なぜ計算情報科学・技術を学ぶか? その２ 最低限知識の確認と さらなる飛躍にむけて

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1 なぜ計算情報科学・技術を学ぶか? その２ 最低限知識の確認と さらなる飛躍にむけて
なぜ計算情報科学・技術を学ぶか? その２ 最低限知識の確認と さらなる飛躍にむけて 小高正嗣・石渡正樹・倉本圭 北海道大学　大学院理学研究院・理学院宇宙理学専攻 林 祥介・高橋芳幸 神戸大学　大学院理学研究科・地球惑星科学専攻 はしもとじょーじ 岡山大学　大学院自然科学研究科・地球科学専攻 2014年7月11日

2 目次 情報実験の目的の確認 最低限確認: 技術知識編 最低限確認: 利用者知識編 さらなる飛躍に向けて 近傍における情報地球惑星科学的な展開
学びの道「先生（先輩）はえらい」 最低限確認: 技術知識編 Internet の基本, セキュリティーの基本（パスワード） 最低限確認: 利用者知識編 日本のインターネットの歴史：日本の大学の環境 管理運営構造と自力更正 さらなる飛躍に向けて 知の爆発, V. Bush 1945 あれこれ 近傍における情報地球惑星科学的な展開 今後の活動

3 情報実験の目的の確認

4 情報実験の目的の確認 計算機・Internet の文化的背景と最低限の技術を理解する 少なくとも，置かれている状況を慮ることを知る：
他人に迷惑をかけてはならない 自分のことは自分でやらなくてはならない 願わくば 相互扶助による運営へ協力ならびに貢献 地球惑星科学の情報化を進められる人材が育つことを期待

5 情報実験の目的の確認 大人になる

6 （と勝手に思えるような体験ができたら幸い）
情報実験の目的の確認 先生（先輩） はえらい （と勝手に思えるような体験ができたら幸い）

7 最低限確認 利用者技術編

8 最低技術知識の確認 これくらい知っとけよ, こんなこと周囲・管理者に聞くなよ
計算機あれこれ 基本 Unix(Linux), カーネル, シェル, TCP/IP, X window system 計算機ハードウェアの名前と イメージ メモリ, CPU, マザーボード、 ハードディスク, バス, … 計算機を動かしている基本ソフト ウェア（OS: オペレーティング システム）とそれにまつわる 基本単語 BIOS / UEFI, ブート, シャットダウン

9 最低技術知識の確認 これくらい知っとけよ, こんなこと周囲・管理者に聞くなよ
ネットワーク基本単語 イーサネット MAC アドレス TCP/IP IP アドレス ネットマスク（netmask） ネットワーク（network）アドレス ゲートウェイ（gateway）アドレス ブロードキャスト（broadcast）アドレス IPv4 から IPv6 へ ドメイン ホストネーム（host name）, ドメインネーム（domain name） DNS 受講生に質問してみる

10 最低技術知識の確認 これくらい知っとけよ, こんなこと周囲・管理者に聞くなよ
ネットワーク基本概念あれこれ プロトコル デーモン, ポート 使わないのに空いてるポートは危険 ウイルス / ワームの侵入口 サーバ・クライアントシステム X Window System www HTTP, HTTPS, HTML mail SMTP, POP, IMAP パケットの流れ 21(FTP) 23(telnet) 80(HTTP) Peer は今年はふれていないので削除 デーモンとポートはセットで教えてるので

11 最低限確認 利用者知識編 セキュリティに対する認識

12 最低利用知識の確認 セキュリティに対する高い意識
まずは自分を守る 自分のアカウントに侵入されない ウィルス防御・駆除ソフトの導入は必須 意図しないプライバシーの全世界への公開に注意 それは, 仲間(大学・職場)を守ること アカウントをとられると, 計算機内の他人/プロジェクトの資源が危険にさらされる それは, 世界(ネットワーク全体)を守ること 踏台にされ, 知らない間に他の重要資源攻撃に荷担させられる

13 最低利用知識の確認 セキュリティに対する高い意識
ネットワーク常時接続： 計算機は『危険物』 車と同じ 運用操作技術の習得, 適切な日常点検, 適切な管理 整備不良, 管理不備により深刻な被害をもたらした場合は刑事責任 計算機をかわいがることが重要 でも車とは違う：発展途上技術 のため知識の更新が必要 OS, アプリ, ハードウェア, etc. セキュリティ情報 JPCERTに報告されたセキュリティ インシデントのタイプ別内訳 2014年1月～3月のデータに基づく。 （1月:1606件、2月:1409件、3月:1883件） マルウエアサイトとは悪質なソフトウエアを ダウンロードさせる偽サイトのこと。

14 最低利用知識の確認 セキュリティに対する高い意識
パスワードと暗号化 パスワード 自分と仲間と世界を守る盾 良いパスワードをつける： 『辞書』（あらゆる辞典）に載っている可能性のある単語はダメ 暗号化：盗聴・改ざん・なりすましを無効化 リモート計算機アクセス（ログイン）には SSH （secure shell） WEB アクセス時には SSL （secure socket layer） 公開鍵暗号化方式と電子署名 ハッシュ関数の利用

15 最低利用知識の確認 セキュリティに対する高い意識
不必要なネットワーク サービスを止める 不要なデーモンは停止, ポートを閉める セキュリティホールを なくす セキュリティ情報の確認 JPCERT: 最新資源へアップデート JPCERTのwebトップページ

16 最低限確認 利用者知識編 日本におけるインターネット文化

17 最低限利用知識の確認 日本における Internet 文化
日本におけるインターネットの歴史 日本のInternetは大学から 研究室から学科, 学部, 大学, 研究所, それら相互のネットワークを接続し, 自分のネットワーク上を他人のパケットが通過することを許容することにより, 総体として Internet を作っていった Internet の黎明: 研究実験接続の時代 WIDE 1988 年－現在 （村井純） TISN 1989 年 ～ 1996 年（釜江常好）

18 最低限利用知識の確認 日本における Internet 文化
プロバイダ時代 SINET （1991 年末）：大学・研究機関向けプロバイダ ISP （商用プロバイダ）：IIJ が1992 年末に開業 (%) (万人) 8000 80 2000 2012 平成24年通信利用動向調査（世帯編）図表4-2（ ）

19 最低限利用知識の確認 日本における Internet 文化
Unixワークステーション普及と同時期に開始　 （むしろネットワーク接続のためにUnixを導入） 大学や研究者個々人の活動が触媒として有効に機能 情報科学発展に対してはいまいち（各業界との交流があまり生まれなかった） 大型計算機・スーパーコンピュータの発展には大きく寄与 このことが逆に大学におけるネットワークの運用を現在困難にしている 予算がないこともあり昔と同じままの体制 （使う人が作る人＝利用者は高いモラルと技術知識を持っていることが前提）

20 最低限利用知識の確認 日本における Internet 文化
Unixの文化の継承（古きよき大学の精神） 貧弱な管理運用体制 大学の精神に根ざす歴史的事情と貧乏とにより現在も昔（自力更生時代）とあまりかわらない運用体制になっている 利用者は 自由な活動：自分で自分の環境を構築できる, 自分の責任において何をやっても良い 高いモラル 相互扶助精神 対応して個々人に要請されることは 自分のことは自分でやる（自力更生） 無保証であることの認識と覚悟

21 最低限利用知識の確認 日本における Internet 文化
インターネット利用のルールと法律 大原則：現実世界でやっていけないことは インターネット空間でもやってはいけない 規制されていることはいろいろある 注意を怠れば罪に問われることも 関連の深い法律と犯罪 著作権法, 不正アクセス禁止法, 個人情報保護法, … 名誉毀損, 詐欺, … 何が罰せられるかは日々変わる, 国によっても違う

22 更なる飛躍に向けて

23 背景となる思想 Vannevar Bush（1945） 人類の課題は知の爆発 への対応 MITの副学長, 第二次大戦中は国防研究委員会議長
レーダーから対潜水艦作戦, マンハッタン計画にいたるまでの兵器開発計画の監督 人類の課題は知の爆発 への対応 人類にとっての真の挑戦は 原子をさらに細かく調べたり 生命の複雑さを探求すること ではなく 科学技術が氾濫させる情報の よりよい管理方法を発見すること.

24 journal/members/Michael+Schuster
Bushの夢 Memex 関連がある異種の情報を結び付ける装置 誰もが自分専用の情報を整理蓄積できる 弁護士は、自分自身・友人・関係当局の関連意見や決定を呼び出せる. 弁理士は, 数百万件もの特許を即座に調べることができる. 医師は、類似した症例を手早く調べたうえ, 解剖学や組織学などの書物まで引くことができる. 膨大な記録を整理して 誰もが活用できるように する先駆的な職業も 生まれるだろう. Memexの概念図 journal/members/Michael+Schuster

25 情報化時代の科学とは 情報化時代の科学（V.Bush１９４５） ちなみに情報化時代の「先進国」の要件とは
科学者とは新たな知見を見出す人、情報を作る人 近年は著しい細分化専門化, 情報の爆発 情報の流通，加工，掌握が科学においても大きな役割 観測や解析や数値計算に計算機やネットワークは必須 観測や計算機の吐き出すデータは膨大 ちなみに情報化時代の「先進国」の要件とは 情報の掌握が行えること 情報利用者だけの国は先進国から脱落 グローバリゼーションの意味（恐怖？）を理解すること 日本では大幅な出遅れ 日本語の危機・日本の危機（？）＝あたりまえがあたりまえでなくなる

26 V. Bush （1945）の実践 地球惑星科学の情報化
計算機に地球惑星科学の知識を教えていく 我々の知識の形を明らかにすること われわれが何を知っているかを知ること コンピュータが相互にやり取りできる知識データの構造 知識の標準化 それぞれの分野の人々が情報科学の発見発明をそれぞれの分野の知識の集積に対して実際に活用して行うことが必要

27 世の中における展開 知見の集積 これらで十分か？ 知見の生産者にとって都合のよい集積の形を模索する必要がある Wikipedia
幅広い分野の知見を網羅, ハイパーリンクによる相互参照 Google 「ネットワーク越しに計算機に聞くと答えてくれる」の一つの形 Youtube / ニコニコ動画 「やってみた」から自然現象まで種々の動画 これらで十分か？ 知見の生産者にとって都合のよい集積の形を模索する必要がある 例：情報爆発時代に向けた新しいIT基盤技術の研究

28 世の中における展開 米国産数値モデル・可視化ツールの流通
「誰か」が作ってくれたソフトウェア（理解の枠組み）を使うだけの方が、短期的な業績効率は向上する 数値流体モデル：MM5, RAMS, ARPS, MOM, ZEUS, … 可視化：Grads, VIS5D, … その代わりに「誰か」の理解の枠組みから飛び出して 思考を展開することは困難になる 情報生産の「グローバリゼーション」ともいうべき現象（？） 日本において自然科学研究を実施することの意義が問われる

29 近傍における 情報地球惑星科学的な展開

30 近傍における展開 遠隔計算・遠隔観測のためのネットワーク環境の 構築 各種サーバの運営 知の情報化に向けた情報教育研究活動 苫小牧電波望遠鏡
名寄天文台 各種サーバの運営 情報発信環境の維持と情報提供の 試み 地球流体電脳倶楽部, 惑星科学研究 センター 知の情報化に向けた情報教育研究活動 KS（東大）, 情報実習 / EPnetFaN(北大）, ITPASS（神戸）, 地球情報処理論（岡山）, mosir プロジェクト（神戸CPS）, etc. 苫小牧電波望遠鏡

31 近傍における展開の沿革 1988：地球流体電脳倶楽部
1989：TISN 東大国際理学ネットワークにまつわる東京大学 理学部地球物理学科ネットワーク支援グループ 1994：北海道大学地球環境科学研究科 大気海洋圏環境科 学専攻ネットワーク友の会 1995：東京大学数理科学研究科・理学部数学科 計算数学カリキュラム化 1998：北海道大学理学研究科 地球惑星科学専攻　 epnetfan, mosir（動画配信） 2007：神戸大学理学研究科・理学部地球惑星科学科 itpass 2008：惑星科学研究センター（CPS）人材育成プログラム

32 近傍における展開 知の情報化に向けた情報教育研究活動 EPサーバ群 情報実習 EPnetFaN mosir プロジェクト

33 近傍における展開 知の情報化に向けた情報教育研究活動 計算数学 I / II （東京大学理学部数学科）
itpass 実習（神戸大学理学部地球惑星科学科） 計算数学I/II itpass実習

34 近傍における展開のために 資源とその管理体制に対する理解
何が何処の管理に属するか 重層的なハードウェア, ソフトウェア環境 対応した重層的な管理組織 技術管理者・政策管理者・危機管理者 障害発生レベルと対応した管理組織の掌握 例: メールの配送 ネットワークの管理運用者 計算機資源のハードウェアと OS レベルの環境の管理運用者 メールサーバーソフトウェアの管理運用者 メールリストの管理運用者

35 近傍における展開のために 資源とその管理体制に対する理解
重層的なネットワーク環境 SINET（国立情報学研究所） 文部科学省の大学間接続を担うプロバイダ 大学キャンパスネットワーク HINES, UTnet, Kuins, ODnet, KHAN 各部局、研究室 Odnet：岡山、KAHN：神戸、HINES：北大、Utnet：東大、Kuins：京都 SINET4の図に更新 SINET4の構成

36 情報実習関係のネットワーク運用体制 EPネットワーク委員会 （netcom） EPネットワーク技術支援グループ （epcore）
関連教員による運用政策決定の場 EPネットワーク技術支援グループ （epcore） 学生ボランティアグループ, EPnetFaN の運営 EPnetFaN 相互扶助的勉強会, epcore メンバー養成, 情報実験運営 情報実習（INEX） 支援グループ等々に迷惑かけないための啓蒙、ボランティア養成 情報科学的アプローチのできる地球惑星分野の科学者・技術者へのきっかけ

37 地球惑星科学における展開 計算機に地球惑星科学の知識を教えていくこと
ネットワーク上での知識提供実験 / 教育実験 mosir プロジェクト（ WIDE プロジェクトのSchool of Internet にならった地球惑星 科学業界の試み セミナー等の映像を資料と共に 保存, 知見生産の現場自体を 知見として集積 ソフトウェア, 収録システム, サーバを自主開発・管理 対象となる主要なセミナー CPSセミナー・GFDセミナー・ FDEPS・森羅万象学校・ 惑星科学フロンティアセミナー・ Planetary School

38 地球惑星科学における展開 計算機に地球惑星科学の知識を教えていくこと
データの構造化, 知見プラットフォームの試み 地球流体電脳倶楽部 （ 地球惑星(流体現象)にかかわる 諸々の知見をネットワーク上に ためる そのための道具作りをおこなう 地球流体計算ソフトウェア群の 構築（簡単GFDから気候モデル まで） 情報交換に便利な数値データ 構造の考察 地球惑星科学における知見 データの構造自体を考える

39 地球惑星科学における展開 計算機に地球惑星科学の知識を教えていくこと
データの構造化, 知見プラットフォームの試み 惑星科学研究センター （ ネットワークを用いた研究 基盤の構築 研究グループ情報共有公開 のための環境の提供 知見情報の開発公開のため の環境の提供

40 おわりに （勝手に）期待すること 情報化時代における「先進国」の担い手となって 欲しい 情報の「消費者」から「生産者」へ
年寄りは役に立たない（手が動かない） 地球惑星科学の情報化を（勝手に）進めてくれると嬉しい まずは身近なところから 情報の「消費者」から「生産者」へ 消費するだけでは生産者の思考の枠から出られない 生産した情報を発信するためのしくみを知る そのための自由な活動の場：EPnetFaN

41 おしまい おつかれさまでした おわりに 情報実験機を利用するためには EPnetFaN に登録
連絡先 詳細説明はEPnetFaNマネージャより おしまい おつかれさまでした

42 参考書・参考文献 新井紀子，2010: コンピュータが仕事を奪う, 日本経済新聞出版社
新井紀子，2010: コンピュータが仕事を奪う, 日本経済新聞出版社 山岸俊男，2000: 社会的ジレンマー「環境破壊」から「いじめ」までー，PHP新書117，PHP研究所 内田樹, 2005: 先生は偉い,ちくまプリマー新書, 筑摩書房 内田樹, 2008: 街場の教育論, ミンマ社 水村美苗, 2008: 日本語が亡びるときー英語の世紀の中で,筑摩書房 総務省, 2013: 平成24年通信利用動向調査の結果（概要）,

43 参考書, 参考文献（初回掲載分） Bush, V., 1945: As we may think. Atlantic Monthly, 1945 July, 朝日ジャーナル編１９８９：世界経済三国志：覇権の１５０年, 42節, 朝日新聞社 村井純, 1997: インターネット, 岩波新書 新赤 416, 岩波書店. 村井純, 1998: インターネットII, 岩波新書 新赤 571, 岩波書店. 歌田明弘, 2000: 本の未来はどうなるか 新しい記憶技術の時代へ, 中公新書 1562, 中央公論新社 D. Libes & S. Ressler 著, 坂本 文 訳, 1990: Life with UNIX, アスキー. 坂村健, 2002: 痛快! コンピュータ学, 集英社文庫. ITホワイトボックス 総務省，2012: 平成23年通信利用動向調査 総務省，2012: 平成24年版情報通信白書 情報処理学会編 2010: 日本のコンピュータ史, オーム社