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関西医科大学　情報活用論２０２４
（看護学部看護学科）

2024年度開講にあたって
https://medbb.net/education/2024init/
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課題提出は以下のフォームから
https://forms.gle/X45963h4PVqMn2hs8

授業メニュー

第01回　情報とデータ

第02回　データ通信

第03回　データ収集

第04回　データ分析（１）データの特性

第05回　データ分析（２）データクレンジングと名寄せ

第06回　データ分析（３）データ駆動型社会

第07回　データ分析（４）研究におけるデータ

第08回　データ分析（５）ＡＩ

第09回　科学技術と社会（１）法と倫理

第10回　科学技術と社会（２）ＥＬＳＩ

第01回　情報とデータ

教科書4章-1
DSliteracy
【1-2-2】1次データ、2次データ、データのメタ化
【1-2-3】構造化データ、非構造化データ（文章、画像/動画、音声/音楽など）
【1-2-4】データ作成（ビッグデータとアノテーション）

情報とは

戦争に関する本で翻訳する時の森鴎外による造語とされる

情報とデータと知識

データ

ノイズとして認識しなかった事柄の記録
発生するデータは受診特性に依存する．
一次データと二次データに分けられる
　一次・・・対象からダイレクトに取得
　二次・・・既に記録されたもの。まとめられたもの

情報

データに意味を付与したもの
情報化にあたって受信者の特性に依存する．

知識

情報を体系化したもの。
受信者の知性に依存する．
その時点での受信者の知識によるところが大きい


（よりよい医療に貢献する医療情報技師の役割　より）

データのメタ化

データには情報にするために他のデータも付加される場合もあるが，作成時に自動的に発生し埋め込んでいるデータもある　→　メタデータ
例えばだれが作成したのか，何処で撮影されたのかなどなど
メタ化とは，データに様々な情報（二次データ）が付加され具体的な事実から抽象的な解釈に向かっていく過程

テキストデータに医用画像の位置情報を付与して表示させた例

産学官連携マネジメント論２０１８（分担：地域医療と産学官連携）より

例題１

なぜ一夜漬けの勉強が否定されるのか，データと情報と知識の関係性を念頭にして自身の考えを述べよ

社会生活における情報量

コンピュータで取り扱うデータは情報の量の考え方でデジタル化されている

情報の量

bit：シャノンの情報理論
AなのかAじゃないのか？明確に指定できる情報・・・1bit
事象の起こる確率によって決まる。確率の低い事象を確定する情報ほど大きくなる
Ｉ=-log_２Ｐ 事象の起こる確率によって情報の量が決まる
それぞれの事象の起こる確率が等しいならば選択肢の数（Ｔ）に書き換えると Ｉ=log_２Ｔ →　何が起こるのか想定しないと情報は取り扱えない・・・想定外の事象の情報量は計算できない（無限大）

デジタルの世界では１と０の情報の組み合わせであらゆるデータを取り扱っている
（但しデータの定義が必要）
情報量が大きいほどより細かい事柄を表現できる

情報量の定義

yes/Noを区別（選択肢２つから１に）させる情報・・・1bit

選択肢４つから１にさせる情報・・・2bit
選択肢８つから１にさせる情報・・・3bit
選択肢は２のるい乗（べき乗）になる。

対数（log）・・・るい乗（べき乗）を求めることが出来る→選択肢から情報量を求められる

デジタルデータはこの考え方に基づきアナログなものもデジタルデータとして取り扱っている

数値

コンピュータは2進数の世界なので10進数の世界と馴染みにくいところがある．

デジタルの世界の補助単位

補助単位はキリのいい数字・・・切りの良い数字とは？
十進数の世界ち二進数の世界のキリのいい数字は異なる
十進数　10　二進数　1010
十進数　16　二進数　10000

K→M→G
十進数は1000
二進数は2^10=1024≒1000
キロ・・・kとK

例題１－２

十進数の１００を二進数で示すとどのようになるか

二進数は長ったらしいので16進数が一般に使われている．

画像の情報量

光の3原色・・RGB
それぞれ２５６階調とすると、一色8bit
3色で8×3で24bit

情報量はマス目（ピクセル）数×1マス（ピクセル）あたりの情報量
１マスあたりの情報量は白黒だったら1bit．灰色なども考えると・・・．カラーになると光の三原色・・・


色深度（bpp）
1bit ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■
2bit ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■
3bit ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■

画像処理の授業中唐突に脳に現れてこびりついて辛い pic.twitter.com/T5cCUfcrJh

— flerovium (@flerovium3) September 28, 2022

文字の情報量

用いる文字の種類の数によって決まる
英数字・・・7bit
＋カナ・・・8bit=(1byte)半角文字

漢字は倍の2byte（全角文字）

情報量は文字数×1文字あたりの情報量

（余談）ローマ字「ん」の後ろにbmpが来る場合、nではなくmで表記（ヘボン式）namba(なんば)

授業1回目ここまで　課題は提示した内容で

音の情報量

空気の振動（粗密波）
Hz

人間の可聴域は２０Hz～２０kHz
サンプリング定理：元の周波数の2倍以上でサンプリングすれば再現できる
＜参考＞標本化定理(サンプリング定理)とは（制御工学の基礎あれこれ）
http://arduinopid.web.fc2.com/M34.html

（余談）超音波とは可聴域を超えたところの周波数の音波・・・故に人には聞こえない（ハズ）

サンプリング周波数・・・どのぐらいの周期で音信号をひらっているか・・・CDは44.1kHz

情報量は音信号の情報量（16bit×2チャンネル＝4byte）×1秒あたりのサンプリング数×曲の長さ（秒数）


（参考）なぜ650MBのCD-Rに74分の音楽が記録できるのでしょうか？
http://okwave.jp/qa/q2070273.html

提出課題

事後学修：講義を振り返り①感想②不明な部分③理解した部分④その他コメントを簡潔にまとめ講義サイトより提出の事(30分程度)

皆様のご意見など

①感想

舘ひろしが面白かったです。　リアクション薄いと思ったのですが良かったです
高校で学んだ内容とかぶっていることもあったので復習になりました　お楽しみいただけてなによりです
公式をそのまま覚えるのではなく、どうしてそうなるのかを教えてもらえて理解がしやすく楽しかった。情報だけど看護につながっているところを知れて面白かった。　覚えていることは忘れますが理解は定着
思っていたより複雑そうでテストなどが不安ですが、説明が面白くて授業は楽しかった　少しの不安が楽しさを倍増させる
高校の時にも情報の授業はあったけど、その内容とはまた異なる内容の授業　今後の内容の部分を主にされていたのかな？
文字の情報量において、英数字よりカナのほうが多いことに驚いた。　正確に言うと　英数字より英数字カナ（いわゆる半角文字）のほうが多いとなります
高校の情報の授業では、情報についての知識を学べるような内容は少なかった　ベースの知識がしっかりしないと理解が浅くなるのと，実空間とは異なる空間での出来事なので入り口を丁寧にと
私は十字路と言っていた人だから丁字路が正しいと知り　現在ではT字路も正しいと思いますが，由来や経緯を知っておくことで人は優しくなるように思います．

②不明な部分

漢字をbitであらわすとは　英数文字カナと同様
一夜漬け否定の理由　試験に向けての解釈になるので使える知識になりにくい
コツコツと勉強した場合と異なり、データの取り込みになってしまい、それが情報、知識として自分なりに消化されていかないからだと考えました。　その理解で良いです
色彩について　文字を表わす場合は想定される文字の中から一つチョイスする格好ですが，色の場合は16777216色(24bit)の中から１マスごとに色を選び塗りつぶしている
選択肢が2の倍数の時のbitの求め方はわかりましたが、選択肢が3つなどの2の倍数以外の時のbitの求め方がわからなかった。 bitはYes/Noの世界なので　3つの場合はデジタルでは2bit使う形．計算するとlog₂3=1.585 となります
なぜ十字路が2ビットになるのか　注文するときにメニューが4種類の中から選ぶのと16種類の中から選ぶのでは後者の方が悩むわけで，情報量は提供することそのものではなく，至るまでの選択する苦労を評価したもの
データのメタ化　対象とするデータに関連するデータを紐づけ（埋め込んだり）していくこと．
情報量については理解しにくかったです。　人間側から見ると理解しにくい部分もあるかと．人間の思考とは違うように思いますが　全てyes/Noを組み合わせて人が扱っている情報を表現しようというところですので
10進数を2進数にする計算が難しい　12進数や60進数は慣れているかと思いますが，2進数も慣れると桁が多すぎてあきれる程度の感覚になればと思います
二値ひろしが多値ひろしに比べて色が少なく見えるのはどうして　多値ひろしはフルカラー（だと思うので）RGB３色それぞれ8bitで表現していますが二値ひろしはモノクロで中間色使わないのでRGB(255,255,255)とRGB(0,0,0)の2種類の色で表現してます（ハズです）

③理解した部分

概ね良好な感じと思います．
情報量が多くなるほどアナログに近づく
ある物事が起こる確率によって情報量は変わり、その物事が複雑であればあるほどより多くの情報量が必要

④その他コメント

一次データは自分で作り上げたノートのようで、二次データは他の人が作ったノートをもらったようだという説明が理解しやすかった
3bitではそれぞれの色が異なるが4bitでは色が異なるだけではなく、さらに彩度に磨きがかかるのかどうか　鋭いですね RGB3色の話をしましたが，もう8bitを色ではなく透明度にあてて表現しているケースが多いかな

第02回　情報化社会（１）通信

情報の活用に必要な事柄

情報の収集→分析→成果→提供→活用

古代

のろし，音，口伝え
到達距離に限界がある
口伝えは伝言ゲームになってしまう
人の移動距離に限界がある（時間もかかる）

＜参考＞意外と古い！？　可視光通信の歴史（可視光通信研究倶楽部(カシケン)
https://www.kashikou.jp/kashikou/post-20/

紙時代

記録媒体を輸送（通信したものが形で残る）
情報をモノ（メディア）に記録させてそれを運ぶ・・・時間がかかる

データ通信時代

モールス信号は文字を電気信号に置き換えて送信
FAXは紙をスキャンし電話回線で送れる（文字以外に絵も送れる）
デジタルデータ・・・メディアに依存しないので様々な情報を送れる

＜参考＞通信の歴史（５Ｇ全解）
https://contest.japias.jp/tqj23/230354T/telecommunication_history.html

インターネット

昔のパソコン通信は限られた世界の中
世界中の様々なデジタルネットワークがつながった

災害時における情報通信と保健医療（開催趣旨）より

世の中のネットワーク

ネットワークとは

繋がり（ノードとエッジの関係）
世の中には様々な繋がりがある
人間関係・・・様々な情報が集まる
（余談）私のブログ・・・弱いこともいいことだ（御卒業おめでとうございます）・・・当時の卒業生へのメッセージ
http://medbb.exblog.jp/19464438/

電話（音声通信）ネットワーク・・・無線化（携帯電話）により開発国で整備が進む
高速道路ネットワーク
航空ネットワーク・・・ハブ空港の存在
ヨーロッパを舞う飛行機ルートを可視化
東京駅から日本全国への「到達所要時間マップ」 - Yahoo! JAPANビッグデータレポート
テレビ局ネットワーク・・・各系列が広範囲に情報を
（余談）腸捻転
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%85%B8%E6%8D%BB%E8%BB%A


コンピューターネットワーク・・・様々な情報（文字・音・写真・音楽・映像）を流せる
インターネット・・・ネットワークとネットワークが繋がって形成（蜘蛛の巣状）・・・スケールフリーネットワーク →故障に強いが、攻撃には弱い

インターネット上で様々な（人的）ネットワークが作られている・・・LINE Facebook Twitter Mixi etc.

電話回線にも規格が決められているようにインターネットでも規約がある・・・プロトコル

通信速度

bps（秒あたりの情報量）・・・距離は関係ない
1200bps・・・1秒当たり全角（日本語）７５文字を伝えることができる
（私が最初に経験した300bpsの時代は1秒当たり20文字・・・一行40文字とすると2秒かかってしまう）
携帯電話にみる通信速度の変遷
アナログの世界（通話）→デジタルの世界（通信）
アナログ携帯（第１世代）の通信速度（通話のみ）
https://www.youtube.com/watch?v=EpxmB1e0FKA
デジタル携帯（第２世代（PDC））の通信速度（2400bps→9600bps）
https://www.youtube.com/watch?v=SI8nRqGZt2A
https://youtu.be/InnZUrTA1X8
https://youtu.be/mTtURP7HF0o
https://youtu.be/0xuFwKEfbdM?si=yvoNcTSncJv8ApMc
デジタル携帯（第2.5世代cdmaOne）の通信速度（64kbps）
https://www.youtube.com/watch?v=djvB1pGaaDc
デジタル携帯（第3世代VGS/FOMA）の通信速度（7.2Mbps/384kbps）
https://www.youtube.com/watch?v=7V1E6QKJIvE
デジタル携帯（第3.9?世代4G-LTE）の通信速度（110Mbps/10Mbps）
https://www.youtube.com/watch?v=VJg3AfXKSkE
デジタル携帯（第５世代５G）の通信速度（10Gbps）
https://www.youtube.com/watch?v=0VzkgnMX9t0
一気に振り返る動画
https://www.youtube.com/watch?v=UcLyd1otlI8

例題２－１

１）１Mbyteのデータを1Mbpsの回線で転送するときにかかる時間は？（ネットワークの伝送効率は１００％とする）
２）１Mbyteのデータを1Mbpsの回線で転送するときにかかる時間は？（ネットワークの伝送効率は２０％とする）

提出課題

事後学修：講義を振り返り
①通信速度の向上が社会にどのような変化をもたらしたのか，考えよ
②その他コメント
を簡潔にまとめ講義サイトより提出の事(30分程度)