基礎情報処理論Ⅱ

科目基礎情報

学校	宇部工業高等専門学校	開講年度	令和06年度 (2024年度)
授業科目	基礎情報処理論Ⅱ
科目番号	51029	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: 1
開設学科	経営情報学科	対象学年	1
開設期	3rd-Q	週時間数	2
教科書/教材	情報Ⅰ705　最新情報Ⅰ　実教出版 教員が作成する演習問題集、ポイントをまとめた資料
担当教員	挾間 雅義

到達目標

検討中

ルーブリック

	理想的な到達レベルの目安（優）	標準的な到達レベルの目安（良）	最低限の到達レベルの目安(可)	未到達レベルの目安
1.情報社会と情報	・情報社会、情報技術について理解し、現状の問題点を把握し、課題解決に必要な手段とは何か提案することが出来る。	・情報社会、情報技術について理解し、現状の問題点を把握できる。	・情報社会、情報技術について基礎的な知識を理解できる。	・情報社会、情報技術について理解することが出来ない。
2.メディアとデザイン	・メディア、情報デザインの応用的知識、アプリケーションソフトを使用して表現することが出来る。	・メディア、情報デザインについて応用的な知識を理解できる。	・メディア、情報デザインについて基本的な知識を理解できる。	・メディア、情報デザインについて理解することが出来ない。
3.システムとデジタル化	・情報理論に関する国家資格レベル（ITパスポート、基本情報技術者）相当する問題を解き、理解することが出来る。	・情報理論に関する基本的な知識を理解し、標準的な計算問題を解くことができる。 ・情報検定の問題を解き、理解することが出来る。	・情報理論に関する基本的な知識を理解し、計算の解き方を理解できる。	・情報理論に関する知識、計算を理解することが出来ない。
4.ネットワークとセキュリティ	・国家資格レベル（基本情報技術者）相当のネットワーク、セキュリティに関する知識、計算について、演習問題を解き、理解することが出来る。	・ネットワークに関する処理速度、IPアドレスの本数を求めることが出来る。 ・セキュリティに関する標準的な知識を理解し、国家資格（ITパスポート、情報セキュリティマネジメント）相当する問題を解き、理解することが出来る。	・ネットワークとセキュリティに関する基本的な知識を理解できる。	・ネットワークとセキュリティに関する知識を理解できない。
5.問題解法とその方法	・エクセルの操作、関数を使って既存データを処理、グラフを描画して、課題解決に必要なことを見つけることができる。 ・エクセルに関する資格レベルの問題を理解することができる。		・エクセルの操作、関数を使って、データの処理ができる。	・エクセルの操作に関して理解できない。
6.アルゴリズムとプログラミング	・疑似言語を理解できる。（基本情報技術者） ・アルゴリズムとプログラミングに関するやや複雑な問題を解き、理解できる。（ITパスポート、基本情報技術者）	・アルゴリズムとプログラミングに関する情報システム試験に相当する問題を解き、理解できる。	・アルゴリズムやプログラムの基本的知識を理解できる。	・アルゴリズム、プログラムを理解できない。

教育方法等

概要:

第３学期開講
　本授業は１年生～２年生の段階でも取得可能なITパスポート合格に必要な計算問題、３年生以上で取得可能になる基本情報処理技術者さらには応用情報処理技術者を目指すことができるような基礎的知識を学習する。ただし、この授業では学習指導要領に基づいた内容なので、資格取得を考える場合、それに対応したカリキュラムに合わせて学習する必要はあります。

授業の進め方・方法:

・授業は教室で実施、ホワイトボードでおこなう。
・課題は毎回あります。
・毎回、授業終了後演習問題を配布します
・配布プリントは、授業内容をまとめたもの（資料①）、授業で扱う例題（資料②）、課題プリント（資料③）で構成される。

注意点:

・週2回の授業なので進度が速いです。わからない場合は、そのままにせず遠慮なく研究室に質問に来ること。
・計算問題は得意な人、苦手な人がいると思います。特に苦手な人は授業についていくのが難しく感じたら遠慮なく研究室にお越しください。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	ガイダンス、 第１回：情報社会と私たち（情報社会、法規と権利） 第２回：情報社会と私たち（情報技術）	・学習内容を把握できる。 ・情報社会の現状についてインターネットなどで調べることができる。 ・データ，情報，知識の意味と相互の関係について説明することができる。 ・ビッグデータの意味について説明することができる。 ・ビッグデータの活用例をあげることができる。 ・情報化が進展する社会の特質について説明することができる。 ・情報の特性について説明することができる。 ・情報の特性を活用した事例と，情報の特性によって問題点が生じる事例をあげることができる。 ・SNSの活用，不特定多数を対象としたコミュニケーションの注意点をあげることができる。 ・情報と情報技術の活用により加害者にならないための注意点や被害者にならないための対策方法をそれぞれあげることができる。 ・知的財産権の概要について説明することができる。 ・産業財産権の概要について説明することができる。 ・著作権の概要について説明することができる。 ・知的財産権が産業や文化の発展に与えている影響について説明することができる。 ・伝達者の権利について説明することができる。 ・著作権などの侵害事例で，どの権利を侵害しているかを適切に判断することができる。 ・著作権の例外規定を説明することができる。 ・目的を達成するために，著作物を法に従って適切に利用する方法を説明することができる。 ・個人またはグループで創作した著作物を他者が利用できるように条件を付けて公開することができる。 ・著作権の例外規定や著作物の利用条件に従って，著作物を適切に利用することができる。 ・個人情報およびプライバシーの概念を理解し，保護や管理の方法について説明することができる。 ・他人や自分の個人情報とプライバシーを適切に取り扱う際の注意点をあげることができる。 ・個人情報の流出を防ぎ，適切に管理することができる。 ・個人情報の保護と管理にかかわるサービスや事例について説明することができる。
		2週	第３回：メディアとデザイン（コミュニケーション、情報デザイン） 第４回：メディアとデザイン（情報デザインの実践）	・メディアの機能について説明することができる。 ・さまざまなメディアを分類することができる。 ・メディアの発達について説明することができる。 ・文字，図形，音声，静止画，動画の各表現メディア，情報メディア，伝達メディアの特性についてそれぞれ説明することができる。 ・伝達する情報に応じて適切に表現メディアや情報メディアを選択して表現することができる。 ・情報メディアや表現メディアを活用して，主体的に情報を発信することができる。 ・情報の信憑性や信頼性について吟味し，情報の真意を読み解くことができる。 ・メディアから収集する情報を批判的に思考し，主体的に読み解こうとする態度を身につけることができる。 ・メディアを活用したり，メディアを用いてコミュニケーションを図ったりすることができる。 ・コミュニケーションの方法を発信者と受信者の人数，位置関係，同期性により分類することができる。 ・コミュニケーションの形態や特性を考えて，コミュニケーションの目的に沿った方法を選択することができる。 ・電子メール，SNSなど，インターネットを利用する各種メディアとその特性について説明することができる。 ・適切かつ効果的にコミュニケーションを図るために情報メディアを適切に選択することができる。 ・自らのメディア活用について振り返り，より効果的な表現や情報伝達ができるように改善することができる。 ・コミュニケーションを図る活動を行い，自己評価や相互評価に基づいて，コミュニケーションの技能を改善することができる。
		3週	第５回：システムとデジタル化（情報システム構成、情報のデジタル化前半） 第６回：システムとデジタル化（情報のデジタル化後半）	・コンピュータの構成や計算の仕組みについて説明することができる。 ・コンピュータを構成する各装置の機能と相互の関係を考え，適切に接続して動作させることができる。 ・コンピュータの計算の仕組みについて，順序だてて説明することができる。 ・コンピュータを構成する装置とその性能について興味・関心を示し，自分で調べることができる。 ・ソフトウェアの種類とその働きを説明することができる。 ・ハードウェア，OS，応用ソフトウェアの関係を説明することができる。 ・インタフェースの意味や種類について例をあげて説明することができる。 ・情報機器を相互に接続するために，適切なインタフェースを選択することができる。 ・コンピュータが計算する仕組みについて興味・関心をもち，理解することができる。 ・スマートフォンなどの身近な情報機器について，性能の向上や発展的な活用の方法を考えることができる。 ・アナログとデジタルの概念とその違いを理解することができる。 ・データの圧縮の種類や仕組みを理解し，圧縮・解凍することができる。 ・アナログとデジタルを比較し，その特徴を適切に説明できる。 ・圧縮する情報の用途に応じて，適切な圧縮方法を選択できる。 ・情報のデジタル化について，より深く理解することができる。 ・２進数と情報量の関係について説明することができる。 ・情報量を適切な単位で表現したり，変換することができる。 ・論理回路による演算の仕組みについて説明することができる。 ・コンピュータによる演算や数値計算の仕組みについて関心を示し，理解することができる。 ・２進数・10進数・16進数を相互に変換することができる。 ・数値・文字の情報をデジタル化するための原理を説明することができる。 ・２進数・10進数・16進数を用い，目的に応じて適切に情報を表現できる。 ・数値・文字の情報を目的に応じて適切にデジタルで表現できる。 ・２進数の加算や減算をすることができる。 ・補数について説明することができる。 ・コンピュータでの数値計算の誤差について説明することができる。 ・データ量の計算について関心をもって取り組むことができる。 ・音声の情報をデジタル化するための原理を説明することができる。 ・音声のデータ量を計算できる。 ・音声の情報を目的に応じて適切にデジタルで表現できる。 ・画像の情報をデジタル化するための原理を説明することができる。 ・画像の情報を目的に応じて適切にデジタルで表現できる。 ・静止画や動画などのデータ量を計算できる。 ・データ量から圧縮率を求めることができる。 ・圧縮率から圧縮効率を判断することができる。 ・数値・文字・音声・画像などのデジタル化された情報を，主体的かつ適切に取り扱うことができる。
		4週	第７回：ネットワークとセキュリティ（情報通信ネットワーク） 第８回：ネットワークとセキュリティ（情報セキュリティ）	・通信方式の種類やその違いについて説明することができる。 ・LANを構成する機器について，それらの役割を説明することができる。 ・目的に沿って，LANを構成する情報機器の接続を適切に考えることができる。 ・実際に利用しているネットワークの構成について自ら調べ，問題を指摘してネットワークの改善につなげることができる。 ・インターネット通信の階層構造，各プロトコルの働きについて説明することができる。 ・WebサーバのIPアドレスを調べることができる。 ・IPアドレス，ドメイン名，ルーティングの基本的な仕組みや働きについて説明することができる。 ・WWWや電子メールなど，インターネットのサービスの内容と基本的な仕組みを説明することができる。 ・目的に応じて，適切にインターネットのサービスを選択して利用することができる。 ・通信データの転送速度とファイルを圧縮する意義について理解することができる。 ・コンピュータでファイルを圧縮することができる。 ・ファイルのデータを効率的に圧縮して転送することができる。 ・インターネットの仕組みやサービスに興味・関心をもち，問題の解決に向けて，個人あるいはグループでネットワークの活用について検討することができる。 ・情報セキュリティの３つの基本的な考え方について説明することができる。 ・適切なパスワードを作成し，設定することができる。 ・パスワードの設定と管理について考え，適切に判断して実行することができる。 ・コンピュータウイルスなど，マルウェアの種類や被害の実態について理解し，その対策方法について説明することができる。 ・マルウェアや不正アクセスなどの情報セキュリティの脅威に対する対策について適切に判断し，対処することができる。 ・不正アクセスなどサイバー犯罪の種類や内容，被害の実態，およびその対策方法について説明することができる。 ・マルウェアやサイバー犯罪の被害に遭わないように，リスクを軽減するための対策を継続して行うことができる。 ・情報セキュリティポリシーの概要や意義について説明することができる。 ・情報セキュリティの確保に向けて，目的に応じて，アクセス制御やフィルタリングなど適切な方法を選択することができる。 ・情報セキュリティポリシーの必要性を感じている。 ・メッセージの送受信，デジタル署名，電子認証などに応用されている暗号化の方式と仕組みについてそれぞれ説明することができる。 ・暗号の利用など，情報セキュリティを維持するための技術に関心をもつことができる。 ・暗号化などの理解のもと，安全に情報を送受信するための仕組みを実際に活用することができる。 ・情報セキュリティを維持するための対策を自ら進んで行うとともに，自分で振り返るとともに，教員の助言や相互評価に基づいて改善を図ることができる。
		5週	第９回：問題解決とその方法（問題解決、データの活用） 第10回：問題解決とその方法（モデル化、シミュレーション）	・問題や問題解決の意味，問題解決の手順について説明することができる。 ・問題の発見のための現状の把握の方法について具体的な例をあげることができる。 ・問題発見のための現状分析の方法を考え，適切に選択できる。 ・主体的に問題解決に取り組み貢献しようとしている。 ・ブレーンストーミングやグループディスカッションなど，問題の発見・解決のためのグループでの活動には積極的に参加することが出来る。 ・問題の明確化のための目的や目標の設定や，問題の構造を分析することができる。 ・問題解決の制約条件を考え，目的と目標の設定を適切に行うことができる。 ・問題の解決案を検討するために，情報の収集・整理することができる。 ・問題の解決案を検討するために必要な情報を収集・整理し，検討のための適切な資料を作成できる。 ・問題の解決案を比較検討する資料を作成したり，問題解決の工程表を作成したりすることができる。 ・個人あるいはグループで解決案を検討し，制約条件の中で最適な解決案を判断して決定できる。 ・グループで合意を形成できるよう，適切な問題解決の計画を立案することができる。 ・問題解決の評価の方法について理解している。 ・問題解決に適合した評価を計画・実施し，分析しやすいように評価結果をまとめることができる。 ・試行錯誤しながら，粘り強く問題の発見・解決に取り組んでいる。 ・問題解決の結果を振り返り，積極的に自己評価や相互評価を行い，改善を図ろうとしている。 ・データの種類と尺度水準について理解し，収集したデータを整理することができる。 ・問題解決の目的や内容に沿って，適切に尺度水準を用いてデータの整理を行うことができる。 ・問題の発見や解決のために，オープンデータの選択やサンプリングなど，データを主体的に収集することができる。 ・表計算ソフトウェアを用いて適切にデータの並べ替えや抽出などができる。 ・表計算ソフトウェアで統計処理に用いる関数を活用してデータを処理することができる。 ・問題解決の目的や内容に適したデータを選択して収集することができる。 ・問題解決の目的や条件に従って，表計算ソフトウェアの関数を適切に適用してデータ処理を行うことができる。 ・グラフの種類や機能を理解し，表計算ソフトウェアを用いてデータをグラフ化することができる。 ・問題解決の目的に応じて，データをグラフなどで適切に可視化して表現することができる。 ・問題解決のため，表計算ソフトウェアなどを用いて収集した情報を処理したり，グラフで可視化したりすることができる。 ・クロス集計，相関係数を用いた分析，回帰分析を行うことができる。 ・問題解決の目的に応じて，データ分析の手法を適切に選択し，分析結果を効果的に表現することができる。 ・問題解決のためのデータ分析を，試行錯誤しながら粘り強く行うことができる。 ・データベースの意味と必要性を理解し，事例としてリレーショナルデータベースの機能について説明することができる。 ・リレーショナルデータベースとNoSQLの特徴を考慮して，格納するデータの性質や量に応じて選択できる。 ・問題解決のためのデータ活用に関する取り組みを，データ分析の方法や分析結果の妥当性について，自己評価や相互評価で振り返り，改善することができる。 ・モデル化およびシミュレーションの意味について説明することができる。 ・モデル化及びシミュレーションが社会の問題解決でどのように利用されているかを例をあげて説明することができる。 ・モデル化およびシミュレーションが，社会の問題解決に果たす役割について考え，事例をあげて説明することができる。 ・現実の現象についてのモデル化に関心をもち，自ら進んでモデル化を試みるなど，主体的に学習に取り組むことができる。 ・縮尺モデルなど表現形式による分類，動的モデルなど対象の特性による分類など，モデルを分類することができる。 ・実際に使われているモデルについて検討し，表現形式や対象の特性で適切に分類することができる。 ・モデル化の基本的な手順について説明することができる。 ・問題を整理したり，構造を明らかにしたりするために，図的モデルを作成することができる。 ・動的に変化する現象のいくつかの事例について，図的モデルや数式モデルで表し，表計算ソフトウェアを用いて，グラフを作成することができる。 ・問題解決の目的に応じて，モデルに適用する要素を省略したり変更したりする必要があり，それに伴ってモデル自体が変化することを理解できる。 ・モデル化の目的を明確にして，適切にモデルの構造を決定し，モデルを数式などで表現することができる。 ・現実の問題をモデル化するために，図的モデルや数式モデルを作成し，それらに基づいて表やグラフを作成することができる。 ・作成したモデルに対し，目的を達成しているかの観点で自己評価，および相互評価を行い、モデルの改善ができる。 ・シミュレーションの意義や方法について説明することができる。 ・確率的モデルをコンピュータでシミュレーションする意義について説明することができる。 ・モンテカルロ法の意味を理解し，いくつかの事例でモンテカルロ法を用いてシミュレーションを行うことができる。 ・表計算ソフトウェアの関数を適切に選択・活用して，確率的モデルのシミュレーションをいくつか実行することができる。 ・待ち行列を事例にモデル化とシミュレーションによる問題解決を行い，問題解決の方法を経験して理解することができる。 ・例題のシミュレーションの結果は，試行するたびに変化することの意味を考え，確率的モデルとほかのモデルとを比較・検討することができる。 ・モンテカルロ法や待ち行列など確定的モデルのシミュレーションの過程を表やグラフで表現することができる。 ・店舗の待ち行列など，具体的な事象のシミュレーションに関心をもち，シミュレーションを用いた問題解決を意欲的に取り組むことができる。 ・待ち行列を事例に，表計算ソフトで実施したシミュレーションを再計算したり，パラメータを変更して再度シミュレーションを行ったりするなど，試行錯誤してシミュレーションの結果を分析し，評価することができる。 ・店舗のレジの待ち行列のシミュレーションを繰り返し，レジの窓口数を検討するなど，シミュレーションの結果を用いて問題を解決することができる。
		6週	第11回：アルゴリズムとプログラミング	・アルゴリズムとプログラムについてそれぞれ説明することができる。 ・フローチャート，アクティビティ図，状態遷移図の描き方を理解することができる。 ・アルゴリズムの基本制御構造（順次，選択，反復）の違いについて説明することができる。 ・簡単なアルゴリズムを文章やフローチャートなどの図で表現できる。 ・基本制御構造（順次・選択・反復）を適切に用いて，簡単なアルゴリズムを表現できる。 ・作成したフローチャート，または文章表記が正しいかどうか判断することができる。 ・アルゴリズムやフローチャートなどの表記に，興味や関心を示すことできる。 ・問題解決のためのアルゴリズムを考える学習に，主体的に取り組むことができる。 ・プログラミングの手順（設計→コーディング→テスト）を理解することができる。 ・プログラミング言語のおもな種類とその特徴を理解することができる。 ・プログラミングの目的や実行するコンピュータの種類を考慮して適切なプログラミング言語を選択することができる。 ・プログラミング言語に興味を示し，実際に自ら活用することができる（活用した経験がある）。 ・変数を使用して選択構造や反復構造のプログラムを作成することができる。 ・配列を使用して反復構造等のプログラムを作成することができる。 ・問題解決のアルゴリズムにしたがって，基本制御構造を使用して適切かつ効率的にプログラムを作成することができる。 ・関数の概念を理解して関数を使用して簡単なプログラムを作成することができる。 ・関数を活用したプログラムを設計し，わかりやすく効率的なプログラムを作成できる。 ・探索（線形探索、二分探索）および整列（バブルソート）のアルゴリズムを理解し，プログラムを作成することができる。 ・アルゴリズムの評価の意義について理解し，探索のアルゴリズムの違いによる評価を行うことができる。 ・データ量と計算量の変化からアルゴリズムを評価し，適切なアルゴリズムを選択することができる。 ・問題解決のためのアルゴリズムを考え，粘り強く試行錯誤しながらプログラムを作成することができる。 ・問題解決のために作成したプログラムの記述を学習者間で相互評価し，改善してより効率的なプログラムを作成することができる。
		7週
		8週

評価割合

	試験	課題	演習	合計
総合評価割合	60	20	20	100
総合評価	30	0	20	50
知識の基本的な理解	30	20	0	50
思考・推論・創造への適用力	0	0	0	0