Computer Science Fundamentals

後期集中 その他 その他. 単位数/Credit(s): 2. 対象学科・専攻/Departments: 情報基礎科学専攻、システム情報科学専攻、人間社会情報科学専攻、応用情報科学専攻. 学期/Term: 後期集中. 履修年度: 2024. 使用言語: 英語 English.

開講年度

2024

授業題目/Class Subject

Computer Science Fundamentals

授業の目的・概要及び達成方法等

このコースでは、コンピュータ通信ネットワークの設計と実装における基本的な概念を紹介します。このコースでは、ネットワーク・アーキテクチャの概要、アプリケーション、ネットワーク・セキュリティとモビリティに関する特別なトピックを取り上げます。例としては、主にインターネット・プロトコル・スイートを使用します。授業では、筆記課題、プログラミング課題、ハンズオンラボ（インターネットに接続されたPCで実施可能）を行います。
授業ではClassroomを使用します。
クラスコード：xxxxxxx

授業の目的・概要及び達成方法等(Ｅ）

The course introduces fundamental concepts in designing and implementing computer communication networks. Topics to be covered include network architecture, applications, security, and mobility. Examples will be primarily from the Internet protocol suite. There will be written assignments, programming assignments, and hands-on lab (that can be done on any Internet-connected PC).
Classroom is used.
Classcode: xxxxxxx

学修の到達目標/Goal of Study

コンピュータ通信ネットワークの設計と実装における基本的なコンセプトを理解することができます。
Students come to understand fundamental concepts in designing and implementing computer communication networks.

授業内容・方法と進度予定/Contents and progress schedule of the class

授業の内容は2024年3月末時点にて未定です．以下の内容は変更される可能性があります．
The content of the course is undecided as of the end of March 2024. The following details are subject to change.


○Google Classroom
授業には Google Classroom を利用 （クラスコード： xxxxxxx）
Classes will be delivered on Google Classroom (Class code: xxxxxxx)

○授業の実施形態
オンライン（リアルタイム）
Google Classroom 付属の Google Meet を利用する

このコースは、５つの講義日に分かれており、それぞれ２つのセッションが行われます。

第１日目（未定）インターネットとは何か？
1. 講義：ネットワークエッジとネットワークコアで構成されるインターネットのアーキテクチャを紹介し、ネットワークの性能を遅延、損失、スループットの観点から詳しく説明します。
2. 筆記課題

第２日目（未定） - ネットワークプロトコル
1. 講義：プロトコル層の概念と、インターネットにおける各層のサービスモデルを紹介する。また、ネットワークセキュリティの概要についても説明する。
2. 実習： パケットスニファーツール（Wireshark：ネットワークでやり取りされるメッセージをキャプチャするためのフリーソフトウェア）の使用方法を説明する。

第３日目 (未定) - ネットワークアプリケーション (Part I)
1. 講義：ネットワークアプリケーションの原理を詳しく説明し、Web技術とそのプロトコルであるHTTP（HyperText Transfer Protocol）を提供する。
2. 実験：Wiresharkを使ってHTTPのインタラクションを観察する。

第４日目（未定） - アプリケーション（Part II）
1. 講義：P2P（ピア・ツー・ピア）とマルチメディア・ストリーミングのアプリケーションについて講義する。
2. プログラミング課題：ソケットプログラミング

第５日目（未定） - ワイヤレスとモバイルネットワーク
1. 講義：移動体通信システムの進化と、インターネットが移動体ユーザーの無線伝送や位置情報の追跡にどのように対応しているかを講義します。
2. レポート課題：B5Gと6Gの技術のサーベイを行います。


The course will be divided in five teaching days, each with two sessions.

Day 1 (Undecided) - What is the Internet?
1. Lecture: we will introduce the Internet architecture which is comprised of network edge and network core, and elaborate on the network performance in terms of delay, loss and throughput.
2. Written assignments

Day 2 (Undecided) – Network protocols and Internet history
1. Lecture: concept of protocol layers along with the service model of each layer in the Internet will be presented. We will also review the Internet history to help students understand why and how the Internet was invented.
2. Lab: Getting started with a packet sniffer tool (Wireshark – a free software to capture the messages exchanged in your network)

Day 3 (Undecided) – Network applications (Part I)
1. Lecture: We will deliver the principles of network applications, and deliver the web technology and its protocol, HTTP (HyperText Transfer Protocol), to students.
2. Written assignments

Day 4 (Undecided) – Applications (Part II)
1. Lecture: the lecture will cover P2P (peer-to-peer) and multimedia streaming applications
2. Lab: Using Wireshark to observe HTTP interactions

Day 5 (Undecided) – Special topics on network secuity and wireless/mobile networks
1. Lecture: we will focus on two special topics for computer network: network security and wireless/mobile networks. We will elaborate on their technology evolution and technical challenges/solutions.
2. Essay: a survey of emerging cyber threats and B5G/6G technologies

成績評価方法/Evaluation Method

各講義の後に課される、プログラミングや文章による課題、レポートなどにより評価します。
After each session a programming or written assignment, or essay will be handed to students.

教科書および参考書/Textbook and references

• Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the Internet, J. Kurose and K. Ross, Addison-Wesley (2020)

授業時間外学修

毎回の授業の予習・復習を行うこと。

授業時間外学修（Ｅ）

Students are required to prepare and review for each class.

オフィスアワー

オフィスアワーは設けておりません。クラスルーム機能を使って、講師とコンタクトをとることができます。

オフィスアワー（Ｅ）

Office hour is not scheduled. It is possible to make a contact with a lecturer through Classroom facility.

その他/In addition

履修にあたっては、Pythonなどの構造化された高級プログラミング言語に関する基本的な知識を持っていること。
Prerequisite: Students must be able to have basic knowledge about a structured high-level programming language, such as Python.