| 研究課題/領域番号 |
18K11233
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
大堀 淳 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (60252532)
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| 研究分担者 |
上野 雄大 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (60551554)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | コンパイラ / 関数型言語 / 超並列処理 / 型主導コンパイル / 動的型付け機構 / SML# |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、マルチコアプロセッサにスケールする超並列技術を，研究代表者等によって開発された関数型言語SML#に統合し、大規模分散計算や超並列計算をサポートする関数型言語を実現することである。このため、(1)高水準言語処理系とOSライブラリとの直接連携による高水準超並列言語の実現と最適化、(2)方程式集合の並列変換を基礎とする大規模分散データ並列言語機能の設計と実現、(3)データベース問い合わせ言語との統合を基礎とする超並列入出力処理方式の研究、さらに、(4)以上の成果を統合した超並列SML#言語の実現を目指した研究を実施する計画である．
本年度は、昨年度に引き続き(1)の基盤となる並行ゴミ集め方式の改良、新たに(3)の基盤となる動的な型付け機構の研究、さらに(4)の実現を目指し以上の成果を統合したSML#言語の開発とリリースを行った。これらの成果の概要は以下のとおりである。(1) 本年度は、昨年度に開発した軽量超並列スレッドをサポートする並行ゴミ集め方式をさらに根本的に改良し、並列マーキングを実現する新たなゴミ集め方式を完成させコンパイラへの実装を行い、他言語との比較を含む性能評価を行い、その最先端かつ優れた効果を確認した。(3)超並列入出力処理方式の実現の基礎となるデータベース問い合わせ言語との統合の基礎となる外部データへの柔軟で安全なアクセス実現のための技術の確立に関しては、昨年度の動的型付け機構に関する成果を存在型を用いて拡張し、動的型付け機構を多相型言語に系統的に導入する方式を完成させ、SML#に導入し、その有用性を実証した。(4)これら成果を統合し拡張したSML#言語を開発し、世界へ向けたリリーシスを行うとともに、さらに本研究成果の普及を目指し本研究で実現したSML#の特徴を活かしたプログラミングの教科書「SML#で始める実践MLプログラミング」を執筆した。
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| 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
当初の目標を実現する上で最大の難関であった数百万以上もの軽量スレッドに対応する並行かつ並列ゴミ集め方式のさらなる改良を行い、決定版と言えるアルゴリズムを完成させるとともに、種々のベンチマーク評価を基にその実装を改良し効率良いシステム完成させた。この成果は、マルチコア上で動作する軽量平行並列スレッドの効率良い実装をML系関数型言語でほぼ初めて実現する新規性の高い方式と実装と自負する。また、昨年度開発した動的型付け機構を静的言語にシームレスに統合するための方式を拡張し実用機能として完成させSML#に実装した。これら２つの成果は、昨年に引き続き改良を加えた論文をトップコンファレンス（ICFP、PLDI、ESOP）に投稿するも再録に至っていない。このようなソフトウェアの新方式の論文の採録は予断を許さないが、得られた研究成果はSML#に実用化されており、SML#のリリースやそれら初めて実用化された先端機能の解説を含む教科書の執筆等を通じた普及の努力を継続するならば、世界に貢献する成果と認められると期待される。以上の状況から、研究はおおむね順調に推移していると言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
完全した並行・並列ゴミ集め方式に関しては、さらなり拡張を目指すとともに、この機能を活かした種々の応用研究を模索し、メニーコア時代の関数型言語のゴミ集め方式の決定版としての地位の確立を目指す。動的型付け機構に関しても、完成した機能をすでにSML#に導入に成功しており、今後は、データサイエンスを含む種々の外部資源の扱いを可能にする新たなプログラミング方式の開拓などの展開研究を引き続き行う予定である。さらに、これら機能を装備したSML#を基盤とする応用分野の開拓を行い、研究成果の幅広い分野への普及へをめざす。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
予算額に比べて支質額が４％と極端に少なかったな要因は、トップコンファレンス等の国際会議の採録に至らず会議参加費・旅費の執行が予定を下回ったことに加え、COVID19の影響により、成果の普及と今後の展開のための国内外の研究機関への複数回予定していた出張をすべて中止せざるを得なかったことによる。
COVID19の状況が改善し国内外の出張が可能となれば、成果発表、成果の普及、さらに今後の展開のための共同研究・調査研究目的とした旅費として使用する予定である。COVID19の状況が改善せず研究機関等への出張が困難な状況に至った場合は、WEB等を通じたオンラインによる研究成果普及等に使用予定である。
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