日経NETWORK 2月号 スマホのなかみ

スマホの通信速度どんどんと高速化し、この6年で約40倍の速さになった。
そこで、その秘密を探るため、iPhone 6を分解し、どのような部品がどう働いているかを紹介する。

■Part.1 スマホのなかみはどうなっている?
・iPhone 6には複数の無線機能が搭載されており、モバイル通信、無線LAN、Bluetooth、GPS、NFCなどが存在する。
・モバイル通信において、現在国内で主流となっている最新規格が4Gの「LTE(Long Term Evolution)」である。
・LTEは国や地域、モバイル通信事業者により、異なる周波数帯(バンド)を使っており、1台で多くのバンドに対応するため様々な工夫がされている。
・通信に関連する部品はL字型の基板に並んでおり、表面と裏面の両方に主要なチップが取り付けられている。
・部品の数や種類を無線機能別に比較すると、モバイル通信向けの部品がほとんどを占めている。
・モバイル通信を構成する部品の多さは、通信距離に比例している。
・モバイル通信関連の部品で特に数が多いのは、「パワーアンプ(PA)」と呼ばれる部品で、送信信号を増幅して遠くまで電波を届ける役割を担っている。
・端末から基地局までの距離と、多くのLTEバンドに対応するため、それぞれのバンドに対応したPAが数多く搭載されている。

■Part.2 送信 ~多バンドと高速化にチップの進化で対応~
・スマホの送信処理を行う構成要素は以下の5つで、処理に沿ってそれぞれの主な役割を記載する。
 ①ベースバンドプロセッサー
  →IPパケットなどのデータを、電波に載せる信号に加工する部品。
  →ここで作られる信号を「ベースバンド信号」と呼び、送信時はIPパケットからベースバンド信号を生成する。
  →ベースバンドプロセッサーの構成アーキテクチャには大きく2つに分けられ、ベースバンドプロセッサーとアプリケーションプロセッサーを統合した1チップ構成とそれぞれ個別のチップとして搭載するパターンがある。
 ②RFトランシーバー
  →ベースバンド信号を高周波信号に変換する部品。
  →LTEでは、データ通信の高速化と信号劣化抑制を調整するため、変調処理をベースバンドプロセッサーと連携して行う。
 ③フィルター
  →モード(方式)やバンド、事業者ごとに、必要な周波数成分のみ通過させ、不要な周波数成分を遮る部品。
  →近年、バンドがどんどん増加しているため、1つのフィルターで対応するバンドの数が増えている。
  →今のスマホでは電気信号を機械的な振動に変えるという「SAWフィルター」が主流であるが、高い周波数に対応しづらいという課題が出てきたため、現在は「BAWフィルター」と呼ばれる高い周波数に対応したフィルターがある。
  →ただし、BAWフィルターは製造コストが高いため、低い周波数では今後もSAWフィルターが有効である。
 ④パワーアンプ(PA)
  →遠くの基地局まで届くように送信信号を増幅する部品。
  →スマホのなかでは、ディスプレイの次に電力を消費するため、「エンベロープトラッキング」という仕組みにより、信号の強さに応じて、必要な分の電圧でPAを起動する。
 ⑤アンテナ
  →電波を送信したり受信したりする素子。
  →iPhone6では、きょう体の全部が金属のため、内臓するタイプのアンテナ素子が使用できない。そこで、きょう体の一部をアンテナとして使用している。

■Part.3 受信 ~多数の搬送波を使って高速伝送を実現
・スマホの受信処理を行う構成要素のうち、受信処理独自の2つを見ていく。
 ①アンテナスイッチ
  →アンテナはサイズやデザインの制約により、多くを搭載できないため、接続を切り替える部品。
  →バンド数の増大により、アンテナスイッチの回路は複雑化し、受信感度が落ちているため、少しでも損失を減らし受信感度を落とさない工夫として、周辺の部品にはより高い品質が求められる。
 ②デュプレクサー
  →送信信号と受信信号を混合しないようにし、同時に送受信を可能にする部品。
  →LTEでは主に「FDD」と呼ばれる送信と受信を周波数で分ける方法が採用されており、1つのアンテナの場合、周波数の異なる送信信号と受信信号を分離する役割をもつ。

普段何気なく使用しているスマホについて、そのなかみや送受信の仕組みの一部を覗くことができた。
ただ、今使用されているスマホも時が流れるにつれ、スマホに使用されている部品や技術がどんどん進化し、次々新しく変貌を遂げていくことが十分に予想される。
そこで、今後どのような技術が発展し、その技術がどのようにしてスマホに使われ、どうスマホが進化するのかを知るためにも、いろいろと調べてみたいと思った。

地酒まつり

本日、市役所前広場で開催中の「地酒まつり」に友達と行きました。
そこで、まっちゃんと、こんちゃんに遭遇。また、お兄さんにもお会いしました。
どちらのお兄さんかは・・・想像にお任せします。P3290025

特集「人不足時代のリーダー」を読んで

今回は、「人不足時代のリーダー」を読みました。

ボリュームのある内容であり、ポイントとしては
人不足のチームでプロジェクトを成功させているリーダーは、
主に以下の4つのアプローチをとるという形で、まとめられていました。

1)タスクを”手抜く”
2)早く育つ仕掛けを用意する
3)時間ロスの芽を摘み取る
4)クラウド(群集「Crowd」)ソーシングを使いこなす

今回面白いなと思ったのは、以下の内容でした。

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「2)早く育つ仕掛けを用意する」
 ○序盤に失敗して知識を獲得
  若手が活躍する機会をプロジェクトの序盤から用意する。
   ⇒若手の成長を促す。
   ⇒人不足が起こりやすいのは、要件定義や専門性の高い設計。
    経験の浅い若手がここに加わらなければ、人不足の状況は解決できない!
  
  利用部門の現場に同行・観察
   ⇒自分が行う仕事の理解、思い入れを持たせるのに有効。
  
  中核業務フローに絞ったプロトタイプの作成
   ⇒運用のポイント、技術上の課題に気付くのに有効。
  
  ペアプログラミング
   ⇒技術知識がチーム全体に浸透しやすくなる。
    生産性は低くなるように感じるが、技術知識が共有できることで以降の開発スピードが高まる。

 ○七人の侍のごとく役割を振る
  優秀なメンバーばかりを集めるよりは、人不足の時こそ役割に幅を持たせる。
  チームに必要な役割は以下である。
   (1)まとめ役
    ⇒リーダー
   (2)場の和ませ役
    ⇒雰囲気を明るく保つ
   (3)切り込み隊長役
    ⇒最新技術の取り入れ、挑戦
   (4)業務の専門家
    ⇒システム開発に必要
   (5)技術の専門家
    ⇒システム開発に必要
   (6)地道にこなす役
    ⇒着実に進めるために必要
   (7)ピンチ時の守り立て役
    ⇒叱られる役を積極的に引き受けるタイプ
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難しい役割に若手の起用することに関しては、かなり勇気がいると思います。
その際は、しっかりとサポート体制を整えておく必要があると思いますが、
会社の成長にも大きくかかわってくることかと感じます。

七人の侍に関しては、理想的だと思いますし、
プロジェクトに限らず組織がこうであればよいと思います。
小規模なプロジェクトでは、1人が何役もしなければならないと思いますが、
みなさんは自分だとどのタイプでしょうか???

脳の強化書 Chapter 7-9 (最終章)

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脳の強化書                    「脳の学校」代表 加藤俊徳

《Chapter 7》 聴覚系脳番地トレーニング

◆成長のきっかけは、生まれてすぐの本能的欲求

・ラジオを聴きながら寝る
→寝るときは視覚系脳番地への情報入力がなくなり、聴覚が研ぎ澄まされる。
・店に流れている有線を聴いて、気に入ったフレーズを拾う
→聴覚系脳番地が多面的に刺激される。
・会議中の発音を速記する。
→同時性が緊張感を生み、聴覚系脳番地を発達させる。
・ニュースを見ながら、アナウンサーの言葉を繰り返す
→一度聴いただけで自然と覚えられる回路ができる。
・自然の音に注意を払う
→楽器を習えない人、苦手な人が居たら、自然界の音を聴くと良い。
・遠くのテーブルの音に耳を澄ませる
→能動的に聴くことで、脳が活性化。またその背景を推測させると良い。
・特定の音を追いながら音楽を聴く。
→歌詞を聴くのとバックの音を聴くのは、使う脳番地が異なる。
・あいづちのバリエーションを増やす
→あいづちのためには、相手の話のキーワード集中する。

《Chapter 8》 視覚系脳番地トレーニング

◆見る・動きをとらえる・目利きをする脳番地

・雑踏を歩くとき、空きスペースを見つけながら進む
→周りが動く中で見つけるのは容易ではない。その分、脳番地が刺激される。
・電車の中から外の看板を見ながら、数字の「5」を探す
→動体視力を付ける。テーマを持つと、探そう意識し、脳番地を刺激する。
・オセロの対戦中に白と黒を交代する
→目で見た状況を分析し、適切な判断を下す。
・ファッション雑誌を切り抜いて、自分の服をコーディネイトしてみる。
→こうなりたいというイメージを、能動的に考える。
・自分の顔をデッサンする。
→細部まで書き、気づかない自分を発見する。
・鏡を見ながら、毎日10種類以上の表情をつくる
→視覚的脳番地の「見る」は、物体を実際見るのと、記憶から見るのがある。
・映画やドラマのキャラをまねてみる
→「見る」を「見たい」に変えると、能動的になり脳が活性化する。
・街ですれ違う人の背景を推測する
→見た情報を分析、似た人を思い出すのは、高度な情報処理
・公共スペースが汚れていく過程を観察する
→なぜこんなところが汚れたのだろうと考えるのは、ユニークな発想に繋がる。
《Chapter 9》 記憶系脳番地トレーニング

◆伸ばす秘訣は知識・感情の連動

・お互いに無関係な知り合いの共通点を探す
→脳に蓄積された2人のデータを探索し、推測も行うため、記憶系が鍛えられる。
・1日20分の暗記タイムをつくる
→脳がデッドラインの存在を意識すると、活性化する。
・新語・造語を考えてみる
→既存の言葉や概念を知らなければ、新語は作れない。
・『論語』を覚える
→一度に覚えられないので、分割して少しずつ覚えることで記憶容量は増える。
・洋楽の歌詞を聴いて口ずさんでみる
→耳で聴いて覚えたものを声に出すと、口から覚えることになり、記憶が強化される。
・前日に起きた出来事を3つ覚えておく
→翌日が思い出しにくいため、記憶をたぐり寄せる力が鍛えられる。
・日曜日に翌週の予定をsミュレーションしてみる
→未来に向けて思い描いたイメージを引き出すのも、記憶力である。
・その日の「ベスト発言」「ワースト発言」を選ぶ
→言葉の記憶だけでなく、その時の映像(相手の表情など)も思い出す。
・ガイドブックを持たずに旅行に行く
→行きたいところを覚えようとする思考になるため、鍛えられる。

《所感》
あとがきに筆者は「この8つの脳番地を考えるときに、曼荼羅を思い出す。この周囲にあるのが8つの脳番地で、中心は、自分自身の価値観を鍛えるトレーングではないか」とあった。この本では、単に私達がいつも表現する「脳力」を分析し、関連を説明してあった。また鍛えるトレーニングは既に実践しているものもあったが、それによりどこが鍛えられるのかを知ることができた。

PostgreSQL のパフォーマンスチューンではまった

データベースに PostgreSQL を使った業務が運用開始になり、ちらほら障害らしき問い合わせが来る。今までに来た問い合わせで一番致命的だったのが問い合わせのパフォーマンスが悪いというもの。以前 Oracle で同じアプリケーションを動かしたときには数分で応答が返ってきたのに PostgreSQLに載せ代えたら2時間たっても終わらないとのこと。

原因を調べてみると2つのテーブルをJOINしているクエリにやたらと時間がかかっている。
一部のSQLを抜き出し、PgAdminIII で実行してみるとJOINしているキーはプライマリキーで結果も1~2件しか返ってこないはずなのに9秒もかかっている。 Explain で見てもおかしく見えない。テーブルスキャンは使われていないのになんでこう時間がかかるのかわからず2日も費やしてしまった。
クエリプラン

インターネットで調べても、SQLを書き換えてテーブルスキャンを避け、インデックスを使うようにする方法はヒットするが、完璧に見えるPlanが遅いという事象はほぼないに等しかった。

いろいろ情報をあさりまくって、最終的にカタログの pg_statio_user_tables というビューでどのようにデータブロックがアクセスされているか調べることにした。そこでわかったのは、インデックスでアクセスされているはずのテーブルの heap_blks_read, heap_blks_hit などの数値がクエリ後でぐんとあがる。これはおかしい。

以前別なDBMSでパフォーマンスチューンでテーブルごとに統計を取る必要があったことを思い出しそれを実行してみるとクエリ所要時間が9秒から11msまで落ちた。

前の場合はプランが統計を採る前と後ではまるで変わったので、今回は統計を採る必要がないと判断したのが間違いだった。 PgAdminIII で表示される統計は実際の動作と違う場合があることがわかった。

今日は、全テーブルに一括して統計を採るスクリプトを書かないと…

PostgreSQL が面白い

ここ数年、業務で PostgreSQL を使用している。アプリケーションのDBMSとして使うのはもちろんだが、最近はデータベースそのものの構築を自動化することを行っている。

データベースの内部を触ることが多いので、テーブルの構造を持っているテーブル(カタログ)を調べて、テーブルが存在しているかどうかをチェックする機能を作ったりしているが、その中で PostgreSQL 固有の機能で面白い機能を発見した。

PostgreSQL ではほかのDBMSと同じようにスキーマという単位でテーブル等を管理している。スキーマが違えば同じ名前のテーブルが存在することが出来る。テーブルをアクセスする際、スキーマ名で修飾しないでテーブルをアクセスすると、セッションの search_path という変数で羅列したスキーマの順でアクセスするテーブルを検索する。

テーブルが存在するかどうかを調べるためにはこのsearch_path のせいで複雑なSQLを組まないといけないと思っていたのだが、最近発見したある機能で、テーブルの存在チェックを簡単に出来ることがわかった。

その機能とはテーブル名の文字列を regclass というタイプでキャストするということ。たとえばtable_a というテーブルがDB内に存在ししかもアクセス可能かどうかを調べるためには次のようなSQLを使用する。

select 'table_a'::regclass

こうするだけで結果としてそのテーブルの OID が返ってくる。もし存在しなければエラーとなる。(OIDが返ってくるのだが実際にpsql や PgAdminIII でクエリ結果として表示されるのはテーブル名そのものになっている)

これを応用して、どのスキーマのテーブルが実際にアクセスされているかどうかを調べるSQLは

select nspname from pg_namespace n, pg_class c
where n.oid = c.relnamespace and c.oid ='table_a'::regclass::oid

あとはこのSQLを組み込み、テーブルが存在しなかったときのためにエラー処理を入れればよい。

PostgreSQL ではキャストも独自で定義できるようだ。なるほどこういう使い方も出来るのかと目からうろこの瞬間であった。

技術部として投稿します

最近、社員ブログにITの投稿が少なくさびしいとMRの議事録に書いてあったので、微力ながらサポートしていきます。

いきなり技術的な話題に入るのもなんなので、年寄りくさいけど自己紹介から…

つい先日の誕生日で54になった。今思うと25歳の時にこの業界に入ってずっと今までひたすらにプログラムを書いてきた。いつも家族からは変人の部類に入っていると言われるけど、小さいときから変わったことに興味を惹かれていたように思う。

小学生のころは電気回路図が好きで、意味もわからないのにいろんな想像上の機械の回路図を書いては悦に入っていた。そのうちラジオやテレビの中身に興味をもちだし、ごみ捨て場に捨ててあるテレビの部品をよく拾ってきた。

コンピュータのことに興味を持ち出したのは短大の化学の先生に影響を受けてからだった。短大では英語を勉強していたが、一念発起してアメリカの大学でコンピュータを勉強しようと思い立って、カルフォルニアの大学に3年留学した。

帰ってきてからは新聞広告で小さなソフトハウスを見つけ、そこでアルバイトで働いた。その会社は今はないが、働いていた時の事務所は、今勤めているところの目と鼻の先にある。

そのころはプログラマの定年は35歳と呼ばれていた時期で、まさか54歳になってもプログラムを書いていることなどまったく想像できなかった。

そのときは年とったら何して生きていこうと真剣に悩んだけど、いまだに好きなコンピュータで仕事が出来ているのは非常にラッキーなことかもしれない。

脳の強化書 Chapter 4-6

脳の強化書                    「脳の学校」代表 加藤俊徳

《Chapter 4》 伝達系脳番地トレーニング

◆あらゆるコミュニケーションを担当

・創作料理をつくる
→相手のことを考えて作る。論理的な思考を鍛えることになる。
・団体競技のスポーツに参加する
→状況の変化を掴み、コミュニケーションがとれる。
・相手の話に3秒間の「間」を空けて応じる
→脳がひとつの情報を継続して処理するのは5~6秒が限界。
間をつくることで相手の状況を察する余裕ができる。
・選択肢を3つ数えながら話をする
→選択肢を準備して質問することは、相手を楽にし、自身の伝達力を向上させる。
・自分の目標を親にメールする
→実現させようという意志が強くなり、アドバイスがもらえれば実現性が高まる。
世代の違う相手に伝え、文章化するという課題。
・相手の口癖を探しながら話を聞く
→伝達系脳番地は、人から情報を得ようとするとき刺激される。
・カフェでお店の人に話しかけてみる
→知らない人は予備知識がないので伝達系脳番地がフル活動する。

《Chapter 5》 理解系脳番地トレーニング

◆成長を支えるのは旺盛な好奇心

・10年前に読んだ本をもう一度読む
→本は同じでも、脳の状態は以前と違っているため、多角的に読むことで鍛える。
・部屋の整理整頓・模様替えをする
→図形や空間を理解する。大きな空間と小物の整理では、使う脳番地が異なる。
・自分のプロフィールをつくる
→あらゆる角度から自己分析することで、自分への理解が深まる。
・電車で見かけた人の心理状態を推測する
→人の表情を読むことは、理解系脳番地を刺激する。
・おしゃれな人の服装をまねてみる
→服装に無頓着になると、外見を整える時に使う脳番地が使われなくなる。
・普段読まない本のタイトルを黙読する
→タイトルや著者を見るだけで、そのジャンルの傾向を掴める。
・出かける前の10分間でカバンの整理をする
→脳は、時間枠を設けた方が働きやすい。時間内で、現状と「すべきこと」を理解する。
・帰宅した直後に俳句をつくる
→脳内の整理。お年寄りの俳句づくりは特によく、これまでと違う脳番地で俳句を作る。
・地域ボランティアに参加する。
→地域の変化に敏感になる。仕事と違う立場に立つことで、使う脳番地が変わる。
・尊敬する人の発言・行動をまねる。
→まねは、相手を本当に理解してないとできないため。

《Chapter 6》 運動系脳番地トレーニング

◆最初に成長を始める脳番地

・利き手と反対の手で歯磨きをする
→口と舌を使う。反対の手で行うと、脳に新しい刺激をする。
・カラオケを振り付きで歌う
→ダンスや日本舞踊をしていた人が、肌が若い。
・歌いながら料理をつくる
→次の手順を考える時に、歌を歌うと負荷がかかる。体の動きと別のことを考える。
・鉛筆を使って日記を書く
→PC操作は使われる指の動きが固定化。鉛筆や万年筆は先端を微調整するため。
・名画を模写する
→空間を把握する力は、運動系を刺激する。
・階段を一段飛ばしで降りてみる
→普段使わない注意力が必要。
・頭が働かなくなったらひたすら歩く
→使っている脳番地を運動系へ移動させ、歩くことで酷使した脳番地を休ませる。

《所感》
こんなことできないという策と、今まで自然に似たようなことを行っていたという策もある。脳番地の種類とどういったものかが解りやすい。いろんな番地を刺激することが重要だということであった。

つづく

フリーペーパー「さくら」4月号に、脳若教室が掲載されました

北九州シニア向けフリーペーパー「さくら」4月号に、YCCの脳若教室が掲載されました。この冊子は、市民センター及び各施設に配布されます。

自分で自分の10年後のために、お金を払って行う脳のトレーニング。
どのくらい受講者が集まってくるか楽しみです。さぁ!やるぞー。
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ロボットと人間の共存

3月5日にひびきの学研都市で開催されたロボット関係の講演に行ってきました。

経産省の方、研究所の学者、ロボット販売企業の方々が講師として招かれていました。

その中で国立情報学研究所の稲邑(いなむら) 哲也先生の内容に一番興味を持ちました。

東大卒(東大といっても東江戸川大学ではないですよ!)で在学中からロボット研究一筋の方のようです。

内容は、人工知能を搭載したロボットをクラウドと繋がった仮想環境の中に置き、

その中で膨大な情報を得られる、そんな状況がもうじき実現できるだろう。

それが成功すれば、単純作業だけでなく人間と同じようにロボット自身で工夫して作業を熟すことができる。

講演時間は1時間ほどでしたが、あっという間に思えました。

しかし、すごい時代が来るなと思う反面、何か違和感を覚えたのです。

それは、人間の仕事がなくなっていくんじゃないか?仕事をロボットが奪ってしまっていいのか?

講演の終盤は、このことがどうにも気になり講演後、先生に質問してやろうと考えていました。

また、次にロボット販売企業からの商品紹介があったのですが、

ここで紹介されたのが、3Dプリンタ機器のドアを開けその中の製品を取り出すといった動きをする動画でした。

これを見た私は、これってコンビニ店員がレジで肉まんを取り出すシーンにみえて仕方がなかったですよ。

じゃ、将来コンビニ店員もロボットに取って代わられるのか?

そして全プログラムが終わり、稲邑先生のもとへ、、、、

私「先生、あなたの理想のロボットと人間の共存はどう考えているですか?」

先生「ロボットの完全自立は考えてないです」

私「たとえば、コンビニの店員がロボットというのは?」

先生「それはありです」

私「うーん、それって人間の仕事奪っていることになりませんか?」

先生「そういう方もいます。しかし時代の流れですよ、歴史を見ればそのようなものはいくらもあるでしょ」

先生「それに、ロボットをトレーニングする仕事が新たに増えるでしょ」

先生「何かなくなれば何かが生まれるんですよ」

私「そうですか。。。」

さて、みなさんは、ロボットと人間の共存、どこまでが理想ですか?

ちなみに、東江戸川大学がなんのことかわかった方、あなたはアニメおたくです(笑)