A Constructive Approach to Structured Parallel Programming

• Project/Area Number: 17300005
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Software
• Research Institution: National Institute of Informatics (2008); The University of Tokyo (2005-2007)
• Principal Investigator: HU Zhenjiang National Institute of Informatics, アーキテクチャ科学研究系, 教授 (50292769)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): TAKEICHI Masato 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (10011165) ; KAKEHI Kazuhiko 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特任講師 (90345116) ; MATSUZAKI Kiminori 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助教授 (30401243)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): TAKEICHI Masato 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (10011165) ; MATSUZAKI Kiminori 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助教授 (30401243)
• Project Period (FY): 2005 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥13,860,000 (Direct Cost: ¥12,000,000、Indirect Cost: ¥1,860,000); Fiscal Year 2008: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2007: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2006: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2005: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
• Keywords: 情報システム / ソフトウェア学 / アルゴリズム / ソフトウェア開発効率化・安定化 / 超高速情報処理 / プログラミング言語 / 並列スケルトン / 並列プログラミング / ソフトウエア開発効率化 / 自動並列化 / 情報工学 / ソフトウェア開発効率化、安定化 / 情報通信工学

Research Abstract

本研究は、「構造化並列プログラムの系統的開発手法」、「構造化並列プログラムの最適化手法」、そして「構造化並列プログラムの応用」を中心に、理論と実践の両面で研究を進めてきた。理論面では、構成的アルゴリズム論に基づいて、スケルトン並列プログラミング手法をより一般的に定式化するとともに、並列計算におけるデータの分散・プロセッサ間通信・同期制御等を構造化させ、効率の良い並列プログラムを系統的に開発するための構造化並列プログラミング手法を提案した。また、理論面での検討を加えると同時に、構造化並列プログラミングを支援するソフトウェア開発環境SkeToを設計し実現した。そして、数値計算等の実用例を用いてその有効性を確認した。

Research Products

• [Journal Article] 並列プログラムの候補生成と適合性検査による並列化 (2009)
  • Author(s): 森畑明昌,松崎公紀,胡振江,武市正人
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌, プログラミング Vol.2(2) Pages: 132-143
  • NAID: 110007970896
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 並列プログラムの候補生成と適合性検査による並列化 (2009)
  • Author(s): 森畑明昌, 松崎公紀, 胡振江, 武市正人
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 Vol. 2, No. 2 Pages: 132-143
  • NAID: 110007970896
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficient Implementation of Tree Skeletons on Distributed-Memory Parallel Computers (2008)
  • Author(s): Kiminori Matsuzaki, Zhenjiang Hu
  • Journal Title: Scalable Computing: Practice & Experience (SCPE) (掲載予定)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] リスト上の最大マーク付け問題を解く並列プログラムの導出 (2008)
  • Author(s): 松崎公紀,胡振江,武市正人
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 Vol.49, No.SIG3, PRO36 Pages: 16-27
  • NAID: 110006684627
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 並列計算パターン (スケルトン) による並列プログラミング (2008)
  • Author(s): 岩崎英哉,胡振江
  • Journal Title: 情報処理学会誌「情報処理」 Vol.49,No.12 Pages: 1385-1394
• [Journal Article] 並列計算パターン(スケルトン)による並列プログラミング (2008)
  • Author(s): 岩崎英哉, 胡振江
  • Journal Title: 情報処理学会誌「情報処理」 Vol. 49, No. 12 Pages: 1385-1394
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] リスト上の最大マーク付け問題を解く並列プログラムの導出 (2008)
  • Author(s): 松崎 公紀、胡 振江、武市 正人
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 Vol.49,No.SIG3,PRO36 Pages: 16-27
  • NAID: 110006684627
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Compositional Framework for Developing Parallel Programs on Two Dimensional Arrays (2007)
  • Author(s): Kento Emoto, Zhenjiang Hu, Kazuhiko Kakehi, Masato Takeichi
  • Journal Title: International Journal of Parallel Programming (IJPP) Volume 35, Number 6, Springer Pages: 615-658
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 木スケルトンによるXpathクエリの並列化とその評価 (2007)
  • Author(s): 野村芳明, 江本健斗, 松崎公紀, 胡振江, 武市正人
  • Journal Title: コンピュータソフトウエア 24(3) Pages: 51-62
  • NAID: 130004638880
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Compositional Framework for Developing Parallel Programs on Two Dimensional Arrays (2007)
  • Author(s): Kento Emoto, Zhenjiang Hu, Kazuhiko Kakehi, Masato Takeichi
  • Journal Title: International Journal of Parallel Programming(UPP), Sprnger Volume35,Number6 Pages: 615-658
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ホケルトンによるXPathクエリの並列化とその評価 (2007)
  • Author(s): 野村 芳明、江本 健斗、松崎 公紀、胡 振江、武市 正人
  • Journal Title: コンピュータソフトウェア 24(3) Pages: 51-62
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Parallel Skeletons for Manipulating General Trees (2006)
  • Author(s): Kiminori Matsuzaki, Zhenjiang Hu, Masato Takeichi
  • Journal Title: Parallel Computing (Elsevier) Vol.32, No.7-8 Pages: 590-603
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 木スケルトンによるXPathクエリの並列化とその評価 (2006)
  • Author(s): 野村芳明, 江本健斗, 松崎公紀, 胡振江, 武市正人
  • Journal Title: コンピュータソフトウェア
  • NAID: 130004638880
• [Journal Article] Towards Automatic Parallelization of Tree Reductions in Dynamic Programming (2006)
  • Author(s): Kiminori Matsuzaki, Zhenjing Hu, Masato Takeichi
  • Journal Title: 18^t^h ACM Symposium on Parallelism in Algorithms and Architectures (SPAA2006), Cambridge, MA, USA, July 30-August 2 Pages: 39-48
• [Journal Article] Parallel Skeletons for Manipulating General Trees (2006)
  • Author(s): Kiminori Matsuzaki, Zhenjiang Hu, Masato Takeichi
  • Journal Title: Parallel Computing Vol.32, No.7-8 Pages: 590-603
• [Journal Article] Surrounding Theorem : Developing Parallel Programs for Matrix-Convolutions (2006)
  • Author(s): Kento Emoto, Kiminori Matsuzaki, Zhenjiang Hu, Masato Takeichi
  • Journal Title: European Conference on Parallel Computing(EuroPar2006), Drcsden, Germany, August 29-September 2, LNCS 4128, Springer 4128 Pages: 6051-614
• [Journal Article] A Library of Constructive Skeletons for sequential Style of Parallel Programming (2006)
  • Author(s): Kiminori Matsuzaki, Kento Emoto, Hideya Iwasaki, Zhenjiang Hu
  • Journal Title: First International Conference on Scalable Information Systems(InfoScale2006), Hong Kong, May 29-June 1, 2006
• [Journal Article] 木上の双方向変換を利用したファイルマネージャの実現 (2006)
  • Author(s): 松田一孝, 大川徳之, 野村芳明, 森田直幸, 筧一彦, 胡振江, 武市正人
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 Vol.47, No.SIG 2 (PRO28) Pages: 84-98
  • NAID: 110004078714
• [Journal Article] Systematic Derivation of Tree Contraction Algorithms (2005)
  • Author(s): Kiminori Matsuzaki, Zhenjiang Hu, Kazuhiko Kakehi, Masato Takeichi
  • Journal Title: Parallel Processing Letters Vol. 15, No. 3 Pages: 321-336
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 最適化機構を持つ C++ 並列スケルトンライブラリ (2005)
  • Author(s): 明石 良樹 松崎 公紀, 岩崎 英哉, 筧 一彦, 胡 振江
  • Journal Title: コンピュータソフトウエア Vol.22, No.3 Pages: 214-222
  • NAID: 130005006607
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] スケルトン並列プログラミング (2005)
  • Author(s): 胡振江, 岩崎英哉
  • Journal Title: 情報処理学会誌「情報処理」 Vol.46,No.10 Pages: 1158-1163
  • NAID: 110002769761
• [Journal Article] Systematic Derivation of Tree Contraction Algorithms (2005)
  • Author(s): Kiminori Matsuzaki, Zhenjiang Hu, Kazuhiko Kakehi, Masato Takeichi
  • Journal Title: Parallel Processing Letters 15・3 Pages: 321-336
• [Journal Article] データマイニングのアルゴリズム記述を容易にする拡張行列演算の提案 (2005)
  • Author(s): 松田 一孝, 筧一彦, 胡 振江, 武市 正人
  • Journal Title: データマイニングのアルゴリズム記述を容易にする拡張行列演算の提案 46・PRO26
  • NAID: 110002769805
• [Journal Article] 最適化機構を持つC++並列スケルトンライブラリ (2005)
  • Author(s): 明石 良樹, 松崎 公紀, 岩崎 英哉, 筧 一彦, 胡 振江
  • Journal Title: コンピュータソフトウェア 22・3 Pages: 214-222
  • NAID: 130005006607
• [Journal Article] スケルトン並列プログラミング (2005)
  • Author(s): 胡振江, 岩崎英哉
  • Journal Title: 情報処理学会誌「情報処理」 46・10 Pages: 1158-1163
  • NAID: 110002769761
• [Journal Article] 助っ人:構成的な並列スケルトンによる並列プログラミングライブラリ (2005)
  • Author(s): 松崎公紀, 明石良樹, 江本健斗, 岩崎英哉, 胡振江
  • Journal Title: 日本ソフトウェア科学会第22回大会,東北大学青葉山キャンパス, 2005年9月13日(火)〜15日(木)
  • NAID: 130004638879
• [Journal Article] 木スケルトンによるXPathクエリの並列化とその評価 (2005)
  • Author(s): 野村芳明, 江本健斗, 松崎公紀, 胡振江, 武市正人
  • Journal Title: 日本ソフトウェア科学会第22回大会,東北大学青葉山キャンパス, 2005年9月13日(火)〜15日(木)
  • NAID: 130004638880
• [Presentation] The Third Homomorphism Theorem on Trees: Downward & Upward Lead to Divide-and-Conquer (2009)
  • Author(s): Akimasa Morihata, Kiminori Matsuzaki, Zhenjiang Hu, Masato Takeichi
  • Organizer: The 36th Annual ACM SIGPLAN - SIGACT Symposium on Principles of Programming Languages (POPL 2009)
  • Place of Presentation: Savannah, Georgia, USA
• [Presentation] The Third Homomorphism Theorem on Trees : Downward & Upward Lead to Divide-and-Conquer (2009)
  • Author(s): Akimasa Morihata, Kiminori Matsuzaki, ZhenJiangHu, Masato Takeichi
  • Organizer: The 36th Annual ACM SIGPLAN-SIGACT Symposium on Principles of Programming Languages (POPL 2009)
  • Place of Presentation: Savannah, Georgia, USA
• [Presentation] A Generative Matrix Library in Fortress Relieves Programmers' Headache! (2008)
  • Author(s): Kento Emoto, Zhenjiang Hu, Kazuhiko Kakehi, Kiminori Matsuzaki, Masato Takeichi
  • Organizer: 日本ソフトウェア科学会第25回大会
  • Place of Presentation: 筑波大学 大学院ビジネス科学研究科(東京キャンパス)
• [Presentation] The Third Homomorphism Theorem on Trees: Downward & Upward Lead to Divide-and-Conquer (2008)
  • Author(s): Akimasa Morihata, Kiminori Matsuzaki, Zhenjiang Hu, Masato Takeichi
  • Organizer: 日本ソフトウェア科学会第25回大会
  • Place of Presentation: 筑波大学 大学院ビジネス科学研究科(東京キャンパス)
• [Presentation] A Generative Matrix Library in Fortress Relieves Programmers' Headache! (2008)
  • Author(s): Kento Emoto, ZhenJiang Hu, Kazuhiko Kakehi, Kiminori Matsuzaki, MasatoTakeichi
  • Organizer: 日本ソフトウェア科学会第25回大会
  • Place of Presentation: 筑波大学大学院ビジネス科学研究科(茨城)
• [Presentation] The Third Homomorphism Theorem on Trees : Downward & Upward Lead to Divide-and-Conquer (2008)
  • Author(s): Akimasa Morihata, Kiminori Matsuzaki, ZhenjiangHu, Masato Takeichi
  • Organizer: 日本ソフトウェア科学会第25回大会
  • Place of Presentation: 筑波大学大学院ビジネス科学研究科(茨城)
• [Presentation] Automatic Inversion Generates Divide-and-Conquer Parallel Programs (2007)
  • Author(s): Kazutaka Morita, Akimasa Morihata, Kiminori Matsuzaki, Zhenjiang Hu, Masato Takeichi
  • Organizer: ACM SIGPLAN 2007 Conference on Programming Language Design and Implementation (PLDI 2007) (pp.146-155)
  • Place of Presentation: San Diego, CA, USA
• [Presentation] リスト上の最大マーク付け問題を解く並列プログラムの導出 (2007)
  • Author(s): 松崎公紀, 胡振江, 武市正人
  • Organizer: 情報処理学会 第66回プログラミング研究会
  • Place of Presentation: 名古屋大学 大学院多元数理科学研究科
• [Presentation] Associativity for Parallel Tree Computation (2007)
  • Author(s): 松崎 公紀, 森畑 明昌, 胡 振江, 武市 正人
  • Organizer: 日本ソフトウェア科学会第24回大会
  • Place of Presentation: 奈良先端科学技術大学院大学
• [Presentation] 近傍要素を必要とするスケルトンプログラムの最適化 (2007)
  • Author(s): 江本健斗, 松崎公紀, 胡振江, 武市正人
  • Organizer: 第9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 (PPL2007)
  • Place of Presentation: 石川県加賀市山
• [Presentation] Automatic Inversion Generates Divide-and-Conquer Parallel Programs (2007)
  • Author(s): Kazutaka Morita, Akinlasa Morihata, Kiminori Matsuzaki, Zhenjang Hu, Masato Takeichi
  • Organizer: ACM SIGPLAN2007Conference on Programming Language Design and ImplernentatiDn(PLDI2007)
  • Place of Presentation: San Diego,CA,USA
• [Presentation] Donain-Spaecific Optimization Strategy fbr Skeieton Programs (2007)
  • Author(s): Kento Emoto, Kiminori Matsuzaki, Zhenjing Hu, Masato Takeiehi
  • Organizer: 13th International European Conference on Parallel and Distributed Computing(Euro-Par2007)
  • Place of Presentation: IRISA,Renne,France
• [Presentation] Towards Automatic Parallelization of Tree Reductions in Dynamic Programming (2006)
  • Author(s): Kiminori Matsuzaki, Zhenjiang Hu, Masato Takeichi
  • Organizer: 18th ACM Symposium on Parallelism in Algorithms and Architectures (SPAA 2006)
  • Place of Presentation: Cambridge, MA, USA
• [Presentation] Surrounding Theorem: Developing Parallel Programs for Matrix-Convolutions (2006)
  • Author(s): Kento Emoto, Kiminori Matsuzaki, Zhenjiang Hu, Masato Takeichi
  • Organizer: European Conference on Parallel Computing (EuroPar 2006) (LNCS 4128, Springer. Pp.605-614)
  • Place of Presentation: Dresden, Germany
• [Presentation] A Library of Constructive Skeletons for Sequential Style of Parallel Programming (Invited Paper) (2006)
  • Author(s): Kiminori Matsuzaki, Kento Emoto, Hideya Iwasaki, Zhenjiang Hu
  • Organizer: First International Conference on Scalable Information Systems (InfoScale 2006) (Vol. 152 of ACM International Conference Proceeding Series)
  • Place of Presentation: Hong Kong
• [Presentation] 弱逆関数の自動導出によるプログラムの並列化 (2006)
  • Author(s): 森田 和孝, 森畑 明昌, 胡 振江, 武市 正人
  • Organizer: 日本ソフトウェア科学会第23回大会
  • Place of Presentation: 東京大学
• [Presentation] Parallel Dynamic Programming using Data-Parallel Skeletons (2005)
  • Author(s): 筧一彦, 松崎公紀, 森畑明昌, 江本健斗, 胡振江
  • Organizer: 日本ソフトウェア科学会第22回大会
  • Place of Presentation: 東北大学 青葉山キャンパス
• [Presentation] 構成的な並列スケルトンによる並列プログラミングライブラリ (2005)
  • Author(s): 松崎公紀, 明石良樹, 江本健斗, 岩崎英哉, 胡振江, 助っ人
  • Organizer: 日本ソフトウェア科学会第22回大会
  • Place of Presentation: 東北大学 青葉山キャンパス
• [Presentation] 木スケルトンによるXpathクエリの並列化とその評価 (2005)
  • Author(s): 野村芳明, 江本健斗, 松崎公紀, 胡振江, 武市正人
  • Organizer: 日本ソフトウェア科学会第22回大会
  • Place of Presentation: 東北大学 青葉山キャンパス
• [Remarks]
  • URL: http://research.nii.ac.jp/~hu/project/skepara.html