プログラム運算システムの実用化に関する研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10558041
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 武市 正人 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10011165)
• 研究分担者: 尾上 能之 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (80292770) ; 田中 哲朗 東京大学, 情報基盤センター, 助教授 (60251360) ; 胡 振江 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (50292769) ; 高野 明彦 国立情報学研究所, 教授
• キーワード: 融合変換 / 構成的手法 / 運算 / アルゴリズム / 関数プログラミング

研究概要

本研究では、構成的アルゴリズム論に基づいてプログラムの最適化を行なうための枠組みを設計するとともに、従来、発見的な手法で実現されていたプログラム変換システムに見られた非決定性を含む変換アルゴリズムを除去し、実用的なプログラム変換システムを構築しようとするものである。そこでは、代数的な規則に基づいて、系統的にプログラムを変換する手法を提案し、それを実現するための変換アルゴリズムの定式化を行なった。構成的アルゴリズム論に基づくプログラムの運算手法として、組変換(tupling)、融合変換(fusion)、並列化(parallelization)などの成果を得ている。
昨年度、一昨年度には、これらの変換規則をもとに、プログラムの融合変換システムのプロトタイプを作成し、その効果を確認して実用化システムの実現可能性を評価した。
本研究の最終年度である本年度はこれらの検討をもとに、プログラム融合変換システムHYLO Calculatorを関数型プログラム言語処理系Haskellに組み込み、実用的な変換システムとして実現した。実用規模のベンチマークプログラムを用いて、有効性の検討を行なった結果、実行時のメモリ使用量において、最大23効果が見られた。このシステムにより、実用規模のプログラムに対して融合変換の有効性が確認され、システムをインターネットを通じて公開して、国内外の研究者等の利用に供している。

研究成果

• [文献書誌] 尾上能之,胡振江,岩崎英哉,武市正人: "プログラム融合変換の実用的有効性の検証"日本ソフトウェア科学会「コンピュータソフトウェア」. 17. 273-277 (2000)
• [文献書誌] 篠埜功,胡振江,武市正人: "グラフの探索関数の再帰的定義と変換"日本ソフトウェア科学会「コンピュータソフトウェア」. 17. 194-211 (2000)
• [文献書誌] 岩崎英哉,胡振江,武市正人: "漸次的組化と融合による関数プログラムの最適化"日本ソフトウェア科学会「コンピュータソフトウェア」. 18. 46-59 (2000)
• [文献書誌] W.N.Chin,S.C.Khoo,Z.Hu,M.Takeichi: "Deriving Parallel Codes via Invariants"International Static Analysis Symposium 2000 (SAS2000). LNCS 1824. 75-94 (2000)
• [文献書誌] I.Sasano,Z.Hu,M.Takeichi,M.Ogawa: "Make it Practical : A Generic Linear-Time Algorithm for Solving Maximum-Weightsum Problems"The 2000 ACM SIGPLAN International Conf. on Functional Programming (ICFP'00). 137-149 (2000)
• [文献書誌] M.Takeichi,Z.Hu: "Calculation Carrying Programs : How to Code Program Transformations"International Symposium on Principles of Software Evolution (ISPSE 2000). 250-259 (2000)