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定式化された形式木言語理論に基づくソフトウェア基盤技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K00007
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 情報学基礎理論
研究機関東北大学 (2018-2021)
電気通信大学 (2017)

研究代表者

中野 圭介  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (30505839)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード形式木言語理論 / プログラム検証 / 定理証明支援系 / 双方向変換 / 等価性判定問題 / 計算モデル / 木トランスデューサ / 木オートマトン / 等価性判定 / 型検査 / 結合子論理 / プログラム変換 / ソフトウェア検証
研究成果の概要

形式木言語理論とは,形式的な木構造データを扱うことのできる木オートマトンや木トランスデューサに関する理論であり,効率的かつ検証可能なソフトウェアへの応用が期待されている.本研究期間ではいくつかの木トランスデューサのクラス間の関係について研究を進めたが,特筆すべき結果として,効率のよいとされるストリーム型木トランスデューサのクラスが,等価性判定問題が決定可能である最大のクラスと一致することを示すことに成功した.この研究成果により,ある種の効率的なプログラムの検証アルゴリズムの開発が期待される.

研究成果の学術的意義や社会的意義

二つのプログラムの振舞いが全く同じであるか(等価性)を検証する問題は一般に決定不能であるが,形式を制限することで決定可能になることが知られている.この制限は非常に強く,特に効率を意識したプログラムにおいてはその複雑さから等価性を判定することは困難であるとされてきた.本研究の成果では,ストリーム型変換と呼ばれる効率的かつ煩雑なプログラムについても等価性判定が決定可能であることが証明され,これはプログラム検証における新たな可能性を示している.提案した等価性判定の手法は,特定の条件下での等価性(部分等価性)の判定も扱うことができるため,後方互換性を意識したソフトウェアの保守にも応用が可能である.

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 2件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Time-symmetric Turing machines for computable involutions2022

    • 著者名/発表者名
      Nakano Keisuke
    • 雑誌名

      Science of Computer Programming

      巻: 215 ページ: 102748-102748

    • DOI

      10.1016/j.scico.2021.102748

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Streaming ranked-tree-to-string transducers2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Yuta、Asada Kazuyuki、Nakano Keisuke
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 870 ページ: 165-187

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2020.12.033

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Idempotent Turing Machines2021

    • 著者名/発表者名
      Nakano Keisuke
    • 雑誌名

      Mathematical Foundations of Computer Science

      巻: 46

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Tangled Web of 12 Lens Laws2021

    • 著者名/発表者名
      Nakano Keisuke
    • 雑誌名

      Reversible Computation

      巻: 13 ページ: 185-203

    • DOI

      10.1007/978-3-030-79837-6_11

    • ISBN
      9783030798369, 9783030798376
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Involutory Turing Machines2020

    • 著者名/発表者名
      Nakano Keisuke
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science book series (LNCS)

      巻: 12227 ページ: 54-70

    • DOI

      10.1007/978-3-030-52482-1_3

    • ISBN
      9783030524814, 9783030524821
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On properties of B-terms2020

    • 著者名/発表者名
      Ikebuchi Mirai, Nakano Keisuke
    • 雑誌名

      Logical Methods in Computer Science

      巻: 16 (2)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Streaming Ranked-Tree-to-String Transducers2019

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Yuta、Asada Kazuyuki、Nakano Keisuke
    • 雑誌名

      Lecture Note in Computer Science

      巻: 11601 ページ: 235-247

    • DOI

      10.1007/978-3-030-23679-3_19

    • ISBN
      9783030236786, 9783030236793
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Toward BX-Based Architecture for Controlling and Sharing Distributed Data2019

    • 著者名/発表者名
      Ishihara Yasunori、Kato Hiroyuki、Nakano Keisuke、Onizuka Makoto、Sasaki Yuya
    • 雑誌名

      BigComp 2019

      巻: - ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/bigcomp.2019.8679145

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flexible Framework for Data Integration and Update Propagation: System Aspect2019

    • 著者名/発表者名
      Asano Yasuhito、Herr Dennis-Florian、Ishihara Yasunori、Kato Hiroyuki、Nakano Keisuke、Onizuka Makoto、Sasaki Yuya
    • 雑誌名

      BigComp 2019

      巻: - ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/bigcomp.2019.8679236

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Towards a Complete Picture of Lens Laws2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Nakano
    • 雑誌名

      Proceedings of the Third Workshop on Software Foundations for Data Interoperability

      巻: 3 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 木から文字列への決定性トップダウン変換の等価性判定アルゴリズムの実用性について2018

    • 著者名/発表者名
      高橋 祐多、中野 圭介
    • 雑誌名

      コンピュータ ソフトウェア

      巻: 35 号: 4 ページ: 52-71

    • DOI

      10.11309/jssst.35.52

    • NAID

      130007552516

    • ISSN
      0289-6540
    • 年月日
      2018-10-25
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On Repetitive Right Application of B-Terms2018

    • 著者名/発表者名
      Mirai Ikebuchi, Keisuke Nakano
    • 雑誌名

      International Conference on Formal Structures for Computation and Deduction (FSCD 2018)

      巻: 3

    • DOI

      10.4230/LIPIcs.FSCD.2018.18

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Towards Practical Typechecking for Macro Forest Transducers2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Abe, Keisuke Nakano
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing

      巻: 25 号: 0 ページ: 962-974

    • DOI

      10.2197/ipsjjip.25.962

    • NAID

      130006250672

    • ISSN
      1882-6652
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bidirectional Certified Programming2017

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kinoshita, Keisuke Nakano
    • 雑誌名

      CEUR Workshop Proceedings

      巻: 1827 ページ: 31-38

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Time-symmetric Turing machines for computable involutions2022

    • 著者名/発表者名
      中野圭介
    • 学会等名
      第24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 (PPL 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Idempotent Turing Machines2021

    • 著者名/発表者名
      Nakano Keisuke
    • 学会等名
      46th International Symposium on Mathematical Foundations of Computer Science (MFCS 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On Turing machines with syntactic restrictions2021

    • 著者名/発表者名
      Nakano Keisuke
    • 学会等名
      The School of Computer and Cyber Sciences (CCS) Colloquium Series in Augusta University
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Tangled Web of 12 Lens Laws2021

    • 著者名/発表者名
      Nakano Keisuke
    • 学会等名
      13th International Conference on Reversible Computation (RC 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Involutory Turing Machines2020

    • 著者名/発表者名
      Nakano Keisuke
    • 学会等名
      12th Conference on Reversible Computation (RC 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Streaming Ranked-Tree-to-String Transducers2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Takahashi
    • 学会等名
      Conference on Implementation and Application of Automata
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] モデル検査のパズル化2019

    • 著者名/発表者名
      中野圭介
    • 学会等名
      夏のプログラミング・シンポジウム 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] On Repetitive Right Application of B-Terms2019

    • 著者名/発表者名
      中野 圭介
    • 学会等名
      第21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
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 数値や文字列に対するガードを含む累積引数付き再帰関数の融合2019

    • 著者名/発表者名
      棚橋 健人
    • 学会等名
      第21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
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ランク付き木から文字列への決定性ストリーム変換器の表現力2019

    • 著者名/発表者名
      高橋 祐多
    • 学会等名
      第21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
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] On Repetitive Right Application of B-Terms2018

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Nakano
    • 学会等名
      International Conference on Formal Structures for Computation and Deduction (FSCD 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ComplCoq: Rewrite Hint Construction with Completion Procedures2018

    • 著者名/発表者名
      Mirai Ikebuchi
    • 学会等名
      The Coq Workshop 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Coqにおける手続き的証明から宣言的証明への変換2018

    • 著者名/発表者名
      山田 伊織, 中野 圭介
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] スタック構造の累積引数を持つ関数を融合するための木変換器合成2018

    • 著者名/発表者名
      西山 舜, 中野 圭介
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] On the repetitive right application of B-terms2017

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Nakano
    • 学会等名
      Dagstuhl Seminar on Formal Methods of Transformations
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 定理証明手習い2017

    • 著者名/発表者名
      Daniel P. Friedman, Carl Eastlund, 中野圭介
    • 総ページ数
      240
    • 出版者
      ラムダノート社
    • ISBN
      9784908686023
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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