福岡大学工学部 電子情報工学科 助教：高橋 伸弥 情報通信技術（ＩＣＴ） の動向 福岡大学工学部　電子情報工学科 助教：高橋　伸弥

今日の講義について 目的 大学の講義の雰囲気を知ってもらう 情報系学科への興味を持ってもらう 福大工学部電子情報工学科の宣伝 内容 大学1年生（文系）向け 「情報通信技術の動向」導入部分

大学の講義の形態 教養科目・専門科目 教養科目（共通科目・基礎科目） 外国語・人文社会・自然科学 専門科目 学部・学科ごとのより高度な科目 理系では実験なども 高校の授業との違い 「生徒」と「学生」 自主性が重要

情報通信技術（ＩＣＴ） の動向

情報とは？ 「文字・数字などの記号やシンボルの媒体によって伝達され、受け手に状況に対する知識や適切な判断を生じさせるもの 」（大辞泉 ） ここでは、コンピュータで扱うことのできるデータを指す 文字・数字・画像（写真、絵）、音（音楽、音声）・・・

情報通信技術（ICT)とは？ 検索・収集 分析・判断 情報処理の三大要素 伝達・蓄積 情報を処理する技術 情報を通信する技術 情報通信サービスを 実現する技術 検索・収集 分析・判断 情報処理の三大要素 伝達・蓄積

ＩＣＴとは Information and Communication Technology 情報通信技術 の頭文字 ＩＴとの違い 情報通信技術　 Information and Communication Technology の頭文字 ＩＴとの違い 通信（Communication）が入る　 　（ほぼ同義で用いられている） 総務省　u-Japan 政策 「いつでもどこでも何でも誰でも」ネットワークにつながるユビキタスネット社会の実現

ユビキタスネット社会 社会の至る場所にある、あらゆるモノにコンピュータを埋め込み、それらが互いに自律的な通信を行うことによって生活や経済が円滑に進む社会 u-Japanでは、携帯電話やPDAなどの小型情報端末はもちろん、テレビや冷蔵庫などの家電製品、案内板や道路信号などの社会基盤、食料品などの商品の値札やさらには洋服などの日用品にまでコンピュータを埋め込むことが構想されている 例）　 ＪＲ東日本Ｓｕｉｃａ おサイフケータイ ＩＴ用語辞典より

ＩＣＴと携帯電話 多様な機能 電話 メール カメラ機能 ゲーム 音楽 ワンセグ GPSナビ おサイフケータイ セキュリティ テレビ電話 ウェブブラウジング PIM

携帯電話の歴史 1985年 肩掛け型 重さ：３ｋｇ 1993年 デジタル化 1999年 iモード ショルダーホン 2000年 写メール 1993年　デジタル化 1999年　iモード 2000年　写メール 2001年　FOMA 2004年　スマートフォン 2004年　おサイフケータイ 2006年　ワンセグ 1987年 初の携帯型 重さ：0.9ｋｇ 携帯電話 1991年 世界最小 重さ：230ｇ ムーバ

ICTと車載ネットワークシステム Windows並のプログラム量（1000万行） 膨大な電子制御部品 自動車の更なる進化 高性能カーナビ ITS（高度道路交通システム） 追突軽減ブレーキシステム

情報サービスとソフトウェア産業 ハードウェア会社・・・日立など パッケージベンダー・・・マイクロソフト システムインテグレータ・・・NTTデータ他 通信事業者・・・NTT他 サービス提供事業者・・・NIFTY ネットビジネス事業者・・・Yahoo！他 コンサルティング会社 人材派遣会社

ICTの最近の動向 パソコンの普及・インターネットの拡大 業務処理のオンライン化 インターネットを利用した新しいビジネスモデル（Web2.0) 自動車、カメラ、携帯電話などの組み込みシステムの増大

なぜICTか？ 増え続ける情報サービスのニーズ ICTスペシャリストの不足 労働生産性の向上 日本は先進主要国で最低水準 人間の知的情報処理活動を 　効率よくする！

なぜICTは効率がよいか？ 検索・収集 分析・判断 情報処理の三大要素 伝達・蓄積 電子化により 効率のよいアルゴリズムにより 検索するのに 時間がかからない 検索するのに 時間がかからない 伝達するのに 時間がかからない 検索・収集 分析・判断 情報処理の三大要素 伝達・蓄積 収集するのに 時間が かからない 蓄積するのに 時間がかからない 分析判断するのに 時間がかからない

検索の「手間」 を探してみよう！

検索の「手間」 を探してみよう！

効率のよい検索１ 「N」を探し出すのに必要な「手間」は？ コンピュータは一度に全てを同時に見ることができない カードが伏せられていたとしたら？ 例題） 「1」から「32」までの数字が書かれた３２枚のカード　（数字の重複／欠番あり） 「N」を探し出すのに必要な「手間」は？

効率のよい検索２ カードがでたらめな順番の場合 32枚全てを確認 手間＝32 カードが昇順に並べられている場合 順番に調べ、Ｎより大きな数字が現れたら終了 平均の手間＝半分の16

もっと効率のよい検索 「二分探索」 カードが昇順に並べられている場合 カードをエイヤ！と半分にし、境い目のカードを調べる Nよりも大きければ前半を調べ、さもなければ後半を調べる 半分半分にしていくので、 「二分探索」 と呼ぶ 32枚⇒16枚⇒8枚⇒4枚⇒2枚　　手間＝5回＝log232

２万枚のカードだったら？ ２万人の学生カードの検索の場合 カードがでたらめな順番の場合 カードが昇順に並べられている場合 手間＝２万 手間＝１万 　（順に調べる場合） 手間＝１５　　（二分探索） ・・・・・でたらめな場合の１０００分の１以下 新聞を50回折りたたんだら？　（新聞の厚さを0.1mmとする） １．富士山（３３３３ｍ）　２．月（３８万キロ）　３．太陽（１億５０００万キロ）

新聞を５０回折りたたんだら？ 0.1mm=0.0001m 1回折りたたんだら、0.0001×2m 2回折りたたんだら、0.0001×2×2m ここで、210=1024≒ 103 とすると 0.0001×250≒ 10-4×103×5= 1011 =100000000000m =100000000km＝ 1億km

新聞を100回折りたたんだら？ 100回折りたたんだら、0.0001×2100m 210=1024≒ 103 として 0.0001×2100≒ 10-4×103×10= 1026 m = 1023 km 光は1秒間に300000km　 1年間だと3×105×60×60×24×365≒9.46×1012 km 1023 km ≒ 1011 光年＝ 100億光年 銀河系の大きさ：10万光年 宇宙の大きさ：数百億光年

並べ替えの手間 効率のよい方法 カードを１枚ずつ取り出して 並べ替え済みのカードに挿入 もちろん、２分探索を使って挿入 ≒32×5 効率の悪い方法 1番小さな数を見つけて先頭にする 次に小さな数を見つけて2番目にする その次に小さな・・・（略 ≒ 32×32÷2

並び替えの例１

並び替えの例２

もっと難しい問題 解けない問題／解くのが大変な問題もある 巡回セールスマン問題 （Traveling Salesman Problem: TSP) 「セールスマンが幾つかの都市を一度ずつ訪問して出発点に戻ってくるときに、移動距離が最短になる経路を求める」

巡回セールスマン問題 池袋 上野 8.7km/16分 7.3km/18分 1.5km/4分 8.7km/16分 3.5km/11分 秋葉原 11.2km/21分 2km/3分 新宿 8.6km/16分 7.9km/19分 東京

巡回セールスマン問題 4×3×2=24通り 全てのパターンを列挙して、最短なものを選べばよい！ 新宿 東京 新宿 東京 新宿 東京 秋葉原 上野 新宿 東京 秋葉原 東京 秋葉原 池袋 4×3×2=24通り

巡回セールスマン問題 パターンの数 5都市：24通り 10都市：362880通り 26都市：1.551121×1025通り １秒間に100億（＝1010）パターン計算しても、五千万年かかる！！ 100都市だと・・・9.33262154×10155通り 宇宙が滅んでも無理！ （N-1)!で計算

巡回セールスマン問題 アメリカの各都市（５３２）を回る最短経路

巡回セールスマン問題 池袋 上野 8.7km/16分 7.3km/18分 1.5km/4分 8.7km/16分 3.5km/11分 秋葉原 11.2km/21分 2km/3分 新宿 8.6km/16分 7.9km/19分 東京

一番早く回れるのは？ 条件が複雑なので、計算が困難 時間帯で違う 急行や乗り継ぎなど 開発したら大金持ちになれるかも？

一番、安くつくのは？ 池袋 上野 160円 190円 130円 190円 150円 150円 秋葉原 190円 130円 新宿 160円 東京

まとめ ICTは必要不可欠な技術 社会のニーズ 作業の効率化（生産性の向上） 効率はアルゴリズムによって変わる 世の中には難しい問題がたくさん！

情報系学科では 情報通信技術を学ぶことができる 情報サービスの基盤 大規模ソフトウェア開発 組み込みシステム開発 未来の情報通信技術の研究 高度な情報処理・・・新しい技術の開発 人工知能・・・ロボットの脳（視覚・聴覚・言語）

世界的に通用するICT技術者を目指して ー 高校生へのエール ー 高校時代にやっておくこと 情報伝達の基礎能力　⇒　国語 論理的な思考能力 　 　⇒　国語, 数学，理科 日本人としてのアイデンティティの理解・学習 　　　 ⇒　日本の歴史・文化 他国の文化への理解　 　　　　　　　　　 ⇒　各国の歴史・文化，地理 国際的競争において渡り合える能力 　　　　　　　　　 ⇒　英語＋α 豊かな発想

補足：情報工学とは 「情報」を工学的に利用するための学問分野 計算機工学・・・主にハードウェア 計算機科学・・・基礎・応用理論 ソフトウェア工学・・・主にソフトウェア 情報学・情報科学 社会科学・人文科学も包含した総合的な学問分野 応用情報学・社会情報学・基礎情報学

終

並べ替えの手間（他の方法） 最初の状態 6 3 5 1 8 2 4 7 2枚ずつに分ける |6 3|5 1|8 2|4 7| 最初の状態 6 3 5 1 8 2 4 7 2枚ずつに分ける　|6 3|5 1|8 2|4 7| ２枚ずつ並べ替え |3 6|1 5|2 8|4 7| 隣りあう２組を併合 |1 3 5 6|2 4 7 8| 1 2 3 4 5 6 7 8 ∝ ｎ logｎ

マージソート

ハノイの塔 台の上に３本の棒A，B，Cが固定されている。 AにはN枚の円盤が棒を通して重ねられている。円盤は下へいくほど半径が大きくなっている。 このとき，次の規則に従って，円盤をＡからBに移動しなさい。 一回に一枚の円盤しか動かしてはいけない。 移動中は、小さい円盤に大きい円盤を積まない。 棒A，B，C以外のところに円盤を置いてはいけない。