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2017 年度 実施状況報告書

連続時間領域における実時間プログラムの離散実行モデル

研究課題

研究課題/領域番号 17K19969
研究機関名古屋大学

研究代表者

結縁 祥治  名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (70230612)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
キーワードハイブリッドオートマトン / 実時間性 / サンプリング意味 / 到達可能性
研究実績の概要

本研究では、連続的な時間経過に対して動作意味が定義されているプログラムを離散的な実行環境で正しく実行できる条件について研究する。
平成29年度は、ハイブリッドオートマトンのHaskell言語のドメイン固有言語であるYampaの離散時間動作意味を定義し、Yampaの実行において離散動作環境が与える振舞いの特性を定式化した。ここでは、Yampaプログラムの連続意味では発生しない現象が離散時間意味で発生することを示した。
Haskell言語の実行環境では、一定時間のサンプリングが保証されない。一般には、連続時間の実行意味を一定時間のサンプリングによる離散時間で十分に実行することは不可能であり、実用上の観点でも効率よく離散時間で十分な精度で連続時間意味を実現することは困難である。本研究においては、サンプリング時間をプログラムの連続意味に対応して変化させることによって効率的に精度の高い連続意味の実現を目指している。本年度は、基本的な意味を定義して全体の枠組みに対する知見を得た。
本年度で対象としたYampaプログラムは末尾再帰のみに限定されており、ハイブリッドオートマトンのモデル化を対象としたため、振舞いについては有限な状態によってモデル化できるクラスである。離散時間意味は離散時間の振舞いをするオートマトンと有限のロケーションに限定したハイブリッドオートマトンのYampaプログラムとの並行合成に基づいて離散時間意味を定式化した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

Haskell言語による記述とその実現意味について検討し、離散的な実行環境における問題点について整理し、通信プロセスモデルに基づいた基本的な実行モデルを構築したという点で概ね予定どおりである。Haskell言語ではランタイムのデバッグについてはさらに検討が必要である。

今後の研究の推進方策

平成30年度は、サンプリングシグナルの生成とYampaプログラムを連携させることによって動作の正しさを保証するための枠組みについて研究を進める。連続意味で満たすべき仕様Φを実現するサンプリングシグナル生成オートマトンの導出手法について研究する。Yampaプログラムがプッシュダウンオートマトンによってモデル化されるのに対して、サンプリングシグナルを生成するオートマトンは有限オートマトンに制限することで、到達可能性について決定的な性質を保存することを示すことを目標とする。
このことで、サンプリングシグナルが一定の条件を満たせば連続的な振舞いが離散的な振舞いによって実現できることを定式化する。

次年度使用額が生じた理由

本年度の発表にかかる旅費が見込みより少なく、また、実現モデルの検討について時間を要したことから実現のための環境について次年度に使用することとした。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件) 学会発表 (2件)

  • [国際共同研究] NSFC(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      NSFC
  • [雑誌論文] Session-ocaml: A Session-Based Library with Polarities and Lenses2017

    • 著者名/発表者名
      Imai Keigo、Yoshida Nobuko、Yuen Shoji
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10319 ページ: 99~118

    • DOI

      10.1007/978-3-319-59746-1_6

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nested Timed Automata with Diagonal Constraints2017

    • 著者名/発表者名
      Wang Yuwei、Wen Yunqing、Li Guoqiang、Yuen Shoji
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10610 ページ: 396~412

    • DOI

      10.1007/978-3-319-68690-5_24

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nested Timed Automata with Invariants2017

    • 著者名/発表者名
      Wang Yuwei、Li Guoqiang、Yuen Shoji
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10606 ページ: 77~93

    • DOI

      10.1007/978-3-319-69483-2_5

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 凍結クロックを持つ稠密時間プッシュダウンオートマトンの到達可能性のための記号ゾーン解析手法について2018

    • 著者名/発表者名
      結縁祥治、平岡祥
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソフトウェアサイエンス研究会 SS2018-65 pp.7-12
  • [学会発表] 離散時間実行環境におけるYampaプログラムの振舞いモデル2017

    • 著者名/発表者名
      市橋友樹、結縁祥治
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソフトウェアサイエンス研究会 SS2017-24 pp.19-24

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公開日: 2018-12-17  

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