高度な信頼性を有する大規模分散システム構築のための分散アルゴリズムに関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10205218
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 増澤 利光 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教授 (50199692)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤原 暁宏 九州工業大学, 情報工学部, 講師 (10295008) ; 片山 喜章 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学センター, 助手 (10263435) ; 井上 美智子 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助手 (30273840)
• Keywords: 分散アルゴリズム / プロトコル / 並列アルゴリズム / 故障耐性 / 無待機 / 自己安定

Research Abstract

本研究では,高度な信頼性を有する大規模分散システム実現を可能とするアルゴリズムの設計・開発を目指している.特に,この目的達成に有望であると考えられる無待機分散アルゴリズム(他の計算機の動作速度にかかわらず,あらかじめ決められたステップ数を実行した計算機が解を求めることを保証する.停止故障に対する高度な故障耐性を有する.),自己安定分散アルゴリズム(ネットワークのどのような状況から実行を開始しても,解を求める.一時的な故障に対し,高度な故障耐性を有する.)について研究している.
本年度は,共有メモリ型分散システムにおいてプロセスの局所時計の時刻合わせを行う無待機分散アルゴリズム,また,ネットワークにおいて共有メモリ環境を実現するための無待機分散アルゴリズムについて結果を得た.また,ネットワーク上にヒープ構造を分散データ型として実現する自己安定アルゴリズムについて結果を得た.さらに,今後の分散システムで重要な位置を占めるモバイル分散システムを対象に,故障耐性を実現する分散アルゴリズムについて結果を得た.
また,分散アルゴリズムをワークステーション群からなる分散処理システムに適用することについても検討した.具体的には,BSP(Bulk-Synchronous Parallel model)やCGM(Coarse Grained Machine)とよばれる並列計算モデルを対象に,いくつかの並列アルゴリズムを設計し、これらの並列アルゴリズムを実際のネットワーク環境で動作させ、性能評価を行った。

Research Products

• [Publications] 大堀 力: "分散移動システムのための前後関係保存放送プロトコル"電子情報通信学会論文誌(D1). J82-D-I・2. 425-435 (1999)
• [Publications] Akihiro Fujiwara: "A cost optimal parallel algorithm for weighted distance transforms"Parallel computing. 25・4. 405-416 (1999)
• [Publications] 石水 隆: "選択問題を解くBSPモデルおよびBSP^*モデル上の並列アルゴリズム"電子情報通信学会論文誌(D1). J82-D-I・4. 533-542 (1999)
• [Publications] 林 邦彦: "直交順序を保存する方形の非交差配置問題"電子情報通信学会論文誌(D1). J82-D-I・6. 679-690 (1999)
• [Publications] 藤原 暁宏: "2分木の平衡分解木を求めるコスト最適な並列アルゴリズム"電子情報通信学会論文誌(D1). J83-D-I・1. 90-98 (2000)
• [Publications] 守屋 宣: "共有メモリマルチプロセッサシステムにおける同期時間最適な無待機時計合せプロトコル"電子情報通信学会論文誌(D1). J83-D-I・1. 99-109 (2000)
• [Publications] Takashi Ishimizu: "Parallel algorithms for all nearest neighbors of binary images on the BSP model"IEICE Trans. On Information and Systems. (採用決定).
• [Publications] Toshimitsu Masuzawa: "Fault-tolerance of distributed algorithms: self-stabilization and wait-freedom"IEICE Trans. On Information and Systems. (採用決定).
• [Publications] Akihiro Fujiwara: "Parallel selection algorithms for CGM and BSP with application to sorting"Joint Symposium on Parallel Processing(JSPP'99). 261-268 (1999)
• [Publications] Takashi Ishimizu: "Parallel algorithms for all nearest neighbors of binary images on the BSP model"Joint Symposium on Parallel Processing(JSPP'99). 253-260 (1999)
• [Publications] Akihiro Fujikawa: "Parallel selection algorithms with analysis on clusters"Proceedings of International Symposium on Parallel Architechtures,Algorithms and Networks. 388-393 (1999)
• [Publications] Takashi Ishimizu: "Parallel algorithms for all nearest neighbors of binary images on the BSP model"Proceedings of International Symposium on Parallel Architechtures,Algorithms and Networks. 394-399 (1999)
• [Publications] Sen Moriya: "Wait-free linearizable distributed shared memory"Proc. Of the 11th IASTED International Conference on Parallel and Distributed Computing and Systems. 335-342 (1999)
• [Publications] 寺田 雅人: "分散移動システムにおける全域チェックポイントについて"電子情報通信学会技術研究報告. COMP98-74. (1999)
• [Publications] 須田 克朗: "線形化可能性を保証する共有オブジェクトの無待機な実現"電子情報通信学会技術研究報告書. COMP-98-73. (1999)
• [Publications] Satoshige Ukena: "A Self-Stabilizing κ-Exclusion Protocol with κ-Wait-Freedom"電子情報通信学会技術研究報告書. COMP98-87. (1999)
• [Publications] Sen Moriya: "Wait-Free Linearizable Implementation of a Distributed Shared Memory"電子情報通信学会技術研究報告. COMP99-37. (1999)
• [Publications] Akihiro Fujiwara: "Practical parallelizability of some P-complete problems"情報処理学会研究報告書. AL69-2. (1999)
• [Publications] 長谷川 学: "ヒープ順序づき木を構成する自己安定プロトコル"電子情報通信学会技術研究報告. 発表予定. (2000)
• [Publications] 谷口 博人: "アドホックネットワークにおけるクラスタ構成法"電子情報通信学会技術研究報告. 発表予定. (2000)