Learning Support System for Parallel Programming using Graphical Animation

• Project/Area Number: 18K02916
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 09070:Educational technology-related
• Research Institution: Osaka Institute of Technology
• Principal Investigator: Mizutani Yasuharu 大阪工業大学, 情報科学部, 准教授 (10411414)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2021: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2018: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
• Keywords: 並列プログラミング / プログラミング教育 / マルチスレッド / 並列計算 / 教育工学

Outline of Final Research Achievements

We developed a parallel programming environment based on graphical animation. This environment provides a framework for easily writing multi-thread parallel programs which can draw graphical animations using the Processing language. We used this programming environment to a parallel programing exercises for beginners of parallel programming．The questionnaire results show that students were able to realize the speed-up by parallelization and the non-thread-safe operation, and this environment is appropriate to start learning parallel programming．

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

マルチコアCPUやGPUの普及など，並列処理を行えるハードウェア環境が普及しつつある一方で，それらを効果的に扱うためのソフトウェア開発技術の普及が遅れている．従来の並列プログラミングの学習では，並列プログラムの作成や教材自体が難しかったが，本研究で開発した並列プログラミング環境により，図形アニメーションといった高速処理の効果が見た目にわかりやすい環境を提供することができた．また，実際の授業において実施してアンケートを行ったことで，初学者に対して並列プログラミングの興味を持たせることに貢献できていることがわかった．

Research Products

• [Presentation] Processing言語による図形アニメーションを用いた並列プログラミング演習 (2024)
  • Author(s): 水谷泰治, 橋本渉, 西口敏司
  • Organizer: 情報処理学会第86回全国大会
• [Presentation] Processingを用いた学習向け並列プログラミング環境の改善 (2022)
  • Author(s): 前川翔, 水谷泰治, 西口敏司, 橋本渉
  • Organizer: 電子情報通信学会2022総合大会
• [Presentation] Processingで視覚的な並列処理を行うためのフレームワークの開発と評価 (2020)
  • Author(s): 岸野竜司, 笠波将太郎, 鈴木優大, 西口敏司, 橋本渉, 水谷泰治
  • Organizer: 教育システム情報学会2019年度JSiSE学生研究発表会
• [Presentation] 大阪工業大学情報科学部の初年次Cプログラミング演習におけるBYODのためのプログラミング環境 (2019)
  • Author(s): 水谷泰治, 井垣宏, 尾花将輝, 西口敏司, 橋本渉
  • Organizer: 情報処理学会第81回全国大会