2021年 理工学部 シラバス - 電気工学科
設置情報
科目名 | 情報エントロピーの科学 | ||
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設置学科 | 電気工学科 | 学年 | 3年 |
担当者 | 山﨑 恒樹 | 履修期 | 後期 |
単位 | 2 | 曜日時限 | 木曜4 |
校舎 | 駿河台 | 時間割CD | I44Q |
クラス | A・B |
概要
学修到達目標 | 「情報とは何か」と情報の基本礎概念を理解するには情報量をどの様にして測るのか,情報の伝送や処理はどの様にして行えばよいのかを考える。情報を概念的な言葉としてではなく,量として定量的に扱うため演習やプログラム演習を通して、情報源のエントロピー,離散的な通信路の容量,符号化など情報理論の基本的な理解および、情報セキュリティの基礎を学び、暗号の理解と公開鍵方式であるRSA暗号について、プログラム演習を通して、暗号・解読アルゴリズムを習得する。 |
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授業形態及び 授業方法 |
授業形態:この授業は、オンデマンド型講義です。 授業方法:情報はどの様にして測るかの説明し,平均情報量(エントロピー)が情報の基礎となっていることを説明する。平均情報量は統計エントロピーと同じ内容を持っている。また情報量をbitの単位で測るため2を底とする対数の計算法を説明する。併せて情報セキュリティの立場から暗号の理解を演習やプログラム演習により深める。これらを授業・演習・プログラム演習により学生へのコニュニケーションをはかりながら進める。 |
履修条件 | 確率の概念を修得していることが望ましい。 |
授業計画
第1回 | 講義の概要説明:情報の本質的機能は,人,物,エネルギー,を制御する点にある。情報を変形したり伝送したり保存するには記号を用いる。記号の持つ情報や情報量の測り方を説明し、情報の基礎概念(情報エントロピー)ならぶに情報セキュリティの概念を習得させる。 シラバスの内容を確認の上、授業に臨むこと。 事後学習:配布資料や実験テキストをよく読み、次回の実験講義に備える。(2時間) |
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第2回 | 情報は事象の不確定度を減らす効果を持つ。通信モデルを用いて確率による情報量の測り方を説明。情報量は確率変数の関数として表すことができることを説明する。 事前学習:演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。(2時間) 事後学習:与えられた課題を行ない、講義内容を理解すること。(2時間) |
第3回 | 記号によって運ばれる情報量は2を底とする対数関数で表す。無条件確率と条件確率を用いて雑音のない、離散的通信路の通信容量について説明する。 事前学習:演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。(2時間) 事後学習:与えられた課題を行ない、講義内容を理解すること。(2時間) |
第4回 | 条件付きの通信容量を求める時の、Newton法について説明する。 事前学習:演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。(2時間) 事後学習:与えられた課題を行ない、講義内容を理解すること。(2時間) |
第5回 | 情報科学の基礎として、集合・関係について説明する。 事前学習:演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。(2時間) 事後学習:与えられた課題を行ない、講義内容を理解すること。(2時間) |
第6回 | 言語・文法とオートマトンの関係(1)について説明する。 事前学習:演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。(2時間) 事後学習:与えられた課題を行ない、講義内容を理解すること。(2時間) |
第7回 | 言語・文法とオートマトンの関係(2)について説明する 事前学習:演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。(2時間) 事後学習:与えられた課題を行ない、講義内容を理解すること。(2時間) |
第8回 | 言語・文法とオートマトンの関係(3)について説明する。 事前学習:演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。(2時間) 事後学習:与えられた課題を行ない、講義内容を理解すること。(2時間) |
第9回 | 暗号と整数の理論(ユークリッドの互除法)について説明すえる。 事前学習:演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。(2時間) 事後学習:与えられた課題を行ない、講義内容を理解すること。(2時間) |
第10回 | 合同式について説明する。また演習・プログラム演習により理解する。。 事前学習:演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。(2時間) 事後学習:与えられた課題を行ない、講義内容を理解すること。(2時間) |
第11回 | 行列の合同式と暗号について説明する。また演習・プログラム演習により理解する。 事前学習:演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。(2時間) 事後学習:与えられた課題を行ない、講義内容を理解すること。(2時間) |
第12回 | 素数の性質とフェルマーの小定理について説明する。 事前学習:演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。(2時間) 事後学習:与えられた課題を行ない、講義内容を理解すること。(2時間) |
第13回 | RSA暗号(その1)について説明する。 事前学習:演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。(2時間) 事後学習:与えられた課題を行ない、講義内容を理解すること。(2時間) |
第14回 | RSA暗号(その2)について説明する。具体的にRSA暗号について、暗号化と復号化を演習・プログラム演習通して、暗号・復号化の一体化が情報セキュリティの構築となることを習得する。 事前学習:演習解答を理解し、次回について予習しておくこと。(2時間) 事後学習:与えられた課題を行ない、講義内容を理解すること。(2時間) 事後学習:配布資料やテキストを復習し、試験に臨むこと。(6時間) |
第15回 | 今までの講義のまとめと「最終演習」を行う。 |
その他
教科書 |
『情報科学の基礎』 細野 敏夫 コロナ社 2000年 第1版
『情報数学の基礎ー暗号・符号・データベース・ネットワーク・CGー』 寺田 文行・中村 直人・釈氏 孝浩・松居 辰則 サイエンス社 1999年 第8版
細野敏夫 『情報工学の基礎』 コロナ社 1963年 第23版
必要に応じて教科書を補足する資料を配付する
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参考書 |
田中幸吉 『情報工学』 朝倉書店
細野敏夫 『エントロピーの科学』 新コロナシリーズ⑪ コロナ社 1991年
都築卓司 『マックスウエルの悪魔-確率から物理学へ-』 BLUE BACKS 講談社 1970年
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成績評価の方法 及び基準 |
課題・最終演習を通して評価する。 |
質問への対応 | 随時対応。 |
研究室又は 連絡先 |
研究室:駿河台校舎(タワー・スコラ)15階1509号室, E-mail:yamasaki.tsuneki@nihon-u.ac.jp 電話:03-3259-0771 |
オフィスアワー |
土曜 駿河台 10:00 ~ 15:00
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学生への メッセージ |
教科書を良く読んで,自分で考えて講義ノートをとってほしい。 授業中に行う演習や与えられた宿題は,自分自身の力で解けるように復習すること。 |