2015 Fiscal Year Research-status Report
実数と時間の概念を備えた汎用高水準プログラミング言語
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15K12010
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
上田 和紀 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (10257206)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | プログラミング言語 / サイバーフィジカルシステム / ハイブリッドシステム / 制約プログラミング / 並行プログラミング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
時間などの連続量を的確に表現するプログラミング言語の要素技術の確立のために，第1年度はまず，研究代表者が中心となって設計し検討と開発を進めてきたハイブリッドシステムモデリング言語HydLaの設計・実装・問題記述の経験を出発点とした基礎検討を行った．具体的には，(1) 連続量を精度保証数値計算によって区間近似した場合の意味論の設計要件，(2) 微小量を記号的に扱う機能の有用性と応用，(3) プログラムの性質記述と検証のための枠組，(4) 時間の扱い，特に hyperedense time の必要性，などの検討を進めてきた．
これらの準備を踏まえ，2016年3月に，サイバーフィジカルシステムのための高級モデリング言語のもう一つの研究拠点であるHalmstad大学（スウェーデン）のWalid Taha教授のグループを，研究協力者3名（助手1名，大学院生2名）とともに訪問し，1週間にわたって先方の教員および学生と集中討議を行った．同大学で開発中のモデリング言語Acumenと研究代表者らのHydLaの開発経験についての情報交換と討論を繰り返し，以下の項目について詳細な比較対照を進めた： (i) 言語の基本設計原理，(ii) 言語が提供する基本概念（時間概念を含む），(iii) 言語の使用経験から得た知見，(iv) 言語が提供するデータ型，(v) 言語が提供する制御構造，(vi) 言語が提供する抽象化機能，(vii) プログラムの基本構成要素とその結合子，(viii) 入出力機能，(ix) 意味論，(x) 実装技術．
これらの擦り合わせを踏まえて，AcumenおよびHydLaの共通要素の抽出を含む今後の研究方針を立て，本研究課題が目標とする新たな言語の設計に役立てることとした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究目標を達成するための個別要素技術の洗い出しを進めることができ，有用な知見を蓄積することができた．一方，数年間の研究開発歴をもつAcumenやHydLaの枠を超えた新たな汎用言語の全体像をある程度具体的に描く段階にはまだ達していない．AcumenやHydLaは実数と時間の概念を備えた数少ない高水準言語であるが「汎用プログラミング言語」とは位置付けられておらず，世界的にも関連研究が多くはないため，探索研究を続けている段階である．
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| Strategy for Future Research Activity |
新たなプログラミング言語に向けた検討の推進には集中討議が大変重要であり，再び機会を設けたい．また，ベンチマーク例題の記述実験が検討の推進力となることがわかったので，今後も例題記述を軸として検討を進める．ベンチマーク例題は，ハイブリッドシステムの古典的例題であるbounding ball（いくつかの変種を含む）のような大変基本的な例題でも十分有効であることが過去の議論からわかっている．
言語機能については，今年度の成果概要に述べた諸側面に加え，最適化（目的関数最小化）のための機能の検討も行いたい．また意味論については，表示的意味論や関数包囲に基づく意味論を射程に含めてゆく予定である．
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| Causes of Carryover |
国際共同研究の旅費と人件費・謝金が予想をやや下回った．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
国際共同研究の旅費として活用する予定である．
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