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実時間性を持つ並行プログラムに対するデバッグのための逆方向計算モデル

研究課題

研究課題/領域番号 17H01722
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 ソフトウェア
研究機関名古屋大学

研究代表者

結縁 祥治  名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (70230612)

研究分担者 西田 直樹  名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (00397449)
関 浩之  名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (80196948)
中澤 巧爾  名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (80362581)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2017年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
キーワード可逆計算 / 並行計算モデル / 並行プログラム / 可逆実行環境 / 可逆デバッガ / 可逆計算実行環境 / 可逆抽象機械 / 逆方向デバッグ技法 / 逆方向計算 / 実時間プログラム / 通信プロセス計算 / プログラミング言語 / 通信プロセスモデル / 逆計算モデル / バックトラック逆計算 / 構造操作意味規則 / 因果無矛盾性 / 並行計算 / デバッグモデル / 離散時間モデル / 並行プログラミング言語 / 計算モデル / 実時間性 / ソフトウエア学 / ソフトウェアデバッグ / 逆計算
研究成果の概要

本研究の目的は、並行性をもつソフトウェアにおいて、逆計算のメカニズムを応用して新たな解析手法を与えることである。近年の並行性を持つソフトウェアの振舞いにおいては、同時に実行されるプログラムの振舞いは非決定的であり、どのように相互作用を行ったかということを逆にたどることはプログラムの動的解析にとって非常に重要な情報となる。
この観点において、本研究では、並行性を持つソフトウェアの振舞いモデルの研究を行い、応用技術として、デバッグを目的とした並行性をもつプログラムの逆方向の動的解析手法および関連したプログラム解析技法(情報圧縮、実時間計算、並行プログラムの型づけ)について研究を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

並行性を持つプログラムでは非決定性から実行再現性が保証されないため、不具合に対する解析とその修正が一般には難しい。並行ソフトウェアの振舞いを可逆計算の体系によってモデル化することによって、不具合の原因同定とその修正を効率的に行う手法について研究を行った。モデル化では順方向の実行に沿った逆方向に不可欠な情報を同定する。このモデル化を実行環境として実現し、さまざまな言語に対する可逆実行環境とその上でのデバッグ手法について研究を行った。過去の状態を同定し可逆的実行を可能にするためのモデル化と手法を複数のプログラミング言語処理系に対して示した。さらに可逆実行における実時間性について検討した。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (21件) (うち国際共著 13件、 査読あり 21件、 オープンアクセス 15件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] レスター大学/インペリアル・カレッジ(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] レスター大学/インペリアルカレッジ(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Leicester(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] NSFC(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] COST ACTION 1405(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Reversible CSP Computations2021

    • 著者名/発表者名
      Galindo Carlos、Nishida Naoki、Silva Josep、Tamarit Salvador
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems

      巻: 32 号: 6 ページ: 1425-1436

    • DOI

      10.1109/tpds.2021.3051747

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Reversible Runtime Environment for Parallel Programs2020

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Takashi、Yuen Shoji
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 12227 ページ: 272-279

    • DOI

      10.1007/978-3-030-52482-1_18

    • ISBN
      9783030524814, 9783030524821
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multiparty Session Programming With Global Protocol Combinators2020

    • 著者名/発表者名
      Keigo Imai, Rumiyana Neykova, Nobuko Yoshida and Shoji Yuen
    • 雑誌名

      Leibniz International Proceedings in Informatics

      巻: 166

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ReverCSP: Time-Travelling in CSP Computations2020

    • 著者名/発表者名
      Galindo Carlos、Nishida Naoki、Silva Josep、Tamarit Salvador
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 12227 ページ: 239-245

    • DOI

      10.1007/978-3-030-52482-1_14

    • ISBN
      9783030524814, 9783030524821
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Case Study for Reversible Computing: Reversible Debugging of Concurrent Programs2020

    • 著者名/発表者名
      Hoey James、Lanese Ivan、Nishida Naoki、Ulidowski Irek、Vidal Germ?n
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 12070 ページ: 108-127

    • DOI

      10.1007/978-3-030-47361-7_5

    • ISBN
      9783030473600, 9783030473617
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Automating Time-series Safety Analysis for Automotive Control Systems Using Weighted Partial Max-SMT2020

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Sato, Shogo Hattori, Hiroyuki Seki, Yutaka Inamori, Shoji Yuen
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing

      巻: 28 号: 0 ページ: 124-135

    • DOI

      10.2197/ipsjjip.28.124

    • NAID

      130007798629

    • ISSN
      1882-6652
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Graph Compression by Tree Grammars and Direct Evaluation of Regular Path Query2019

    • 著者名/発表者名
      Takeda Takeshi、Hashimoto Kenji、Seki Hiroyuki
    • 雑誌名

      International Conference on Computer and Communication Systems

      巻: 4 ページ: 257-262

    • DOI

      10.1109/ccoms.2019.8821730

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Completeness of Cyclic Proofs for Symbolic Heaps with Inductive Definitions2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuta Makoto、Nakazawa Koji、Kimura Daisuke
    • 雑誌名

      LNCS (APLAS 2019)

      巻: 11893 ページ: 367-387

    • DOI

      10.1007/978-3-030-34175-6_19

    • ISBN
      9783030341749, 9783030341756
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Session-ocaml: A session-based library with polarities and lenses2019

    • 著者名/発表者名
      Imai Keigo、Yoshida Nobuko、Yuen Shoji
    • 雑誌名

      Science of Computer Programming

      巻: 172 ページ: 135-159

    • DOI

      10.1016/j.scico.2018.08.005

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] On Transforming Narrowing Trees into Regular Tree Grammars Generating Ranges of Substitutions2019

    • 著者名/発表者名
      Nishida Naoki、Maeda Yuya
    • 雑誌名

      Electronic Proceedings in Theoretical Computer Science

      巻: 289 ページ: 68-87

    • DOI

      10.4204/eptcs.289.5

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Direct Update of XML Documents with Data Values Compressed by Tree Grammars2018

    • 著者名/発表者名
      Kenji Hashimoto, Ryunosuke Takayama and Hiroyuki Seki
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E101.D 号: 6 ページ: 1467-1478

    • DOI

      10.1587/transinf.2017FOP0002

    • NAID

      130007382456

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2018-06-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reversing Parallel Programs with Blocks and Procedures2018

    • 著者名/発表者名
      Hoey James、Ulidowski Irek、Yuen Shoji
    • 雑誌名

      Electronic Proceedings in Theoretical Computer Science

      巻: 276 ページ: 69-86

    • DOI

      10.4204/eptcs.276.7

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Reversing Event Structures2018

    • 著者名/発表者名
      Ulidowski Irek、Phillips Iain、Yuen Shoji
    • 雑誌名

      New Generation Computing

      巻: 36 号: 3 ページ: 281-306

    • DOI

      10.1007/s00354-018-0040-8

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A theory of reversibility for Erlang2018

    • 著者名/発表者名
      Lanese Ivan、Nishida Naoki、Palacios Adrian、Vidal German
    • 雑誌名

      Journal of Logical and Algebraic Methods in Programming

      巻: 100 ページ: 71-97

    • DOI

      10.1016/j.jlamp.2018.06.004

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] CauDEr: A Causal-Consistent Reversible Debugger for Erlang2018

    • 著者名/発表者名
      Lanese Ivan、Nishida Naoki、Palacios Adrian、Vidal German
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10818 ページ: 247-263

    • DOI

      10.1007/978-3-319-90686-7_16

    • ISBN
      9783319906850, 9783319906867
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Narrowing Trees for Syntactically Deterministic Conditional Term Rewriting Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Nishida, Yuya Maeda
    • 雑誌名

      LIPIcs

      巻: 108

    • DOI

      10.4230/LIPIcs.FSCD.2018.26

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reversible computation in term rewriting2018

    • 著者名/発表者名
      Nishida Naoki、Palacios Adrian、Vidal German
    • 雑誌名

      Journal of Logical and Algebraic Methods in Programming

      巻: 94 ページ: 128-149

    • DOI

      10.1016/j.jlamp.2017.10.003

    • NAID

      120006473505

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Reversing Imperative Parallel Programs2017

    • 著者名/発表者名
      Hoey James、Ulidowski Irek、Yuen Shoji
    • 雑誌名

      Electronic Proceedings in Theoretical Computer Science

      巻: 255 ページ: 51-66

    • DOI

      10.4204/eptcs.255.4

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Session-ocaml: A Session-Based Library with Polarities and Lenses2017

    • 著者名/発表者名
      Imai Keigo、Yoshida Nobuko、Yuen Shoji
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10319 ページ: 99-118

    • DOI

      10.1007/978-3-319-59746-1_6

    • ISBN
      9783319597454, 9783319597461
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Nested Timed Automata with Diagonal Constraints2017

    • 著者名/発表者名
      Wang Yuwei、Wen Yunqing、Li Guoqiang、Yuen Shoji
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10610 ページ: 396-412

    • DOI

      10.1007/978-3-319-68690-5_24

    • ISBN
      9783319686899, 9783319686905
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nested Timed Automata with Invariants2017

    • 著者名/発表者名
      Wang Yuwei、Li Guoqiang、Yuen Shoji
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10606 ページ: 77-93

    • DOI

      10.1007/978-3-319-69483-2_5

    • ISBN
      9783319694825, 9783319694832
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Graph Compression by Tree Grammars and Direct Evaluation of Regular Path Query,2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Takeda, Kenji Hashimoto and Hiroyuki Seki
    • 学会等名
      2019 IEEE 4th International Conference on Computer and Communication Systems (ICCCS 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 時間付き可逆プロセス計算2018

    • 著者名/発表者名
      山本曉、結縁祥治
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソフトウェアサイエンス研究会SS2018-5
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 時間付き可逆プロセス計算の合同性について2018

    • 著者名/発表者名
      山本曉、結縁祥治
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソフトウェアサイエンス研究会SS2018-5
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高階契約に対するトレース意味論の完全抽象性2018

    • 著者名/発表者名
      井上 鉄也,中澤 巧爾
    • 学会等名
      第20回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ (PPL2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 帰納的述語を含む分離論理によるプログラム検証のためのループ不変式の導出2018

    • 著者名/発表者名
      仲田 壮佑,中澤 巧爾
    • 学会等名
      第20回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ (PPL2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Z for call-by-value2017

    • 著者名/発表者名
      Koji Nakazawa, Ken-etsu Fujita, and Yuta Imagawa
    • 学会等名
      6th International Workshop on Cofluence (IWC 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-06-10  

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