.0~255.255.255.255で約42億台分
 00000000.00000000.00000000.00000000~
11111111.11111111.11111111.11111111
ネットワーク部+ホストアドレス部
クラスA(0~127):8+24ビット(約1600万台)
クラスB(128.0~191.255):16+16ビット(約65千台)
クラスC(192.0.0~223.255.255):24+8ビット(約256台)
ホストアドレス部をさらにサブネットに分割可能(ネットマスク)
 割り当てられたネットワークを複数のLAN分割して管理可能
京都大学の場合:クラスB:130.54.*.*
 さらに経営管理大学院は、130.54.76.* のサブネット
DNS(Domain Name System)
ネットワークに階層的に名前をつけてIPアドレスを管
理する分散管理システム
ルールに基づいた階層的な名前の付け方
ドメイン名:人間が覚えやすい
トップドメイン(基本的に国名または組織形態)
jp(日本)、de(ドイツ)、kr(韓国)、com(企業)、edu(大学、
教育機関)、org(団体・組織)、gov(政府機関)など
第2ドメイン(基本的に組織)
co(企業)、ac(大学、教育機関)、or(法人)、ne(プロバイ
ダ)、go(政府機関)など
京都大学経営管理大学院のドメイン名
gsm.kyoto-u.ac.jp
IPアドレスの問題
数字の羅列なので覚えられない!
アドレスの対応した名前をつける仕組み
⇒DNS(Domain Name System)
IPアドレス(グローバルアドレス)の不足問題
インターネットの爆発的普及⇒32ビットでは不足
42億台では、世界人口より少ない)
プライベート/ローカルアドレス
NICに申請せず組織内のネットワークに接続された機器に一意
に割り当てられたIPアドレス。インターネットグローバルアドレス
と直接通信できないので、ゲートウェイでアドレスの変換が必要
 192.168.*.* などが代表的なプライベートアドレス
 京都大学KUINS-IIIは、学内のみのローカルアドレス
次世代IPアドレス(IPv6)→128ビット
ホスト名+ドメイン名とIPアドレス
IPアドレスに対応した「マシンの名前(ホスト名)+ドメ
イン名」で個々のコンピュータを区別
ホスト名(ドメイン名を含む)とIPアドレスの対応をつけ
る仕組み:DNS
例:京都大学経営管理大学院のサーバーマシン
solo.gsm.kyoto-u.ac.jp⇔130.54.76.100
別名 www.gsm.kyoto-u.ac.jp
DNSでホスト名を問い合わせ、対応するIPアドレスによっ
て始めてコンピュータは通信できる。
同一ドメイン内では、ドメイン名を省略できる。ホスト名だ
けで十分→同一ドメイン内では同じホスト名は許されない
gsm(経営管理)+ kyoto-u(京都大学)+ ac(大学)+jp(日本)
TCP/IPの階層とプロトコル(2)
第3層:トランスポート層
OSI参照モデルの第4層に対応
データの転送を制御する
TCP(Transmission Control Protocol)
仮想回線を確立し、転送量を制御する。再送機能があ
る。多少効率が落ちる
データが必ず相手に届くことを保証
UDP(User Datagram Protocol)
コネクションレスの単純な制御で、転送量を制御しない。
再送機能がない。効率が良い
データは相手に届くことを保証しない(パケットロス)
マルチメディア通信(動画、音声)などで利用
TCP/IPの階層とプロトコル(3)
第4層:アプリケーション層
OSI参照モデルの第7、6、5層に対応
応用プログラム(サービス)に対応したプロトコル
WWW→HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)
電子メール→SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)、POP(Post
Office Protocol)
ファイル転送→FTP(File Transfer Protocol)
リモートログイン→TELNET、SSH
電子ニュース→NNTP(Network News Transfer Protocol)
ネットワーク管理→SNMP(Simple Network Management Protocol)
TV会議(動画)、インターネット電話(音声)→H323、SIP(Session
Initiation Protocol)
16
アプリケーション間通信
クライアントサーバー(C/S)システム
例:SMTP:電子メールにおけるプロトコルのやり取り
ネットワークに接続された(複数の)サーバで、複数ク
ライアントからの要求を処理する
サーバー(Server):処理を実行する側=サービスを提供
クライアント(Client):処理を要求する側=サービスを受ける
C/Sの利点
サービス実現の処理機構・データをサーバ側で一括管理
処理の一部をクライアントに分担⇒応答性、操作性、サー
バーの負荷低減
(役割別)サーバーを複数台設置⇒負荷の分散、信頼性向上
ファイルサーバー、プリントサーバー、データベースサーバー、コミュ
ニケーションサーバー(ゲートウェイ)
クライアントとしてマシン・OSを選ばない⇒多機種コンピュー
タへの移植が容易
『インターネットウィーク99:森下泰宏 「インターネットの基礎知識- 各種プロトコルか
らWeb関連技術まで -」』から引用
例:Webサーバーの仕組み
インターネット
技術的定義⇒internet
 ブラウザーは、URLで
指定された相手側の
Webサーバーとセッショ
ンを開始する。
 ブラウザーからのリンク
指示のある情報の転送
要求に応じて、サー
バーは、指定された
URLにあるHTML文書
とリンクされている画像
などをブラウザーに転
送する。
IP(インターネットプロトコル)と呼ばれるパケット通信
(TCP/IP)によって結ばれたネットワーク
コンピュータ間の通信 、しかも、コンピュータ同士の1対1の双方向
通信が可能
IPパケット(データグラム)は、様々な通信経路(電話線、光ファイ
バー、通信衛星など)上で使うことが可能
冗長性を持った経路制御、通信の品質・信頼性の確保 、伝送経
路でのデータ落ちの際に再送、容易なネットワーク拡張性
社会的定義⇒the Internet
世界中のコンピュータネットワークを相互接続した「ネット
ワークのネットワーク」
 最近では、動的にページ
を作成することも多い
世界中のTCP/IPを用いたネットワークを相互接続する基盤
電話、放送など既存の通信がTCP/IPを基盤として再構築
インターネットで出来ること
コミュニケーション+ネットワーク上の様々な
情報資源(リソース)の共有
電子メール:情報交換、コミュニケーション
WWW(World Wide Web)
Webページの閲覧、情報検索、情報発信
電子掲示板+会議室
ブログ(blog)、ウェッブログ(Weblog)
日々の出来事やインターネット上のコンテンツを日記のような
形で記録(ログ)しているサイト
ファイルの転送・ファイル共有
ストリーミング(インターネット放送)
インターネットラジオ、IP電話、TV会議、遠隔講義など
より勉強するために(参考文献)












松井啓之,2005年度情報処理入門講義資料
久野靖・辰巳丈夫・佐藤義弘,『最新情報リテラシー』,日経BPソフトプレス,2006
草薙信照,『情報処理[第2版]-Concept & Practice』,サイエンス社,2009
草薙信照,『コンピュータと情報システム』,サイエンス社,2007
一瀬益夫編著,『現代情報リテラシー』,同友館,2002
杉本英二,『インターネット時代の情報システム入門 新版』,同文館出版,2008
David A.Patterson/John L.Hennessy,成田光彰訳,『コンピュータの構成と設計
第3版 上・下』,日経BP社,2006
Alan W. Bergmann,和田英一訳,『やさしいコンピュータ科学』,ASCII,1993
稲垣耕作,『コンピュータ概説』,コロナ社,1997
高橋 麻奈,『マンガでわかるデータベース』,オーム社,2005
都司達夫・宝珍輝尚,『データベース技術教科書―DBMSの原理・設計・チュー
ニング 』 CQ出版,2003
小暮仁,「経営と情報」に関する教材と意見
 http://www.kogures.com/hitoshi/index.html
17
Fly UP