hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微粒子を含む高速二相気流の境界層における微細構造と相変を伴う熱移動過程

過冷却壁面での境界層について、非平衡凝縮滴の発生・成長を考慮した物理モデルによって数値解析を行った。現在、液層の急成長に対応できる差分式を検討中である。蒸気成分の凝縮により、壁面境界層厚が減少し、境界層はく離を遅延する効果が現われる。通常円弧翼についてこれを確認し、さらに検討を進めている。本研究では微粒子が分散した気体の高速流境界層流れの特性を数値解析と実験により明らかにする。微粒子の運動および凝縮等の相変化による質量と熱の移動か、境界層構造やはく離、壁面熱伝達に及ぼす影響を物理的に明確にすることを目的としている。研究は以下の二つに分けられ構造されている。それぞれについての今年の実績を記す。(1)相変化のない固体微粒子群が境界層流れに及ぼす影響粒径550μの微粒子が混合された気体について、平面衝撃波後方に発達する平板境界層流れを調査し、その構造を完全に把握することができた。気流方向に作用する粒子抗力、気流直方向に作用する粒子揚力を二相流解析に導入し、粒子間の相互干渉モデルを加味することにより、大粒径の場合に形成される多層構造、小粒径の場合の分散層構造などが明らかにされた。また壁面熱伝達には粒子の初期熱吸収以外に、この多層構造に基く二相流体内エネルギ分布の変化が影響することが見出された。これらの結果について、粒子数密度計測と白金薄膜熱量計による熱伝達計測を行ってある程度定量的な確認を行うことができた。今後、微小粒径(515μm)の粒子錦について計測法を開発し計算結果を確認する。(2)壁面冷却による境界内凝縮滴の成長と境界層はく離の抑制今年度は翼面境界層はく離の冷却による遅延について実験デ-タを蓄積した。平板に接続する円弧翼の後縁凹部で発生する境界層はく離と発生衝撃波のシュリ-レン写真により、翼面冷却(-60°C)がはく離位置の後退と後流厚さの顕著な減少をもたらす事を確認した。これは大気に含まれる蒸気成分が翼表面で凝縮することによるものと考えられる。冷却温度と蒸気含有量をパラメ-タとしてより詳細な調査を行う。さらにこれまでに準備した数値解析プログラムによる流れ解析と、均質凝縮モデルによる境界層凝縮解析によって、詳細な構造分析を予定する。高温気流による壁面過熱の微粒子シ-ディングによる防止,微粒子による壁面損傷の機構と防止法,冷却面における気流蒸気成分の凝縮と境界層制御など,高速二相気流の壁面境界層問題に関連して,その流体力学的構造と熱的過程を調査した.数値解析と衝撃波管実験により,下記のように2面からの研究を行って,流れのモデル化と構造把握を行った.(1)平板境界層内での微粒子と気流の力学的・熱力学的干渉3050μ程度の固体微粒子が分散する高速二相流体の境界層解析を行った.気体と微粒子の間に速度の滑りが存在し,気流が流れ直角方向に速度分布をもつ場合,微粒子には抗力と共に揚力[Saffman型]を受ける.この為に微粒子の運動は気流の運動方向から逸れて,均一分散粒子群は粗密な濃度分布を示すようになる.壁面近くでは,粒子はほとんど消失し,気流境界層の10倍程度の位置に高濃度の微粒子層が形成される.このような二相境界層の構造を前年度までで数値解析により明らかにしているが,今年度は流れの非定常性,粒子間の衝突率の影響を調査し,衝撃波管による実験計測とほぼ完全に一致する結果を得た.
バイカル湖・集水域生態系における生物・化学過程と物理輸送

1990年にソビエト科学アカデミーのバイカル国際生態学研究センターのもとでバイカル湖の研究が諸外国の研究者に対して開放され、わが国でも日本BICER協議会を中心に研究活動が開始されている。本総研Bでは4回の全体会議を開催し、研究協力者を含めて計17名の若手研究者を中心にバイカル湖研究の現状、研究の態勢等の情報を整理し、今後の研究課題および研究の方向を討議した。この間には京都大学生態学研究センターによる「極東域寒帯生態系研究の展望・国際ワークショップ」および日本学術会議シンポジウム「バイカル湖は今?」にも参加し、国際学術研究計画の立案のための情報を蓄積した。その結果をもとにして、バイカル湖と集水域をつなぐ課題として、セレンガ川河口域から沖合にかけての水域を対象とする生態系での生物・化学過程と物質輸送に関わる課題について国際学術調査計画を立案し、平成8年度に申請を行うことになった。以上の結果はシンポジウム「バイカル湖は今?」の要旨を含めて報告書としてまとめている。
歯学臨床学習支援システムの開発－技能領域における評価システムの開発－

これまで知識・態度領域における能動的学習支援システムとして電子化ポートフォリオシステムを構築してきたが,本研究では本システムにさらに技能領域の学習支援システムを構築することを目指した.ます,デモンストレーションビデオを作成し,電子化ポートフォリオ上に公開した.学習支援システムとしてシミュレーターを用いたトレーニング環境を整備した.これについて平成27年度研修歯科医に対してアンケート調査を行い環境の改善を行った.また,技能領域における13項目の評価項目を策定した.<技能領域における評価項目の検討,評価基準の検討>本院で使用している「行動目標別ケース管理表」の中から日常臨床でよく遭遇し,1年間の研修修了時点までに研修歯科医自身で行うことが求められる項目として,今年度はまず,「予防・治療基本技術(4行動目標)」の中から1項目,「高頻度治療(50行動目標)」から8項目(歯周治療関連1項目,歯内療法関連3項目,修復治療関連1項目,補綴治療関連3項目)をピックアップした.また,これら9項目の評価基準を策定した.<デモンストレーションビデオの作成,資料の配付>ピックアップした9項目に対して,研究分担者の専門領域別にデモンストレーションビデオあるいは術式や手順を示す資料を作成し,これらを本院でこれまで構築してきた電子化ポートフォリオシステムを用いて配信できるようにシステム改修を行い,配信した.これにより研修歯科医は,いつでも本システム上から動画あるいは資料を閲覧できるようになり,実際の臨床研修に活かされている.<シミュレーターを使用した学習支援システムの充実ならびに学習支援>これまで本研修センターに設置済みのシミュレーターのみでは数が少なく,全研修歯科医が十分な技能トレーニングを行うことは困難であったため,新たにシミュレーターを購入した.病院の診療時間終了後,診療室の実際のデンタルチェアーにシミュレーターを設置し,トレーニングができるように環境整備を行った.また,その際には可能な限り指導歯科医が立ち会い,指導を行う体制にした.<技能領域における評価項目の検討,評価基準の検討>昨年度9項目について,評価基準を策定した.本年度新たに,「医療面接」1項目,「高頻度治療」から4項目(歯周治療関連1項目,修復治療関連1項目,補綴治療関連1項目,口腔外科1項目)をピックアップし,評価基準の策定を行った.<資料配付>昨年度,本年度合わせて13項目の評価基準について,電子化ポートフォリオ上に配布した.<評価システムの試験運用>全13項目のうち,医療面接以外の項目については,一部の研修歯科医に対して行った.配当患者数の違いや,治療を行う時期にばらつきがあり,限られた評価期間の中で全ての研修歯科医に対して評価を行うことが困難であった.次年度は早い段階から評価を行うことで対応可能と考えられた.また医療面接については,模擬患者の協力を得て,全ての研修歯科医に対して技能評価を行うことができた.<シミュレーターを使用した学習支援システムの充実ならびに学習支援>昨年度新たに購入したシミュレーターと,これまで本研修センターに設置済みのものを使用し,より多くの研修歯科医が技能トレーニングできる環境となった.また,技能トレーニングに必要な歯科用切削器具,消耗品等を購入し,研修歯科医は研修時間内の任意の時間において技能トレーニングできるようになった.平成27年度のシミュレーターの使用実績は,のべ349名の研修歯科医が使用しており,最も使用回数の多かった月は5月でのべ79名の研修歯科医が使用していた.研修開始当初に使用回数が多く,徐々に使用回数は減っていく傾向にあった.技能評価を行うべき項目を13項目ピックアップした.技能評価を行う時期としては,研修期間の後半を考えているが,担当患者の治療内容にばらつきがあり,必ずしも全ての研修歯科医がこの13項目を研修期間の後半で行っているとは限らず,評価できなかった項目があった.従って全ての研修歯科医が13項目をクリアできるように,評価時期についての検討が必要である.技能領域の学習支援については,ハード面の整備がすすみ,研修歯科医は積極的に技能トレーニングを行うことが可能となった.<シミュレーターを使用した技能領域における学習支援>平成27年度に引き続き,全研修医に対してシミュレーターを使用した技能領域におけるトレーニングを実施できる環境整備に努めた.昨年度行った環境面でのアンケート調査に基づき,形成練習用歯牙模型ならびに根管治療用歯牙模型の歯種を増やし,また切削器具等を追加購入し,研修時間内,研修時間外の任意の時間に様々な歯種に対するトレーニングを行うことが可能となった.平成28年度のシミュレーターの使用実績は,のべ203名の研修歯科医が使用しており,最も使用回数の多かった月は9月で,のべ42名の研修医が使用していた.また,単独型研修プログラム選択者において,平成27年度一度もシミュレーターを使用していない研修歯科医が7名いたが,平成28年度は全ての研修歯科医が使用していた.<評価システムの運用>平成27年度までに評価基準を設定した13項目について,28年度研修歯科医に対して技能領域の評価を行った.医療面接については,単独型研修プログラムを選択している全ての研修歯科医に対して模擬患者を用いて研修開始時,研修修了時の2回評価を行った.いずれの評価もすべての研修歯科医が評価基準を満たす結果となった.残りの12項目については,実際の診療もしくはシミュレーターを用いて評価を行い,評価を行ったすべての項目において,評価基準を満たす結果となった.<研究機関全体の成果>研修歯科医が技能領域における学習を支援する環境が大きく整った.また,技能領域における評価項目を設定し,研修修了認定の1つの指標とすることができた.

これまで知識・態度領域における能動的学習支援システムとして電子化ポートフォリオシステムを構築してきたが,本研究では本システムにさらに技能領域の学習支援システムを構築することを目指した.ます,デモンストレーションビデオを作成し,電子化ポートフォリオ上に公開した.学習支援システムとしてシミュレーターを用いたトレーニング環境を整備した.これについて平成27年度研修歯科医に対してアンケート調査を行い環境の改善を行った.また,技能領域における13項目の評価項目を策定した.技能評価を行うべき項目について,適正項目数の判断が指導歯科医間でも差があり,当初予定していた項目数をピックアップすることが困難であったため.26年度は必要最低限の項目のみピックアップを行ったところであり,27年度試行した段階で再度追加項目を検討することとなった.評価時期を早めることで,全ての研修歯科医が13項目の技能評価を受けることが可能となると考える.また,全ての研修歯科医が全ての評価項目をクリアできるように,シミュレーターを用いた技能支援をさらに充実させていきたい.歯科医学教育学技能評価を行う項目の適正数の検討,評価基準のブラッシュアップを行う.さらに27年度からは,策定した評価基準に基づいて実際に技能評価を行う.これらの項目は,最終的には研修管理委員会における,研修修了認定の際の資料となる.また,引き続きシミュレーターを用いたトレーニングを促し,技能領域の学習支援を積極的に行う.評価項目の選定と評価基準の策定に時間を要したことから,当該研究における成果発表が十分できていない状況であり,その関係から当初計画より旅費の使用が少なくなっている.評価項目のピックアップ数が予定よりも少なく,それに伴うデモンストレーションビデオの作成,電子化ポートフォリオシステムへの配信数が少なくなったため.また,ピックアップ数が少なくなったことにより,学習支援に用いるシミュレーターや模型等の購入も当初予定より少なくなったため.27年度に引き続いて,学習支援のための模型等の購入をすること,また成果発表を積極的に行いたい.27年度において,技能評価する項目を追加し,デモンストレーションビデオの作成ならびに資料の作成を行い,電子化ポートフォリオシステムへ配信する.また,項目の追加に合わせて,学習支援用の模型等を購入する.
すべり流における温度ジャンプ係数の計測手法の開発

本研究では,すべり流領域の固体表面において生じる温度ジャンプに対する計測手法の確立を目指した.そして,混合ガスの混合比に対する温度ジャンプ係数の特性の調査を試みた.同心球殻系の装置を利用した計測を試みたが,説明が困難な結果が確認された.そのため,装置内部に対する詳細な熱輸送解析を実施し,同軸円筒系の装置の設計,構築を行った.併せて,混合ガスの熱的適応係数の計測から温度ジャンプ係数の混合比に対する特性を推定した.本研究では,高クヌッセン数流れの中でも連続流に近いすべり流領域において生じる温度ジャンプと呼ばれる現象の大きさを表す温度ジャンプ係数に対して,実験的に計測することを目指す.実験においてはすべり流領域における熱輸送の計測から導出するため,構築した遷移流領域における分子と固体表面間でのエネルギー輸送に関する同心球殻系を用いた計測装置を利用する.ただ,遷移流領域よりも連続流に近い領域においては対流が誘起されることにより計測の妨げとなることが想定されるため,詳細な解析を行うとともに,必要であれば再設計や同軸円筒形の利用も検討する.計測システム構築後には,熱輸送の計測結果から温度ジャンプ係数を導出する解析手法を開発する.さらに,遷移流領域や自由分子流領域で計測されるエネルギー適応係数についても条件を変えて同時に取得することにより,温度ジャンプ係数とエネルギー適応係数を直接比較し,関係性について解析を行う.まず,従来の遷移流領域での計測を実施した後に,圧力を徐々に上げていき,すべり流領域により近い圧力範囲まで従来の計測手法による計測を実施した.しかし,対流によっては説明できないずれが見いだされた.そのため,同心球殻系内部の状態に対する詳細な解析を行った.そして,同心球殻系の熱輸送における単原子分子気体に対する経験式の補正を行った.その後,現在利用している計測システムの再設計と同軸円筒形を利用した計測システムの設計を同時進行で進めている.従来の計測システムを用いてすべり流領域に近い圧力範囲において計測した結果が,想定された対流などの影響では十分に説明できないずれを示した.そのため,当初の計画より入念に計測システム内部の状態を解析することとなった.しかし,より連続流に近い領域での計測も想定しているため,現在利用している計測システムの再設計と同軸円筒形を利用した計測システムの設計を同時進行で進めている.本研究では,高クヌッセン数流れの中でも連続流に近いすべり流領域において生じる温度ジャンプと呼ばれる現象の大きさを表す温度ジャンプ係数を実験的に計測し,気体分子と固体表面間のエネルギー輸送を表すエネルギー適応との関係を明らかにすることを目指す.これまで,固体表面から気体へ輸送される熱量を自由分子流に近い領域で計測することによってエネルギー適応係数を計測するために構築した,球形の真空容器中心にヒーターを配置した同心球殻系の計測装置を利用した.まず,従来の自由分子流に近い領域での計測を実施した後,徐々に圧力を上げることによってすべり流に近い領域まで変化させ,輸送される熱量の計測を実施した.当初は,すべり流領域では自由分子流領域に比べて圧力が高いために対流の影響が懸念されたが,実際には対流の影響では説明できない差異が見出された.そのため,同心球殻系の計測装置内部に対する詳細な解析を実施し,同心球殻系の熱輸送における単原子分子気体に対する経験式の補正をすることでエネルギー適応係数の計測精度の改善を行ったが,差異の理由は明らかとならなかった.また,気体分子と固体表面間のエネルギー輸送の効率を表すエネルギー適応係数を,混合気体に対して自由分子流領域よりも少し圧力の高い遷移流領域で計測し,自由分子流領域で構築された理論式と比較することによって,エネルギー適応係数は流れ領域に影響されることが示唆された.そのため,金属細線を固体表面として利用した同軸円筒形の計測装置を設計,構築した.この構築した装置を利用することにより,温度ジャンプ係数にエネルギー適応係数が与える影響を抽出することが可能になると期待できる.本研究では,すべり流領域の固体表面において生じる温度ジャンプに対する計測手法の確立を目指した.そして,混合ガスの混合比に対する温度ジャンプ係数の特性の調査を試みた.同心球殻系の装置を利用した計測を試みたが,説明が困難な結果が確認された.そのため,装置内部に対する詳細な熱輸送解析を実施し,同軸円筒系の装置の設計,構築を行った.併せて,混合ガスの熱的適応係数の計測から温度ジャンプ係数の混合比に対する特性を推定した.現在行っている計測システムの設計が終了後,構築し,実際の計測を開始する.その後,計測システム内部の状態の解析によって得られた知見も使いながら,熱輸送の計測結果から温度ジャンプ係数を導出する手法を開発する.さらに,遷移流領域や自由分子流領域で計測されるエネルギー適応係数についても同じ計測システムを利用しながら条件を変えることにより取得し,温度ジャンプ係数とエネルギー適応係数を直接比較し,関係性について解析を行う.分子流体工学従来の計測システムを用いたテスト計測の結果が想定と大きく異なっていたため,計測システムの状態を十分に明らかにするために詳細な解析を行った.そのため,従来の計測システムにおける計測が実施できず,従来の計測システムの再設計や同軸円筒形を利用した計測システムの設計に遅れが出ているためである.現在行っている計測システムの変更及び構築,また,構築した計測システムを用いた計測において利用する.
積雪地域大規模地すべり地帯における微小地震観測法改良に関する研究

積雪地域における冬期の地震観測は常時除雪が行われている生活道路に隣接した地点で行わなければならない。生活道路から離れた地点に地震計が置かれると記録の収集、地震計の維持管理が不可能になる。冬期交通は生活道路に集中するため著しく地震外の雑音が高くなり、人工雑音除去高感度地震計の開発が必要になった。本研究では雑音発生地点にたいして直線状に並ぶ2台の地震計を用い、距離による振幅の減衰の大きい性質を利用して、減衰率の大きい信号を雑音、2地点に対しほぼ等しい振幅を与える信号を地震として選別記録する装置を試作し、STR-110地震計と名付けた。更に、地震波形と各種の雑音波形の比較解析を行い、地震波を選別するパソコンプログラム(MCDと名付けた)を開発した。STR-110地震計でICカードに収録した振動からMCDプログラムにより地震波を選別し、地震決定のためのデータベースを作成した。平成8年度はSTR-110地震計の雑音除去条件の適切なパラメータを、各地の地震観測により求め、平成7年度に試作した地震計の欠点を修正した。地震波選別プログラム(MCD)のシミュレーションを観測データ76件(目標により地震24件、雑音48件、不明4件)について行い、雑音48件中45件(92%)が雑音として選別された。本試作地震計では、地震波選別のパラメータは簡単に選定或いは変更が出来るので、雑音の多い地点での高感度地震観測を効率よく行うことが可能となり、本研究の目的は達成された。本研究ではジオプレッシャー熱水系と地震活動の関係を探る計画を含んでいる。本地震計を用いて1995年新潟県北部の地震の地震観測を行った。震央の震度6域の分布から平野の地下にある伏在活断層が推定され、地下水の水質・水温などからジオプレッシャー熱水が伏在活断層に沿って湧出していることが明らかになった。1992年高柳町地震M5.4以来1992年津南町地震M4.6、1994年小国町地震M.33と新潟県南部東頚城地域の地すべり地帯で小規模被害地震が発生し、地すべりと地震の関係について本研究を展開している。1995年4月1日に北蒲原郡笹神村でM6.0の中規模被害地震が発生し、新潟市を中心とした地震空白域が指摘され、M7クラスの直下型地震が危惧されている。東頚城地域の大規模地すべりは地下数kmのジオプレッシャー型熱水の消長が地震発生のトリガー(契機)になると推定される。1.本研究は地すべり地帯の活断層で微小地震観測を行うために地震以外の雑音を除去する装置の開発である。開発した地震計の性能をてすとする場所として地すべり地帯を考えていたが、笹神村付近で発生する余震の観測の方がより適切となっている。2.震央地区では震度6(烈震)地帯が識別され、その分布から地下の起震断層の存在が推定された。笹神村付近の余震観測から、震源は地下15kmの浅所で発生していることが明らかになった。冬期に本地域の消雪井戸水の測温・水質調査を実施したところ震度6域と重なるように異常高温・異常水質分布域が広がっていることが明らかになった。新潟平野深部にも東頚城地すべり地帯深部と同様なジオプレッシャー型熱水が存在していることが明瞭になった。

3.地震計高見沢サイバネティックスSTR110の改造では、第4チャンネルの感度を強震計のレベルまで落とし、強い有感地震でもP-S時間の計測が出来るよう装置の機能の追加を図った。4.除雪作業・土木工事・自動車・強風・屋根雪落下などの雑音信号の収集をした。5.地震以外の雑音を回路的に除去するプログラムの作成を行った。6.野外観測で兎や狸のよって換振器と記録計をつなぐケーブルの切断おきた。その対策を検討中である。なお、新潟県ではわれわれの平野の伏在活断層の発見とその活動度評価の研究を重要視し、県の地震被害想定の資料に加えたいという強い要望を持っている。本研究をより広い地域にまで広げ、地元の地震防災事業に役立つよう研究を進展させる予定である。積雪地域における冬期の地震観測は常時除雪が行われている生活道路に隣接した地点で行わなければならない。生活道路から離れた地点に地震計が置かれると記録の収集、地震計の維持管理が不可能になる。冬期交通は生活道路に集中するするため著しく地震外の雑音が高くなり、人工雑音除去高感度地震計の開発が必要になった。本研究では雑音発生地点にたいして直線状に並ぶ2台の地震計を用い、距離による振幅の減衰の大きい性質を利用して、減衰率の大きい信号を雑音、2地点に対しほぼ等しい振幅を与える信号を地震として選別記録する装置を試作し、STR-110地震計と名付けた。更に、地震波形と各種の雑音波形の比較解析を行い、地震波を選別するパソコンプログラム(MCDと名付けた)を開発した。STR-110地震計でICカードに収録した振動からMCDプログラムにより地震波を選別し、震源決定のためのデータベースを作成した。平成8年度はSTR-110地震計の雑音除去条件の適切なパラメータを、各地の地震観測により求め、平成7年度に試作した地震計の欠点を修正した。地震波選別プログラム(MCD)のシミュレーションを観測データ76件(目算により地震24件、雑音48件、不明4件)について行い、雑音48件中45件(92%)が雑音として選別された。本試作地震計では、地震波選別のパラメータは簡単に選定或いは変更が出来るので、雑音の多い地点での高感度地震観測を効率よく行うことが可能となり、本研究の目的は達成された。本研究ではジオプレッシャー熱水系と地震活動の関係を探る計画を含んでいる。本地震計を用いて1995年新潟県北部の地震の地震観測を行った。震央の震度6域の分布から平野の地下にある伏在活断層が推定され、地下水の水質・水温などからジオプレッシャー熱水が伏在活断層に沿って湧出していることが明らかになった。
漢方処方における生薬配合および複合成分の意義

漢方処方における生薬配合および複合成分の意義を探るために小柴胡湯とその類似構成生薬から成る大柴胡湯を用い以下のことを明らかにした。1.小柴胡湯はマクロファ-ジのプロスタグランジン(PG)の生成の抑制、貧食能の亢進、インタ-ロイキンー1(ILー1)の遊離を促進し免疫応答能を制御していることが示された。2.小柴胡湯によるILー1の遊離促進はPGの生成抑制とその他の機構が関与していることが示唆された。3.小柴胡湯と大柴胡湯はILー1の遊離に対し相反する作用を示し、その作用はそれぞれの方剤に固有の構成生薬の作用とそれぞれ方剤に共通の生薬の補助作用で説明できた。4.高脂血症ウサギにおける単球/マクロファ-ジの動態はコレステロ-ル値の上昇に伴い小柴胡湯では減少を大柴胡湯ではコントロ-ルレベルの維持といった相反した作用を示した。5.小柴胡湯のマクロファ-ジ貧食能の亢進作用を方剤の分画成分で検討したところ、エタノ-ル不溶性画分、およびエタノ-ル可溶性分子量1000以下の画分に小柴胡湯が示すのと同程度あるいはそれ以上の活性が検出された。6.小柴胡湯の生薬配合による成分の量的変動を検討したところ、黄苓、大棗、柴胡、人参はグリチルリチン量を増加させ、生姜、半夏は減少させた。また、この減少は抽出残渣への吸着であった。7、サイコサポニンの示す坑炎症作用はサイコサポニン代謝物の副賢細胞、下垂体細胞への直接作用では説明できなかった。8.赤血球溶血作用、膜流動性の検討よりサイコサポニンの溶血能は膜に対する親和性と相関しており、また、サイコサポニンの示す坑炎症作用、内因性糖質ステロイドホルモン分泌活性とも相関を示した。漢方処方における生薬配合及び複合成分の意義を探るために、4つの共通生薬を含む小柴胡湯、大柴胡湯のコレステロ-ル負荷高脂血症モデル動物に対する効果を検討した。これらの方剤は以前にマクロファ-ジからのインタ-ロイキン1放出に相反する作用を示すことを我々はすでに報告しているが、コレステロ-ル負荷により8週で有意に減少した単球数を小柴胡湯はさらに減少させ、大柴胡湯はコントロ-ルレベルに維持するという作用を示し、単球機能に対しては両方剤は今回も相反した結果を示した。しかし、両方剤はコレステロ-ル負荷により著しく増加する血中LDL分画中のチオバルビツ-ル酸反応陽性物質(過酸化脂質)を有意に抑制した。次に、小柴胡湯を用いてグルカゴンレセプタ-、EGFレセプタ-に及ぼす効果を検討した。小柴胡湯を経口投与すると30分後には血中グルカゴンレベルが上昇し、少々遅れて肝グルカゴンレセプタ-が減少した。そして、肝切除後のレセプタ-の変動を調べたところ、Down regulateのされ方には、コントロ-ル群と差はみられなかったが、小柴胡湯投与によりレセプタ-数の回復を早める傾向を示した。また、小柴胡湯、大柴胡湯共通構成生薬の共通成分の一つであるサポニンに注目し、特にサイコサポニン及びその関連代謝誘導体15種のACTH分泌促進活性をマウス下垂体腫瘍細胞AtTー20を用いて検討した。サイコサポニンd、プロサイコゲニンGの非常に強いACTH分泌促進活性が認められた。サイコサポニンa、プロサイコゲニンFについて有意な分泌促進活性が認められた。

これらの結果はin vivoに於ける血中コルチコステロンレベルの上昇に平行するものであり、サイコサポニンの脳下垂体ー副腎系促進作用が下垂体の直接刺激によるACTH分泌促進によって生じることが推察された。漢方処方における生薬配合および複合成分の意義を探るために、本年度はまず方剤を成分の物性、分子量により分画し、それらの薬理活性をマクロファ-ジの貧食能を指標にして検討した。方剤としては、すでに我々がマクロファ-ジの貧食能を亢進することを明らかにしている小柴胡湯を使用した。結果は多糖の存在が考えられるエタノ-ル不溶性画分、サイコサポニン等いわゆる生理活性配当体やバイカリンなどのフラボノイド等の存在が考えられるエタノ-ル可溶性の分子量1000以下の画分に小柴胡湯が示すのと同程度あるいはそれ以上の活性が観察され、小柴胡湯によるマクロファ-ジ活性化には二つ以上の成分の存在、機構の存在が示唆された。次に、小柴胡湯の7つの構成生薬の配合による成分の量的変動、すなわち、抽出時における個々の構成生薬及び生薬成分の相互作用を甘草の主成分であるグリチルリチン(GL)の抽出効率を指標に検討した。2^6通りの可能な組み合わせすべての抽出を行ったところ、小柴胡湯の構成生薬の中でGL量を増加させるように働くのものは黄〓>大棗>柴胡>人参であり、逆にGL量を減少させるように働くものは生姜>半夏であった。また、この半夏、生姜によるGL量の減少は抽出残渣へのGLの吸着によることが明らかになった。さらに黄〓において、残渣への吸着が認められるにもかかわらず抽出量が増加していることから、黄〓には甘草からのGLの抽出効率を向上させる成分の存在が予想された。以上のことより、構成生薬の配合による成分量はただ単に各生薬の総和ではなく、抽出時の各生薬の相乗作用、あるいは相殺作用など複雑な因子が関与して決定されること、また、異なる物質による異なる機構を介しての同一薬効の発現は生体が変調をきたした際の恒常性維持のために絶好のシステムであることが示唆された。
ファージの溶菌遺伝子を用いたプログラム自己破砕大腸菌の開発

本研究では大腸菌に自己破砕能を付与することによりタンパク質の分離精製プロセスを簡略化することを目的とした。Bacillus属に分類される細菌7種を用い、活性汚泥からファージのスクリーニングを行ったところ、Bacillus amyloliquefaciensに感染するファージ数種を得ることができた。さらにショットガンクローニング法を用い、溶菌酵素をコードする遺伝子領域を解析したところ、新規な溶菌酵素(pys1521)を特定することができた。さらにこのファージはpys1521と独立に、ホリンとエンドライシンをコードする遺伝子領域を持っていた。このエンドライシンを大腸菌内で発現すると、ホリンの共役が無くとも大腸菌を溶菌することができた。さらに精製エンドライシンをグラム陽性、及び陰性の細菌に添加したところ、いくつかの細菌に対し抗菌作用を示した。次に、目的タンパク質のモデルとしてβ-Glucuronidase(GUS)を選定し、GUSの生産の後にT4ファージの溶菌酵素を発現することにより、GUSを培地へ放出することを試みた。GUSをコードする遺伝子と、溶菌酵素をコードする遺伝子をそれぞれ独立したベクターに組み入れ、2種のプラスミドにより大腸菌を形質転換した。GUSとT7ファージのリゾチームを恒常的に発現している大腸菌内でT4ファージのホリンを発現したところ、速やかな溶菌が見られ、細胞質内で生産されたGUSの90%以上が培地へ放出された。一方、同じ大腸菌内でT4ファージのエンドライシンを発現したところ、その後も細胞増殖とGUS及びエンドライシンの生産が確認された。しかし大腸菌の物理的強度は減少し、純水に懸濁するなどにより浸透圧の変化を与えると菌体は溶菌した。大腸菌特異的T4ファージが有する2つの溶菌に関わるタンパク質(gp-e及びgp-t)をコードする遺伝子を大腸菌発現ベクターヘクローニングし、それぞれの溶菌特性を解析した.gp-eはリゾチーム活性を有し、ペプチドグリカン層を加水分解する.しかし、gp-e単独では大腸菌を溶菌へ導くことはできず、過剰発現したgp-eは大腸菌細胞質に蓄積した.一方、gp-tは大腸菌内膜にトンネル様構造体を形成し、このタンパク質をT7ファージのリゾ-チームを恒常的に産生している大腸菌で発現すると、速やかな大腸菌の溶菌が観察された.このことから、ファージによる大腸菌の溶菌過程は、gp-tによる細胞膜を貫通する構造体の形成と、gp-tを通じたgp-eのペリプラズムへの移送が必須であることが明らかとなった.そこで、gp-eアミノ末端にシグナル配列を付与することにより、ペリプラズム空間へ自発的にgp-eを移送し、ペプチドグリカンを加水分解することを試みた.シグナルペプチドを有するgp-eの発現により、大腸菌の形態が球形に変化した.このように形態変化した大腸菌は、純水に再懸濁するなどの方法により浸透圧ショックを与えると、速やかに溶菌へ導くことができた.今年度得られた上記知見より、T4ファージの溶菌酵素を発現することにより、大腸菌の溶菌を制御できる見通しを得た.次年度以降はこれらの結果に基づき、有用物質生産との組み合わせを可能とする、自己破枠性大腸菌の構築を行う予定である.大腸菌を用いた物質生産プロセスでは、細胞の破砕と菌体内生産タンパク質の分離精製が重要な工程であり、本研究ではバクテリオファージの溶菌作用を利用した自己破砕性大腸菌の構築と物質生産への応用を最終目的としている.今年度は、温度、剪断応力、浸透圧、容存酸素濃度等の環境因子が大腸菌の溶菌効率に及ぼす影響を解析した.T4

ファージが多重感染し溶菌阻止の状態にある大腸菌に低温ショックや浸透圧ショックを与えると溶菌が引き起こされること、また、低温ショックによる溶菌が培養液中の剪断応力によって促進されることを明らかにした.すなわち、温度降下に伴って大腸菌の膜透過性が増加し、これが溶菌を導いていること、菌体を嫌気培養すると低温ショックを与えても膜透過性が増加しなくなることを見出した.さらに、本システムによる物質生産への応用を検討する目的で、シグナルペプチドを付加したリゾチームを生産するベクターと、目的タンパク質を生産するベクターを同時に大腸菌に導入する、デュアルベクターシステムの構築を行った.構築した大腸菌により目的タンパク質を大量に生産することを明らかとし、培養後期に溶菌タンパク質の生産を誘導すると、大部分の細胞が形態変化をし、大腸菌を集菌後、純水を用いて再懸濁し、細胞を破壊することで、細胞質内タンパク質を糾胞外へ回収出来ることを実験により確かめた.また、新たなアプローチとしてT4ファージが有するリゾチームよりもさらに溶菌活性の優れた溶菌酵素を探索する目的で、グラム陽性細菌であるバチルスに感染するファージを自然界からスクリーニングし、これらファージが有する溶菌酵素の遺伝子をクローニングした.現在これら酵素の特性解析を行っており、上記デュアルベクターシステムへ組み入れることによりさらに高効率の大腸菌を用いたタンパク質生産システムが提案できるものと考えられる.本研究では大腸菌に自己破砕能を付与することによりタンパク質の分離精製プロセスを簡略化することを目的とした。Bacillus属に分類される細菌7種を用い、活性汚泥からファージのスクリーニングを行ったところ、Bacillus amyloliquefaciensに感染するファージ数種を得ることができた。さらにショットガンクローニング法を用い、溶菌酵素をコードする遺伝子領域を解析したところ、新規な溶菌酵素(pys1521)を特定することができた。されにこのファージはpys1521と独立に、ホリンとエンドライシンをコードする遺伝子領域を持っていた。このエンドライシンを大腸菌内で発現すると、ホリンの共役が無くとも大腸菌を溶菌することができた。さらに精製エンドライシンをグラム陽性、及び陰性の細菌に添加したところ、いくつかの細菌に対し抗菌作用を示した。次に、目的タンパク質のモデルとしてβ-Glucuronidase(GUS)を選定し、GUSの生産の後にT4ファージの溶菌酵素を発現することにより、GUSを培地へ放出することを試みた。GUSをコードする遺伝子と、溶菌酵素をコードする遺伝子をそれぞれ独立したベクターに組み入れ、2種のプラスミドにより大腸菌を形質転換した。GUSとT7ファージのリゾチームを恒常的に発現している大腸菌内でT4ファージのホリンを発現したところ、速やかな溶菌が見られ、細胞質内で生産されたGUSの90%以上が培地へ放出された。一方、同じ大腸菌内でT4ファージのエンドライシンを発現したところ、その後も細胞増殖とGUS及びエンドライシンの生産が確認された。しかし大腸菌の物理的強度は減少し、純水に懸濁するなどにより浸透圧の変化を与えると菌体は溶菌した。
X染色体短腕末端に存在する知能障害責任遺伝子のクローニング

1. Xp22.3に想定される非特異的知能障害遺伝子この遺伝子を,Xp22.3領域に微小欠失を有する男性患者における遺伝子型-表現型解析により,約200kb領域に限局した.その後,同領域を包含するPACおよびコスミドを利用してポジショナルクローニングを行い,新しい遺伝子を発見した.この遺伝子は,Y染色体上に相同遺伝子を有するが,両者は3'領域の構造で異なり,また,脳を含む広汎な発現はX染色体上の遺伝子のみに認められた.また,同遺伝子決定領域の欠失を有する正常知能の女性保因者においてX染色体不活化解析を行い,目的とする遺伝子がX染色体の不活化を受けないことを見いだした.2. Xp21.3に想定される非特異的知能障害遺伝子この遺伝子を,Xp21.3の微小欠失と知能障害を有する4家系の解析により,DXS7182がらDXS7188の約2Mb領域に限局した.また,同遺伝子決定領域の欠失と知能障害を有する女性保因者においてX染色体不活化解析を行い,目的とする遺伝子がX染色体の不活化を受けることを見いだした.3. Xp22.3上の症候性知能障害遺伝子(MLS)1. Xp22.3に想定される非特異的知能障害遺伝子この遺伝子を,Xp22.3領域に微小欠失を有する男性患者における遺伝子型-表現型解析により,約200kb領域に限局した.その後,同領域を包含するPACおよびコスミドを利用してポジショナルクローニングを行い,新しい遺伝子を発見した.この遺伝子は,Y染色体上に相同遺伝子を有するが,両者は3'領域の構造で異なり,また,脳を含む広汎な発現はX染色体上の遺伝子のみに認められた.また,同遺伝子決定領域の欠失を有する正常知能の女性保因者においてX染色体不活化解析を行い,目的とする遺伝子がX染色体の不活化を受けないことを見いだした.2. Xp21.3に想定される非特異的知能障害遺伝子この遺伝子を,Xp21.3の微小欠失と知能障害を有する4家系の解析により,DXS7182がらDXS7188の約2Mb領域に限局した.また,同遺伝子決定領域の欠失と知能障害を有する女性保因者においてX染色体不活化解析を行い,目的とする遺伝子がX染色体の不活化を受けることを見いだした.3. Xp22.3上の症候性知能障害遺伝子(MLS)平成9年度における主たる成果は以下の3つである.1.Xp22.3に想定される非特異的知能障害遺伝子候補の単離われわれは,Xp22.3領域に微小欠失を有する男性患者計18例を国内外から集積し,詳細な遺伝子型-表現型解析により非特異的知能障害遺伝子を,約200kb領域に限局した.その後,同領域を包含するPACおよびコスミドから成る連続切片を世界で初めて作製し,この連続切片を用いたエクソントラッピングにより,新しい遺伝子を発見した.この遺伝子は,Y染色体上に相同遺伝子を有するが,両者は3'領域の構造で異なり,また,脳を含む広汎な発現はX染色体上の遺伝子のみに認められた.これは,X染色体上の遺伝子が真の遺伝子であり,Y染色体上の遺伝子は進化に伴い機能を失った偽遺伝子であることを示唆する.2.Xp21.3に想定される非特異的知能障害遺伝子の限局化Xp21.3の微小欠失と知能障害を有する2家系の解析から,同領域の非特異的知能障害遺伝子を,DXS7102からDXS319の約4Mb領域に限局した.また,保因者女性の軽度知能障害が,X染色体の不活化による同遺伝子の発現量低下によることを示した.3.Xp22.3上の症候性知能障害遺伝子(MLS)の成因の解明平成10年度における主たる成果は以下の通りである.1. XP22.3に想定される非特異的知能障害遺伝子この遺伝子領域の微小欠失を有する知能正常の保因者女性において,ランダムX染色体不活化が生じていることを見いだし,この知能障害遺伝子がX染色体の不活化を受けないという証拠を得た.また,昨年度発見した候補遺伝子の変異購枡を,運鎖解析からXp22に知能障害遺伝子がマップされる3家系および知能障害を有するターナー症候群患者を対象として行った.その結果、残念ながら変異は見いだせなかった.2. XP21.3に想定される非特異的知能障害遺伝子の限局化Xp21.3の微小欠失と知能障害を有する4家系の解析から、同領域の非特異的知能障害遺伝子を、DXS7182からDXS7188の約2Mb領域に限局した.この領域は,非特異的知能障害を有する男性において欠失していることが報告されているDX81218座位を含む.3.マーカーX染色体の不活化解析マーカーX染色体を有する11例においてX染色体不活化解析を行い,活性型Xダイソミーと知能障害の関連性を検討した.その結果、活性型Xダイソミーが知能障害を招くか否かは,主に,マーカーX染色体が神経系発生のどの段階で生じるかにより決定されることが示唆された.
カゴ状構造希土類化合物における多極子誘起の新奇基底状態の探索

磁気双極子以外の非磁性自由度に起因した強相関電子物性が発現している可能性が高いRTr2Al20(R=Pr,Sm)の系についてその起源を明らかにすべく、様々な研究(Tr依存性、価数測定)をおこなった。その結果、Prについてはこれまで実験的な報告例のほとんど無い非磁性四極子誘起の重い電子状態が実現し、四極子相互作用の量子臨界点近傍に本物質系が位置している可能性が非常に高いことを見出し、Smについては、磁場に鈍感な性質がこの物質系に共通することを発見し、その形成に、価数揺らぎ、磁気八極子が重要な役割を果たしていることを見出した。本研究期間内において、複数個のf電子を持つカゴ状化合物における多彩な自由度(多極子、価数)に関連した新奇強相関電子物性の起源解明を目的に研究を行い、以下の結果を得た。概ね研究目的、実施計画の遂行は達成できたと考えられる。LnTr2Al20について、Ln=Prでは、基礎物性測定と共同研究(NMR, NQR,熱電能測定)を通して、通常の磁気的な近藤効果ではなく、非磁性である電気四極子相互作用に起因した非従来型重い電子状態及び、その強い量子揺らぎに起因した非フェルミ液体的振る舞いを示すことを明らかにした。これまで、四極子相互作用に起因した強相関電子物性の実験的研究例はほとんどなく、本研究結果は非常に重要なものである。Ln=Smは、磁場に鈍感な相転移、及び秩序相内で磁場に鈍感な重い電子状態を示す。その起源を明らかにすべくTrを変化させた物質の基礎物性および価数状態の測定を行い、多極子、価数揺らぎの自由度の寄与の可能性について検証した。まだ、確定的な結論を得るには至ってはいないが、それらの寄与が非常に重要であることを明らかにした。その他のカゴ状化合物として、一軸性の異方性を有するカゴ構造を持つLnAu3Al7についても研究を遂行した。Ln=Ceでは、これまで報告例の少ない近藤効果を示す強磁性体であることを、Ln=Smでは、SmTr2Al20と同様に秩序状態下で重い電子状態を形成することを、Ln=Ybでは価数揺動を示すことを明らかにした。今後、それらの物性の起源について詳細に研究を行っていく予定である。その他として、LnGa6, SmT2X2, Yb-Au-In三元化合物等といった新物質開発や、新規層状超伝導体であるBiS2系超伝導体の単結晶育成、超伝導特性の異方性、及び母物質のf電子に起因する磁性の研究を進めており、それらの研究についても成果が出始めている。四極子自由度が重要な役割を果たしているPrTa2Al20について、単結晶を用いたH//[100], [110], [111]磁場下における極低温までの比熱を測定を行い、転移温度の磁場依存性が磁場方向により異なる振る舞いを示すことを観測し、反強四極子転移を示す物質の相図との類似性を見出した。これに関連して、抵抗率測定から転移が磁場誘起相転移であることを示唆する結果が観測されたため単純な反強四極子秩序で無い可能性が考えられ、さらに研究を進めていく必要がある。また、本物質は我々の先行研究より、四極子秩序温度以下で重い電子状態を形成することを比熱測定から見出していたが、共同研究で行った熱電能測定からも重い電子状態形成を示唆する実験結果を得た。それらの結果から、本物質ではこれまでほとんど例のない、磁性以外の起源による非従来型の四極子誘起の重い電子状態が実現している可能性が非常に高いことを見出した。次に、SmTr2Al20(Tr = Ti,V,Cr,Ta)について、これらの物質は磁場に鈍感な相転移を示し、さらに低温で磁場に鈍感な重い電子状態を示すが、これらの磁場に鈍感な性質がSm価数に起因している可能性が示唆されている。この可能性を明らかにするべく、Smの価数状態を調べるためにX線吸収実験を行った。その結果、その他の物性がTrに依存する振る舞いを示すにもかかわらず、価数が温度および遷移金属にほとんど依存しないことを観測し、価数の自由度はあまり重要な役割を果たしていないことを見出した。また、磁気八極子の寄与が考えられる磁場に鈍感な相転移の秩序変数を決定すべく単結晶中性子磁気構造解析を行い、q=0の反強的秩序であることを見出した。詳細な解析はまだ済んでおらず最終的な結論には至っていないが、磁気散乱パターンが磁気双極子のみの秩序化では説明できないため、磁気八極子の寄与が考えられる。研究の目的に示した内容に関して、以下の状況にあるため研究遂行はおおむね順調に進展していると考えられる。

1の育成条件の最適化による単結晶の純良化と大型化については、育成条件の最適化により単結晶中性子回折、超音波測定に耐えうる数mm角の単結晶育成に成功し、それらの試料を用いて中性子回折については実際に実験を行っており、超音波測定については共同実験者に試料を提供し測定を開始している。2のPrTa2Al20の極低温物性については、[100], [110], [111]方向の磁場下での比熱、抵抗測定を行い、磁場温度相図を決定しており、磁場誘起相転移の可能性を見出している。また、これに加え共同研究の熱電能測定からも非従来型の重い電子状態が成立している可能性を示唆する結果を得ている。3のSmTr2Al20に関しては、Tr=Ti,V,Cr,Taについて価数状態を明らかにするためにXASスペクトル測定を行い、温度、遷移金属依存性がほとんど無いことを明らかにした。データの解析についても共同研究者と協力して行っている。また、中性子磁気構造解析についても既に実験を行っており、単純な磁気双極子の秩序化では説明できないことを明らかにした。さらなる詳細な解析を共同研究者と連携して進めている。また、Tr=Taの単結晶育成にも成功し、他のSmTr2Al20と同様磁場に鈍感な相転移および重い電子状態を見いだし、さらに、これまでのSm化合物の中で最大の電子比熱係数を持つことを観測した。4の極低温物性測定装置の構築については、試料回転機構部分については既に設置済みであり、測定系の構築に関して、着々と準備を進めている。PrTr2Al20に関して、まずは本年度の低温抵抗測定から磁場誘起相転移の可能性が示唆されているため、より詳細な低温抵抗率測定を行う予定である。また、育成に成功した大型単結晶を用いた超音波測定、NMR測定、圧力下抵抗測定の共同研究を予定しており、これまで測定してきた物性を踏まえて四極子に起因した新奇基底状態の解明に向け研究を進める。SmTr2Al20に関しては本年度に行った単結晶磁気構造回折のより詳細な解析を進め、その秩序変数を明らかにする。また、SmTa2Al20においてその他のSmTr2Al20には観測されなかった新たな転移が0.3 K付近に観測されているためその起源を明らかにするため、低温抵抗測定を進めてその起源を明らかにする。本研究課題で予定していた上記の物質に加え、最近見いだした異方性を持つカゴ状物質LnAu3Al7についてLn=La,Ce,Sm,Ybでの合成に成功し基礎物性測定を進めている。この中でLn=Smの物質は強いc-f混成効果より重い電子状態を示すが、その状態が磁場に依存する振る舞いを示しており、SmOs4Sb12, SmTr2Al20等が示す磁場に鈍感な重い電子状態と異なる。そのため、SmAu3Al7の重い電子状態の詳細を明らかにし、上記の物質と比較することより、Sm系で見られる磁場に鈍感な重い電子状態の形成機構を明らかにする。当初購入を予定していた備品のメタルデュワーは当該年度の予算では購入するのが難しかったため、本研究室にあるメタルデュワーを利用して装置を立ち上げることに変更した。そのことにより予定していた物品費がかなり減ることになってしまい、次年度に繰り越すことになってしまった。繰り越した予算については翌年度の研究費と合わせて測定系の構築に必要な付加的な装置の購入もしくは合成用試料及び消耗品、ヘリウム代として有効利用する予定である。
質の高い情報通信技術者を育成するための総合的なカリキュラムの開発と普及

本研究の目的は、ICT技術の本質を理解し、高度な技術課題に対応可能なICT技術者を育成するためのカリキュラムを開発することである。まず、教材用コンピュータ(TaC)のハードウェア、オペレーティングシステム、言語処理系を作成しそれらの設計を公開する。次に、これらの教材を念頭においた教科書とカリキュラムを開発する。平成28年度に教材用コンピュータの設計データやオペレーティングシステム、言語処理系のソースコードを整理し、Githubに公開した。平成29年度は、オペレーティングシステムの教科書の執筆を進めた。教科書は、教材用のオペレーティングシステムのソースコードを実装例として参照する点でユニークなものである。29年度末に約190ページの執筆を終えた.平成30年度は教科書を完成させた.内容は,1章「オペレーティングシステムとは」、2章「前提知識」、3章「CPUの仮想化」、4章「スケジューューリング」、5章「プロセス同期」、6章「プロセス間通信」、7章「モニタ」、8章「主記憶」、9章「メモリ割り付け方式」、10章「セグメンテーション」、11章「ページング」、12章「仮想記憶」、13章「2次記憶装置」、14章「ファイルシステムの概念」、15章「FATファイルシステム」、16章「UNIXファイルシステム」、17章「ZFS」、18章「TaCとTacOS」、19章「TacOSのCPU仮想化」、20章「TacOSのセマフォ」、21章「TacOSのメッセージ通信」、22章「TacOSのメモリ管理」、23章「TacOSのファイルシステム」、付録・文献からなる270ページである。短時間に学生が設計全体を学習できる、教育用マイコンTeC、教育用パソコンTaC、TaCの言語処理系、OSを教材として使用できるようにし、カリキュラムを開発することが本研究の目的である。平成28年度は、まず、マイコン・パソコンのVHDLソースコード、C--言語コンパイラのソースコード、アセンブラやリンカのソースコード、TacOSのソースコード、TeC教科書とそれのTeXソースコード、TeC用のアセンブラのソースコードを整理しGitHubで公開し(http://github.com/tctsigemura/)、学習者がそれらを入手・閲覧・実行することができる状態にした。次に、それらを学習するために役立つドキュメントの整理を行った。C--コンパイラの仕様と内部構造を論文にまとめ(A42段組、12ページ)情報処理学会プログラミング研究会で発表した。C--言語のマニュアル75ページを執筆し、C--言語コンパイラのソースコードの一部としてGitHubで公開した。このマニュアルにはTacOSのシステムコールのドキュメントも含まれている。最後に、TacOSとC--言語をターゲット環境として、「ユーティリティの作成など」を高専の卒業研究として実施した。その結果、C--コンパイラ、アセンブラ、リンカ等をC--言語で書き直しTacOS上に移植することができた。提案している教育用コンピュータ環境を、現在までに準備したドキュメントを用いて、学生が短時間に理解して実用的に使用できることが実証できた。また、一部のテーマではハードウェアの追加が必要であったため、OSやハードウェアに変更を加えた学生もおり、深い理解を得ることが可能だった。当初28年度に計画していたカリキュラムの調査ができていない。これまでに、1章「オペレーティングシステムとは」、2章「前提知識」、3章「CPUの仮想化」、4章「スケジューリング」、5章「プロセス同期」、6章「プロセス間通信」、7章「モニタ」、8章「主記憶」、9章「メモリ割り付け方式」、10章「メモリ割り付けプログラムの例」、11章「セグメンテーション」、12章「ページング」まで(160ページ)が完成し、他に「ファイルシステム」(30ページ分)の執筆がほぼ完了した。完成した部分は既にhttps://github.com/tctsigemura/OSTextBook/にTeXのソースコードとともに公開している。また、予定には無かったが、コンピュータ・アーキテクチャの基礎を学習するための、機械語教材用コンピュータ(TeC)の教科書の改訂を行い、これもGithubに公開した。平成28年度に行ったソースコードの整理と公開の際に、解説書を執筆する計画であったが、断片的なドキュメントのみになっている。オペレーティングシステムの教科書を完成させた後で、コンパイラ、コンピュータ・アーキテクチャの教科書を順次執筆予定であるが、平成30年度中に完成しそうにない。

教科書は、教材用のオペレーティングシステムのソースコードを実装例として参照する点でユニークなものである。29年度末に約190ページの執筆を終えた.平成30年度は教科書を完成させた.内容は,1章「オペレーティングシステムとは」、2章「前提知識」、3章「CPUの仮想化」、4章「スケジューューリング」、5章「プロセス同期」、6章「プロセス間通信」、7章「モニタ」、8章「主記憶」、9章「メモリ割り付け方式」、10章「セグメンテーション」、11章「ページング」、12章「仮想記憶」、13章「2次記憶装置」、14章「ファイルシステムの概念」、15章「FATファイルシステム」、16章「UNIXファイルシステム」、17章「ZFS」、18章「TaCとTacOS」、19章「TacOSのCPU仮想化」、20章「TacOSのセマフォ」、21章「TacOSのメッセージ通信」、22章「TacOSのメモリ管理」、23章「TacOSのファイルシステム」、付録・文献からなる270ページである。カリキュラム調査を早急に行い、教科書の執筆にとりかかる。既に、オペレーティングシステムの教科書については、システムコールを用いたプログラミングを行う内容で執筆を開始している。8月までにオペレーティングシステムの教科書を完成させる。9月からTeCの再設計を題材にしたコンピュータ・アーキテクチャの実験・実習用の教科書を作成する。その他に、TeC教科書(TeCTextBook)等もGitHubで公開中