情報システム主専攻 2012.1.19　山口喜教.

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1 情報システム主専攻 　山口喜教

2 情報システム主専攻 情報システムの基盤技術の理解 ハードウェアやソフトウェアを自在にあやつる インターネットの新しい活用
情報に関係した、あらゆるシステムに応用できる ハードウェアやソフトウェアを自在にあやつる 携帯電話、携帯音楽機器、ディジタル家電への応用 インターネットの新しい活用 ネットワーク技術や言語処理(HTML, Java, Perl, Ruby)、データベース技術などに支えられている 情報をいかにスマートに 扱うか 情報の本質に対する理解

3 情報システム技術は 情報を利用したすべての応用の源泉
インターネット ネットワーク技術、計算機技術 Webアプリケーション 言語処理(HTML, Java, Perl, Ruby) データベース処理 携帯電話 無線技術、ネットワーク技術、LSI技術、組込み技術 情報家電 組込み技術、リアルタイム処理

4 情報処理コアを系統的に学ぶ 表面的には急激に変化しているように見える最先端の情報技術を見通し良く理解できる
ハードウェア，コンポーネントデバイス技術から アプリケーションシステムまで これらを系統的に学ぶことにより 表面的には急激に変化しているように見える最先端の情報技術を見通し良く理解できる

5 どのような科目があるの？

6 情報システム専攻科目の特徴 コンピュータサイエンスのメインストリームが中心 応用がきく 専門科目（考え方）＋実験＝応用力
計算機、ネットワークからソフトウェアまで 応用がきく どのような分野に対しても使える知識の習得 専門科目（考え方）＋実験＝応用力 多様な専門科目 豊富な実験

7 情報システム主専攻で学ぶこと データベース 情報検索 情報 セキュリティ ソフトウェア 工学 システム評価 オペレーティング システム
プログラム プログラム言語 処理 分散システム 並列処理 アーキテクチャ コンピュータ ネットワーク 計算機 アーキテクチャ VLSI工学 電子回路 光通信

8 情報システム主専攻の科目 ソフトウェア応用系 システムソフトウェア系 コンピュータ＆ネットワーク系 基盤ハードウェア系

9 基盤ハードウェア系の科目 LSI はどのように作ればよいか？ VLSI工学 電子回路 光ファイバ通信の仕組みは？ 光通信工学 VLSI工学

10 コンピュータ＆ネットワーク系の科目 インターネットの仕組みは？ コンピュータネットワーク 高速な計算機を実現するための方法は？
計算機アーキテクチャ ネットワーク上の多数の計算機を協調させて 使うための方法は？ 並列処理アーキテクチャ コンピュータ ネットワーク 計算機 アーキテクチャ 並列処理 アーキテクチャ

11 システムソフトウェア系の科目 UNIXやWindows等のOSの中身はどうなっているか？ オペレーティングシステムⅠ,Ⅱ
プログラミング言語を作ったり、スマートに使うには？ システムプログラム プログラム言語処理 分散システムを作るには？その時のセキュリティは？ 分散システム オペレーティング システム システム プログラム プログラム言語 処理 分散システム

12 ソフトウェア応用系の科目 大規模データベースの管理方法は？ Webサーチエンジンの仕組みと高性能化の方法は？
データベース概論Ⅰ, Ⅱ Webサーチエンジンの仕組みと高性能化の方法は？ 情報検索概論 暗号化や認証の方法は？セキュリティ対策の方法は？ 情報セキュリティ オブジェクト指向で大規模なプログラムを書くには？ ソフトウェア工学 データベース 情報検索 情報 セキュリティ ソフトウェア 工学 システム評価

13 情報システム主専攻で学ぶこと 情 報 シ ス テ ム 実 験 データベース 情報検索 情報 セキュリティ ソフトウェア 工学 システム評価
オペレーティング システム システム プログラム プログラム言語 処理 分散システム コンピュータ ネットワーク 計算機 アーキテクチャ 並列処理 アーキテクチャ VLSI工学 電子回路 光通信

14 豊富な主専攻実験 13個の多様な実験科目 データベース，Web，情報検索システム (4) ネットワーク、分散・並列システム (3)
オペレーティングシステム (4) コンピュータアーキテクチャ、LSI設計 (2)

15 主専攻実験の例 Webサーチエンジン 組み込みオペレーティングシステム マイクロデータベース管理システムの設計と製作
Java言語を用い、Webファイルに対する全文検索エンジンを作成する 組み込みオペレーティングシステム ゲームボーイアドバンス SP　をターゲットとし、簡単なゲームを作成 ゲーム作成を通して、計算機構成とデバイスの制御について学習する マイクロデータベース管理システムの設計と製作 小さいが、本格的なデータベースシステムを実際につくってみる

16 豊富な関連教員（23名） ソフトウェア応用系 システムソフトウェア系 コンピュータ＆ネットワーク系 基盤ハードウェア系
北川, 天笠, 佐藤(聡)，川島 システムソフトウェア系 板野, 加藤, 新城, 前田, 追川，品川 佐藤(三), 朴, 高橋, 建部 コンピュータ＆ネットワーク系 山口(喜), 西川, 和田, 李,片岸，冨安 基盤ハードウェア系 安永, 庄野, 山口(佳)

17 情報システム主専攻に 関係した研究の紹介

18 情報システム関連技術の大まかな分類 適用分野 基盤技術 ユビキタス （どこにでも） Web応用 （誰でも簡単に） セキュリティ （安全に）
高性能システム （すばやく、むだなく） 基盤技術 データベース ◇リアルタイム ◇Webマイニング ◇ストリーム情報統合 ソフトウェア ◇Web検索 ◇安全ソフトウェア流通 ◇仮想ネットワーク ◇ハイパフォーマンス・コンピューティング ネットワーク・ 並列分散処理 ◇モバイル ◇P2P ◇Web 　プログラミング 　（Java, Ruby) ◇セキュリティ・ 　　アーキテクチャ ◇グリッド 計算機システム (電子・通信） ◇マルチメディア プロセッサ ◇センサネット ◇クラスタ ◇VLSIアーキテクチャ ◇省電力化技術

19 情報システム関連技術の大まかな分類 適用分野 基盤技術 ユビキタス （どこにでも） Web応用 （誰でも簡単に） セキュリティ （安全に）
高性能システム （すばやく、むだなく） 基盤技術 データベース ◇リアルタイム ◇Webマイニング ◇ストリーム情報統合 ソフトウェア ◇Web検索 ◇安全ソフトウェア流通 ◇仮想ネットワーク ◇ハイパフォーマンス・コンピューティング ネットワーク・ 並列分散処理 ◇モバイル ◇P2P ◇Web 　プログラミング 　（Java, Ruby) ◇セキュリティ・ 　　アーキテクチャ ◇グリッド 計算機システム (電子・通信） ◇マルチメディア プロセッサ ◇センサネット ◇クラスタ ◇VLSIアーキテクチャ ◇省電力化技術

20 ディペンダブルな クラウドコンピューティング基盤
セキュアな仮想マシンBitVisor

21 情報システム関連技術の大まかな分類 適用分野 基盤技術 ユビキタス （どこにでも） Web応用 （誰でも簡単に） セキュリティ （安全に）
高性能システム （すばやく、むだなく） 基盤技術 データベース ◇リアルタイム ◇Webマイニング ◇ストリーム情報統合 ソフトウェア ◇Web検索 ◇安全ソフトウェア流通 ◇仮想ネットワーク ◇ハイパフォーマンス・コンピューティング ネットワーク・ 並列分散処理 ◇モバイル ◇P2P ◇Web 　プログラミング 　（Java, Ruby) ◇セキュリティ・ 　　アーキテクチャ ◇グリッド 計算機システム (電子・通信） ◇マルチメディア プロセッサ ◇センサネット ◇クラスタ ◇VLSIアーキテクチャ ◇省電力化技術

22 グリッドコンピューティングの研究 インターネット 遠隔の計算資源を手元のＰＣから、Webを操作するような感覚で使えるようにする
インターネットなど、広域ネットワーク上の計算・情報資源を利用して大規模計算をおこなう 遠隔の計算資源を手元のＰＣから、Webを操作するような感覚で使えるようにする サーバー ユーザ インターネット タスク 結果 この絵は使わない

23 情報システム関連技術の大まかな分類 適用分野 基盤技術 ユビキタス （どこにでも） Web応用 （誰でも簡単に） セキュリティ （安全に）
高性能システム （すばやく、むだなく） 基盤技術 データベース ◇リアルタイム ◇Webマイニング ◇ストリーム情報統合 ソフトウェア ◇Web検索 ◇安全ソフトウェア流通 ◇仮想ネットワーク ◇ハイパフォーマンス・コンピューティング ネットワーク・ 並列分散処理 ◇モバイル ◇P2P ◇Web 　プログラミング 　（Java, Ruby) ◇セキュリティ・ 　　アーキテクチャ ◇グリッド 計算機システム (電子・通信） ◇マルチメディア プロセッサ ◇センサネット ◇クラスタ ◇VLSIアーキテクチャ ◇省電力化技術

24 マルチメディアネットワーキングのための プロセッサアーキテクチャ の研究
CUE-v2 データ駆動プログラムと制御駆動プログラムを同一のパイプラインで命令単位に混在して実行する Hybrid アーキテクチャ CUE-v3 CUE-v2のコアを4つ搭載したクアッドコアプロセッサ CUE-v3搭載試作ボード

25 情報システム関連技術の大まかな分類 適用分野 基盤技術 ユビキタス （どこにでも） Web応用 （誰でも簡単に） セキュリティ （安全に）
高性能システム （すばやく、むだなく） 基盤技術 データベース ◇リアルタイム ◇Webマイニング ◇ストリーム情報統合 ソフトウェア ◇Web検索 ◇安全ソフトウェア流通 ◇仮想ネットワーク ◇ハイパフォーマンス・コンピューティング ネットワーク・ 並列分散処理 ◇モバイル ◇P2P ◇Web 　プログラミング 　（Java, Ruby) ◇セキュリティ・ 　　アーキテクチャ ◇グリッド 計算機システム (電子・通信） ◇マルチメディア プロセッサ ◇センサネット ◇クラスタ ◇VLSIアーキテクチャ ◇省電力化技術

26 映像ストリームやデータベースに対する情報統合処理
MASTER Sensor SELECT * FROM Sensor[1sec] WHERE Sensor.Temp >= 30 アプリケーション プログラム 多様な情報源に対する統合環境 DB，Web，センサーデータ等の統合利用環境 SQLライクな要求記述言語 複数ノードによる分散ストリーム処理機能 応用例：映像ストリームの統合利用 カメラ映像に顔認識技術を用いて人物IDを付加 顔映像ストリームと人物情報DBの統合利用 ウェアラブル環境でのコミュニケーション支援 問合せ 問合せ結果 Spinlet API 問合せ解析器 ストリーム アーカイバ メディエータ 中継 モジュール DBコネクタ ラッパー ラッパー RDBMS センサー カメラ 「Eメールは、 です。」 音声による読み上げ 名前，所属，メールアドレス，ブログ 情報統合エンジン 顔映像ストリーム カメラ ラッパー 人物情報DB ヘッドマウントディスプレイ上への情報提供 人物ID付加

27 情報システム関連技術の大まかな分類 適用分野 基盤技術 ユビキタス （どこにでも） Web応用 （誰でも簡単に） セキュリティ （安全に）
高性能システム （すばやく、むだなく） 基盤技術 データベース ◇リアルタイム ◇Webマイニング ◇ストリーム情報統合 ソフトウェア ◇Web検索 ◇安全ソフトウェア流通 ◇仮想ネットワーク ◇ハイパフォーマンス・コンピューティング ネットワーク・ 並列分散処理 ◇モバイル ◇P2P ◇Web 　プログラミング 　（Java, Ruby) ◇セキュリティ・ 　　アーキテクチャ ◇グリッド 計算機システム (電子・通信） ◇マルチメディア プロセッサ ◇センサネット ◇クラスタ ◇VLSIアーキテクチャ ◇省電力化技術

28 卒業研究の具体例（省電力化に関する研究）
プロセッサの高性能化と共に、消費電力が急上昇してきた 消費電力の増大による問題点 システムの巨大化　→　地球シミュレータなど バッテリ駆動時間の制限　→　携帯機器 電気代の増加　→　GoogleやAmazonの悩みの種 これらを解決するために、ソフトウェア、ハードウェア両方のアプローチが必要 省電力スケジューリング　：　実測による定量的な消費電力の評価 低消費電力コンポーネントの使用　：　高密度実装プラットフォームのプロトタイプの設計 消費電力の定量的評価 DVFS制御による省電力化 高密度実装プロトタイプ「MegaProto」 processor card GbE SW management 100MbE 60GB HDD Power Supply 通常は全ノード この消費電力 プログラムの動作による消費電力の変化を確認 タスクに応じて周波数を変更することで大幅な省電力化 従来の同程度の消費電力の高性能サーバと比較して 省電力化の検討 Webサーバなどへの適用 ・４倍以上の性能 ・省スペース化

29 情報システム主専攻： まとめ 情報システム工学のコア技術を系統的に学ぶ！ 個々の技術を有機的に結びつけて応用力を！
情報システム主専攻：　まとめ 情報システム工学のコア技術を系統的に学ぶ！ 個々の技術を有機的に結びつけて応用力を！ 持続可能な情報システムを創出する能力を養う！