HOME 教育状況公表 令和3年7月27日

情報機器の購入からリサイクルまで~スマートフォンに至る歴史~

C1ラボラトリー 伊藤智博

情報は、ネットですか? 外を眺めたときの、太陽の明るさ、青空、そして雲。 ネットのお天気サイトだけが情報ですか?

情報はデジタルですか? 図書館で本をめくるときの、紙の手触り、紙のにおい。 これは情報ではありませんか?

コンピュータもネットも最初からあったわけではありません。 人が何を作ってきたのか、情報とは何なのか。 デジタルネイティブの皆さんと、いっしょにあらためて考えてみたいと思います。

情報の種類
分類
イメージ 画像、アニメ、絵画、書(フォント)
音響 音楽、音声、自然音
文字 文字(点字含む)、文章、 文書、詩、レイアウト
身体 表情、身振り、ダンス
造形 デザイン、モデリング
空間 3D、仮想現実
触覚 手触り、風合い、点字
味覚、嗅覚 味、香り
情報処理概論

情報処理概論 WebClass files syllabus 52210 C1 情報機器の準備 ウェブ講義の接続

伊藤智博(ITO Tomohiro) 、神保雄次(JINBO Yuji)


ガイダンス

シラバス

シラバスに従って進めます.シラバスの変更点は,授業開始が1週間遅れたため,授業の回数が,15回から14回に変更となります. 新型コロナウイルスの影響により,安全第一を心がけてください.特に,課外の課題の中には,身近な場所での散策課題もあります. 新型コロナウイルスの自覚症状がある場合は,他の課外の課題を提出いただければ問題ありませんので,全体の利益のために無理はしないでください.

情報処理概論

教科書

授業計画

Googleスプレッドシート

もはや測定や解析は、人のやるべきことではない

データの測定は、AIがやります。 結果の解析も、AIがやります。 そういう時代になって、人は情報とどう向き合っていくべきでしょうか?

society5_0
Society 5.0では、フィジカル空間のセンサーからの膨大な情報がサイバー空間に集積されます。サイバー空間では、このビッグデータを人工知能(AI)が解析し、その解析結果がフィジカル空間の人間に様々な形でフィードバックされます。今までの情報社会では、人間が情報を解析することで価値が生まれてきました。Society 5.0では、膨大なビッグデータを人間の能力を超えたAIが解析し、その結果がロボットなどを通して人間にフィードバックされることで、これまでには出来なかった新たな価値が産業や社会にもたらされることになります。 society5_0

学内での無線LAN[YUNET_EDU]の利用

本学内で無線LANを使うためのESSIDと接続キー(パスワード)を以下に示す.4号館の教室などで利用できます.

無線ラン(無線LAN)の接続パラメーターは以下のようになっています.接続キ―(パスワード)は情報処理概論の無線LAN接続方法(要認証)をご覧ください。

教科書を買ってきた人への加点

WebClass 【課題】本日,教科書を購入してきた人は,教科書にに署名をして,署名が写った写真をウェブクラスの「初回の講義までの教科書を購入加点」の課題に提出してください.提出先


学術情報基盤センターのパソコンへのログイン確認

「山形大学教育用アカウント」は、サイトによっては「情報系センターのアカウント」と表記されていることもあります。

アカウントと口座という意味で,お金の支払いが伴う.大学で提供しているアカウントも,ラインセス料金という形で,大学が一括して支払っている.

よく見かけるアカウントの種類を以下の図に示す.大学では,成績や履修に関わる教務用アカウントと情報系センターが提供する[山形大学 教育用アカウント]がある. パスワードを忘れたとき,前者は学生サポートセンターに問い合わせください.後者は学術情報基盤センターに問い合わせください. それ以外は,サービス提供元に問い合わせください.

コミニュケーションには、実名か匿名かを問わず、認証が必要です。 そのため、コミニュケーションのためのアプリはアカウントを必要とします。

アカウントの種類
種類認証方法サービスフェデレーション
山形大学 教育用アカウント パスワード WebClass,無線LAN,VPN,ゼロクライアント
google パスワード、2段階認証 Google Drive, gmail ,Zoom slack
Microsoft パスワード Windows, OneDrive
山形大学教務用アカウント
学認
情報処理概論

ログは、サービスの利用記録です。 ログインとは、サービスの利用記録を開始します、という意味です。 ログオンとは、サービスの利用記録中です、という意味です。 ログ、すなわわち、サービスの利用記録に応じて、課金されます。

サインインというのは、サービスの利用者の本人確認します、という意味です。 この本人確認のことを認証と言います。 言い換えれば、サービスの利用料金の請求書の宛先を特定するということです。 サインインにメールアドレスや携帯電話番号を利用することがあるのはそのためです。 ちなみに利用者と識別する一意のものをアイディンディファイア、略してIDと言います。 同姓同名をのぞけば、名前も利用者を識別する有力な手掛かりですから、ユーザー名、などということもあります。 一意に識別できさえすればいいので、何も本名に限ったことではありません。 しかし、たくさん名前を持つと、本人も覚えきれなくなりますね。

パスワードは、本人しか知らないのが前提です。 パスワードを知っているのは、その本人だけだというのが前提です。 ですから、パスワードを他人に教えたり、共用したりしてはいけません。 推定しにくいパスワードを設定してください、というのもそういう事情から来るのですが、 複雑すぎて本人も覚えきれないようなパスワードでは、本末転倒ですね。

本人確認の方法はパスワードばかりではありません。 生体静脈認証などがあります。指紋認証というのもありますが、指をちょん切られてしまうと、なりすましができるので、 生きている状態で認証する方がいいのです。瞳の模様を照合する虹彩認証などもあります。 顔を認証する顔認証というのもありますが、ディープフェイク(フェイススワップ)も簡単にできる時代になったので、 やはり生体静脈認証あたりがバランスが取れていてよいのではないでしょうか?

ログイン,ログオン,サインインなどのアカウントを使うときの最初の操作の名称の違いを示す.サービスごとに名称は異なるが,アカウントを有効化し,課金サービスを利用するという意味では同じである.

参考程度に,アカウントのユーザ名の違いを示す.

WebClassは、山形大学で導入しているe-learningシステムだ。 山形大学 教育用アカウント から ログインできる。

WebClass 山形大学 教育用アカウントでWebClassにログインし、情報処理概論のコースにメンバー登録しよう。( WebClass ユーザマニュアル) メンバー登録が終わったら、出席データを送信しよう。スマートフォンでは「出欠」をタップ、PCでは左メニューから出席データの送信をクリック。

情報デバイスの歴史

2000年ごろまで、情報デバイスと言えば、PCやスマホなどであった。しかし今は、家電にしろ自動車にしろ、ネットにつながらないモノはないぐらい情報デバイスは普及している。 その歴史をひもといてみよう。


計算機の登場とCPUの歴史(歴史年表)

手回し計算機

歯車などの機械要素の組み合わせにより、演算を行う計算機で,歯車を使うため音が大きく,時間もかかる問題点があった.→タイガー計算器米沢高等工業学校本館 電子計算機展示室(教室)


エニアック(1946年)

コンピュータが初めて登場したのは で, アメリカで発明されエニアック(ENIAC)と命名された. ENIACは,砲撃射表の計算のために開発された. 当時のコンピュータは 真空管を使っているため,発熱量が多く故障も多いという問題があった. プログラムのために配線を変更が必要となり,現在のプログラム格納型計算機とはやや異なる方式であった.

ガラスは液体?それとも個体?流動性を持たせ,加工するためには温度はいくらかな?


プログラム格納型計算機の登場(1949年)

プログラムのために配線を変更をなくすために,フォン・ノイマンがコンピュータの仕組みを工夫した。プログラム格納型はノイマン型と呼ばれることもある. もともとフォン・ノイマンは、外れてばかりの天気予報を当てたかったのだ。 天気予報の計算は、エニアックがやった弾道計算より、ちょうとばかり骨が折れる。 流体力学や熱力学を使う気象モデルを表現した微分方程式を早く解くには計算機の性能が左右するのだ。 もっとも今でも天気予報は外れることも多いのだが。 そんな経緯もあって、1949年に,イギリスでEDSACが開発された.


アナログコンピュータ(1950年代~)


メインフレーム(1950年代~1980年代)

入力装置,中央演算処理装置(CPU),主記憶装置(メモリ),補助記憶装置,出力装置と呼ばれる現代のコンピュータと同じ構成になっている.

1950年代に真空管を使用したメインフレームが実用化された. 日本では1956年に岡崎文次らによってFUJICが開発された.

1960年代にトランジスターを使用した計算機となり,消費電力が軽減された第2世代型メインフレームの時代へとなった.

1970年代になると集積回路(IC)が開発された第3世代型メインフレームの時代となり,より消費電力の軽減と故障率の減少がなされた.集積回路によって小型化されたコンピュータはミニコンと呼ばれ、FT-IR, X線CTスキャン, FRAなど数々の応用が始まった.


第三次産業革命(インターネットとコンピュータ)

8086のインテルのゴードンムーアも、Z80の嶋正利も化学を学んでいました。


コンピュータ発展時代(1980年代~2003年)

多人数でメインフレームを共用する利用形態から,個人がネットワークで接続されたパーソナルコンピュータ用いる利用形態へと大幅に変化した. 国産パソコンの代名詞、PC9801が産声を上げたのもこの頃である。 それまで表示できなかった日本語が表示できるようになり、パソコンが日本のビジネスに利用できるようになった瞬間だった。 メインフレームの時代では導入形態によるオーダーメードなOSが主流であったが,UNIXやMS-DOSなどの標準的なオペレーティングシステム(OS)が普及した. この標準的なOSは,C言語で記述されており,コンピュータ固有の命令で書かれたアセンブラコードの部分が少なく,新しいコンピュータが開発されたときの移植性に優れていた.

さらに,ネットワーク技術も発達し,1982年には,現在のインターネットの通信にも使用されているイーサーネット2.0の仕様が策定されるなど,ネットワーク技術の飛躍的進歩した. ネットワーク技術の普及により,インターネットを介してWorld Wide Web(WWW)の閲覧や電子メールによる情報交換が一般化した. このため,コンピュータは,情報処理業務に携わる専門家の利用から,一般的なビジネスへ,さらには家庭でのインターネットの利用へと広がっていった.

集積回路技術の発展によって,コンピュータのCPUの回路がすべて1チップの半導体の中に搭載可能になったことである. これをマイクロプロセッサと呼び,1980年代には,32ビットの本格的なマイクロプロセッサが登場し,メインフレームに変わって主力として使用されるようになる.

図1. 主なUNIX OSの歴史

参考:UNIX歴史

マルチコア時代

急速に発展してきたコンピュータの性能向上にも限界が訪れた. CPUの消費電力が増大したからだ. CPUが 時間あたりで情報を処理する際に発生する 熱量が同じでも, クロック周波数が増加すれば, 消費電力は増加する. 例えば 3GHzクロック周波数で動作するCPUの 消費電力は膨大だ. 2005年に発売されたPentium4消費電力は, なんと 89Wに達した. これは ヒトの基礎代謝の一人分に匹敵する. さらに,CPUの性能が向上するにつれて,命令やデータを蓄えるメモリの速度がついていけなくなってしまった. このため,2003年以降は,単体のCPUの性能を上げるよりも,1つのLSIの上のCPUの個数を増やすことによって性能を向上する方法が一般化していった.この方式をマルチコア方式と呼ぶ. 現在のCPUは,スマートフォン用の比較的小さいものでも,2もしくは4つのコアが搭載されるようになった. デスクトップやノートPCでは4つから6つのコアが搭載されたCPUが採用されるようになっている.これらのCPUには,アプリケーションの負荷に合わせて動作周波数を動的に変化させて 消費電力を軽減する機能が搭載されている. 一方では,サーバ用のCPUでは,8つから16つのコアが棟されたCPUが採用させるようになってきている. 消費電力による発熱をより軽減するために,負荷に合わせて動作周波数を制御するだけではなく,CPUコアを停止する機能も有している.


コンピュータを構成するCPU以外の部品

主記憶装置(メモリ)

データを記憶するメモリは,ROMとRAMに区別される. ROMは電源が切れてもデータが保存される読み込み専用の不揮発メモリである. 一方,RAMは読み書きができるが,電源が切れるとデータが消滅する揮発メモリである. CPUは,メモリから制御コードやデータを読み込み,演算処理を行う.
参考: 新 情報技術基礎,p. 66, コロナ社.


入力装置

入力装置はコンピュータに指示やデータ入力を行うための装置であり, キーボード(文字)やマウス(位置),タッチパネル(位置),タブレット(ストローク),Webカメラ(映像),マイク(音声)、イメージスキャナ(イメージ)などがあります.
参考: 新 情報技術基礎,pp. 66-67, コロナ社.


出力装置

出力をするためにモノクロディスプレイ(映像)、カラーディスプレイ(映像)、スピーカー(音声)、プリンター(印刷)、カラープリンタ(印刷)があります.
参考: 新 情報技術基礎,pp. 68, コロナ社.


補助記憶装置(ストレージ)の歴史

メモリは電源を切るとデータが消滅しますが,補助記憶装置は保存されます. 磁気記憶媒体には、 半導体,ハードディスク,フロッピーディスク, 磁気テープがありました.ハードディスクは高速回転する 磁性材料からなる円盤に,磁気の変化で0と1を表すことでデータの読み書きができる装置である. 高速回転する円盤にヘッドを移動して読み書きするため,振動などで,ヘッドが高速回転したディスクに接触すると破損することが多かった. 最近は,半導体であるフラッシュメモリを使用したSSDが補助記憶装置とて使われるようになった. また,パソコンに搭載されるハードディスクの容量も飛躍的に増加し,デスクトップ用のHDDでは,1TB以上が標準となっている. ストレージとCPUを通信するための通信経路のスピードアップが図られてクラウドになりました。

パソコンの周辺機器

無線LAN装置

家庭用通信機器


UPSとデュプレックスシステム

植物動物 がないと生きていけない.コンピュータは何が必要だろうか?もし,HDDが壊れてデータが消えたら,データが消えないようにするためには?

参考:情報技術基礎,pp. 89, コロナ社.
関連講義:品質管理,バスタブ曲線

モバイル端末やウェアラブル端末

スマートフォンの登場

スマートフォンは高い多機能携帯電話であり,パソコンに近い機能を有する携帯電話である. スマフォはウェブの閲覧や電子メールの読み書きをするために不要なキーボードやマウス,ストレージを取り除き,目的に特化した情報端末である. 前述したタッチパネルとディスプレイ,CPU,メモリ,フラッシュメモリ,クラウド技術を組み合わせて,液晶ディスプレイをタップして様々なアプリを動作できる. 現時点は,メールを読んだり,ホームページを閲覧するだけであれば,スマートフォンで十分であろう.

失敗 SIMフリーのiPhoneがアクティベートにSIMが必要

ウェアラブル端末

2015年に発表された情報通信白書によると国民の40%がその内容をある程度理解している. スマートフォンやウェアラブル端末,ゲーム端末が増え,小型電子機器の再資源化を促進するために小型家電リサイクル法が施行される.

Chromebookの登場

  Chromebook、スマホ、PCの比較
Chromebook スマホ PC
インストール 不要 必要 必要
補助記憶装置 クラウド クラウド ファイル
認証 マルチデバイスシングルユーザー マルチデバイスシングルユーザー マルチユーザーシングルデバイス
情報処理概論

あると便利グッズ

ゼムクリップ!スマートフォンのSIMカードの交換,ノートパソコンのリセットホールにピンを差し込むために重宝するかも?

通信回線

小型家電の普及に伴い通信回線も高速化された.WiMAXやLTE(4G)回線による100Mビット毎秒を超えるワイドレンジの通信環境も簡単に手に入る時代となる.さらに,WiMAX2+や5Gとより高速な広域通信網が整備される.

情報機器の購入とリサイクル

情報機器の購入

情報機器の償却年数を考慮して購入しましょう.購入したパソコンは何年使う予定ですか?用途は何ですか?
例題)自宅でウェブの閲覧に使うパソコンの性能は,どれくらい?
CPUの性能は?,メモリの容量は?,ハードディスクは,SSDを搭載しようか?ノートか,デスクトップか?
設置場所は,どれくらいかなぁ?ご予算はいくらか?
→ いや,スマホかタブレットで十分ではないかなぁ?
失敗談)ウェブでの検索専用なので,タブレットで十分だと判断して7インチのタブレット端末を購入したけど,「キーボードがないと入力が面倒だ」と 言われ,結局3日後にはパソコンを使うことになりました.
→ 利用者の使い方も分析しておこう.

OSをアップグレードしてリユースしよう

2020年1月にWindows 7のサポートが終了する.パソコンを買い替えると廃棄物ができる上に,費用も掛かる.Windows 10にアップグレードして、パソコンを再利用しよう。 関連:Windows 7からWindows 10へのアップグレード手順の概要

リサイクル

パソコンやスマートフォンはリサイクル法(資源有効利用促進法)で定めた法律に従って廃棄します.手順は行政のルールに従います.
米沢市の場合,パソコンの製造販売メーカーの受付センターに申込を行ってください.2017年4月からはノートパソコンは,米沢市役所の正面玄関に設置された小型家電のリサイクルボックスで廃棄(回収)できます.
パソコンリサイクルについて/米沢市
スマートフォンは,小型家電リサイクル法に該当します.
ビックカメラでは,小型家電やパソコンのリサイクルを宅配で受け付けています. →バーゼル条約
→ UPSは鉛蓄電池を搭載しています.→リプレイスサービス/Omron

ビックカメラグループでは,パソコン・小型家電のリサイクルを行っております. 利用券を購入して,ウェブから登録すると箱に詰めたパソコンや小型家電を宅配業者が回収に来ていただけるサービスのようです. 有償でパソコンのデータの消去サービスもあるようです.

携帯電話1トンに金300グラムが含まれている。 毎年新学期になると、売れ残った新品の携帯電話が廃棄される。 もっとも人件費がかかるのは、箱から携帯電話を取り出すところだという。 炉で有機成分を焼き飛ばし、有機溶媒による抽出で金を回収する。 税金による補助金で操業するものの、コストがペイする目処はまったく立っていない。

廃棄された携帯電話( 無機工業化学

情報の5S

5S とは,整理(Seiri),整頓(Seiton),掃除(Souji),清潔(Seiketu),躾(Situke)の頭文字をとっています.

ハードディスの容量が数TBになり,クラウドの容量も10GB以上になって,ファイルや画像などの情報は,日に日に増加する一方である.

WebClass 【演習課題】電子メールの5S

電子メールを長年使っているとメールボックスの容量は肥大化し,10年で数GB程度になる. 肥大化した電子メールボックスの5Sを進めるための実施案をウェブクラスで回答してください.

吉武先生に移管する前に整理・整頓中の様子
WebClass

電話番号のリサイクル

電話番号もリサイクルされています。 電話番号のリサイクルがどのように行われるか。課題についても調べてみましょう。

WebClass 【自学課題】災害時の情報と買い占め問題

新型コロナウイルスなどの災害や疫病が発生ると,マスクやアルコール,紙製品など様々な生活物質において買い占めが行われる. 事実,インフルエンザが流行ると,店頭からマスクがなくなった. これまで,普段から購入していた人が買えなくなり,持病を持っている人や必要で買っていた人が困る. 例えば,「花粉症でマスクが必要なのに,マスクが購入できずに,仕事中に何度もくしゃみをする.子育て中でアルコール消毒液で,テーブル,キッチン,手を消毒して,子供の感染症を予防してきたにも関わらず,買い占めによって,アルコール除菌スプレーが入手不能になる.」などである. このような問題を解決するためにあなたはどのようにしますか?アクションプランをウェブクラスで回答してください.

WebClass 【課外課題】タンポポについて調べてみよう

新型コロナウイルスは,感染し重篤化すると死をもたす病気であり,マイナス面もある.その一方では,何が大切か,生活に必要なものは何か,幸せとは何かを考えさせらる. 小さい子供にもこども園が登園自粛になり,悲しみ,ストレスを感じている.たまたま,こどもと散歩にでかけると,春の草花の香りと自然の豊かさを感じ,なんと心地よい春の風と思わせる. タンポポには,ガクが花びらの方を向いているものと,花びらと反対の方を向いているものがある.

問1.ガクが花びらの方を向いているタンポポを探してにみよう.ご近所や買い物ついでに,タンポポを見てみてね. ガクが花びらの方を向いているタンポポが咲いていた場所をウェブクラスに記述してください.もし,ご近所や買い物ついでに,探しても見つからなかったら,未発見と書いて,探した場所を書いてください.

問2.ガクが花びらの方を向いているタンポポを発見した人は,JPEG形式で写真をウェブクラスに提出してください.

問3.ガクが花びらの方を向いているタンポポと反対の向きのタンポポがある.その理由を調査し,300文字程度で論じ,ウェブクラスに提出してください.

問4.タンポポの花の香を嗅ぎ,その匂いについて,文章で表現し,ウェブクラスに提出してください.なお,ガクの向きについて,どちらでもよい.

提出期限は,5月7日までとする.課外課題は,最大4課題までの提出とする.

ガクが花びらを向いているタンポポの写真

学内での無線LAN[YUNET_EDU]の利用

工学部内で無線LANを利用するためのESSIDと接続キーを以下の図に示す.


山形大学 大学院 理工学研究科 C1ラボラトリー
〒992-8510 山形県米沢市城南4丁目3-16 3号館(物質化学工学科棟) 3-3301
准教授 伊藤智博
0238-26-3573
http://c1.yz.yamagata-u.ac.jp/

QRコード
https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/Public/52210/52210_01.asp

SSLの仕組み

このマークはこのページで 著作権が明示されない部分について付けられたものです。

山形大学 データベースアメニティ研究所
〒992-8510 山形県米沢市城南4丁目3-16
3号館(物質化学工学科棟) 3-3301
仁科・立花・伊藤研究室 准教授 伊藤智博
0238-26-3573
http://amenity.yz.yamagata-u.ac.jp/

Copyright ©1996- 2021 Databese Amenity Laboratory of Virtual Research Institute,  Yamagata University All Rights Reserved.