2024年 S1/S2

情報工学概論（インターネット工学）
工学部 電子情報工学科
情報理工学系研究科 創造情報学/電子情報学専攻

江崎 浩 (Hiroshi ESAKI)
hiroshi@wide.ad.jp
1評価方法
1. 期末試験
2. 出欠を兼ねた 質問票の提出 (毎回の予定)✓ ITC-LMS を 利用 (電子メールをバックアップ)✓ 期末試験の結果に 考慮。

注意： 木曜1限 「ネットワーク工学概論」 と本科目は、同時には履修できません。
(履修はできますが、単位は どちらか)
2

講義の内容• インターネットの歴史と現状• インターネットの通信プロトコル• インターネットのアプリケーション• 情報セキュリティと知的財産権3講義資料等
情報工学概論（インターネット工学）• http://hiroshi1.hongo.wide.ad.jp/hiroshi/lecture/internet/

4参考書籍(1/2)••••

「インターネット・バイ・デザイン」 (東京大学 出版会)
「サイバー・ファースト」 (インプレス社)「オンライン・ファースト」 (東京大学 出版会)
「東大教授が語り合う10の未来予測」(大和書房)

•
•
•
•

参考書籍(1/2)
インターネット「インターネット・バイ・デザイン」
は、 (東京大学 出版会)
「サイバー・ファースト」(インプレス社) にウィルス/DNA「オンライン・ファースト」(東京大学 出版会)
似ているのか「東大教授が語り合う10の未来予測」(大和書房)
も。。。

参考書籍(2/2)• 20世紀の3大 発明・発見
1. Atom（原子） ・・・ 電子工学
2. Byte(バイト) ・・・ 情報工学
3. Gene(遺伝子) ・・ 情報工学の一部かも！
1. 抽象化(≒デジタル化)
2．デジタル・ツイン

COVID-19 の インパクト• インターネットは、動き続けました。
• すべての活動 が、「オンライン」 を前提にしたものに “進化”(変化) します。
– 「進化することができた組織」 が 生き残れます。

• すでに、中国が先頭を走っています。 米国も、追随しなければならない 状況になってしまいました。
➢ さて、日本は、進化できるのでしょうか ?
8https://www.washingtonpost.com/technology/2020/04/06/your-internet-is-working-thank-these-cold-war-era-pioneers-who-designed-it-handlealmost-anything/?fbclid=IwAR22ddVr18ib_UZDp76a2OMo6c2sS7Mjo_R_PIfj6_tctg04afAGGOosbh4

なぜ、コンピュータネットワーク とインターネットの理解が必要か

10

なぜ、

コンピュータネットワーク ⊂ インターネット

コンピュータネットワーク とインターネットの理解が必要か

11

なぜ、

コンピュータネットワーク ⊂ インターネット

コンピュータネットワーク とさらに、インターネットにはインターネット①The Internet (as 生存機械)と②インターネット アーキテクチャ(as Code/Program)とがあります。の理解が必要か12

「利己的な遺伝子(The Seflish Gene)」by Clinton Richard Dawkins 1976年• 生存機械(ヒトや動植物) と 遺伝子の主従関係• 言葉・文字は ATGCの核酸塩基(=Character)、文章・プログラム
そして文化は 遺伝子に同じ。
• 生存機械(実存個体)の存在なしに、個体の意思(＝ルール)を永遠に残そうと努力(＝利己的)する。
• 交叉を繰り返し、進化(変化・誤複製)するし、淘汰もされる。
発現しなくても、残っていれば、『発現する可能性』がある。
• 遺伝子は、『歴史を記憶・記録』している。
• 遺伝子が遺伝子のプール内で繁殖するに際して、精子や卵子を担体として個体から個体へと飛びまるのと同様に、ミーム<mimine>がミームプール内で繁殖する際には、広い意味で模倣と呼びうる過程を媒介として、脳から脳へと渡り歩くのである。

なぜ、インターネットの理解が必要か
1. 4年生になると「研究室」に配属される。
a. コンピュータなし には 研究 は できない。
b. ネットワークなし には 実験 ができない。
2. 社会人になると 「いろいろな仕事」をすることになる。
◆ 設計・実装・運用 の 考え方

a. 大規模化 (Scalability)b. 持続的イノベーション (Sustainability) 14

大容量データを扱えなければ、“全科学技術領域において”何もできない。。。

163 ZBby2025「今日私の研究室で抱えている最大の問題は、生物学とは何の関係もありません。それは、私のシーケンシングマシンからのPBに及ぶデータを保存できないことが大問題なのです。」~Itai Yanai, Doctor of Genomics Research

COVID-19 の インパクト• インターネットは、動いています。
• すべての活動 が、「オンライン」 を前提にしたものに “進化”(変化) します。
– 「進化することができた組織」 が 生き残れます。

• すでに、中国が先頭を走っています。 米国も、追随しなければならない 状況になってしまいました。
➢ さて、日本は、進化できるのでしょうか ?
16• Past： Physical First– Digital Technology was supporter (支援＝効率化)• Now： Digital Copy in Cyber– CPS： Cyber Physical System– Emulation/Simulation of Physical Space17

“COPY-First”,Before Cyber-Firstaka., “Physical-First”“Code-Second”

2. Simulation & Analysis

1. Digital
Copy!

シェアされたモデル

モデルを自由に利用

モデル

モデル

発見

Intelligence
データを自由に利用

設備
情報

需要
情報

供給
情報

人口
データ

調達
情報
経営
情報

生産
供給 データ 設備
情報
情報

シェアされたデータ

運転
データ
生産
データ

経営
調達 情報
情報

Intelligence

運転データ

3.Print out !

気付き

分析・シミュレーション

生活情報

使用電力
データ

需要
情報

需要
情報

Intelligence

気象
データ

IntelligenceIntelligence

人口行政
情報 気象 データ
データ

行政機関

運転
データ
Cost

自動化
従来の担当者が行っていたことを自律的に実施し、無人化する。

設備
情報
生産
データ

設備
情報

供給
情報

現場担当者

自動車データ

使用水道データ 生活
情報

使用電力
データ

社会インフラ

需要
供給 情報
情報

調達
情報

経営情報

医療分野

18
生産
データ
運転
データ

供給
情報

管理者

調達
情報

経営情報

経営者

Profit

製造分野

人の実行支援センターコントロール

従来の担当者が経験と勘で行っていたことを補完し、より効率的かつ、より付加価値のある業務にシフトさせる。

管理者が担当者や経営者などのステークホルダーとリアルタイムに現場、経営の状況を共有し、状況に応じた最適な意思決定を行う。

ビジネスコラボレーション
企業内の部門間または企業間でお互いのバリューチェーンをシンクロさせ、ビジネスルールに基づいた、双方の利益を最大化する協業を行う。

• Past： Physical First;– Digital Technology was supporterSDI(支援＝効率化)

Software Defined• Now： Digital Copy in
Cyber
1. Code-based– CPS： Cyber Physical System
2. Native digital– Emulation/Simulation ofPhysical SpaceInfrastructure• Future： Cyber First– Programing(設計) in Cyber Space– Print-out (印刷/実装 ) to Physical Space
19

1. Digital-Native Designin Cloud DC“Cyber-First”“CODE-First”,“Copy-Second”

2. Simulation & Analysis

4. Digital
Copy!

シェアされたモデル

モデルを自由に利用

モデル

モデル

発見

Intelligence
データを自由に利用

設備
情報

需要
情報

供給
情報

人口データ

調達情報
経営情報

生産
供給 データ 設備情報
情報

シェアされたデータ

運転データ
生産データ

経営
調達 情報
情報

Intelligence

運転データ

3.Print out !

気付き分析・シミュレーション

生活情報

使用電力
データ

需要
情報

需要
情報

Intelligence

気象データ

IntelligenceIntelligence

人口行政情報 気象 データ
データ

行政機関

運転データ
Cost

自動化
従来の担当者が行っていたことを自律的に実施し、無人化する。

設備情報
生産データ

設備
情報

供給
情報

現場担当者

自動車
データ

使用水道
データ 生活情報

使用電力
データ

社会インフラ

需要
供給 情報
情報

調達
情報

経営情報

医療分野

20
生産データ
運転データ

供給
情報

管理者

調達
情報

経営情報

経営者

Profit

製造分野

人の実行支援センターコントロール

従来の担当者が経験と勘で行っていたことを補完し、より効率的かつ、より付加価値のある業務にシフトさせる。

管理者が担当者や経営者などのステークホルダーとリアルタイムに現場、経営の状況を共有し、状況に応じた最適な意思決定を行う。

ビジネスコラボレーション
企業内の部門間または企業間でお互いのバリューチェーンをシンクロさせ、ビジネスルールに基づいた、双方の利益を最大化する協業を行う。

Source： Prof./Dr Shinpei Kato (加藤真平), Tier IV Founder/CIO

Source： Prof./Dr Shinpei Kato (加藤真平), Tier IV Founder/CIO

2種類のディジタル化が存在する【1st wave】
アナログ・ネイティブ(Analogue Native)な情報のディジタ
なんちゃって1.

ル化••

ディジタル(=データ)「ビットマップ」の情報
例; 音楽CD, DVD/BluRay, MP3 file,➔ these are “expensive” contents, called as “rich” contents…

ディジタル・ネイティブ(Digital Native)な情報

2.
••「オブジェクト指向」の情報
nd wave】【2例; 電子メール, MIDI, VRML, Game
ちゃんとした➔ “cheap” contents !!!!!!
ディジタル➔ 容易に自力で操作可能な方向に (=アルゴリズム)

23http://hiroshi1.hongo.wide.ad.jp/hiroshi/downloads/SDM/SDM_DJI_0008.mp4

web360square-vue (sdm-wg.github.io)
https://sdm-wg.github.io/web360square-vue/#/25

2種類のディジタル化が存在する【1st wave】
アナログ・ネイティブ(AnalogueNative)な情報のディジタ
なんちゃって貨幣は、数字を1.

ル化••

ビットマップで印字

ディジタル(=データ)「ビットマップ」の情報
例; 音楽CD, DVD/BluRay, MP3 file,➔ these are “expensive” contents, called as “rich” contents…

ディジタル・ネイティブ(Digital Native)な情報

2.
••「オブジェクト指向」の情報
nd wave】【2例; 電子メール, MIDI, VRML, Game
数字は見えない！
ちゃんとした➔ “cheap”contents!!!!!!
数字の意味が落書き
ディジタルされる!!
➔ 容易に自力で操作可能な方向に(=アルゴリズム)
26

人類が発明した情報化 & デジタル化
言語の発明 ： 情報は消えてしまうもの
文字の発明 ： 情報は保存可能
お金の発明 ： モノに非依存な仲介者
紙の発明： 情報は持ち歩き可能 **not digital**
印刷の発明 ： 情報をコピー(複製)可能 **notdigital**
6. デジタルコピーの発明 ： コピーしても劣化なし
7. デジタル伝送の発明 ： 媒体からの解放
8. プログラム(code)の発明： “Software Defined”
1.
2.
3.
4.
5.

人類が発明した情報化 & デジタル化
言語の発明 ： 情報は消えてしまうもの
文字の発明 ： 情報は保存可能
物理的な貨幣は、
お金の発明 ： モノに非依存な仲介者
もはや 絶滅危惧種!!
紙の発明： 情報は持ち歩き可能**not digital**
でも、そもそも、印刷の発明 ： 情報をコピー(複製)可能**not
貨幣は『ディジタル』
digital**だったのです。
6. デジタルコピーの発明 ： コピーしても劣化なし
7. デジタル伝送の発明 ： 媒体からの解放
8. プログラム(code)の発明： “Software Defined”
1.
2.
3.
4.
5.

さて、、、お金(≠ 通貨)って ???
◆そもそも、通貨は、「価値」 を抽象化(＝デジタル化) したもの。
◆昔は、実際に価値がある、金/銀/銅。 ・・ 「金本位制」✓ 「通貨」の合計は、全体の価値のほんの一部(=CF)◆ある時から 数字(＝デジタル化)に なった。

◆ 落書きできない通貨

vs. 落書きし放題のデジタル{仮想}通貨◆その昔： Transactionの情報は、あまり価値がなかったけど、、、最近 : Transactionの情報 に価値が出てきたぁ !!!!

➔ どんな 金の使い方をしているのか?
1.

要は、 BS、PL、CF の情報 ＝＝ 「信用情報」

2.

何には、お金を だすか ? ＝＝ 「購買意欲」
29

“物流”での 2つの大革命
江戸時代［媒体に非依存］1.「運ぶ」媒体
2.「運ばれる」媒体の両方で嬉しい
1990年代後半

コンテナ
パレット

NativeDigital“物流”での 2つの大革命
江戸時代［媒体に非依存］1.「運ぶ」媒体
2.「運ばれる」媒体の両方で嬉しい
1990年代後半⇓Sharing Economy
1．荷物の配送(コンテナ/パレット)
Native2．情報の配送(IPパケット)
コンテナ
Digital
パレット3．モノとコトの{デジタル}配送

“物流”での 2つの大革命
Object transfer/mobility
江戸時代

over sharing platform !!
1. Physical object
2. Digital object
1990年代後半

Cost of object
transfer/mobility？
Physical >> Digital
コンテナ
パレット

NativeHuge EP(Energy Productivity)
improvement !!!Digital

移動に必要なエネルギー=EnergyProductivity

荷物Material》

電力ElectricityPower)(x0000:x00》

通信Digital bits
(digital Function):

1

COVID-19 の インパクト• インターネットは、動いています。
• すべての活動 が、「オンライン」 を前提にしたものに “進化”(変化) します。
– 「進化することができた組織」 が 生き残れます。

• すでに、中国が先頭を走っています。 米国も、追随しなければならない状況になってしまいました。
➢ さて、日本は、進化できるのでしょうか ?

•『鎖国と監視社会』 が正解 なのか ?
34http://web.kawade.co.jp/bungei/3455/• 今日は、(提出期限: 本日 23：00)
1. この 寄稿 に 対する 感想・意見
2. 今日の講義に関する 質問・意見
を ITC-LMS で 提出する を お願いしたい と思います。
35

評価方法
1. 期末試験
2. 出欠を兼ねた 質問票の提出 (毎回の予定)✓ ITC-LMS を 利用 (電子メールをバックアップ)✓ 期末試験の結果に 考慮。

注意： 木曜1限 「ネットワーク工学概論」 と本科目は、同時には履修できません。
(履修はできますが、単位は どちらか)
36