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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 北海道大学 大学院理学研究院・理学院宇宙理学専攻 [email protected] 2013 年 07 月 19 日. 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 惑星科学研究センター・地球惑星科学専攻 地球流体電脳倶楽部. 目次. 情報実験の目的の確認 学びの道「先生（先輩）はえらい」 最低限確認 : 技術知識編 - PowerPoint PPT Presentation
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小高正嗣北海道大学 大学院理学研究院・理学院宇宙理学専攻
2013 年 07 月 19 日
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
惑星科学研究センター・地球惑星科学専攻
地球流体電脳倶楽部
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
目次• 情報実験の目的の確認
– 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
情報実験の目的の確認
情報実験の目的の確認• 計算機・ Internet の文化的背景と技術の最低限を理
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
情報実験の目的の確認
大人になる
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）
最低限確認利用者的技術編
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), TCP/IP, X
– 計算機ハードウェアの名前とイメージメモリ , CPU, 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, ブート , シャットダウン
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
1 octet = 8 bit
01100100. 01001110. 00110110. 00001111=
100. 78. 54. 15
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
– 分散計算・分散ソフトウェア• サーバ・クライアントモデル
– X Window System– www
• HTTP, HTTPS• HTML
21
22
80
25
25 port (SMTP)
22 port (SSH)
80 port (HTTP)
21 port (FTP)
データ
最低限確認利用者知識編
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
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→ 知識の更新が必要
• ネットワークの機器のログの確保提供義務
• 当局への提供においては個人情報の扱いに注意必要
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2013 年 4 月～ 6 月のデータに基づく。（ 4 月 :1606件、 5 月 :3163件、 6月 :4617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。
http://www.jpcert.or.jp/pr/2013/IR_Report20130711.pdf
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）にのってそうな単語はダメ
– 暗号化• ネットワーク上では暗号化を施さなければまる見え• SSH （ secure shell) ）：計算機アカウントアクセス時• SSL （ secure socket layer ）： WEB アクセス時• 公開鍵暗号化方式
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– 不要なデーモンを停止
して , 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:http://
www.jpcert.or.jp
– 最新資源へアップデート
JPCERT のトップページ
最低限利用知識の確認
• 日本のインターネット文化
• 自分のことは自分でやる
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 , そしてそれら相互の network 同士を接続し , 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）
http://www.slac.stanford.edu/slac/faculty/hepfaculty/kamae.html
http://biography.sophia-it.com/imgb/bimu001.png
最低限利用知識の確認• 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
平成 23 年通信利用動向調査（世帯編）図表 3-2 （ http://www.soumu.go.jp/johotsusintokei/statistics/gaiyo/HR2011_1.pdf ）
20112010
(%)(万人 )
808000
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 Internet の発展の歴史– 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）
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• ボランティア精神
– 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
最低限利用知識の確認日本における Internet 文化
• インターネットの世界でも法律による規制がある• 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
• ネットに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 , …
• 法律も進化中– 何が罰せられるかは日々変わる– 国によっても違う
更なる飛躍に向けて
背景となる思想• Vannevar Bush （ 1945 ）
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 .
http://en.wikipedia.org/wiki/Vannevar_Bush
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http://journal.systemone.at/spaces/journal/members/Michael+Schuster
情報化時代の科学とは• 情報化時代の科学（ V.Bush１９４５）
– 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
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
世の中における展開• 知見の集積
– Wikipedia• 幅広い分野の知見を網羅
– ゴシップからサイエンスまで , 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
これらは知見の生産者にとって都合のよい集積の形か？
• 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, …
近傍における情報地球惑星科学的な展開
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– 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） , etc.
苫小牧電波望遠鏡http://astro3.sci.hokudai.ac.jp/~sorai/
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
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
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）• http://ks.ms.u-tokyo.ac.jp/
– itpass 実習（神戸大学理学部地球惑星科学科）• http://itpass.scitec.kobe-u.ac.jp/exp/
itpass 実習計算数学 I/II
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
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
SINET4 の構成http://www.sinet.ad.jp/about_sinet/kousei_syousai.jpg
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 ）
– http://www.ep.sci.hokudai.ac.jp/~netcom/
• EP ネットワーク技術支援グループ （ epcore ）– http://www.ep.sci.hokudai.ac.jp/~epcore/– 学生ボランティアグループ , EPnetFaN の運営
• EPnetFaN– http://www.ep.sci.hokudai.ac.jp/~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 ）– http://www.ep.sci.hokudai.ac.jp/~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
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 / ネットワーク上での教育実験– 参考： School of Internet （ WIDE ）
（ http://www.soi.wide.ad.jp/）– 地球惑星業界の試み
• WIDE SOI にならった我々の活動 = mosir プロジェクト
• 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
http://www.cps-jp.org/~mosir
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
（ http://www.gfd-dennou.org）• 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
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
（ http://www.cps-jp.org)• 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
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– 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
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• 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
参考書 , 参考文献（初回掲載分）
• Bush, V., 1945: As we may think. Atlantic Monthly, 1945 July, 101-108. http://www.theatlantic.com/magazine/archive/1945/07/as-we-may-think/3881/
• 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 http://www.nhk.or.jp/itwb/• 総務省， 2012: 平成 23 年通信利用動向調査
http://www.soumu.go.jp/johotsusintokei/statistics/statistics05.html• 総務省， 2012: 平成 24 年版情報通信白書
http://www.soumu.go.jp/johotsusintokei/whitepaper/ja/h24/pdf/index.html• 情報処理学会編 2010: 日本のコンピュータ史 , オーム社
