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高速自動微分法の実用化と応用分野の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 63460131
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 情報工学
研究機関東京大学

研究代表者

伊理 正夫  東京大学, 工学部, 教授 (40010722)

研究分担者 今井 敏行  東京大学, 工学部, 助手 (90213214)
久保田 光一  慶応義塾大学, 理工学部, 助手 (90178046)
室田 一雄  東京大学, 工学部, 助教授 (50134466)
杉原 厚吉  東京大学, 工学部, 助教授 (40144117)
研究期間 (年度) 1988 – 1990
研究課題ステータス 完了 (1990年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
1990年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1989年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1988年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワード高速自動微分法 / 数値微分 / 丸め誤差 / 区間解析
研究概要

本研究は,代表者伊理正夫が1983年に発案した高速自動微分法のためのソフトウェア試作と実際問題への応用を発展させ,実用技術として確立することを目的とした。本研究によって得られた成果をその目的に沿って述べると次のようになる。
(1)プリプロセッサの改良:C++による処理系を試作し,既に製作してあったFORTRANによるものとともに改良を重ね,実験用ソフトウェアとしては一応の完成をみた。それらを移植し,種々の計算機上で高速自動微分法を利用可能にした。さらに,勾配の誤差も計算できるようにするなど改良を加えた。現在,サブル-チン等の副プログラムに対する処理,ベクトルプロセッサ向けの処理を導入すべく,処理系をさらに改良中である。
(2)丸め誤差の推定の理論の厳密化,丸め誤差の推定値を積極的に利用する算法の開発・実験,実際的な問題への応用:理論的に従来の区間解析よりも優れていることを証明しただけでなく,応用時に問題になる計算グラフの作成方法の改良の必要性を指摘し,解決のためグラフの縮小法を開発した。実用面では,演算増幅器の直流解析などを例にした非線形方程式系解法への応用や,幾何的アルゴリズムを利用した地理的最適化問題に適用し,精度,速度,特に収束性を詳しく調べることを通じ,従来の方法に比べて高速自動微分法が有効であることを確認した。
(3)高速自動微分法と数式処理システムとの融合:プリプロセッサが改良中であること,実用面での高速自動微分法の有効性の証明を精密に行なうのに時間と労力を費やしたため,この方面に関する研究は,完成しておらず,今後の課題として残された。
上記の成果をふまえて,国際数理計画シンポジウム,京大数理解析研研究集会,情報処理学会研究会,SIAM Workshopなどでの発表,内外の研究者との交流を行い,本研究の成果が国際的に先導的地位にあることを確認した。

報告書

(4件)
  • 1990 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1989 実績報告書
  • 1988 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (37件)

  • [文献書誌] Kokichi SUGIHARA and Masao IRI: "A solid modelling system free from topological inconsistency." Journal of Information Processing. 12. 380-393 (1989)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao IRI and Koichi KUBOTA: "Norms,Rounding Errors,Partial Derivatives and Fast Automatic Differentiation." IEICE Transactions on Communications Erectronics Information and Systems.(1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao IRI: "Automatic differentiation and rounding error estimation ーーー Overview and History." proceedings of SIAM Workshop on“Automatic Differentiation of Algorithms ーーー Theory. Implementation. and Application". (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 久保田 光一,伊理 正夫: "区間演算を用いた丸め誤差解析" 情報処理. 31. 1212-1219 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao IRI: "Geometrical/geographical optimization and fast automatic differetiation" COST (Combinatorial Optimization in Science and Technology). April 2ー5.1991.Rutgers University.New Jersey.U.S.A.(1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 伊理 正夫,久保田 光一: "高速自動微分法" 応用数理. (1991)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 室田 一雄,久保田 光一: "高速微分法における変数消去のグラフ論的考察." 情報処理学会論文誌. 30. 536-539 (1989)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 久保田 光一,伊理 正夫: "高速自動微分法と区間解析とを用いた丸め誤差推定." 情報処理学会論文誌. 30. 807-815 (1989)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 伊理 正夫,久保田 光一: "数値計算の基礎技術の最近の話題からーノルム,丸め誤差,偏微分と高速自動微分法を中心として." 電子情報通信学会誌. 72. 1044-1052 (1989)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao Iri: "Aspects of combinatorial approaches to circuits and systems." Proceedings of the 1989 International Conference on Circuits aod Systems. 1-4 (1989)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 伊理 正夫: "正実関数と数値計算〈故藤沢俊男教授に捧ぐ〉." 電子情報通信学会技術研究報告. 89No.408. 77-84 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] IRI Masao,TSUCHIYA Takashi,HOSHI Mamoru: "Automatic Computation of Partial Derivatives and Rounding Error Estimates with Applications to Largeーscale Systems of Nonlinear Equations." Journal of Computational and Applied Mathematics. 24. 365-392 (1988)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] KUBOTA Koichi,IRI Masao: "Fast Automatic Differentiation and Interval Estimates of Rounding Errors." 京都大学数理解析研究所講究録. 673. 62-79 (1988)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 久保田 光一,伊理 正夫: "高速自動微分法の定式化と計算複雑度の解析" 情報処理学会論文誌. 29. 551-560 (1988)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 室田 一雄,久保田 光一: "高速微分法における変数消去のグラフ論的考察" 情報処理学会論文誌. 30. (1989)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 土谷 隆,伊理 正夫: "大規模非線形方程式系における丸め誤差の振舞いについて" 統計数理. 36. 1-22 (1988)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao IRI, Takashi TSUCHIYA and Mamoru HOSHI,: "Automatic Computation of Partial Derivatives and Rounding Error Estimates with Applications to Large-scale Systems of Nonlinear Equations" Journal of Computational and Applied Mathematics,. Vol. 24,. 365-392 (1988)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koichi KUBOTA and Masao IRI,: "Fast Automatic Differentiation and Interval Estimates of Rounding Errors" RIMS Kokyuroku,. Vol. 673,. 62-79 (1988)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao IRI and Kokichi SUGIHARA,: "Norms, Rounding Errors, Partial Derivatives and Fast Automatic Differentiation" IEICE Transactions on Communications Electronics Information and Systems,. (1990)

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    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao IRI,: "Automatic differentiation and rounding error estimation --- Overview and History" proceedings of SIAM Workshop on "Automatic Differentiation of Algorithms ---Theory, Implementation and Application". (1991)

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    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao IRI,: "Geometrical/geographical optimization and fast automatic differentiation" proceedings of COST (Combinatorial Optimization in Science and Technology), April 2-5, 1991, Rutgers University, New Jersey, U. S. A.,. (1991)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kokichi SUGIHARA and Masao IRI: "A solid modelling system free from topological inconsistency." Journal of Information Processing. 12. 380-393 (1989)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Masao IRI and Koichi KUBOTA: "Norms,Rounding Errors,Partial Derivatives and Fast Automatic Differentiation." IEICE Transactions on Communications Erectronics Information and System.(1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Masao IRI: "Automatic differentiation and rounding error estimation ーーーOverview and History." proceedings of SIAM Workshop on “Automatic Differentiation of AlgorithmsーーーTheory,Implementation,and Application". (1991)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 久保田 光一,伊理 正夫: "区間演算を用いた丸め誤差解析" 情報処理. 31. 1212-1219 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Masao IRI: "Geometrical/geographical optimization and fast automatic differentiation" COST (Combinatorial Optimization in Science and Technology),April 2ー5,1991,Rutgers University,New Jersey,U.S.A.(1991)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 伊理 正夫,久保田 光一: "高速自動微分法" 応用数理. (1991)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 室田一雄,久保田光一: "高速微分法における変数消去のグラフ論的考察" 情報処理学会論文誌. 30. 536-539 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 久保田光一,伊理正夫: "高速自動微分法と区間解析とを用いた丸め誤差推定" 情報処理学会論文誌. 30. 807-815 (1989)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 伊理正夫,久保田光一: "数値計算の基礎技術の最近の話題から -ノルム,丸め誤差、偏微分と高速自動微分法を中心として" 電子情報通信学会誌. 72. 1044-1052 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Masao Iri: "Aspects of combinatorial approaches to circuits and systems." Proceedings of the 1989 International Conference on Circuits and Systems. 1-4 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 伊理正夫: "正実関数と数値計算<故藤沢俊男教授に捧ぐ>." 電子情報通信学会技術研究報告. 89NO408. 77-84 (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] IRI Masao;TSUCHIYA Takashi;HOSHI Mamoru: Journal of Computational and Applied Mathematics. 24. 365-392 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] KUBOTA Koichi;IRI Masao: 京都大学数理解析研究所講究録. 673. 62-79 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 久保田光一,伊理正夫: 情報処理学会論文誌. 29. 551-560 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 室田一雄,久保田光一: 情報処理学会論文誌. 30. (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 土谷 隆,伊理正夫: 統計数理. 36. 1-22 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書

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公開日: 1988-04-01   更新日: 2016-04-21  

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