「情報工学」とは何か？「情報工学」とは何か？

柴山　潔柴山　潔

コンピュータサイエンス("CS")コンピュータサイエンス("CS")

情情報報工工学学，，情情報報科科学学，，計計算算機機科科学学，，計計算算機機工工学学などの総称などの総称

1 － 「情報工学」とは何か？（柴山潔）

コンピュータサイエンス(CS)って何？コンピュータサイエンス(CS)って何？

CSCSを学んでいるか？

CSCSを学んだことがあるか？

CSCSって役に立つの？

CSCSは本当にサイエンス(科学)か？

CSCSとコンピュータの間柄とは？

CSCSと情報との間柄とは？

化学化学

機械機械

電気電気

土木土木

情報情報

2 － 「情報工学」とは何か？（柴山潔）

科学/工学/技術科学/工学/技術

科学(science)＝理学

自然現象の解析(analysis)や理解，その体系化や法則化を中心とす

る発見の学問

工学(engineering)

理学を基に人工物の設計や合成(synthesis)を行う発明(物作り)の学

問

技術(technology)

工学に一般性を与え，効率良く製品を生産する手法を追求する技能

の一般化/体系化

3 － 「情報工学」とは何か？（柴山潔）

CS分野の特徴(1)CS分野の特徴(1)

情報という論理的概念をもとに構築した学問体系を物理的世情報という論理的概念をもとに構築した学問体系を物理的世界で取り扱い実証する必要がある．界で取り扱い実証する必要がある．

CS分野の原理は，論理的概念と物理的事象との対応付け(mapping)（「モデル化」「形式化」「抽象化」あるいは「仮想化」）にある．

CSは実証科学(科学と工学との融合)であり，物作りが本質的な意味を持つ．

対応付け対応付け

情報情報

物理的事象

人間･自然･人工物(ハードウェア)人間･自然･人工物(ハードウェア)

現実

［アナログ］［アナログ］

論理的概念

コンピュータコンピュータソフトウェアソフトウェア

［ディジタル］［ディジタル］

仮想

4 － 「情報工学」とは何か？（柴山潔）

CS分野の特徴(2)CS分野の特徴(2)

情報処理における抽象化レベルによってできる情報情報処理における抽象化レベルによってできる情報処理の各階層がそのままCSの各分野に対応する．処理の各階層がそのままCSの各分野に対応する．

情報の抽象化の度合い(情報処理階層)の各々に対応する学問対象(学問領域)が存在し，それらが情報処理階層に従う連続的な上下関係(包含関係)で密接に相互に階層的に関連付けられている．

各分野を「点」として独立･排他的に学習するのではなく，それらを「線」や「面」として結び付け，関連性や一貫性を重視して，また総合(統合)的に学習する必要がある．

種々の制約下で「最小限必要な知識(先修科目)は何か」を見きわめ，下位概念の適切なブラックボックス化を図る必要がある．

仮想化あるいは抽象化技術を駆使する方法論を修得/体得することが学習目標となる．

情報システム

応用ソフトウェア

プログラミング言語

システムプログラム

ハードウェア

5 － 「情報工学」とは何か？（柴山潔）

具体的なCSの学習目標 (1)具体的なCSの学習目標 (1)

CSCSでは，計算(computation)を理論の対象にするためのモデル化，抽象化，仮想化，離散化を行う．

計算や情報処理に関する単なるノウハウではなくて系統化された知識体系を学ぶ．

計算(情報処理)に対する総括的かつ柔軟な見方ができて，メタ(より包括的な，上位の)レベルの計算体系を考えられる学生になる．

答えがひとつでない問題に対処できる，すなわち複数の選択肢(alternative)を列挙し，比較･評価(吟味)する能力を養う．

6 － 「情報工学」とは何か？（柴山潔）

具体的なCSの学習目標 (2)具体的なCSの学習目標 (2)

CSCSでは，「計算機構の直接的実現(implementation)」，具体的には，「モデル化した計算機構の実装･評価」を行う必要がある．

CSCS分野の学問は，解析を重視する科学(science)と合成を重視する工学(engineering)とが融合している．

CSCS分野では，システム化や合成(synthesis)の能力，すなわち．ハードウェアとソフトウェアを組み合わせて情報処理システムを構築する能力が必須である．

CS(科学) & CE(工学)CS(科学) & CE(工学)

CSは「計算理論をベースにハードウェア学とソフトウェア学を展開する学問」

7 － 「情報工学」とは何か？（柴山潔）

CSの発展とその学問への影響 (1)CSの発展とその学問への影響 (1)

ソフトウェア科学/技術の比重が大きくなった．ソフトウェア科学/技術の比重が大きくなった．

メインフレーム中心からマイクロプロセッサ中心へ

CSCS(特に，ソフトウェア系分野)の守備範囲が拡大

ブラックボックス化レベルが変遷

コンピュータシステムの応用/適用分野が著しく拡大した．コンピュータシステムの応用/適用分野が著しく拡大した．

CSCSの学際領域への進出

コンピュータの応用分野が増大

CSCS外分野に対するコンピュータリテラシ/情報リテラシを必須学問とする人の増加

8 － 「情報工学」とは何か？（柴山潔）

CSの発展とその学問への影響 (2)CSの発展とその学問への影響 (2)

コンピュータあるいは情報インフラの整備がハードウェア，ソコンピュータあるいは情報インフラの整備がハードウェア，ソフトウェアともに進んだ．フトウェアともに進んだ．

分散化，ダウンサイジング，パーソナル化，台数の拡大，マルチメディア化，ネットワーク/通信の高速化/高機能化，インタネットの活用など

そのために必要な技術の基盤作りCCSS専門分野の学習における積極的/先導的活用

ヒューマン-コンピュータ･インタラクション(HCI)を中心とするヒューマン-コンピュータ･インタラクション(HCI)を中心とする「柔らかい技術」が重要となった．「柔らかい技術」が重要となった．

「コンピュータ側に立つ『硬い技術』がすべて」からの脱皮人間の心理や生理に踏み込んだHCIやヒューマンインタフェースなどの科目の重要性「人に優しいコンピュータシステム」の実現

ヒトにやさしいモノつくり

9 － 「情報工学」とは何か？（柴山潔）

CSの発展とその学問への影響 (3)CSの発展とその学問への影響 (3)

コンピュータリテラシあるいは情報リテラシの学習環境が充実コンピュータリテラシあるいは情報リテラシの学習環境が充実してきた．してきた．

CSCS学科が増大し，その学習環境が充実してきた．学科が増大し，その学習環境が充実してきた．

コンピュータユーザ層の拡大(低年齢化と高年齢化)

CSCS学習カリキュラムの多様化

コンピュータリテラシとCS専門分野とが完全に分離独立

10 － 「情報工学」とは何か？（柴山潔）

産業界から期待されるCS人産業界から期待されるCS人

数ある選択肢(alternative)を列挙し，それらを比較検討･評価して，対象に対して最適な選択肢を選ぶ能力

「モデル化→物作り→評価/最適化」のすべての過程をこなすことができる能力

ハードウェアとソフトウェアの両方を視野に入れ，それらのトレードオフを適切に決定することのできる技能

産産業業構構造造のの転転換換やや激激変に対応力のある人間変に対応力のある人間

情報産業では，情報を処理，伝達，記憶，変換する！

11 － 「情報工学」とは何か？（柴山潔）

「情報工学」とは？ ―まとめ―（1）

「情報」を対象にして，「工学(ものづくり学)」的手法で行う学問

「『情報』の『処理(＝変換/伝達/表現/蓄積の総称)』方法や方式及び人工的機構/機能/仕組み/工夫/理論……を製作/設計/開発/制作/考案/作成/発明/合成……する」学問

「情報工学」の道具は「『コンピュータ』という高度なシステム」(＝コンピュータシステム)

「情報工学」という学問では，その道具である「コンピュータ」や「コンピュータシステム」そのものを学問対象にすることも

「情報工学」によって，「つく(作/創/造)って，その結果，できあがる『もの』」は「コンピュータシステム」(に関するもの)がほとんど

「情報工学」によって，製作/設計/開発/制作/考案/作成/発明/合成……する方法/方式/機構/機能/仕組み/工夫/理論……は，具体的また実際には，コンピュータシステム/ハードウェア/ソフトウェア/アルゴリズム/モデル……

cOO　柴山　潔12 － 「情報工学」とは何か？（柴山潔）

「情報工学」とは？ ―まとめ―（2）

「情報工学」(＝「情報」を対象に「工学」的方法で行う学問)の学問分野は「コンピュータサイエンス」(＝「情報工学」/「情報科学」/「計算機科学」/「計算機工学」などの総称)や「情報科学」(＝「情報」を対象に「科学」的方法で行う学問)とほとんど同じ

↓（だから）

「情報工学」という「ものづくり(学)」を科学的方法で始めたり，「ものづくり(学)」に科学的方法を取り入れることは有効！

cOO　柴山　潔 13 － 「情報工学」とは何か？（柴山潔）

14 － 「情報工学」とは何か？（柴山潔）