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Program Parallelization based on Algebraic Properties and Types

Research Project

Project/Area Number 15K15965
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Software
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Morihata Akimasa  東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (10582257)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2017: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2016: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords並列計算 / リダクション並列化 / ラムダ計算 / 型システム / 代数的性質 / 関数型言語 / 並列リダクション / 自動並列化 / 並列化 / プログラム並列化
Outline of Final Research Achievements

This research project aimed to develop a foundation for studying reduction parallelizations. The requirements for the foundation are the following two. First, it should be able to describe complex and realistic programs and reductions. Second, it should be equipped with a type system that supports efficient parallel reductions. In this research, we showed that a lambda calculus, which is the best-studied framework for studying general-purpose programming languages, extended with algebraic simplification can capture a variety of parallel reduction patterns; moreover, we provided a type system that guarantees successful algebraic simplification.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年CPUの単体での性能が頭打ちになりつつこと、また多くの計算機が自然にネットワークを介して協調動作できるようになったことにより、並列計算の重要性は非常に高まっている。しかし、どのようなプログラムであれば、コンパイラによって自動的に効率の良い並列プログラム変換できるのかについてをよく説明できる理論は確立していない。本研究では、データの総和や平均などを求める「リダクション」と呼ばれる並列計算パターンに着目し、これをプログラミング言語理論として自然に、しかも実際のプログラム並列化に素直に繋がる形で、扱うことのできる理論的基盤を与えた。

Report

(6 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2019 2018 2017 2016 2015

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Lambda calculus with algebraic simplification for reduction parallelization by equational reasoning2019

    • Author(s)
      Morihata Akimasa
    • Journal Title

      Proceedings of the ACM on Programming Languages

      Volume: 3 Issue: ICFP Pages: 1-25

    • DOI

      10.1145/3341644

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Using Algebraic Properties and Function Fusion to Evaluate Tree Accumulations in Parallel2019

    • Author(s)
      Akimasa Morihata
    • Journal Title

      Journal of Information Processing

      Volume: 印刷中

    • NAID

      130007663794

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optimizing Declarative Parallel distributed Graph Processing by using Constraint Solvers2018

    • Author(s)
      Akimasa Morihata, Kento Emoto, Kiminori Matsuzaki, Zhenjiang Hu, Hideya Iwasaki
    • Journal Title

      Proc. FLOPS 2018 (Lecture Notes in Computer Sciense)

      Volume: 採択決定済

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 累積引数を伴う木構造走査の代数的性質と融合変換に基づく並列計算2018

    • Author(s)
      森畑明昌
    • Organizer
      情報処理学会プログラミング研究会第121回プログラミング研究発表会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 頂点主体並列グラフ処理の制約解消器による効率化2017

    • Author(s)
      森畑明昌, 江本健斗, 松崎公紀, 胡振江, 岩崎英哉
    • Organizer
      日本ソフトウェア科学会第34回大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 代数的性質に基づくラムダ式の並列評価2016

    • Author(s)
      森畑 明昌
    • Organizer
      第18回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ
    • Place of Presentation
      ダイヤモンド瀬戸内マリンホテル(岡山県玉野市)
    • Year and Date
      2016-03-07
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] From Identification of Parallelizability to Derivation of Parallelizable Codes2016

    • Author(s)
      Akimasa Morihata
    • Organizer
      5th ACM SIGPLAN Workshop on Functional High-Performance Computing
    • Place of Presentation
      Nara Kasugano International Forum (奈良県奈良市)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Compilation from Lambda Calculus with Algebraic Simplification to Record Calculus2016

    • Author(s)
      Akimasa Morihata
    • Organizer
      情報処理学会 第111回プログラミング研究発表会
    • Place of Presentation
      日本アイ・ビー・エム株式会社 本社事業所 (東京都中央区)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 頂点主体グラフ処理の構成的アルゴリズム論に基づく定式化2016

    • Author(s)
      森畑明昌
    • Organizer
      日本ソフトウェア科学会第33回大会
    • Place of Presentation
      東北大学電気通信研究所 (宮城県仙台市)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 最適部分列問題に対する統一的な並列アルゴリズム2015

    • Author(s)
      森畑 明昌
    • Organizer
      日本ソフトウェア科学会第29回大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2015-08-22
    • Related Report
      2015 Research-status Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2022-11-04  

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