自律分散システム特論【休講】

授業コード

220306

オムニバス

科目名

自律分散システム特論

科目名（英語）

Advanced Autonomous Distributed Systems

配当学年

1年

単位数

2.00単位

年度学期

2025年度秋学期

曜日時限

水曜1限

対象学科

博前_電子

コース

科目区分

大学院科目

必選の別

選択科目

担当者

前期_電子情報メディア工学専攻教員

教室

実務家教員担当授業

授業の目的と進め方

本授業では、自律分散システムの一例である通信ネットワークにおける経路選択問題を中心として、自律分散システムにおける基本事項の解説に始まり、通信ネットワークにおける数理モデルの構築方法、ネットワーク問題とその数理最適化手法、発展的な通信ネットワーク問題とその解法について学ぶ。　

達成目標１

数理計画法の基本として、最適化問題や種々の解法について説明できる【20%】

達成目標２

通信ネットワークとのその数理問題について説明できる【20%】

達成目標３

最短経路問題や最大流問題などの通信ネットワーク問題について説明できる【20%】

達成目標４

IPネットワークにおける経路選択問題について説明できる【20%】

達成目標５

授業内で解説した種々のネットワーク問題に対する解決方法について説明できる【20%】

達成目標６

達成目標７

アクティブラーニング

ディスカッション

ディベート

グループワーク

プレゼンテーション

実習

フィールドワーク

その他課題解決型学習

授業計画

授業時間外課題（予習および復習を含む）

第１回

通信ネットワーク問題の概要　

・通信ネットワークについて、どのような課題ががあるかをリストアップし、事前に調べておくこと（１時間）
・最短経路問題や最大流問題について復習すること（１時間）

第２回

数理計画法の基礎I（最適化問題）　

・最適化問題の例やその解法について事前に調べておくこと（１時間）
・線形計画問題やシンプレックス法について復習すること（１時間）　

第３回

数理計画法の基礎II（双対問題と整数線形計画問題）　

・双対問題と整数線形計画問題について事前に調べておくこと（１時間）
・参考資料の問題を解き、双対問題と整数線形計画問題に対する解法について復習すること（１時間）　

第４回

基本的な通信ネットワーク問題I（最短経路問題）

・最短経路問題がどのようなものかを事前に調べておくこと（１時間）
・ダイクストラ法とベルマン・フォード法について復習すること（１時間）

第５回

基本的な通信ネットワーク問題II（最大流問題）　

・最大流問題がどのようなものかを事前に調べておくこと（１時間）
・フロー増加法や最小カット法について復習すること（１時間）

第６回

基本的な通信ネットワーク問題III（最小費用流問題）　

・最小費用流問題がどのようなものかを事前に調べておくこと（１時間）
・負閉路消去法について復習すること（１時間）

第７回

,独立経路探索問題

・独立経路探索問題がどのようなものかを事前に調べておくこと（１時間）
・独立最短経路ペア法などの各種解法について復習すること（１時間）

第８回

光ネットワークにおける波長割当て問題

・波長割当て問題がどのようなものかを事前に調べておくこと（１時間）
・光パスネットワークや波長割当て問題につい復習すること（１時間）

第９回

,波長割当て問題の解法

・波長割当て問題の解法についてどのようなものがあるか事前に調べておくこと（１時間）
・グラフ彩色化問題とその解法について復習すること（１時間）

第10回

,トラヒック需要モデル

・トラフィク需要モデルは何かについて事前に学修すること（１時間）
・パイプモデルやホースモデルなどの各モデルについて復習すること（１時間）　

第11回

IPネットワークにおける経路選択問題

IPネットワークにおける各プロトコルについて事前に学修すること（１時間）
・経路選択問題の定義について復習すること（１時間）

第12回

最適化問題におけるメタヒューリスティクス

・メタヒューリスティクスとは何かについて事前に学修すること（１時間）
・タブー探索法やアントコロニー法などのアルゴリズムについて復習すること（１時間）

第13回

ネットワーク故障と最短経路問題

・予防リンク重み決定法について事前に調べておくこと（１時間）
・リンク重み決定法やこれに対する各解法について復習すること（１時間）

第14回

通信ネットワーク問題の最新技術

・通信ネットワーク問題の最新技術について、文献を調査し事前に学修すること（１時間）
・調査した文献について、その内容を纏め、報告書を作成すること（１時間）　

課題等に対するフィードバック

提出された課題の解説については、授業内で解説の時間を設ける。

評価方法と基準

演習課題（100%）
※ 提出された演習課題等は採点後に返却します。内容を必ず復習してください。
演習課題の結果に基づいて総合得点を求め、60点以上を合格とする。

テキスト

開講時に指示する。その他、適宜資料プリントを配布する。　

参考図書

大木英司著、通信ネットワークのための数理計画法、コロナ社【ISBN: 978-4-339-00828-9】

科目の位置づけ（学習・教育目標との対応）

本授業では、自律分散システムの一例である、通信ネットワークにおける最短経路問題を対象として、まずは、通信ネットワークにおける数理最適化法の基礎を、次に、その発展課題や解法について学ぶ。これにより、自律分散システムにおける課題やそれを解決するための知識や技術が得られる。

履修登録前の準備

ベクトルや行列演算、微分・積分など、基礎的な数学の知識が必要となるため復習しておくこと。　

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