世界で最小の同期プロトコルの開発と多次元アレイへの応用

• 研究課題/領域番号: 21500023
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 情報学基礎
• 研究機関: 大阪電気通信大学
• 研究代表者: 梅尾 博司 大阪電気通信大学, 情報通信工学部, 教授 (80132356)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2010年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2009年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: オートマトン理論・形式言語理論 / アルゴリズム理論 / セルオートマトン / 一斉射撃問題 / 複雑系 / Dynamical System / FSSP / アルゴリズム / セルラーオートマトン

研究概要

本研究の目的は, 1次元セルオートマトンのための,状態数が世界で最少のFSSP(Firing Squad Synchronization Problem)同期アルゴリズムを開発し,多次元アレイ結合セルオートマトン上への応用を目指すものである. 1次元セルオートマトンに対しては,多数の4状態解を得る. 2次元アレイに対しては, 7状態のFSSP解を開発し,長方形アレイに対しては, 9状態の最適時間FSSP解を得る.これらは現在知られている解の中で最小のものである.さらに再帰的2分割手法に基づく多次元アレイのための最適時間同期アルゴリズムを開発する.

研究成果

• [雑誌論文] An optimum-time firing squad synchronization algorithm for two-dimensional rectangle arrays (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Umeo, T. Yamawaki, and K. Nishide
  • 雑誌名: Journal of Cellular Automata 巻: Vol.7, No.1 ページ: 31-46
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchronizing square arrays in optimum-time (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Umeo
  • 雑誌名: International Journal of General Systems 巻: Vol.41, No.6 ページ: 1-16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Realizing global synchronizations for locally-connected two-dimensional rectangle cellular arrays (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Umeo
  • 雑誌名: Proc. of the 26th IEEE International Conference on Advanced Information Networking and Applications, AINA 2012 ページ: 344-351
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchronization algorithms for multi-dimensional cellular arrays (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Umeo
  • 雑誌名: Proc. of the 5th High-Performance Scientific Computing, HPCS-2012 ページ: 212-212
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent developments in constructing square synchronizers (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Umeo, K.Kubo
  • 雑誌名: Proceedings for 10th International Conference on Cellular Automata for Research and Industry ACRI 2012 巻: (to appear) ページ: 1-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] How to synchronize square arrays in optimum-time (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Umeo
  • 雑誌名: International Journal of General Systems 巻: (to appear) ページ: 1-17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchronizing large-scale locally-connected automata on two-dimensional square arrays (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Umeo
  • 雑誌名: Proc. of The 6th International Conference on Ubiquitous Information Technologies & Applications, CUTE 2012 ページ: 265-270
  • 査読あり
• [雑誌論文] Smallest implementations of optimum-time firing squad synchronization algorithms for one-bit-communication cellular automata (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Umeo and T. Yanagihara
  • 雑誌名: Proc. of the 2011 International Conference on Parallel Computing and Technology, PaCT 2011 ページ: 210-223
  • 査読あり
• [雑誌論文] How to synchronize square arrays in optimum-time (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Umeo, H. Uchino and A. Nomura
  • 雑誌名: Proc. of the 2011 International Conference on High Performance Computing and Simulation(HPCS 2011) ページ: 801-807
• [雑誌論文] Recent developments in firing squad synchronization algorithms for two-dimensional cellular automata and their state-efficient implementations (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Umeo
  • 雑誌名: Proc. of the 13th Intern. Conference on Automata and Formal Languages, AFL 2011 ページ: 368-387
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new optimum-time firing squad synchronization algorithm for two-dimensional rectangle arrays-one-sided recursive halving based (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Umeo, K. Nishide, and T. Yamawaki
  • 雑誌名: Proc. of the Intern. Conf. on Models of Computation in Context, Computability in Europe 2011, CiE 2011 ページ: 290-299
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new optimum-time firing squad synchronization algorithm for two-dimensional rectangle arrays-one-sided recursive halving based (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Umeo, K.Nishide, Yamawaki
  • 雑誌名: Proc.of the Intern.Conf.on Models of Computation in Context, Computability in Europe 2011, CiE 2011, LNCS 6735 巻: LNCS6735 ページ: 290-299
  • 査読あり
• [雑誌論文] How to synchronize square arrays in optimum-time (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Umeo, H.Uchino, A.Nomura
  • 雑誌名: Proc.of the 2011 International Conference on High Performance Computing and Simulation (HPCS2011) 巻: HPCS2011 ページ: 801-807
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent developments in firing squad synchronization algorithms for two-dimensional cellular automata and their state-efficient implementations (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Umeo
  • 雑誌名: Proc.of the 13th Intern.Conference on Automata and Formal Languages 巻: AFL2011 ページ: 368-387
  • 査読あり
• [雑誌論文] Smallest implementations of optimum-time firing squad synchronization algorithms for one-bit-communication cellular automata (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Umeo, T.Yanagihara
  • 雑誌名: Proc.of the 2011 International Conference on Parallel Computing and Technology, PaCT 2011 巻: LNCS6873 ページ: 210-223
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchronizing large-scale locally-connected automata on two-dimensional square arrays (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Umeo
  • 雑誌名: Proc.of The 6th International Conference on Ubiquitous Information Technologies & Applications 巻: CUTE2011 ページ: 265-270
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchronization algorithms for multi-dimensional cellular arrays (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Umeo
  • 雑誌名: Proc.of the 5th High-Performance Scientific Computing-Abstract 巻: HPCS2012 ページ: 212-212
  • 査読あり
• [雑誌論文] Realizing global synchronizations for locally-connected two-dimensional rectangle cellular arrays (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Umeo
  • 雑誌名: Proc.of The 26th IEEE International Conference on Advanced Information Networking and Applications 巻: AINA2012 ページ: 344-351
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchronizing two-dimensional cellular arrays in optimum-time (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Umeo, K.Nishide, T.Yamawaki
  • 雑誌名: IPSJ SIG Technical Report 巻: Vol2011-AL135-No.6 ページ: 1-6
• [雑誌論文] 2次元セルラ・オートマトン上の一斉射撃問題に関する考察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野村輝・内野博貴・梅尾博司
  • 雑誌名: IEICE Ttechnical Report 巻: CAS2011-36 ページ: 19-23
• [雑誌論文] Generalized firing squad synchronization protocols for one-dimensional cellular automata-a survey (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Umeo, N. Kamikawa, K. Nishioka, and S. Akiguchi
  • 雑誌名: Acta Physica Polonica B, Proceedings Supplement 巻: Vol.3 ページ: 267-289
  • 査読あり
• [雑誌論文] A seven-state time-optimum square synchronizer (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Umeo and Kubo
  • 雑誌名: Proc. of the 9th International Conference on Cellular Automata for Research and Industry ページ: 219-230
  • 査読あり
• [雑誌論文] Universality of 2-state asynchronous cellular automaton with inner-independent totalistic transitions (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Adachi, J. Lee, F. Peper, and H. Umeo
  • 雑誌名: Proc. of 16th Intl. Workshop on CA and DCS, Automata 2010 ページ: 153-172
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-dimensional cellular automata synchronizers (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Umeo
  • 雑誌名: Proc. of the 4th WSEAS International Conference on Computational Intelligence ページ: 107-112
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Construction of Smallest Real-Time Prime Generators on Cellular Automata (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Umeo, K. Miyamoto, and Y. Abe
  • 雑誌名: Proc. of the 2010 2nd International Conference on Computer Technology and Development ページ: 338-342
  • 査読あり
• [雑誌論文] An optimum-time firing squad synchronization algorithm for two-dimensional rectangle arrays-freezing-thawing technique based- (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Umeo, T. Yamawaki and K. Nishide
  • 雑誌名: Proc. of the 2010 International Conference on High Performance Computing & Simulation(HPCS 2010) ページ: 575-581
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent Developments in Synchronization Algorithms for Two-Dimensional Cellular Automata (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Umeo
  • 雑誌名: Proceedings of The 3^<rd> Annual Meting of the Asian Association for Algorithms and Computation
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-Dimensional Cellular Automata Synchronizers (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Umeo
  • 雑誌名: Proceedings of the 4^<th> WSEAS International Conference on Computational Intelligence 巻: 91 ページ: 107-112
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Note on Synchronization Steps in Firing Squad Synchronization Problem (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Nomura, J.-B.Yunes, H.Umeo
  • 雑誌名: Proceedings of the Third International Conference on Computational Sciences and Optimization 巻: Vol.1 ページ: 300-301
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Implementation of an Optimum-Time Firing Squad Synchronization Algorithm on Two-Dimensional Arrays (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Nishide, T.Yamawaki, H.Umeo
  • 雑誌名: Proceedings of the Third International Conference on Computational Sciences and Optimization 巻: Vol.1 ページ: 170-171
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Construction of Number-Conserving Firing Squad Synchronization Algorithm on One-Dimensional Arrays (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Suzuki, H.Umeo
  • 雑誌名: Proceedings of the Third International Conference on Computational Sciences and Optimization 巻: Vol.1 ページ: 172-173
  • 査読あり
• [雑誌論文] Universality of 2-State Asynchronous Cellular Automaton with Inner-Independent Totalistic Transitions (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Adachi, J.Lee, F.Peper, H.Umeo
  • 雑誌名: AUTOMATA : Proceedings of the 16^<th> International Workshop on Cellular Automata and Discrete Complex Systems ページ: 153-172
  • 査読あり
• [雑誌論文] A New Optimum-time Firing Squad Synchronization Algorithms for Two-Dimensional Rectangle Arrays-Freezing-Thawing Technique Based- (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Umeo, T.Yamawaki, K.Nishide
  • 雑誌名: Proceedings of the 2010 International Conference on High Performance Computing and Simulation HPCS 2010 ページ: 575-581
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Construction of Smallest Real-Time Prime Generators on Cellular Automata (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Umeo, K.Miyamoto, Y.Abe
  • 雑誌名: Proceedings of the 2010 2nd International Conference on Computer Technology and Development (ICCTD 2010) ページ: 338-342
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generalized Firing Squad Synchronization Protocols for One-Dimensional Cellular Automata (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Umeo, N.Kamikawa, K.Nishioka, S.Akiguchi
  • 雑誌名: Acta Physica Polonica B 巻: Vol.3, No.2 ページ: 267-289
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Seven-Sate Optimum-Time Square Synchronizer (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Umeo, K.Kubo
  • 雑誌名: LNCS : Lecture Note on Computer Science 6350 巻: LNCS6350 ページ: 219-230
  • 査読あり
• [雑誌論文] A family of smallest symmetrical four-state firings quad synchronization protocols for ring arrays (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Umeo, N. Kamikawa, and J. B. Yunes
  • 雑誌名: Parallel Processing Letters 巻: Vol.19, No.2 ページ: 299-313
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Small Five-State Non-Optimum-Time Solution to the Firing Squad Synchronization Problem-A Geometrical Approach (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Umeo and T. Yanagihara
  • 雑誌名: Fundamenta Informaticae 巻: 91(1) ページ: 161-178
  • 査読あり
• [雑誌論文] Small non-optimum-time firing squad synchronization protocols for one-dimensional rings (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Umeo, J. B. Yunes, N. Kamikawa, and J. Kurashiki
  • 雑誌名: Proc. of the 2009 Intern. Symp. on Nonlinear Theory and its Applications, NOLTA' 09 ページ: 479-482
  • 査読あり
• [雑誌論文] A simple optimum-time firing squad synchronization algorithm for two-dimensional rectangle arrays (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Umeo, J. B. Yunes, and T. Yamawaki
  • 雑誌名: Proc. of the 1st 2009 Intern. Conf. on Computational Intelligence, Modelling and Simulation ページ: 120-125
  • 査読あり
• [雑誌論文] A construction of real-coded transition rule set for Shinahr's optimum-time synchronization algorithm on two-dimensional cellular arrays (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Umeo, K. Ishida, K. Tachibana and N. Kamikawa
  • 雑誌名: Proc. of the 24th Intern. Technical Conf. on Circuits/Systems, Computers and Communications, ITC-CSCC 2009 ページ: 251-254
  • 査読あり
• [雑誌論文] A family of smallest symmetrical four-state firing squad synchronization protocols for ring arrays (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Umeo, N.Kamikawa, J.-B.Yunes
  • 雑誌名: Parallel Processing Letters Vol.19, No.2 ページ: 299-313
  • 査読あり
• [雑誌論文] A small five-state non-optimum-time solution to the firing squad synchronization problem-a geometrical approach- (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Umeo, T.Yanagihara
  • 雑誌名: Fundamenta Informaticae 91 ページ: 161-178
  • 査読あり
• [雑誌論文] A construction of real-coded transition rule set for Shinahr's optimum-time synchronization algorithms on two-dimensional arrays (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Umeo, K.Ishida, K.Tachibana, N.Kamikawa
  • 雑誌名: ITC-CSCC Proc.of the 24^<th> International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers, and Communications ページ: 251-254
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new and simpler optimum-time firing squad synchronization algorithms for two-dimensional arrays (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Umeo, J.-B.Yunes, T.Yamawaki
  • 雑誌名: Proc.of 2009 Korea-Japan Joint Workshop on Algorithms and Computations ページ: 91-100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Small non-optimum-time firing squad synchronization protocols for one-dimensional rings (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Umeo, J.-B.Yunes, N.Kamikawa, J.Kurashiki
  • 雑誌名: Proc.of NOLTA 2009 ページ: 479-482
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Simple Optimum-Time Firing Squad Synchronization Algorithm for Two-Dimensional Rectangle Arrays (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Umeo, J.-B.Yunes, T.Yamawaki
  • 雑誌名: 2009 International Conference on Computational Intelligence, Modeling and Simulation ページ: 120-125
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation of generalized synchronization processes on one-dimensional cellular automata (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Umeo, N.Kamikawa, K.Nishioka, S.Akiguchi
  • 雑誌名: Simulation, Modeling and Optimization ページ: 350-357
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2009)
  • 著者名/発表者名: R.A.Meyers(Eds.), H.Umeo(分担執筆)
  • 雑誌名: Firing squad synchronization problem in cellular automata. pp 3537-3574 In Encyclopedia of Complexity and Systems Science(Springer)
• [学会発表] 2次元セルアレイの同期アルゴリズムについて (2011)
  • 著者名/発表者名: 梅尾博司
  • 学会等名: 計測自動制御学会システム・情報部門
  • 発表場所: 兵庫県立大学
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] Synchronizing two-dimensional cellular automata in optimum-time, IPSJ SIG Technical Report (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Umeo, K. Nishide, and T. Yamawaki
  • 学会等名: 情報処理学会
  • 発表場所: 秋田県立大学
  • 年月日: 2011-05-17
• [学会発表] A note on synchronization steps in firing squad synchronization problem (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Nomura, J.-B.Yunes, H.Umeo
  • 学会等名: 電気学会全国大会
  • 発表場所: 明治大学(東京)
• [学会発表] An implementation of optimum-time firing squad synchronization algorithm on two-dimensional arrays (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Nishide, T.Yamawaki, H.Umeo
  • 学会等名: 電気学会全国大会
  • 発表場所: 明治大学(東京)
• [図書] Cellular Automata. Encyclopedia of Designs in Forms and Functions (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Umeo
  • 出版者: Maruzen Publishing
• [図書] セルオートマトン (2011)
  • 著者名/発表者名: 梅尾, F. Peper, 足立, 磯川, 今井, 小松崎, J. Lee
  • 総ページ数: 250
  • 出版者: 共立出版
• [図書] セルオートマトン(かたち・機能のデザイン辞典) (2011)
  • 著者名/発表者名: 梅尾博司(分担執筆)
  • 総ページ数: 715
  • 出版者: 丸善
• [図書] セルオートマトン (2011)
  • 著者名/発表者名: 梅尾博司・Ferdinand Peper(監訳), 足立進・磯川悌次郎・今井克暢・小松崎俊彦・李佳(共訳)
  • 総ページ数: 250
  • 出版者: 共立出版
• [図書] Problem solving on one-bit-communication cellular automata. Simulating Complex Systems by Cellular Automata (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Umeo
  • 出版者: Springer Berlin-Heidelberg
• [図書] Proceedings for 9th International Conference on Cellular Automata for Research and Industry ACRI 2010 (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Bandini, S. Manzoni, H. Umeo, and G. Vizzari
  • 総ページ数: 672
  • 出版者: Springer
• [図書] Chapter 6 : Problem Solving on One-Bit-Communication Cellular Automata. pp117-144 In Simulating Complex Systems by Cellular Automata (A.G.Hoekstra, J.Kroc, P.M.A.Sloot (Eds.)) (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Umeo
  • 総ページ数: 384
  • 出版者: Springer
• [図書] Encyclopedia of Complexity and System Science (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Umeo R. A. Meyers
  • 出版者: Springer
• [図書] Proceedings for 4th International Workshop on Natural Computing (2009)
  • 著者名/発表者名: F. Peper, H. Umeo, N. Matsui, and T. Isokawa
  • 総ページ数: 390
  • 出版者: Springer