情報処理概論
戻る
進む
講義スライド
情報処理概論
files
syllabus
52210
C1
情報機器の準備
ウェブ講義の接続
2016年、このままでは
ジリ貧
だ、経済産業省が危機感をあらわにした。
文部科学省も小学校にプログラミング教育を義務化した。
でも教えたことのない先生が不安で仕方ない。
山形大学工学部にも高額なAI専用マシンが導入された。
国民の血税、次世代の負担である。
他人事と思わずに、ぜひAI専用マシンを使いつぶすぐらいの気持ちで、学んで、卒業して欲しい。
AI専用マシンの使い方について,情報・エレクトロニクス学科の田中先生にお聞きください.
使い方の資料は,https://yzcsc.yz.yamagata-u.ac.jp/Manual/DeepLearning/のURLを見てください.
Singularityのコンテナの作成方法がわからないとの問い合わせがありましたので,コラムに追加しました.
図
156
©Ministry of Economy, Trade and Industry
表
1
.
◇
🗾
日本の産業革命
時代区分 |
|
産業 |
政治 |
世界 |
|
| | | | | | |
地質
|
|
|
|
原始
|
旧石器
|
|
|
BC.20000 ラスコー壁画
BC.3200シュメール
文字
*
BC.300アラビア
数字
*
|
縄文
|
磨製石器
|
|
|
弥生
|
鉄器
|
|
キリスト誕生
|
古代
|
古墳
|
|
紙の発明と漢字(
漢)
|
飛鳥
|
|
◇
奈良
|
万葉仮名
|
◇
平安
|
平安女性は、ひらがな(31文字?)
料紙
*
平安男性は、漢字、漢文で日記
*
|
律令体制の崩れ
|
中世
|
◇
鎌倉
|
◇
室町
|
◇
戦国
|
美濃紙
1590年、イエズス会によりグーテンベルグによって発明された鉛活字と木製印刷機
1600徳川家康木活字
|
|
1439年頃にヨーロッパで初めて活字による印刷を行った。
アラビア数字の完成
|
|
|
大航海の時代
|
近世
|
◇
江戸
|
|
|
|
|
|
開国
|
近代
|
◇
明治
|
|
富国強兵
|
|
◇
大正
|
|
1923関東大震災
1925ラジオ
放送
|
◇
昭和(戦前)
|
|
|
|
|
|
⚔1941太平洋戦争
|
現代
|
◇
昭和(戦後)
|
1964日立製作所大型汎用コンピュータを開発
1982 PC-9801 漢字
1983 ファミコン
*
1988
カラオケBOX
*
|
|
1957二重積分
ADC
*
1965
FFT
*
1968
X線CT
1978
スペースインベーダー
1982
CD
|
◇
平成
|
2001
電子マネー
2008
FTTH
,スマホ
|
|
1995 Windows®95
2000 WiFi™
*
2005 Youtube
*
|
◇
令和
|
|
|
|
01.無機工業化学
07.技術者倫理
11.情報処理概論
00.重文ガイドブック
図
1
.
デジタル社会
がもたらす
スマートシティ
を支える技術
01.情報処理概論
13.情報処理概論
情報技術基礎, pp.58-60
Microsoft社が開発したパソコン向けOS,http://www.microsoft.com/ja-jp/windows/Default.aspx
山形大学の無線LAN
事実上シングルユーザーのマルチタスクオペレーティングシステム。事実上シングルユーザーのため、端末認証の積極的導入が可能。サーバーサイドよりクライアントサイドで威力を発揮します。
可動部分を持つ高価なデバイス(マウス、キーボード、HDD)や3次元形状を持つ高価な部品(コネクタ、ケーブル)などを可能な限り排除し、プリンテッドエレクトニクスを駆使した端末を積極的に活用することで安価なクライアント環境をユーザーに提示します。
またHTMLとJavaScriptを使ったストアアプリの導入することと、データベースをクラウド上に保持してサーバーサイドの計算リソースを使うことでクライアントの負荷を低減し、端末OSに依存しないサービスの提供を目指しています。
ガラケーと同じ形の、ガラホにも搭載されました。
Android の世界は、
スマホやタブレットから、 時計、テレビ、そして自動車にまで,http://www.android.com/
Linux
Linuxとは、1991年にフィンランドのヘルシンキ大学の大学院生(当時)Linus Torvalds氏によって開発された、UNIX互換のOS,UNIXの歴史
Chrome OS
>> 報告です。
>>
>> Chrome Bookで学内にvpn接続できました。WebStoreでF5 Accessで検索してアプリのF5
>> Accessをインストールしてあとは適宜設定すれば学内に入れました。これで学外から勤怠管理だとか会計システムにアクセスができます。
>>
>> Chromeでもリモートデスクトップ接続もあるようですね。
>>
Diginnos Can PCとマウスコンピュータのNH1とかいう
スティック型PCのChrome OS化できました。基本は、
http://itsupport.cbit.co.jp/archives/806
そのまんまです。今はneverwareのサイトのChromeOSは64bits
版しかありません。
ポイントはインストール先のPCのBIOS設定画面をどのように出すか
です。上記2機種はPower OnしてからEscキーをカチャカチャ押し続
けることでできました。
スティックPCはCPUパワーとメモリ容量不足で動きが遅い。
Can PCはちゃんと動きましたね。YouTubeも問題なし。ただし、
HDMIでテレビに音が送られていない。どうしたんでしょう?
Can PCに付属していたカメラもZOOMで使えましたが、さすがに
動作が重い。
表
2
.
アプリの種類
種類 | オペレーティングシステム | デバイス | 例 | インストール |
| | | | |
Webアプリ
|
PC、スマホ、クロームブック |
|
Google Apps, Office 365、facebook | 不要 |
Windowsアプリ |
Windows |
PC |
ワープロ ,表計算,プレゼンテーションソフト,CAD,数式処理ソフト | ストア |
アンドロイドアプリ |
アンドロイド |
スマホ |
Line、QRコードリーダー | ストア |
07,
11.
情報処理概論
10.品質管理
アカウント
を有効化して、サービスや
アプリ
を利用する(ログイン、ログオン、サインイン)には、
認証が必要です。
人気
プログラミング言語
は、java script、そしてpyton*と続きます。
*
情報技術基礎, pp.61-71
ワープロ
,表計算,プレゼンテーションソフト,CAD,数式処理ソフト
ブラウザー上で動作するアプリ
Google Apps, Office 365
マルチタスク,マルチユーザ,ファイル
情報流出問題
のばっく
表
3
.
ストレージの種類
種類 | ビジネスモデル |
可用性 |
例 |
| | | |
内部ストレージ |
所有またはレンタル(プロダクト) |
不要 |
パソコンでは内蔵HDDやSSD、スマホやタブレットではフラッシュメモリ |
外部ストレージ |
所有またはレンタル(プロダクト) |
不要 |
パソコンではUSBメモリ、外付けHDD、外付けSSDを、スマホやタブレットではmicroSDカード |
ネットワークストレージ |
所有またはレンタル(プロダクト) |
要 |
NAS |
クラウドストレージ |
無料または月額制(サブスクリプション) |
要 |
Googleドライブ、OneDrive(クラウドサービス、データセンターで管理) |
11.情報処理概論
01.情報処理概論
記録メディア
「電磁的記録」とは、
電子的方式、磁気的方式その他の
人の知覚
によっては認識することができない方式で作られる記録であって、
電子計算機
による情報処理の用に供されるものをいいます。
デジタルトランスフォーメーション(DX)で、
電子帳簿、
著作物、特許明細書などが電磁的記録に移行しています。
表
4
.
Webアプリに使われる
言語
|
言語
| 説明 |
| | | |
マークアップ言語
|
◇
html,
xml,svg,mathML,css
|
|
クライアントサイド |
.NET(ドットネット)
javascrpt
VBscript
|
クライアントサイド言語、フロントエンド言語といいます。
|
サーバーサイド |
.NET(ドットネット)
Python(パイソン)
VBscript(asp)
JavaScript(Node.js)
Ruby
PHP |
サーバーサイド言語、バックエンド言語といいます。
IISとPythonで、Webアプリを作れます。
*
|
データベース |
SQL |
データベースでデータの取得、保存、更新、削除などを行う言語です。 |
11
05
情報処理概論
01.
卒業研究
VPNでゲートウェイサーバに接続するにはクライアントに
証明書
を入れたり、資格情報を設定したりする必要がある。
ネットショッピングでは
クライアントが自分のPCがクライアントコンピュータ、ショップを運営する会社のPCがサーバコンピュータである。
個人を特定するためにサーバコンピュータにアカウントを作ってログオンすることで取り引きがはじまる。
表
5
.
◇
ファットクライアントとゼロクライアント
種類 | オペレーティングシステム |
特徴 |
| | | | |
ファットクライアント
|
多くのアプリ,デバイスが利用可能なOS
例:Windows 11, MacOS, android, ChromeOS,Linux
|
シンクライアント
|
制限されたデスクトップ版や組み込み版のOS
例:Windows 10 IoT, Dell Wyse ThinOS
|
ゼロクライアント
|
ネットワークや画面転送など限定された機能だけを搭載した機器
|
11.情報処理概論
電気エネルギーで動くコンピュータ
情報を常に取り出せるようにするためには電源が命!コンピュータで情報を維持するコンピュータ
表
6
.
セキュリティの3要素
種類 |
内容 |
技術 |
運用例など |
| | | | | |
機密性 |
正当な権限を持った者だけが情報に触れること |
認証,権限管理,入室管理 |
ICカード,ID/パスワード,SSL, DoH/DoT
|
完全性 |
改ざんや過不足のない正確な情報が保持されていること |
デジタル署名, トランザクション処理 |
S/MIME, androidアプリ, SQL, SSL, DNSSEC |
可用性 |
情報をいつでも使える状態を保持すること |
デュプレックスシステム, 電源冗長化, 回線多重化 |
UPS, RAID, 非常用電源, BGP,クラウド |
04,
11.情報処理概論
無停電電源装置(UPS)
UPSにバッテリーユニットの写真
電源の可用性-なぜ情報システムは電力を使うのか?-
そもそも,なぜ情報システムは電力を使うのか?
ディスプレイなら光を出す。スピーカーなら音を出す.光も音も出さずに,廃熱だけするCPUは,なぜ電力を使うのか?
安全なシャットダウンとは,とういうことなのか?そこから解説していきたい.
デジタル情報は,極端に言えば0か1かだ.
たとえ0から1に遷移するときでも,0.5という状態は,許されない.
ところが、現実世界では,瞬時ということはあり得ない.たとえナノ秒以下だろうと,必ず時間遅れが存在する.
だから遷移の途中で、停電が起きるとシステムはエラ-だらけになってしまうのだ.
図 0から1への状態変化のトランザクション
遷移の途中をトランザクションと言い,
0か1かの安定状態に落ち着いたことを「コミットした」と言う.
安全なシャットダウンとは,全てのトランザクションがコミットした状態で,電源を切ることなのだ.
だから,全てのトランザクションがコミットするまで,無停電源装置で,その間の電力を確保する.
大きなシステムでは,処理中(トランザクション)の何ギガバイトもの情報をコミットさせなくてはならない.
コミットするまでにかかる時間も相当なものになる.
だから,クライアントサーバーシステムの可用性で,もっとも大切で難しいのが,電力の安定供給である.一般的な無停電源装置(UPS)では標準で5~10分程度のバックアップ時間である.
仮想化基盤により1台の物理サーバに10台以上の仮想マシンを構築できる.停電時に安全に仮想マシンを停止するためもシャットダウンプロセスの時間が10分以上になることも多々ある.
また,太陽光発電やディーゼル発電機(一般非常用発電機)などによってサーバの電源のバックアップに利用されている.
工学部学術情報基盤センターのソーラー発電の受電設計(最大6kVA, 3Φ3W, 200V)
2019年11月から山形大学工学部学術情報基盤センターの電源ラインには非常用ディーゼル発電機の電源が加えられ,商用電源,太陽光発電,非常用発電機の3つの電源となる.
2019年11月からの学術情報基盤センターの電源ライン
表
学術情報基盤センターのエネルギーミックス
項目 | 商用電源 /kW | ディーゼル発電 /kW | 太陽光発電 /kW |
| | | |
平常時 |
18 |
0 |
2 |
日中の停電 |
0 |
18 |
2 |
夜間の停電 |
0 |
20 |
0 |
ディーゼル燃料切れ* |
0 |
0 |
5 |
*ディーゼル燃料切れとは,停電時にディーゼルエンジンの燃料がなくなり,さらに,日中太陽光発電が利用できることを意味している.通信機器だけ,動作させ,緊急用のネットワークが利用できる.
工学部学術情報基盤センターの一般停電用発電機(80 kVA, cosφ=0.8, 50 Hz;軽油 760L)
表
ディーゼル発電機の定格と運用実績
項目 | 値 | 単位 | 備考 |
| | | |
定格出力 |
80 |
kVA |
50Hz |
実負荷容量 |
24 |
kW |
負荷がインバータのため、計算書より負荷の容量の3.3倍の発電機が必要 |
燃料種別 |
軽油(3号) |
|
冬季間の運転のために冬季間に給油 |
排気ガス規制
| 第三次 |
|
発電機:DGM1000MI-PE(エンジン:いすゞ BI-4HK1X) |
運転時間 |
60 |
h |
|
燃料消費量 |
336 |
L |
運転時間60時間で
2021年3月の給油量 |
電力(夏場) |
22 |
kW |
7月下旬 気温30度の条件 |
電力(冬場) |
19 |
kW |
1月中旬 気温-2度の条件 |
発電電力量 |
1,200 |
kWh |
4320 MJ |
CO2排出量 |
879.984 |
kg |
2.619 kg-CO2/L |
熱量 |
12835.2 |
MJ |
38.2 MJ/L |
発電効率 |
34 |
% |
|
発電機運転時の電力の値は、発電機の軽負荷運転を防止するために,必要に応じて,電熱器を接続して調整したものである.
非常用発電機の運用には,大学の施設部や部局などの協力がないと不可能である.
その1つとして,非常用発電機には軽油が用いられることが多いが,消防法によるとその指定数量(第2石油類)は,1000Lである.この量を超える場合は危険物取扱者責任者の届出が必要になる.
それ以外にも,電気事業法施行規則によると,10kW以上の出力の内燃機関を用いた発電機は,電気工作物であり,.(正確には,第三十八条第二項に示されるように内燃力を原動力とする火力発電設備であって出力十キロワット未満の場合を除く内燃機関が電気工作物になる.)
この場合,電気主任技術者が必要になるようである.本学の小白川キャンパスに導入されている発電機は,1000L以上の軽油を貯蔵しているため,危険物として取り扱われている.
小白川キャンパス情報ネットワークセンターの非常用発電機(3日間連続稼働可能)
さらに,寿命とランニングコストの算出が必要であり,ディーゼル発電の方が明らかに低コストで実現できる.
リチウム電池を搭載した太陽光発電では,電池寿命が10年程度である.
特に,導入費用は,文部科学省の政府調達の落札状によると,30kWh, 20kVAの自立負荷出力の能力で,4400万円である.
一方,ディーゼル発電の導入費用は,80kVA, 10時間の能力で,1300万円であり,イニシャルコストが太陽光発電の数分の1である.
また,ディーゼル発電による自家発電装置の税法上の耐用年数は,15年であり,国土交通省官庁営繕基準では30年と,正しく整備することで数十年間利用できる.
落札者等の公示
次のとおり落札者等について公示します。
平成25年11月11日
[掲載順序]
①品目分類番号 ②調達件名及び数量 ③調達方法 ④契約方式 ⑤落札決定日(随意契約の場
合は契約日) ⑥落札者(随意契約の場合は契約者)の氏名及び住所 ⑦落札価格(随意契約の
場合は契約価格) ⑧入札公告日又は公示日 ⑨随意契約の場合はその理由 ⑩指名業者名(指
名競争入札の場合) ⑪落札方式 ⑫予定価格
○契約担当役 国立大学法人山形大学工学部長 飯塚 博 (米沢市城南4-3-16)
◎調達機関番号 415 ◎所在地番号 06
①26 ②リチウムイオン電池を備えた太陽光発電システム 一式 ③購入等 ④一般 ⑤25.9.2
7 ⑥山形パナソニック株式会社(山形県山形市平清水1丁目1番75号) ⑦44,730,000円 ⑧2
5.7.26 ⑪最低価格
もみ殻発電機 -バイオマス発電-
二酸化炭素を減らすために,もみ殻をつかったバイオマス発電を行われている.
データセンターも100%再生エネルギーによるサービス継続を目指している.
データセンターのエネルギーミックを如何にするか?それともインターネットも,クラウドもつかわないか?
図
318
©
データセンターの火災
データセンターの火災や障害によって、銀行のインターネットバンキングが停止することもある。
例)2021/6/24 22時 IBMデータセンター発煙
表
学術情報基盤センターのヒヤリハット事例
項目 | 状況 | 原因 | 対応 |
| | | |
分電盤のブレーカトリップ |
当然、ブレーカが落ち,サーバがつながっているUPSから警告音が発生 |
負荷の容量の増加,UPSの許容量以下ではあったが,サーバの負荷が情報したタイミングで引き込み電源のブレーカがトリップした |
一部のサーバを別UPSに接続した. |
停電から復田後にブレーカがトリップ |
落雷による停電の後,復田したときにブレーカがトリップした |
同一電源からUPSとサーバを複数台利用していた.平常時は,10Aの電流を確認していたが,復電後の充電電流を計算していなくて,ブレーカが落ちた |
別電源系統に一部のUPSとサーバをつなぎ変えた.平常時の電流は,許容電流の半分以下にするように,安全点検をした |
電源コードの温度情報 |
サーバへの電源ラインが人肌より暖かくなっていた |
サーバに,ハードディスクユニットを増設したことによって,消費電力が増加,15Aのコードに,14Aの電流が流れており,温度が上昇した. |
サーバへの20A規格のNEMA-L5-20のコンセントに変更,さらに,電源ラインの追加,電流を10A未満に配線切り替えをした. |
サーバー室のケーブル
サーバー室はケーブルの山になる.そのケーブルを整然と配線するための1つとしてケーブラックが使用される.
11:40現在、サーバー室の温度は、26.3 ℃です。
図.
サーバー室の温度状況
ディスクの可用性
RAID5によるディスクの可用性向上
RAID6によるディスクの可用性向上
可用性:システムがダウンしないこと,情報技術基礎, pp.19
例:認証サーバ,インターネットサーバ,マルチデバイスとクロスデバイス,電源のバックアップ(UPS),ハードディスクの多重化(RAID)
データベースは、物流、ネットショップ、名簿、
在庫管理
などさまざまな業務の基幹だ。
コンピュータでは、データベースは、テーブルの集合として実装される。
テーブルは、フィールドとレコードからなる。
たとえば、化学物質のサンプルの管理をするのにデータベースを使うなら、
サンプルのテーブルとサンプルの使用履歴のテーブルが必要だ。
サンプルノテーブルには、供給元、入手日時、管理者などのフィールドが必要であり、
サンプルの使用履歴のテーブルには、サンプルID、使用者、使用日時などのフィールドが必要だ。
このようにフィールドやテーブル、あるいはその関係に名前をつけてゆく作業をデータベースの設計という。
データベースソフトウェア
Access, SQL, FileMaker
マルチユーザ環境下のデータベース
ユーザーごとの権限,同時に更新が行われても整合性が保たれる
お天気判別学習システム「ともひろくん」
教えててんき(教師データ作成システム)
判別システム
ワークステーションやPCの性能向上と低価格化
2017年には,2TBで64コアの計算機が1000万円で購入できる時代となった.
市販のPCでも機械学習を動作させるために必要とされる8GBのメモリが標準で搭載される.Mathematicaにもディープラーニングの機能が追加されている.
無償機械学習ライブラリーの提供
テンソルフローやCafeなどをはじめとする無償な機械学習ライブラリーが提供される.これらによって,機械学習やニューラルネットワークの専門の研究者のみの世界から一般人も簡単にAIを使いこなせるようになる.
テンソルフロー機械学習実習システム
テンソルフローはパイソンで学習プログラムを記述できる.
このシステムのコンセプトは,テンソルフローの環境整備を不要にし,さらに,短い時間でコードを書かせるかに特化ている.
ウェブページからコードを入力して,登録することで,自動的に機械学習計算ノードによって,機械学習が進む.次の日には,機械学習が完了している.また,勉強する人のために,pythonのソースコードをダウンロードでき,独自に応用展開ができるようになっている.
システム使い方は,AIプログラム登録ページからテンソルフローのコードとcsv形式の学習データを入力(登録)することで利用できる.
登録されたテンソルフローのコードは,バックエンドにあるいくつかの計算サーバにジョブが割り振られ,機械学習がスタートする.大規模な計算ノードではないので,気長に待っていただければ助かります.
学習の進捗状況は,テンソルフローパイソンコード一覧サイトから確認できます.
学習による誤差の値が表示されるので,その値が小さくなれば学習完了となる.(開発中の部分もあるので,バグなどがありましたら,伊藤まで教えてください.)
今井君のテンソルフロー学習システムの使い方のページ
図 AI実習システム
©Copyright Tomohiro Ito, Tomohiro Ito all rights reserved.
学生の成果物
AI実習システムを使って,受講生が作成したAIモデルの成果物を以下に示す.
2021年度,コロナ禍で在宅からの学習が強いられる中で,44件のディープラーニングの学習モデルが提案された.なお,40名中31名の学生が提出した.
2020年度は,受講生18名から,30件のディープラーニングの学習モデルが提案された.(履修者数は,33名であった.)
学長裁量経費のディープラーニングシステムを活用しようとしたが,90分の講義時間内に収めようとすると難しかったので,断念した.
大学院では,研究過程で発見した学習モデルを作り,ウェブページに画像データベースを構築し,実践的なデザインサイエンス教育を行っている.→大学院生の成果物
- ID=99, 米沢市北部小学校に雪があるか(1)ないか(0), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=109, 東京が夜(1),またはよる以外(0), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=100, 米沢市北部小学校が雪の天気(1),それ以外(0), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=61, 天気の雨の判別(雨:1, それ以外:0), 学生のウェブページ, 2020年受講生
- ID=57, 別海町の天気判別(晴れ:1,それ以外0), 学生のウェブページ, 2020年受講生
- ID=80, 浜松市の天気 晴れ(1),それ以外(0), 学生のウェブページ, 2020年受講生
- ID=141, 米沢市北部小学校が夜かそれ以外か, 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=140, お天気が「晴れ(0)」または「曇り(1)」を判別するプログラム, 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=132, 米沢市立北部小学校晴れ(1),晴れ以外(0), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=106, 米沢市立北部小学校が晴れ, 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=131, 熱中小学校が晴れ(1)それ以外(0), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=114, singularity build tensorflow_21.02-tf2-py3.sif docker://nvcr.io/nvidia/tensorflow:21.02-tf2-py3 INFO: Starting build... Getting image source signatures Copying blob 83ee3a23efb7 done Copying blob db98fc6f11f0 done, 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=136, 米沢市北部小学校 晴れなら0、雪なら1, 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=121, 米沢市立北部小学校の晴れの天気が(1)、曇りの天気が(0), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=102, 米沢市北部小学校, 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=119, お天気が「雨(1)」または「雨以外(0)」を判別するプログラム, 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=108, お天気が「晴れ(1)」または「晴れ以外(0)」を判別するプログラム, 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=101, 米沢市北部小学校が雪の天気(1)かそれ以外(0)か, 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=134, 米沢市北部小学校の空が曇っていれば(1)、腫れていれば(0), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=117, 米沢市北部小学校の空が曇っていれば(1)、腫れていれば(0), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=110, 米沢市立北部小学校 雪の日(1)、または雪以外の日(0), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=107, 米沢市立北部小学校が雪の天気(1),それ以外(2), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=123, 埼玉大学教育学部附属小学校の晴れ(1)か晴れ以外(0), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=137, 新地町立尚英中学校、天気が「晴れ(1)」または「晴れ以外(0)」, 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=105, Hokubu Elementary School, Yonezawa, Yamagata Clear weather: true(1) false(0), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=124, 山形県米沢市立北部小学校が晴れの天気(1)、それ以外の天気(0), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=122, 札幌が晴れ(1)、晴れ以外(2), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=135, 那覇市で朝焼け(0)夜景(1)夕焼け(2), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=127, 雪(1) 晴れ(0), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=120, 札幌市立伏見小学校の晴れ(1) か 晴れ以外か(2), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=128, 雪(1) 晴れ(0), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=126, 雪(1) 晴れ(0), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=103, 米沢市立北部小学校 雪の日(1)、雪以外の日(0), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=104, 米沢市立北部小学校 雪の日(1)、雪以外の日(0), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=139, 米沢市立北部小学校晴れ(1)、晴れ以外(0), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=142, 米沢市立北部小学校晴れ(1)と晴れ以外(0), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=133, 晴れ(1) 晴れ以外(0), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=138, , 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=116, 米沢市北部小の天気 晴れ(1)、それ以外(2), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=125, 札幌の天気が「晴れ(0)」または「晴れ以外(1)」を判別するプログラム, 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=130, 米沢市立北部小学校天気雪(1)または雪以外(2), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=129, , 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=113, 米沢が晴れ(0),晴れ以外(1), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=112, 米沢が雪が降っている(1)、降っていない(2), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=118, 米沢が晴れ(1) , または晴れ以外(0), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=115, 米沢が夜(1)、またはよる以外(0), 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=111, 米沢 晴れか雪か, 学生のウェブページ, 2021年受講生
- ID=83, 天気判別, 学生のウェブページ, 2020年受講生
- ID=75, 0は雨以外,1は雨, 学生のウェブページ, 2020年受講生
- ID=65, 天気の雨の判別(雨: 1とする), 学生のウェブページ, 2020年受講生
ディープラーニングの原理
ディープラーニングは,行列で表現される.2年生の前期の授業ということであり,数学の詳細は触れないが,学習モデルの設計が重要である.例えば,レモンであると,それ以外の2つのシンプルなモデルを作り,その教師データの質を高め学習されるかに,かかっている.
図 ESRスペクトルのAI計算式
©Copyright Tomohiro Ito, C1 laboratory all rights reserved.
関連講義・参考書
- 鈴木 健一,吉田 一義,松林 総,松林 総,立花 和宏,伊藤 智博,電極体、評価装置及び評価方法, 特開2018-142705(P2018-142705A).
-
数学 II(線型代数学),コーシー・シュワルツの不等式シラバス
-
大石進一著、フーリエ解析、コーシー・シュワルツの不等式, p.110(総ページ数 218), 1994年, ISBN4-00-007776-7,岩波書店
-
寺田交行著、線形代数、総ページ数 136, 1993年, ISBN4-7819-0123-9,サイエンス社
-
涌井良幸, 涌井貞美著、ディープラーニングがわかる数学入門 、総ページ数 239, 2017年, ISBN978-4-7741-8814-0,技術評論社
-
Mark Lutz著,夏目大訳、初めてのPython 第3版 、総ページ数 768, 2009年, ISBN978-4-87311-393-7,オーライリー・ジャパン
-
斎藤康毅著、ゼロから作るDeep Learning Pythonで学ぶディープラーニングの理論と実装 、総ページ数 298, 2016年, ISBN978-4-87311-758-4,オーライリー・ジャパン
【演習】AI実習 -判別学習モデルの作成と教師データ
ディープラーニングの学習モデルの作成と教師データを作成し,ディープラーニングを学習させてみましょう.
テーマは,お天気判別システムです.ウチダの「IoT百葉箱」を画像データを使って,教師データを作成してください.
- 1.判別学習モデルの決定
- 判別学習モデルを決めます。例としては、
お天気が晴れ(1),それ以外(0)
や,お天気が雨(1),それ以外(0)
である。
- 2.csv形式の教師データファイルの作成
-
csvファイルの形式は、画像URL,意味です。CVSファイルのコンマを区切りにして、左側に画像のURL,右側に判別学習モデルの意味である1または0を記述している。
IoT百葉箱の画像データベースは,http://iot100.uchida.co.jp/のURLから閲覧できる。
この画像データベースを使ってCSVファイルを準備してください。
http://iot100.uchida.co.jp/iot100api/public/getscene/74/1/original/201804220740,1
http://iot100.uchida.co.jp/iot100api/public/getscene/74/1/original/201804260540,0
http://iot100.uchida.co.jp/iot100api/public/getscene/74/1/original/201804240710,0
(中略)
http://iot100.uchida.co.jp/iot100api/public/getscene/74/1/original/201805170730,0
http://iot100.uchida.co.jp/iot100api/public/getscene/74/1/original/201806300800,1
http://iot100.uchida.co.jp/iot100api/public/getscene/74/1/original/201804020500,1
-
3.コードとcsvファイルのウェブ入力
-
AIプログラム登録ページ(https://b.yamagata-u.ac.jp/amenity/Laboratory/DeepLearning/TensorflowCodeForm.aspx)で判別学習モデルの名称(キャプション)と教師データのCSVファイルの内容を登録してください.
本学以外の方は,https://a.yamagata-u.ac.jp/amenity/Laboratory/DeepLearning/TensorflowCodeForm.aspxのページで,pythonのソースコードジェネレータを体験できます.
-
4.学習結果の確認(学習完了まで1週間待ち)
- 画像判別の確認サイトで任意の画像について判別を試みる。
コラム
アフィン変換と行列,GPU
GPUはアフィン変換アクセラレータ!
アフィン変換とは、図形を回転させたり引き延ばしたりする変換のこと。線の図形の移動を考えてみよう。
の式をy軸方向に2移動したら、どうなるかなぁ。
,
を代入して、
とし、線を移動するだろう。
行列で表現してみよう。
と表せる。
次元を1つ上げた3次元の座標系にすると、
と表せる。
ディープラーニングの原理の図を見ると行列の計算を沢山やっている。ディープラーニングで、GPUサーバが利用されるのは、GPUがグラフィック計算に特化し、行列計算が得意な計算ユニット!
AIデザイン教育推進センターにGPUを沢山搭載した計算機が導入された。
多額の税金が投入されたもの。ぜひ、この機会に、使えるだけ使ってください。使い方は、AIデザイン教育推進センターをご覧ください。
2021.6.29に,WebClass のAIデザイン教育研究推進センター掲示板
に,各種マニュアルやサンプルプログラムを掲載したそうです.
WebClassのコースに,AIデザイン教育研究推進センター掲示板
を追加して,ディープラーニングシステムを使ってみてください.
図.
アフィン変換 (座標移動)
ディープラーニングシステムでコンテナのビルド
ディープラーニングシステムではコンテナを使って機械学習のプロセスを実行するようである.
コンテナエンジンとして,Dockerが有名であるが,Dockerはコンテナをビルトづるときに,root権限が必要になる.
そこで,本学のディープラーニングシステムでは,singularityエンジンを使って,root権限がなくてもビルドできるようになっている.
その一例を下記に示す.
nvidiaのDEEP LEARNING FRAMEWORKSからDockerコンテナをダウンロードして使いたいを例として説明する.
https://docs.nvidia.com/deeplearning/frameworks/tensorflow-release-notes/running.html#runningにアクセスし,dockerのpullコマンドを確認する.
2021/3/17では,docker pull nvcr.io/nvidia/tensorflow:21.02-tf2-py3
が最新版をDockerで取得するときのコマンドである.
singularityでは,singularity build filename.sif docker://
の後に,nvcr.io/nvidia/tensorflow:21.02-tf2-py3
の部分の追記することで,singularityのコンテナイメージファイルを作成できる.
具体的には下記のようなコマンドを入力する.
singularity build tensorflow_21.02-tf2-py3.sif docker://nvcr.io/nvidia/tensorflow:21.02-tf2-py3
INFO: Starting build...
Getting image source signatures
Copying blob 83ee3a23efb7 done
Copying blob db98fc6f11f0 done
コンテナイメージの動作確認は,下記のようなコマンドでできる.
singularity shelltensorflow_21.02-tf2-py3.sif
Singularity> date
Wed Mar 17 17:48:14 JST 2021
Singularity>
-
◇
情報機器の購入からリサイクルまで~Chrome bookに至る歴史~
-
情報機器の発展の
歴史
エニアックからChrome bookまで
-
Chrome book、スマートフォンとネットワーク
-
パソコン
とその周辺機器
-
情報機器の購入とリサイクル
-
◇
データ通信技術からスマートグリッドまで~ライフラインとインターネット~
-
IP電話、光電話、携帯電話、通信キャリア、回線、プロバイダ
-
山形大学の無線LAN
-
テレワークと遠隔授業
-
SIMフリー、データローミング
0036 0033 0077 0088
-
電力自由化とスマートメーター
-
プロバイダの選択と契約まで-未成年の契約-
-
情報技術とコミュニケーション-電信、電話、メール、SNS,電子会議システム、電子書籍、電子出版-
-
関連講義:直交とウォルシュ関数、偶と奇関数, 数学<桑名先生
-
◇
検索エンジンから特許電子出願まで~DNA配列は特許になるか?~
-
検索エンジン
-
知的財産権と情報
-
特許検索、電子出願
-
著作権-音楽、画像、肖像権-
-
論文検索-情報と出版-論文代行はあり?
-
◇
個人認証から電子決済まで~フィンテックとセキュリティ~
- 個人特定ツールとしての電子メールと携帯電話番号
- 住民基本台帳とマイナンバー
- インターネットバンキング
- 電子マネーとクレジットカード、ネットショッピング
- フィンテック-資産管理アプリと家計簿アプリ-
- 確定申告
-
関連講義:行列と整数論, 数学<桑名先生
-
◇
ホームページの仕組みと応用-受講成果を公開しよう-
ホームページに公開するとき
amenity
-
フィッシング詐欺、サイト証明
-
レンタルサーバーの使い方
-
◇
マルチメディア表現
(音楽・写真・グラフィックス)
-
e-ラーニング、履修登録、出席管理
-
ブログ、SNS
-
HTML
-
xml
-
◇
化学式ワープロと分子軌道計算~量子力学もコンピュータで解こう~
-
点群と空間群-結晶構造
-
分子軌道とHOMO、LUMO、電子密度
-
反応経路探索
-
関連講義:直交系と行列変換, 数学<桑名先生
-
テキストファイルを変換しよう~spread sheetとjava script~
-
クラウドとファイル
-
プログラム言語
としてのjava script
-
開発プラットフォームとしてのhtml5
-
3D-CADを使った分子模型作成~計算結果を3Dプリンターへ~
-
CADとCAM
-
3D-CAD
-
ラピッドプロトタイピング,3D-プリンタ
-
演算処理と数式処理~微分方程式はコンピュータで解こう~
-
数式処理ソフト、
マセマティカ
-
関連講義:微分方程式の組み立てと境界条件, 数学と化学数学<桑名先生
-
汎用非線形有限要素法によるCAE~工業の現場で使われるシミュレーション~
-
オペレーティングシステムとデータベース~ビッグデータと機械学習~
~
-
サプライチェーンマネジメントと電子マニフェスト~薬品や材料の調達・管理~
-
スマホアプリを作ってみよう~Javaとセンサ~
-
センサーとロボット、IoT
-
ラズベリーパイ、マイコン、アルディ-ノ
-
プログラミング言語とJava
-
スマホアプリの開発
-
関連講義:AD変換とディラック・デルタ関数、数学<桑名先生
-
ワープロと機械翻訳~多国語長文ドキュメント作成~
-
ライセンスとアカウント
-
機械翻訳
-
ドキュメンテーション
-
アウトラインプロセッサとしてのワープロ
-
受講ノートの仕上げと提出
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/

https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/Public/52210/52210_11.asp
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。
3号館(物質化学工学科棟) 3-3301
0238-26-3573