2025年度 (最新) 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

ディペンダブルシステム

開講元: 情報工学コース
担当教員: 金子晴彦
授業形態: 講義
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室)
クラス: -
科目コード: CSC.T524
単位数: 100
開講時期: 2025年度
開講クォーター: 4Q
シラバス更新日: 2025年3月31日
使用言語: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

コンピュータシステムの複雑化と大規模化に伴い，高信頼システム構築技術の重要性が高まっています．本講義では，ディペンダブルシステムにおける基本的な概念である，フォールトアボイダンス，フォールトトレランス，フォールトの静的／動的マスク，信頼度計算，等を学びます．また，コンピュータシステムの高信頼化に関する重要な要素技術である，誤り制御符号理論と暗号理論の基礎を学びます．
本講義を履修することによって，コンピュータシステム高信頼化技術の体系を理解するとともに，高信頼化のための要素技術を習得し，これらをディペンダブルシステムの設計，構築に応用できる能力を身に付けることをねらいとしています．

到達目標

本講義を履修することによって次の能力を修得します．
1) 故障，誤り，障害などディペンダブルシステムに関する基礎概念を理解する．
2) 故障率，信頼度，平均故障間隔，等の信頼度に関する評価尺度を理解し，信頼度計算に関する基礎問題を解くことができる．
3) 耐故障システムの基本技術である静的マスク，動的マスク，フェイルセイフの技法を理解する．
4) ビット誤り制御符号，BCH符号，Reed-Solomon符号，等の誤り制御符号理論の基礎を理解する．
5) 暗号理論の基礎を理解する．

キーワード

ディペンダブルシステム，信頼性，フォールトトレランス，誤り制御符号，暗号

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

講義資料は事前にT2SCHOLAに掲載します．
講義の最後に，その日の講義内容に関する演習問題を出題します．
演習問題の解答は次回の講義の最初に示します．

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	フォールト・誤り・障害，ディペンダビリティ，静的マスク	* フォールト，誤り，障害の定義 * 静的マスク
第2回	信頼度計算，TMR/NMR，モジュール同期	* 故障率，信頼度，MTTFの計算方法 * TMR/NMR * モジュール同期機構
第3回	動的マスク，フェイルセーフ	* 動的マスクとチェックポインティング * フェイルセイフ設計
第4回	誤り制御符号１：ガロア体，線形空間と部分空間，線形符号	* 素体，拡大体 * 線形部分空間，最小距離 * 生成行列，検査行列
第5回	誤り制御符号２：ハミング符号，SEC-DED符号	* ハミング符号 * 奇数重み列SEC-DED符号
第6回	誤り制御符号３：BCH符号，Reed-Solomon符号	* 巡回符号，生成多項式，パリティ検査多項式 * BCH符号，Reed-Solomon符号
第7回	共通鍵暗号，公開鍵暗号，耐量子計算機暗号	* 暗号方式の例(AES, RSA) * McEliece暗号

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

特になし
（資料をT2SCHOLAで配布します）

参考書、講義資料等

Eiji Fujiwara 『Code Design for Dependable Systems』 Wiley-InterScience, ISBN: 978-0471756187
米田友洋他『ディペンダブルシステム』共立出版, ISBN: 978-4320121522

成績評価の方法及び基準

ディペンダブルシステムの基礎理論，誤り制御符号理論及び暗号理論の基礎に関する理解度を評価します．
講義中の演習問題(70%)及び期末レポート(30%)により成績を評価します．

履修の条件・注意事項

履修の条件は特に設けないが，関連する科目を履修していることが望ましい．