2020 Fiscal Year Research-status Report
効率性と拡張性をもつ可逆アルゴリズム族の系統的な設計と解析
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18K11250
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| Research Institution | Nanzan University |
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Principal Investigator |
横山 哲郎 南山大学, 理工学部, 教授 (80456631)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 可逆アルゴリズム / 可逆プログラミング言語 / 可逆シミュレーション / 可逆計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、消費エネルギー最適化やプログラムのモジュラリティの向上を目的として、計算の全ステップにおいて直前の状態が存在すれば一意に決まる可逆計算の研究が実施されてきた。本研究は、効率的な可逆アルゴリズム族の設計、その系統的な設計のための可逆アルゴリズム戦略の発展、および可逆プログラミング言語による実装を目指している。本年度は、可逆アルゴリズムの記述を支援する可逆プログラミング言語の形式意味論の方法論についての研究、可逆圧縮アルゴリズムを用いた計算履歴の圧縮法、および個別のアルゴリズムに対して一般解法よりもより効率的な可逆アルゴリズムに関する研究を行った。
可逆アルゴリズムの記述とテストには申請者が形式化したプログラミング言語とその可逆言語処理系を拡張したり、コペンハーゲン大学を中心に開発された可逆オブジェクト指向言語ROOPL++を拡張して用いた。研究成果は、可逆回路の設計、双方向変換、投機的実行の逆計算、および量子計算などの隣接分野における応用や異なる視点からの解釈が期待できる。
前年度までに逆プログラムがある問題の効率的な可逆化を検討してきたが、今年度は必ずしも逆プログラムがない基礎的な問題の効率的な可逆化も検討した。各命令が実行される確率を考慮して、可逆化ゆえに必要となる平均的な追加メモリ使用量の削減も試みている。理論面のみならず実践的に有用であるかの性能評価が今後に行われていくことが望ましい。
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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
有望と予想していた逆プログラムがある問題の効率的な可逆化について結果が得られたのとは異なり、萌芽的な結果とはいえ、意味論自体の可逆化および入力データの分布を意識して計算履歴に関する追加データ量を圧縮する方法など当初予期していないものについても知見が得られてきている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで行ってきた可逆プログラミング言語の形式意味論についての研究の成果や可逆プログラミング言語の実装を用いて、効率の良い基本的な可逆アルゴリズムを蓄積して、逆プログラムがある問題のみならず逆プログラムが必ずしもない問題に対して、これまでの研究成果が応用できるものを可逆化・効率化していく。入出力データの種類や計算履歴の圧縮など非可逆アルゴリズムでは考慮する必要がないが、可逆版では考慮することが求められるものが明らかになってきたのは興味深く、これらの点についても研究を進めたい。
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| Causes of Carryover |
計画段階で予算に入れていた旅費としての執行が全くなかった。予定していた論文の英文校閲を年度内に実施するに至らなかった。次年度に英文校閲費の一部として使用する予定である。
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