ネットワークプログラミング (Network Programing)　 第1回 4/15

１ はじめに

• 平岡信之 自己紹介（ざっと）

• シラバスはざっと見ておいてね

• プリント(等)の置き場所

  http://www2.nagano.ac.jp/hiraoka/NP/

  https://xn--hiraokadrive2024-gsaf.on.drv.tw/class/NP/

  • このアドレスは、ブラウザのアドレスバーに入力して使うもの。

  • 一度入力したページは次回以降コンプリーション（何文字か入れたら候補が表示され選択できる）の対象に入るので「www2」だけ覚えておけば大抵大丈夫。 xn--hiraoka ぐらいを入力する必要があるかもしれない。

  • URLでは、（ドメイン名の右側）パス名の部分は、大文字と小文字区別される（case sensitive）。NP の部分は大文字で入力してください。

  • このURLにいつでもアクセスできるようブックマークしておくといいい。

  • 「講義資料庫」( Google共有Drive）やシラバスにも（間接的な）リンクが置いてあるのでダウンロードして使っていい。

  • 教育用ポータル（lms）は積極的には使わない（出欠システムも参照はしない予定）。

• 授業の狙い：

  • 我々の普段の暮らしは コンピュータやネットワークに囲まれている
  • それを「ブラックボックス」として疑問を抱かず受け入れている
  • この状態を解消し、中身（しくみ）を意識して使えるようにしよう。
  • もちろんプロフェッショナルをめざす人の助けにもなる授業をめざす

ネットワークプログラミングを学ぶことの意味

1. 技術的変化
   • かつてはコンピュータ（大型機のイメージ）を中心に情報システムが作られ、
   • その本体内で動作するプログラムに、能動的機能のない「端末」を通じて操作を行っていた （情報技術 IT と呼ばれていた；右左図）。
   • その後、ネットワークの形で使われるようになり、ICTと呼ばれるようになった（右右図）。
2. 発想転換の必要
   • 入門段階のプログラミング教程では、
     1. プログラム中で動作するオブジェクトをプログラム内ですべてコントロールする。 いわば神の視点での指向を行うことになる（右右図）。
     2. プログラムは１つのメインプログラム(制御の流れ）から成り（右左図 ただしC言語のイメージ）、 入力データに対応して出力データを発生させるという論理でプログラムを作ることを学ぶ。
   • 現実問題として、ネットワークを前提としたプログラミングでは（もしくは、 現実に我々が遭遇する問題解決の思考においても） 設計者が制御できない（外部の）主体の挙動に対応することが必要となる。

２ 受講の要件

• パソコンは毎回必携

  • もちろんネットにアクセスできること
    
  • レジュメの閲覧、メールの読み書き 等だけならスマホでも（たぶん）可能
    （画面の狭さを厭わなければですが）しかし、
    
  • プログラミングはキーボードがないとほぼお手上げ
    
  • この授業の特徴的なプログラム動作検証（右図のように複数の窓=プログラム の間での通信を行う） を行いたいと思うとPCでないと無理があるだろう。 <!–

• 部屋の電源コンセントの数が不足しているので、各自、 （この時代のマナーの１つとして）二股コンセントかテーブルタップを PCのACアダプタと一緒に携行（する習慣をつけるように）して下さい。 –>

• お互いの通信手段としてネット上の様々な機能を活用していきたいと思います。

  • Google　Chat（資料集トップページに入口リンクあり；ご参加下さい）をリアルタイムの連絡路として使います。こそこそ話に使ってもらってもOKです（先生からも見えてしまうけど）。
  • メールは重要です（後述）。 <!–
  • 必要に応じて Google Classroomも使います（その際には指示します）。

• 平岡は4限がオフィスアワーの予定 質問など自由にどうぞ（あるいはメール等で） –>

• 非常勤の待遇で来ています。オフィスアワーは（オフィスそのものが）ないので、 メールかチャットでの連絡をお願いします。

  • 教科書について
    • 教科書は特に指定しない。
      
    • Webでの調査を幅広く活用するので、検索に習熟しておくこと。
      （情報は大抵ネット上にあります）

• メールでのやりとりを行う
  （原則として大学のアドレスを使ってください）

  平岡のアドレス： hiraoka@nagano.ac.jp

  件名の先頭に （NP) と書いておくこと
  （内部的にNPという略号を使ってます）
  

• 課題（レポート）は原則としてメール提出
  

• なお、本科目は例年は「ネットワーク構築論」と交替で隔年開講されています。

• オンラインソフトを多数使用する

  • ソフトを探し出すワザも身につけておくこと
    
  • 窓の杜 Vector などが 信頼できるサイト
    • もしくは平岡が授業で随時お勧めするサイト
      
  • （ただし最近はパッケージマネージャ(後述)で大抵のソフトが入手できるので
    その重要性は減っているが）
    

• 情報源について

  • 特に教科書は指定しません
    （情報は大抵ネット上にあります）
    
  • 特にリファレンス・マニュアルは重要
    • 必要に応じて情報源はブックマークしておくこと （この資料集サイトも含めて）
      
  • 調査・検索の技術も重要です
    • 初出単語はその場で調査
      
    • いきつけの サーチエンジン 辞書サイト（英和・和英 技術用語など）を持っておくこと

• 実習用言語として主にruby を使う
  • 様々な言語に関心のある方のために、他の言語での使用例も 並行して提示するようにしています（資料集トップページ参照）。

３ 環境の準備

プログラミングを行うために必要な道具立ては以下の２つ（3.1～3.2）

注）

• IDE(統合開発環境)はエディタと実行環境の両方を１つの アプリケーションで支援する（大規模開発では有用）
• だがこの授業では２つの理由から、下記のような環境を選択する
  
  1. この授業では小規模なプログラムしか作らない
     
  2. 様々なツールを選んで使うという文化にも触れておきたい
• 必要なものはインストールして使う、というのに慣れて下さい。
  • インストールの方法としては（多くの場合）以下の２通りあります。 （お勧めの方法は前者）。

    1. パッケージマネージャ

       パッケージマネージャを活用するなら：

       • 開発およびシステム管理系は Scoop に用意されていることが多い
         （これが、おすすめ）
       • できれば早いうちにScoopをインストールしておいて下さい。 （案内のページ）
    • パッケージマネージャとして Chocolatey もあります（こちらの方が倉庫は大きい）が、 使い勝手の点で、（特に開発系では）まずScoopを使ってみることをお勧めしています。
    2. 開発元のダウンロードページからインストーラをダウンロードして実行。 （右図のように辿るといいだろう）
  • なお、パッケージマネージャに関する解説の中に proxyの項目が（痕跡として）書かれている。
    • インストールにあたっては考慮する必要はないが、本授業で今後考慮する必要がある可能性もあるので、 本学の環境で proxyのアドレス ‘proxy’ と、ポート番号 3128 は 記憶（または記録）しておくといい。

3.1 エディタ

• メモ帳でもプログラミングはできますが機能不足でかなり不便です

• TeraPadはお持ちだと思います。これでもまあまあのことはできます

• 特に、全角スペース等を可視にする機能は時々有用になります
  

• 伝統的に開発者は vi(や Vim)、Emacs などを使ってきました
  （でもちょっと敷居が高いのでここではお薦めはしません）

• 昨今は Sublime Text、NotePad++、Atom、VSCode など Windowsで使える良質なエディタがいくつかあります

  • 定評のあった Atomエディタは更新が終了された（アーカイブとしては残っているが）ので使うには不安があるが、代わりに その後継として Pulsar が使用可能。

• Syntax Highlight の機能があると 心地よくプログラムが書けます
  （それだけではないけど）

• もう１つ、Undo機能が充実していることも重要
  

3.2 言語処理系(ruby)

インストールされていることの確認：

• コマンドプロンプト（外部の解説（例えばここ）も参照）で

  ruby -v

  と入力（行末で必ずエンターキー）

  • バージョンが表示されたらOK

• インストール済の人は改めてのインストールは不要ですが、
  あまり古いバージョンの人（バージョンが1.8のような数字）なら
  最近の版を入れ直しましょう。
  • （このページを参照して 各自で 進めて下さい）
    

3.3 補足 コマンドプロンプトについて

• 左端に表示されている文字は「プロンプト」 （コマンドプロンプトという名前もここから来ている）
• コマンドと、（必要に応じて）コマンド引数を入力するが、
  • それら相互の間には（英語の文などと同様に）
    スペース（１文字以上の）が必要
  • 入力し終わったら ENTER を叩く。 それではじめてコマンドがコンピュータに届きプログラムが動作する。
• コマンドとして ruby とだけ入れた場合は、画面が一見止まった状態になる。
  • これは、rubyプログラムを打鍵して入力するのを待っている状態。
  • これを終了させるためには、右図のように
    ctrl+Z を押したあと ENTERを入力する。

４ 第一歩の技術

• ページ内検索：
  • （本レジュメもそうだが）長いページで目的のものを探す時に、目で探すことをせず、 ページ内検索の機能を活用するといい。
• ソフトを起動する
  • スタートメニュー から辿ってもいい(アルファベット順のリストから見つける)
    
  • 予めデスクトップやクイック起動バーに「ピン留め」しておいてもいいが
    この方法はあまりお薦めしない（スペースに限りがあるので）
  • キーボードベースの方法２つを適宜使い分けるのがお薦めの方法
    1. [Windows] (スタートメニューが現れ最下部に検索欄) →ソフトの本名または表示名を全部または一部入力
       →ヒットした一覧から目的のものを選んで ENTER
       （ここで Ctrl+shift+ENTERを入れると管理者として実行できる）
       
    2. [Windows]+R （名前を指定して実行）
       →ソフトの本名を入力（または履歴から選択）
       →ENTER
       この方法はwindows7,8,10 とも共通に使える
       
• コマンドプロンプトを使う
  • 本名は cmd.exe
    
  • スタートメニュー/すべてのプログラム/アクセサリにもあるが 探すのは手間がかかる
    
  • > がプロンプト（その左側にカレントディレクトリが表示示されている）
    
  • コマンド名、オプションやスイッチ ・・・を入力
    
  • 英文のように 単語間は（もちろん半角の）スペースで区切る
    
  • 一行ぶんのコマンドは ENTERで入力完了する
    
  • マウスは殆ど使えない（領域選択のときだけ使える）
    
  • 矢印キーは
    • 入力中の行の編集（← →）
      
    • コマンド履歴の再利用（↑↓）
      に使える
      
  • 主なコマンドは、追々紹介します
• 本名で起動できる有用なソフト（や機能）
  • control system（[Windows]+Pauseでも可）
  • notepad（メモ帳）
  • mspaint (ペイント）
    
  • その他は追々紹介します
• 有用なキーボードショートカット：
  • [アプリケーションキー]
    
  • ALT+SPACE （コマンドプロンプトで）
    
  • [Windows]+E（エクスプローラを開く）
    • [Windows] => \ 或いは [Windows] => ユーザ名 （右図）のように開きたい場所（パス名）を入力してもいい。 （入力されたフォルダが開かれる）。
  • ALT+D（様々なソフトで アドレスバーに移動）
  • ALT+ ← (ブラウザ等で 「戻る」）
  • その他、エディタの中など様々な場所で有効な編集用ショートカットは右図にまとめた。
• エクスプローラとコマンドプロンプト
  エクスプローラのアドレスバーで（ALT+D ～） cmd ENTER
  （Ctrl-Lも可）でコマンドプロンプトを
  （いま表示しているフォルダをカレントフォルダとして）起動

  • コマンドプロンプトで

      start .  ENTER

    で、エクスプローラが開く

５ ネットワークについての重要概念

こうした用語は検索して調べてみておいて下さい （補足解説を追々していきますが予習として）。

• URL
  
• ドメイン名
  
• IPアドレス
  
• ポート
  
• proxy

６ プログラムを動かしてみる

• 今日のサンプルプログラムをダウンロードし、
  適切なフォルダに置く
  （マイドキュメントの下に授業毎のフォルダを使うことをお薦めする）

• その保存したフォルダを エクスプローラで開く

• エディタで開いてみる

  • ダブルクリックでは（おそらく）開きません
    
  • 右クリック（またはアプリケーションボタン）から
    編集 （が上のほうにあれば） または
    
  • プログラムから開く から エディタを選んで
    エディタ窓を開いておいて
    そこにドラッグ＆ドロップ または
    
  • メニューから 開く
    

• アドレスバーに cmd ENTER

• そこで開いたコマンドプロンプトで

  sample1.rb

  または

  ruby sample1.rb

７ アンケート

ここ（Google Forms）からアクセス。または、

右下欄の質問にメールで平岡あて送信ください

4/15 課題（要約）
　① まだの人はruby処理系をインストールしておくこと
　② プログラムを動かしてみてください 　③ アンケートよろしく（①～②ができたかどうかも付記ください）