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Perfect Stream Fusion for Information Flow Processing

研究課題

研究課題/領域番号 21K11821
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60050:ソフトウェア関連
研究機関東北大学

研究代表者

Kiselyov Oleg  東北大学, 情報科学研究科, 助教 (50754602)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードstream processing / DSL / info flow processing / software-defined radio / sensor fusion / complex event processing / Stream processing / Info flow processing
研究開始時の研究の概要

Stream processing is transforming, correlating or reducing possibly unbounded sequences of data, in small space. The widening deployment of sensors (Internet-of-Things, IoT) and the need to analyze and react to the collected data bring stream processing into ordinary life: environment monitoring, traffic management, etc.

Earlier we have developed an approach for stream processing of vast but already available data. It is easy to use and it delivers the highest performance. The goal is to develop the similar approach for sensor data, to correlate and react to continuously-flowing events.

研究実績の概要

We (with the Master student, who has just successfully graduated) have completed a significant milestone: demonstrating that our stream processing approach scales to the significant application: Software-Defined Radio, specifically, FM Radio reception in software.

The approach is implemented as the freely available (open source) library called Strymonas (https://strymonas.github.io). We have released version 2.1 of the library.

We have demonstrated that Strymonas offers portable high performance, well enough for the real-time FM Radio reception. It is on par with (or, on Raspberry Pi Zero, outstripping) the state-of-the-art GNU Radio, while providing correctness guarantees (that is, ensuring the absence of classes of bugs). The application is described in a paper presented at the international workshop and published in the ACM Digital Library. The paper received the Best Paper Award.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

The paper presenting our results at the international (ACM SIGPLAN) workshop PEPM 2024 has received the Best Paper award.

今後の研究の推進方策

In the last year of the grant I plan to concentrate on explaining the theory underlying strymonas in a comprehensive journal paper. That is, the paper is to explain why strymonas has high performance and why it is correct.

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 7件、 査読あり 7件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] Oracle Labs(スイス)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Oxford(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Generating C: Heterogeneous metaprogramming system description2024

    • 著者名/発表者名
      Kiselyov Oleg
    • 雑誌名

      Science of Computer Programming

      巻: 231 ページ: 103015-103015

    • DOI

      10.1016/j.scico.2023.103015

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Complete Stream Fusion for Software-Defined Radio2024

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Tomoaki、Kiselyov Oleg
    • 雑誌名

      Proc. PEPM 2024 (ACM DL)

      巻: n/a ページ: 57-69

    • DOI

      10.1145/3635800.3636962

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Generating C2022

    • 著者名/発表者名
      Kiselyov Oleg
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 13215 ページ: 75-93

    • DOI

      10.1007/978-3-030-99461-7_5

    • ISBN
      9783030994600, 9783030994617
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Highest-performance Stream Processing2022

    • 著者名/発表者名
      Oleg Kiselyov, Tomoaki Kobayashi, Aggelos Biboudis, Nick Palladinos
    • 雑誌名

      ACM SIGPLAN OCaml Workshop/ArXiv

      巻: 2211.13461

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] New View on Plasma Fractals -- From the High Point of Array Languages2022

    • 著者名/発表者名
      Oleg Kiselyov, Toshihiro Nakayama
    • 雑誌名

      ACM SIGPLAN FARM 2022 workshop/Arxiv

      巻: 2212.12502

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Complete Stream Fusion for Software-Defined Radio2022

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Kobayashi and Oleg Kiselyov
    • 雑誌名

      ArXiv

      巻: 2208.08732

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Generating C: System Description2022

    • 著者名/発表者名
      Kiselyov Oleg
    • 雑誌名

      Accepted for FLOPS 2022 and in press

      巻: n/a

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] All Things Flow: Unfolding the History of Streams2021

    • 著者名/発表者名
      Aggelos Biboudis, Jeremy Gibbons, Oleg Kiselyov
    • 雑誌名

      Proceedings of HAPOC 21

      巻: HAPOC21

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Complete Stream Fusion for Software-Defined Radio2024

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Kobayashi
    • 学会等名
      ACM SIGPLAN workshop PEPM 2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Mysteries of AXPY2024

    • 著者名/発表者名
      Oleg Kiselyov
    • 学会等名
      IFIP WG 2.11
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ARPL Tutorial2023

    • 著者名/発表者名
      Oleg Kiselyov
    • 学会等名
      <Programming> 23
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Generating C2022

    • 著者名/発表者名
      Oleg Kiselyov
    • 学会等名
      FLOPS 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Highest-performance Stream Processing2022

    • 著者名/発表者名
      Oleg Kiselyov
    • 学会等名
      ACM SIGPLAN OCaml workshop
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mutable Variables and Reference Types -- or, L-values Demystified2022

    • 著者名/発表者名
      Oleg Kiselyov
    • 学会等名
      IFIP WG2.1
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Completeなストリーム融合によるソフトウェア無線のディジタル信号処理(ポスター)2022

    • 著者名/発表者名
      小林友明, Oleg Kiselyov
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 配列言語によるプラズマフラクタル生成アルゴリズムの実装と検討(ポスター・デモ)2022

    • 著者名/発表者名
      中山敏宏 and Oleg Kiselyov
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Even Better Stream Fusion2022

    • 著者名/発表者名
      Kiselyov Oleg
    • 学会等名
      University of Oxford Department of Computer Science. Seminar on Tensor Computation
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Grasping `all-the-apples-at-once’2021

    • 著者名/発表者名
      Kiselyov Oleg
    • 学会等名
      IFIP WG2.1 Meeting, July 1, 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] Strymonas: Highest-performance Stream Processing

    • URL

      http://strymonas.github.io/

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] Patterns of data flow in words

    • URL

      http://okmij.org/ftp/Computation/ARPL.html

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] Stack as the variable binding environment

    • URL

      http://okmij.org/ftp/continuations/stack-env.html

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] Simple generators in OCaml

    • URL

      http://okmij.org/ftp/continuations/PPYield/index.html#gen-OCaml

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] Grasping `all-the-apples-at-once'

    • URL

      http://okmij.org/ftp/Algorithms/grasping-all-apples-at-once.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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