超並列記述系・処理系に関する研究

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04235104
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 雨宮 真人 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (90202697)
• 研究分担者: 相田 仁 東京大学, 工学部, 助教授 (00175712) ; 湯浅 太一 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (60158326) ; 萩原 謙一 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (00133140) ; 牧之内 顕文 九州大学, 工学部, 教授 (30221576) ; 佐藤 雅彦 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (20027387)
• キーワード: 超並列計算機 / C言語 / SIMD / SPMD / MIMD / オブジェクト並列 / データフロー解析 / 同期点解析

研究概要

実用超並列言語NCXの仕様第3版を定め、商品超並列計算機(SIMD,MIMD)をターゲットマシンとするNCX言語処理系の構成法を具体化させた。計画班のメンバーは主に(I)の目的指向の研究に参加し、言語仕様、処理系構成の検討を行なった。本言語は実用性を重視し、データ並列に焦点を当ててC言語をベースとして言語設計を行なった。言語仕様策定にはモデルの検討、例題プログラム記述による評価など本研究班全員で討論を重ねた。NCXの言語の主な特徴は、SIMD型のセマンティクスを基本としたデータ並列実行モデル、ドメイン定義と仮想プロセッサ集合と1対1対応するフィールド概念によるデータ構造とデータマッピング、柔軟なデータ並列記述のための関数定義、並列入出力記述、などである。NCX言語の処理系はSIMDセマンティクスで記述したNCXソースコードをMIMD型マシン上で効率良く実行するために同期点解析、プロセッサ割り付けなど種々の工夫を凝らしている。
また、これと並行して、データ並列、オブジェクト並列の両立を目指した超並列プログラミングパラダイムの追求・検証のための実験言語(超並列V言語とよぶ)を設計した。本言語はMIMDセマンティクスを基礎とし、その実行モデルは基本的にはメモリ書き換え、実行順序制御の概念がない、メッセージ/データ通信と演算とのインタフェースはデータ依存則の枠組で統一される、などの特徴をもち、NCXとは対極に位置するものである。超並列V言語の処理系は細粒度MIMDセマンティクスで記述したソースコードを効率的に実行するために最適スレッド抽出、スレッドコードスケジュール、スプリットフェーズ型多重スレッド実行コードの生成などの工夫を凝らしている。
さらに、探索的研究として、本研究班メンバーそれぞれの問題意識に基づいて、基礎的・理論的研究を行ない、関数型言語と並列処理、並列理論プログラミング、項書換えモデル並列処理、データ駆動スキーム、オブジェクト指向言語と並列処理、タスクスケジューリング、などに関して一定の成果を得た。

研究成果

• [文献書誌] 川合史朗: "超並列C言語NCXのMIMD計算機用コンパイラの構成" 情報処理学会第49回全国大会予稿集. 5. 73-74 (1994)
• [文献書誌] 湯棧太一: "データ並列計算のための拡張C言語NCX" 電子情報通信学会論文誌. J78-D-1,2. (1995)
• [文献書誌] 柘植宗俊: "パイプライン化による平衡2分探索木に対する並列操作" 電子情報通信学会技術研究報告コンピューテーション研究会. 94-60. 308-317 (1994)
• [文献書誌] 江允: "WARASA:軽量プロセス上での並列オブジェクト指向プログラミング言語" 情報処理学会論文誌. 35. 1342-1351 (1994)
• [文献書誌] 高橋英一: "データフロー解析に基づく関数型言語Validの並列化コンパイラ" 情報処理学会論文誌. 35. 561-570 (1994)
• [文献書誌] Masahiko Sato: "A Purely Functional Language with Encapsulated Assignment" Proc.International Symposium TACS '94. LNCS789. 179-202 (1994)
• [文献書誌] Tetsuo Ida: "Conditional Outside-In Narrowing" IEICE Transactions on Information and Systems. E77-D. 631-641 (1994)
• [文献書誌] Kazunori Ueda: "Moded Flat GHC and Its Message-Oriented Implementation Technique" New Generation Computing. 13. 3-43 (1994)
• [文献書誌] 吉永努: "トポロジカルなプログラミングが可能な並列オブジェクト指向言語A-NETL" 電子情報通信学会論文誌. J77-D-1. 557-566 (1994)
• [文献書誌] 西川博昭: "超分散システムに向けて" 電子情報通信学会誌. 77. 366-372 (1994)
• [文献書誌] 張漢明: "Zにおける仕様記述変換手法" 情報処理学会ソフトウェア工学研究会. 99. 9-16 (1994)