2017 Fiscal Year Annual Research Report
計算状態の精密操作に基づく高性能・高信頼システム技術
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26280023
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
八杉 昌宏 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (30273759)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平石 拓 京都大学, 学術情報メディアセンター, 助教 (60528222)
光来 健一 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (60372463)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | プログラミング言語 / 計算機システム / ソフトウエア開発効率化・安定化 / ディペンダブル・コンピューティング / ハイパフォーマンス・コンピューティング / 性能評価 / 負荷分散 / 仮想環境 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
提案しているL-closure等の計算状態操作機構について、以下の研究を実施した。
１．新しい処理系や言語仕様の調査・比較やベースとしての活用：Cilk PlusやC++17などの動向調査を進めた。
２．計算状態操作機構を持つ拡張C言語の言語仕様や実装・性能モデルの改良：部分列に関する条件を扱うパターンを追加した「S式ベース言語処理系」を用いて、S式ベースの拡張Java言語処理系の再実装を進めた。拡張C言語という計画を見直し、「計算状態操作機構L-closureを持つ拡張Java言語」からJava言語（例外処理可能）への変換ベースの実装を進める。
３．冗長実行や負荷分散やマイグレーションにより仮想化・階層化・ヘテロ化なども想定して並列システムにおける資源を有効活用する手法の開発：基礎的研究としては、並列計算量の理論的扱い、仮想環境における並列性能の最適化／性能確保方式の研究を行った。バックトラックに基づく負荷分散に関しては、多数のコアを持つプロセッサを有効活用するために仕事量の見積りというヒントを優先度または重みとして用いた方式の考案と有効性評価、MPIを利用した実装方式の再検討、中断処理による冗長探索削減の分散環境での評価、仮想環境を考慮した負荷分散方式の評価とCilkとの性能比較、を行った。また、階層的計算省略に基づく並列実行モデルについては高水準言語の設計と処理系の完成度向上、このモデルを支えるスケーラブルなメッセージ媒介システムの改良、耐障害性評価のための通信障害模擬機能の実装を行った。どちらの並列実行モデルも、評価用アプリケーション・実アプリケーションの開発を進めた。
４．ごみ集めや一級継続がサポートされた高水準言語の実装：計算状態操作機構の変換ベースの実装を利用可能なLispインタープリタにより既存の計算状態操作機構の評価と課題整理を行った。
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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
当初から計画していた研究項目に関しては、新しい変換ベースの実装方式で遅れがあるほかは、おおむね順調に進展している。
新しい変換ベースの実装方式に関しても、C言語以外の言語（Java言語）で試験実装するための基礎研究が当初の予想よりも奥深いものであったため、ある意味では計画以上に進展したといえる。
また、バックトラックに基づく負荷分散に関しては、計画以上の成果が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
成果の得られた研究項目については、対外発表を進めていく。課題が見つかった研究項目については、研究項目の当初の目的に沿う形で、サブ課題に幅広く取り組んでいく。具体的には、L-closureについては拡張C言語という計画を見直し、「計算状態操作機構L-closureを持つ拡張Java言語」からJava言語（例外処理可能）への変換ベースの実装を進めたり、「計算状態操作機構closureを持つ拡張C言語」から標準C言語への変換ベース実装を進める。
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