情報科学論

科目基礎情報

学校 福島工業高等専門学校 開講年度 令和06年度 (2024年度)
授業科目 情報科学論
科目番号 0010 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 産業技術システム工学専攻(エネルギーシステム工学コース)(機械)(R4年度から) 対象学年 専1
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 データ配布
担当教員 小泉 康一

到達目標

①情報量、エントロピーの意味が理解し、簡単な確率システムのエントロピーが計算できる。②グラフ理論を通してアルゴリズムの概念を理解する。③コンピュータネットワークの基礎について理解する。④情報セキュリティのための暗号システムの基礎概念を理解する。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安未到達レベルの目安
情報量、エントロピーの意味が理解し、簡単な確率システムのエントロピーが計算できる。各授業項目の内容を理解し、応用できる。各授業項目の内容を理解している。各授業項目の内容を理解していない。
グラフ理論を通してアルゴリズムの概念を理解する。各授業項目の内容を理解し、応用できる。各授業項目の内容を理解している。各授業項目の内容を理解していない。
コンピュータネットワークの基礎について理解する。各授業項目の内容を理解し、応用できる。各授業項目の内容を理解している。各授業項目の内容を理解していない。
情報セキュリティのための暗号システムの基礎概念を理解する。各授業項目の内容を理解し、応用できる。各授業項目の内容を理解している。各授業項目の内容を理解していない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
広く一般のエンジニア、研究者等として知っておくべき情報理論、数学的な情報の解析法の基礎について解説する。情報通信理論の話題についても取り上げる。
授業の進め方・方法:
期末試験を実施する。単位追認試験は、小テストをすべて受験し授業内に明示する規定点数に達した者のうち、試験日までに実施する数回の指導をすべて受けた者のみ受験できる。この科目は学修単位科目のため、事前、事後の学習の確認として、定期的に小テストを実施する。
注意点:
数学的な内容を多く含むので、復習をして、各事項を一つ一つ確実に理解していくことが重要である。 
自学自習の確認方法:定期的に小テストを行う。
参考書
・情報理論入門,アブラムソン(宮川洋訳),好学社.
・インターネット工学,後藤滋樹,外山勝保,コロナ社.
・工学のための離散数学,黒澤馨,数理工学社.

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 情報量とエントロピー1 対数と確率論の基礎,それらの計算法の復習
完全情報系、情報量の定義
2週 情報量とエントロピー2 情報源とエントロピー
3週 情報数学1
(情報量とエントロピーの小テスト)
グラフとは何か
オイラー閉路
4週 情報数学2 ハミルトン閉路,木
5週 情報数学3 全域木,根つき木
最短路,DIJKSTRAアルゴリズム1
6週 情報数学4
コンピュータネットワーク1
DIJKSTRAアルゴリズム2
OSI参照モデルとプロトコル
7週 コンピュータネットワーク2
(グラフ理論の小テスト)
LANにおける通信
8週 コンピュータネットワーク3 ルータと経路制御
4thQ
9週 コンピュータネットワーク4 インターネットの応用
TCP/IPの概要
10週 暗号理論
(コンピュータネットワークの小テスト)
秘密鍵暗号方式と公開鍵暗号方式の違い
シフト暗号の暗号化、復号化
11週 整数論 1 剰余環Znについて
mod演算,ユークリッド互除法とその演習
12週 整数論 2
公開鍵暗号 1
拡張ユークリッド互除法を使った逆数導出法
RSA暗号系
13週 公開鍵暗号 2
量子暗号(量子鍵配送) 1
RSA暗号系とその演習
量子鍵配送BB84プロトコルの理論について
14週 量子暗号(量子鍵配送) 2 敵がいる場合の量子鍵配送について
15週 まとめ
(暗号理論の小テスト)
授業内容のまとめ
16週

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

分類分野学習内容学習内容の到達目標到達レベル授業週

評価割合

試験小テスト相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合60400000100
基礎的能力60400000100
専門的能力0000000
分野横断的能力0000000