総合情報処理センターにて、無線LANルータの管理から、書類作成を行った。 電子情報では、FERECという認証ルータを間に挟んでいるため、 学生さんは自分のIDとパスワードでWeb認証をとった上で、接続ができるように なっている。このため、FERECルータ配下のAPでは、一部暗号化なしのAPも 残っていたが、今回すべてWPK/TKIPなどの暗号化を用いるように設定変更を行った。

これに伴い、無線LANルータのファームウェア更新も行った。 複雑な使い方をしていないため、電波強度さえあれば十分という状態ではあったが、 ひとまず５台のAPの更新作業。手元PCがMacであり、ファームウェアがWindowsの .exe で圧縮してあるため、無駄にファイルをコピーしながらの作業となってしまった。

Debian 7.0(wheezy)の登場で、自分の管理しているサーバのいくつかは、 メンテナンス作業を行い、wheezy(stable)や、jessie(testing)に移行を終えた。 しかしながら、メインでサービスを動かしているサーバは、 移行で動かなくなりそうなサービスもあって、気軽に wheezy に移行できずにいる。

しかたがないので、3週ほど更新せずにいたけど、 そろそろ何らかの更新体制に設定する必要がある。 ということで、軟弱運用だけど、oldstable(squeeze) を利用するように設定した。 でも、oldstable も大抵1年間ほどなので、夏休みにでもボチボチ移行せねば…

隠蔽化の演習を終え、次のオブジェクト指向のステップとして、 派生と継承を説明した。 簡単に仮想関数についても、実演してみた。

基本的なデータに対して、新しく機能を追加したデータを作る場合には、 C言語であれば、基本データ構造におまけデータ部をつけた新しい構造体を 宣言することになる。しかしこの方法では、新しいオマケつきデータが 発生するたびごとに、簡単な処理でも新たな関数を定義しなければならない。

そこで、オマケ付きデータも、同じように使うために派生と継承がある。 新しいオマケを加えたデータ構造をあたらしく作ることを派生と呼ぶ。 元々の基本的データ構造は、一般的に基底クラスと呼び、 追加データを加えたデータ構造は、派生クラスと呼ぶ。 派生クラスでは、基本となるデータ構造の要素やメソッドを使うことができ、 データや処理を流用できることを継承と呼ぶ。

#include
#include
#include
using namespace std ;
class Person {
private:
char name[ 20 ] ;
int age ;
public:
Person( char*n , int a ) {
strcpy( name , n ) ;
age = a ;
}
void print() {
cout << name << "'s age is " << age << endl ;
}
} ;
class Student : public Person {
private:
char school[ 20 ] ;
public:
Student( char *n , int a , char* s )
: Person( n , a )
{
strcpy( school , s ) ;
}
} ;
int main() {
Person  saitoh( "t-saitoh" , 48 ) ;
Student aoyama( "aoyama" , 21 , "fnct" ) ;
saitoh.print() ;
aoyama.print() ; // 継承で表示
return 0 ;
}

struct Student : public Person {
:
// 派生クラスで同じメソッドを新しく作っても良い
void print() {
Person::print() ; // 基底クラスのprint() を明示して呼び出し
cout << "School is " << school << endl ;
}
}
int main() {
:
// table[] には、基底クラスは同じだけど異なる型が入ってる。
Person* table[ 2 ] = { &saitoh , &aoyama } ;
for( int i = 0 ; i < 2 ; i++ )
table[ i ]->print() ;
return 0 ;
}

この例では、table[i]には、異なる型を代入できている。 しかし、table[i]->print() では、table[1]において、"School is fnct"は 表示されない。 あくまで、table[] に代入する際に、Student型がPerson型に 格下げされている。

table[1]には、Student 型が入っているのだから、"School is fnct"を表示して欲しい場合には どうすればよいのか、こういう時は仮想関数を用いる。 仮想関数では、関数の前に virtual を付加する。

class Person {
:
virtual void print() {
cout << name << "'s age is " << age << endl ;
}
} ;
class Student : public Person {
:
virtual void print() {
Person::print() ;
cout << "School is " << school << endl ;
}
} ;

この様に宣言すると、データ生成時にそれぞれのオブジェクトには、 型を識別する情報が付けられる。 仮想関数を呼び出す時には、データ種別情報を元に、型に応じたメソッドが呼び出される。

今日は、福井県の情報システム工業会主催の講演会+懇親会があり、 参加してきました。以下に、その講演会で私の視点で気になった点をまとめてみました。

産業・地域の成長に向けたビッグデータの活用とその方策

「産業・地域の成長に向けたビッグデータの活用とその方策」というテーマで、 ビッグデータの特徴・定義という話題から、しくみ・構成要素という話題で、 講演が進みました。

簡単にまとめると、ビッグデータは様々な大量のデータをタイムリーに 扱うことが特徴。(ビッグデータの3V=Variety,Velocity,Volume) 今までのコンピュータは、構造化されたデータを処理するものであったが、 構造化されていないデータを扱うようになり、それを蓄積集計分析する時代 となってきた。これからは、データ活用は「現状分析」から『予測分析』 と変化していく。 だからこそ、データを科学的に分析するデータサイエンティストが 活躍する時代となる。

ビッグデータと周辺技術

ビッグデータは、 (1)対象からリアルタイムのモニタリングでデータを検索 できるようにしてきたが、 (2)それを蓄積加工するようになる。 この際いは、Key-Value な NoSQL に保存されていく。 (3)さらにデータを集計分析するために分析処理・並列分散処理 を行い、 (4)それがフィードバックされ新たな価値の創造が行われていく。

このビッグデータ活用サイクルでのキーワードをあげると、 データ収集(1)では、 M2M(Machine to Machine)=センサーデータ集約のためにデータ源の 機器が相互に情報交換するための手段。 蓄積加工(2)では、クラウドコンピューティングや、 DWH(Data Ware House)=データ倉庫。 集計分析(3)では、分散処理で Apache による Hadoop(大規模データの分散処理のためのJavaフレームワーク)や、 MapReduce(分散と集約で処理するプログラミングモデル)。 さらに、データの中に埋もれた関係性をみつけるためのマイニング、 特にテキストマイニングなども重要なキーワードであろう。

ビッグデータの活用ニーズ

現状では、情報検索サイトやマーケティングで活用が始まっている。 地方であれば、農業ICTとして農業のノウハウ確立・品質管理・生産管理 などが注目されるだろう。 一方で、エコマネージメントとして、家庭や企業の電力測定可視化といった 応用が進められるだろう。

データ=情報が重要になるのなら、電子情報は、本当の情報工学科に!?!?

このように、将来はビッグデータ活用がコンピュータ社会の中で 重要なキーワードとなるであろう。だからこそ大学・高専では、 ビッグデータを活用分析できるデータエンジニアが育つ必要がある。

ということで、福井高専の私たちの電子情報の将来像を考えてみると、 現状はオープンキャンパスをすると機械・電気電子・電子情報では、３学科そろって ロボット・ロボット・ロボットな状況。将来、少子化で学生数が減る際には、 学科の再編成の必要との意見も出ている。 この際には、電子情報工学科は、情報工学科となる可能性もあるだろう。 そうなってくると、今のうちからデータサイエンティストを育む カリキュラムや、MapReduceなどの分散処理指向のプログラミングスタイルを 教えるといった時代になっていくのであろう。 さらに(この講演では語られていないが)、データを活用するもう１つは、シミュレーション技術というのも、次世代に向けて重要視されていくだろう。

先日の演習で、配列が途中データ挿入にあたり、O(N)の処理を要する問題提起を踏まえ、 今回はリスト構造を説明。

次のデータの場所

途中にデータを挿入する手間を簡単にする方法として、リスト構造を説明するために、 最初に以下のプログラムを示す。このプログラムでは、一見デタラメな数字が 並んでいるように見えるが、table[*].data部が 1,2,5,7,8 と昇順に表示される。 これは、table[*].next 部に、次に大きいデータの場所が記載されているため。

int top = 3 ;
struct DataNext {
int data ;
int next ;
} table[ 10 ] = {
5 , 1 ,
7 , 4 ,
2 , 0 ,
1 , 2 ,
8 , -1 ,
} ;
for( int i = top ; i >= 0 ; i = table[ i ].next )
printf( "%d" , table[ i ].data ) ;

このような方法を取っていれば、data に3を加えたい時は、 table[5].data = 3 ; table[5].next = 0 ; table[2].next = 5 ; を実行すれば、 データ順序を守ったまま、2と5の間に3を挿入できる。

しかし、このままでは、配列のサイズが固定値の問題を解決できない。

リスト構造

これらの問題を解決するために、必要に malloc で data と next の記憶場所を確保すれば良い。

(( まずは基本 ))
struct List {
int          data ;
struct List* next ;
} ;
struct List* top ;
top = (struct List*)malloc( sizeof(struct List) ) ;
top->data = 1 ;
top->next = (struct List*)malloc( sizeof(struct List) ) ;
top->next->data = 2 ;
top->next->next = (struct List*)malloc( sizeof(struct List) ) ;
top->next->data = 3 ;
top->next->next = NULL ;
// top ◯→[１|◯]→[２|◯]→[３|×]
struct List* p ;
for( p = top ; p != NULL ; p = p->next )
printf( "%d" , p->data ) ;
(( 補助関数を作ってシンプルに ))
struct List* cons( int x ; struct List* n ) {
struct List* nw ;
nw = (struct List*)malloc( sizeof( struct List ) ) ;
if ( nw != NULL ) {
nw->data = x ;
nw->next = n ;
}
return nw ;
}
struct List* top = cons( 1, cons( 2, cons( 3, NULL ) ) ) ;

typedef命令

時間が微妙に会ったので、補足説明として typedef を説明する。 ただし、リスト宣言を typedef で記載するのは、C言語の場合だけ。 C++では、構造体・クラス名はそのまま型名として使用できる。

(( typedef の使い方の基本 ))
// 符号なし16bit整数をいつも書くと面倒
typedef unsigned short int uint16 ;
uint16 x = 0x1234 ;
(( typedefでList宣言 ))
typedef struct LIST {
int          data ;
struct LIST* next ;
} List ;
List* cons( int x , List* n ) {
// 補助関数の宣言もシンプルに
}
List* top = cons(1,cons(2,cons(3,NULL)));

N進数・文字列・数値変換プログラムの演習中。 座学も並行して進めたいので、今日は前半にポインタの説明を行う。

ポインタ演算の例として、以下のような処理を示す。

(( 基本 ))
int x = 123 , y = 234 ;
int *p ;
p = &x ;
*p = 111 ; // xに111が入る
p = &y ;
*p = 222 ; // yに222が入る
(( ポインタとオフセット ))
int a[] = { 11 , 22 , 33 , 44 } ;
p = &a[1] ;
printf( "%d" , *(p + 2) ) ; // 44
printf( "%d" , *(p - 1) ) ; // 11
p++ ;
printf( "%d" , *p ) ; // 33
(( ポインタ渡し ))
void foo( int *p ) {
(*p)++ ;
}
void main() {
int a = 11 ;
foo( &a ) ;
printf( "%d" , a ) ; // 12
foo( &a ) ;
printf( "%d" , a ) ; // 13
}
(( ポインタ移動の繰り返し ))
int a[] = { 11 , 22 , 33 , -1 } ;
int b[] = { 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , -1 } ;
int sum1( int array[] ) { // 基本
int s = 0 ; i ;
for( i = 0 ; array[ i ] >= 0 ; i++ )
s += array[ i ] ;
return s ;
}
int sum2( int* p ) { // ポインタ移動
int s = 0 ;
for( ; *p >= 0 ; p++ )
s += *p ;
return s ;
}
int sum3( int* p ) { // 移動と加算を１行で
int s = 0 ;
while( *p >= 0 )
s += *p++ ;
return s ;
}
void main() {
printf( "%d" , sum1( a ) ) ;
printf( "%d" , sum2( b ) ) ;
printf( "%d" , sum3( a ) ) ;
}

来週は、ポインタと配列が同じ扱いであることを改めて説明し、 ２進数の取り扱う bit 演算を説明する予定。