幸山研究室
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最終更新日:2013年2月1日

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2012年度 情報数理

* 内容は、参加する学生の質や進行状況に応じて変更される場合があります。
* 「富山大学シラバス」も参照してください。

■ 授業科目名: 情報数理

■ 時間割コード: 146013

■ 授業科目区分: 専門科目・選択

■ 対象学生: 数学科 3年生

■ 単位数: 2

■ 開講学期: 後学期 ・ 金曜日 2時限

■ 場所: 理学部A棟 1F 情報処理演習室

■ 担当教員: 幸山 直人

■ オフィスアワー(自由質問時間): * 詳細については、「オフィスアワー」を参照のこと。

随時。ただし、電子メールによるアポイントメントが必要です。

■ 授業のねらいとカリキュラム上の位置付け(一般学習目標):

現在の高度情報化社会はコンピュータとインターネットによって支えられているが、これらは数学なくしては成り立たない。本講義では、コンピュータとインターネットで扱われている情報(2進数)、すなわち符号理論について学習し、その尺度である情報量について数学的に厳密な定義を与える。さらに、コンピュータやインターネットで扱われる情報を効率的に扱うために欠かせない誤り訂正符号の理論について学習する。なお、誤り訂正符号の応用例として実際にQRコードを手作りする。

QRコードの例(1)QRコードの例(2)QRコードの例(3)

■ 達成目標:

コンピュータやインターネットに必要不可欠な符号理論(誤り訂正符号を含む)の概念を数学的見地から理解する。これらの理論を学ぶことで、コンピュータやインターネットを効率的かつ上手に扱えるようになる。

■ 授業計画(授業の形式):

「講義」と「実験または演習」を交互に繰り返しながら、授業を進行する。

■ 授業計画(スケジュール等): * 詳細については、「日程表&掲示板」を参照のこと。

第 1回 オリエンテーション
第 2回 符号理論と情報量(1)
第 3回 符号理論と情報量(2)
第 4回 符号理論と情報量(3)
第 5回 様々なデジタル情報(1)
第 6回 様々なデジタル情報(2)
第 7回 誤り訂正符号(1)
第 8回 誤り訂正符号(2)
第 9回 誤り訂正符号(3)
第10回 誤り訂正符号(4)
第11回 誤り訂正符号(5)
第12回 誤り訂正符号(6)
第13回 QRコードを作ろう!(1)
第14回 QRコードを作ろう!(2)
第15回 期末試験 * 期末試験は授業日数にカウントされません。(*1)
第16回 期末試験の解答と評価

(*1) 『平成20年12月24日の中央教育審議会の答申において「講義であれば1単位当たり最低でも15時間の確保が必要とされる。これには定期試験の期間を含めてはならない。」と示されているため,できる限り,定期試験は補講・試験期間に行い,15週の授業の中に定期試験を含めないようお願いします。』という指導に基づく【 「 [rigaku:03205] 平成21年度前学期・後学期授業科目のシラバス登録について 」より抜粋 】。

■ キーワード:

コンピュータ, インターネット, 情報量, 2進符号, ビット, 符号理論, 線形符号, 巡回符号, ガロア群, 拡大体, 誤り訂正符号, BCH符号, RS符号 など

■ 履修上の注意:

以下の注意事項を守り、情報化社会を生き抜く力を身につけるべし。
 1.身勝手な行動により、他人の学ぶ権利を侵さないこと。特に、大声で喚いたり、むやみに歩き回らないこと。
 2.「富山大学情報システム利用ガイドライン」に記載されているルールやマナーを守り、キャンパスネットワークやコンピュータ端末室を利用すること。特に、飲食禁止である。また、消しゴムの削り粕など自分で出したゴミは自分で片付けること。
 3.あきらめない。
 4.授業を休まない。
 5.授業中に寝ない。
 6.この授業に限ったことではないが、受身の学習をしていては何も身に付かない。自ら手と頭を動かし、率先して学習すことを惜しんではならない。特に、情報に関する知識や技術はコンピュータに触った時間に比例して上達する。

■ 教科書・参考書等:

● 教科書
 1.情報数理テキスト,幸山 直人,富山大学理学部数学教室
 * 情報数理テキストは、「日程表&掲示板」にリンクされています。
 2.富山大学情報システム利用ガイドライン
 * 富山大学総合情報基盤センターの「パンフレット、ポスター」のページから参照のこと

● 参考書 * インターネット内にある情報も上手に活用してください。
 1.情報と符号の理論 (岩波講座 情報科学-4), 宮川 洋・島原 博・今井 秀樹, 岩波書店 * さらに詳しく勉強したい人のための本です。
 2.コンピュータシステムの基礎, 宮沢 修二 他, 株式会社アイテック 情報処理技術者教育センター * 歴史から動作の仕組みまで、コンピュータに関する様々な事柄が記載されています。
 3.二次元コードシンボル -QRコード- 基本仕様 (JIS X 0510), 高井 弘光 (株式会社デンソーウェーブ) 他, 日本規格協会 * QRコードの仕様書。

■ 成績評価の方法:

以下の「小テスト」 ・ 「レポート」 ・ 「期末試験」 および+α の合計点で成績を評価する。 ただし、「履修上の注意」の1または2が守られなかった場合、直ちに退室を命じ、評価を「不可」とする。 * 11月20日変更
 1.小テスト (1点×15回=15点) * 第15回の期末試験は除く * 出席点として扱う
 2.レポート (6点×6回=36点) * レポートの内容によって0点から6点を与える
 3.期末試験 (50点)
 
【出席について】遅刻・中抜け(トイレは可)・早退した場合、出席点として加点しない。なお、病気・忌引・介護体験・教育実習等よる欠席については理学部支援グループの発行する欠席届を提出することで出席扱いとします(欠席届には証明書や正当な理由が必要)。詳細については理学部支援グループに確認してください。
 
【レポートについて】他人のレポートを安易に写したレポートは、写させた学生および写した学生のレポート点を0点とする。他人のレポートを写して誤魔化しても期末試験で得点できないので落第することになる。自らの頭と手を使って学習内容を習得すること。

■ 関連科目: 情報科学序論(幸山が担当した場合に限る),線形代数学,代数学
(基本事項については数学科で開講される全ての科目)


■ リンク先ホームページアドレス: * このページのURLです。

http://kouyama.math.u-toyama.ac.jp/main/education/2012/infomath/index.htm

■ オープン・クラス受講可否: 受入可

■ 単位互換受講可否: 受入不可

■ 備考: 詳細については、上記「リンク先ホームページアドレス」を参照のこと。


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日程表&掲示板

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  第 1回 オリエンテーション * 必ず参加すること。
ビデオ鑑賞
10月5日 実施
  1. 授業開講 通知 [8月30日掲示]
2. 「2012年度 情報数理」学習支援ページの確認
3. 「富山大学情報システム利用ガイドライン」の確認
4. 情報処理技術者試験の紹介 (幸山研究室)
5. 教材:授業紹介 (PowerPointスライド)
6. 非公開コンテンツの閲覧方法について
7. 資料:偉人 C. E. Shannon について (ベル研究所)
レポート1

  第 2回 符号理論と情報量(1) [ 非公開 ] 10月12日 実施
  1. 教材:Huffmanの符号化法T (PowerPointスライド)
レポート1の解答例

  第 3回 符号理論と情報量(2) [ 非公開 ] 10月19日 実施
  1. 教材:Huffmanの符号化法U (PowerPointスライド)
 

  第 4回 符号理論と情報量(3) [ 非公開 ] * 10月26日修正 10月26日 実施
  1. 教材:エントロピー (PowerPointスライド)
レポート2

  第 5回 様々なデジタル情報(1) 11月2日 実施
  1. 教材:様々なデジタル情報(1) (PowerPointスライド)
レポート2の解答例

  第 6回 様々なデジタル情報(2)
GIFアニメーションを作ろう!
11月9日 実施
  1. 教材:様々なデジタル情報(2) (PowerPointスライド)
2. 教材:フリーソフトウェア Giam (lzhファイル) [古溝 剛 氏のHP]
3. 資料:サンプル素材 (zipファイル)
4. 資料:サンプルGIFアニメーション (GIFアニメーション)

 
レポート3

  第 7回 誤り訂正符号(1) [ 非公開 ]
* 11月22日(木)は金曜日の授業が行われます。
11月16日 実施
  1. 教材:ハミング距離 (PowerPointスライド)
2. 教材:レポート3で作成したGIFアニメーション

 
レポート3の解答例

  第 8回 誤り訂正符号(2) [ 非公開 ]
* 11月22日(木)は金曜日の授業が行われます。
11月22日 実施
  1. 教材:ガロア体 (PowerPointスライド)
2. 付録:ガロア拡大体GF(2^8)のべき表現とベクトル表現
レポート4
* 11月22日修正


  第 9回 誤り訂正符号(3) [ 非公開 ] * 11月30日修正 11月30日 実施
  1. 教材:線形符号 (PowerPointスライド)
レポート4の解答例
* 12月7日修正


  第10回 誤り訂正符号(4) [ 非公開 ] * 12月8日修正 12月7日 実施
  1. 教材:巡回符号 (PowerPointスライド)
レポート5
* 12月15日修正


  第11回 誤り訂正符号(5) [ 非公開 ]
* 12月15日(土)は理学部の定める補講日です。授業を行います。
12月14日 実施
  1. 教材:BCH符号 (PowerPointスライド)
2. 教材:BCH符号の誤り検出と誤り訂正の具体例
レポート5の解答例

  第12回 誤り訂正符号(6) [ 非公開 ]
* 12月15日(土)は理学部の定める補講日です。授業を行います。
12月15日 実施
  1. 教材:RS符号 (PowerPointスライド)
2. 教材:RS符号の誤り検出と誤り訂正の具体例
レポート6
* 12月15日修正


  第13回 QRコードを作ろう!(1) 12月21日 実施
  1. 教材:QRコードを作ろう!(1) (PowerPointスライド)
2. 教材:QRコード作成シート
3. 付録:ガロア拡大体GF(2^8)のべき表現とベクトル表現
4. 資料:シフトJIS(JIS X 0208)文字コード表 (ASH有限会社)
5. 資料:QRコード (日本工業標準調査会) * 「X0510」で検索
6. 資料:QRコードドットコム (株式会社デンソーウェーブ)
7. 資料:まるごとわかる sensor.co.jp (株式会社キーエンス)
レポート6の解答例
* 1月24日修正


  第14回 QRコードを作ろう!(2)
* 1月18日(金)は大学入試センター試験のため休講となります。
1月11日 実施
  1. 教材:QRコードを作ろう!(2) (PowerPointスライド)
2. 資料:QRコード作成サイト (株式会社シーマン)
3. 資料:変り種QRコード (株式会社IT DeSign)
 

  第15回 期末試験 * 必ず試験を受けること。
* 期末試験は授業日数にカウントされません。

* 1月18日(金)は大学入試センター試験のため休講となります。
1月25日 実施
  1. 期末試験 通知 [12月21日掲示]
 

  第16回 期末試験の解答と評価 * 必ず参加すること。 2月1日 実施
  1. 期末試験の解答
2. 成績表「努力の足跡」を配布
3. 授業評価アンケート
 


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期末試験について

* 期末試験は授業日数にカウントされません。

終了

■ 日時: 1月25日(金) 10:30〜12:00 (90分)

■ 場所: 共通教育C棟1F C12番教室 * いつもと場所が違うので注意してください

■ 試験範囲: これまで学習した範囲 * 10月5日から1月11日まで

 ・情報量, Huffmanの符号化法
 ・ハミング距離, 最小距離
 ・線形符号, 生成行列, 検査行列, シンドローム, 誤り訂正
 ・巡回符号, 生成多項式, 検査多項式, シンドローム, 誤り訂正
 ・BCH符号, 生成多項式, 検査多項式, シンドローム, 誤り訂正
 ・RS符号, 生成多項式, 検査多項式, シンドローム, 誤り訂正、誤りの値
 ・ベクトル空間, 直交補空間, 1次独立, 1次従属, 像, 核 (数学の知識として)
 ・ガロア体, ガロア拡大体 (数学の知識として)

■ 備考: 持ち込み禁止 * 時計と筆記用具のみ、それ以外の物はカバンにしまっておくこと。

■ その他の注意事項:

 1. 試験開始時刻から30分以上遅刻した場合、試験を受けることはできない。
 2. 再試験は行わない。ただし、病気や忌引等によって試験を受けられなかった場合には追試を行う。
 3. 携帯電話等の使用禁止。電源を切ってカバンにしまっておくこと。時計としての利用も不可。

■ 過去の期末試験:

2012年度 期末試験 (PDFファイル) 解答例 (PDFファイル)
2010年度 期末試験 (PDFファイル) 解答例 (PDFファイル)
2008年度 期末試験 (PDFファイル) 解答例 (PDFファイル)
2007年度 期末試験 (PDFファイル) 解答例 (PDFファイル)
2006年度 期末試験 (PDFファイル)
* 2006年度 情報科学I 期末試験
解答例 (PDFファイル)
* 2006年度 情報科学I 解答例



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