2024年度 学院等開講科目 情報理工学院 情報工学系 情報工学コース
自己適応システム
- 開講元
- 情報工学コース
- 担当教員
- 鄭 顕志
- 授業形態
- 講義/演習 (ハイフレックス型)
- メディア利用科目
- -
- 曜日・時限
(講義室) - 月5-6 (W8E-308(W834)) / 木5-6 (W8E-308(W834))
- クラス
- -
- 科目コード
- CSC.T528
- 単位数
- 110
- 開講時期
- 2024年度
- 開講クォーター
- 2Q
- シラバス更新日
- 2025年3月14日
- 使用言語
- 英語
シラバス
授業の目的（ねらい）、概要
自己適応システムとはシステム自身が環境変化に対して構造・振る舞いを実行時に変更する性質を備えたシステムであり，クラウド，IoT，ロボットシステムなど様々なドメインで用いられている．本講義では自己適応システムの開発アプローチや開発技術について学び，ハンズオン演習を通じて自己適応システム開発に学んだ技術を応用するノウハウを身につける．
到達目標
本講義の到達目標は以下の3点である．
(1)自己適応システムの基本的な概念，設計原則を理解し，説明することができる．
(2)アーキテクチャベース自己適応，要求駆動自己適応，制御理論ベース自己適応など様々な自己適応システム構築アプローチを理解し，説明することができる.
(3) 学んだ知識を自己適応システム開発に応用することができる．
キーワード
自己適応システム，MAPE-Kループ，アーキテクチャベース自己適応，要求駆動自己適応，実行時モデル，制御理論ベース自己適応
学生が身につける力
- 専門力
- 教養力
- コミュニケーション力
- 展開力 (探究力又は設定力)
- 展開力 (実践力又は解決力)
授業の進め方
第1-7回は講義資料を用いて自己適応システム開発に関する座学講義を行う．第8-9回では自己適応システムに関する論文の学生による紹介と議論を行う．第10-14回は自己適応システムに関するグループ開発演習を行い，第12回では中間発表，14回では最終発表を行う．
授業計画・課題
| 授業計画 | 課題 | |
|---|---|---|
| 第1回 | 自己適応システムとは |
講義の概要に加え，自己適応の基本原則や自己適応システムの概念モデルを理解する |
| 第2回 | タスクの自動化 |
オートノミックコンピューティング，自己*性，MAPE-Kループについて学ぶ |
| 第3回 | アーキテクチャベース適応 |
自己適応システムのための三階層モデル，コンポーネントベースアーキテクチャ上での自己適応，アーキテクチャベース自己適応について学ぶ |
| 第4回 | 実行時モデル |
自己適応システムのための実行時モデル，実行時モデルの次元(構造vs振る舞い，宣言的vs手続き的，機能vs定量的，形式的vs非形式的)，実行時モデルを用いた基本戦略について学ぶ |
| 第5回 | 要求駆動自己適応 |
自己適応のための要求緩和，メタ要求，フィードバックループのための機能要求について学ぶ |
| 第6回 | 不確かさのもとでの保証 |
自己適応システムにおける不確かさ，形式技術を用いた不確かさの飼い慣らし方(網羅的/統計的検証，能動的意思決定)，不確かさを飼い慣らすための統合プロセスについて学ぶ |
| 第7回 | 制御ベースソフトウェア適応 |
制御理論の基礎概要，SISO/MIMOコントローラの自動構築，モデル予測制御について学ぶ |
| 第8回 | 自己適応システムの研究トピック(1) |
自己適応システム分野における研究論文を調査，発表，議論し，研究動向を理解する |
| 第9回 | 自己適応システムの研究トピック(1) |
自己適応システム分野における研究論文を調査，発表，議論し，研究動向を理解する |
| 第10回 | 自己適応システム開発ハンズオン(1): チーム構築，exemplar選択 |
開発チームを組み，チーム開発に用いるexemplarを決める |
| 第11回 | 自己適応システム開発ハンズオン(2): チーム開発 |
選択したexemplarを用いて自己適応システムのチーム開発演習を行う |
| 第12回 | 自己適応システム開発ハンズオン(3): 中間発表・デモ |
中間成果のグループ発表・デモを行う |
| 第13回 | 自己適応システム開発ハンズオン(4): チーム開発 |
開発した自己適応システムを進化させるチーム開発演習を行う |
| 第14回 | 自己適応システム開発ハンズオン(5): 最終成果発表・デモ |
最終成果のグループ発表・デモを行う |
準備学修(事前学修・復習)等についての指示
学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する 予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。
教科書
特に指定しない
参考書、講義資料等
Danny Weyns, An Introduction to Self-adaptive Systems: A Contemporary Software Engineering Perspective, IEEE Press.
そのほか，適宜講義スライド内で紹介する．
成績評価の方法及び基準
座学講義の平常点・研究調査発表: 40%
ハンズオン演習: 60%
関連する科目
- CSC.T361 ： ソフトウェア設計と品質
- CSC.T435 ： 先端ソフトウェア工学
- CSC.T426 ： ソフトウェア設計論
- CSC.T424 ： ソフトウェア開発演習
履修の条件・注意事項
履修者は関連科目を履修しているか，同等のソフトウェア工学・ソフトウェア開発に関する知識・経験があること．
その他
論文発表・ハンズオン演習では各自ラップトップPCを用意すること．