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2011 年度 実績報告書

高階モデル検査とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 23220001
研究種目

基盤研究(S)

研究機関東北大学

研究代表者

小林 直樹  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (00262155)

研究分担者 篠原 歩  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (00226151)
五十嵐 淳  京都大学, 大学院・情報学研究科, 准教授 (40323456)
キーワード高階モデル検査 / プログラム検証 / データ圧縮 / 高階再帰スキーム / 型理論
研究概要

本研究では,高階モデル検査とそのプログラム検証やデータ圧縮への応用について研究することを目的としている.初年度である今年度は,その第一歩として,以下の3点について研究を行った.
1.高階モデル検査および関数型プログラム用検証器の改良
高階モデル検査と述語抽象化の技術を組み合わせ,関数型プログラミング言語MLのサブセット用の全自動プログラム検証器MoCHiを構築した.また,その基礎となる高階モデル検査の高速化のために,ゲーム意味論と型理論を組み合わせた新しい高階モデル検査アルゴリズムを考案し,モデル検査器GTRecSを実装した.
2.オブジェクト指向プログラムの自動検証のための高階モデル検査の拡張
高階モデル検査問題は,単純型付き関数型プログラムによって生成される無限木の性質を検証する問題であるが,オブジェクト指向プログラムの検証を扱うためには,単純型では不十分である.そこで,高階モデル検査問題自体を拡張し,再帰型の入ったプログラムによって生成される無限木の性質を扱えるようにした(以下「拡張高階モデル検査問題」と呼ぶ).拡張高階モデル検査問題は決定不能であることが以前の我々の研究によって知られているが,(完全ではないが)健全な手続きを与え,それに基づいて拡張高階モデル検査器の試作を行った.
3.高階モデル検査のデータ圧縮への応用
木構造データを,それを生成する関数型プログラムの形式で圧縮し,高階モデル検査を用いて圧縮したままの状態でデータの変換やパターンマッチングを行う手法を考案し,そのプロトタイプを実装した.

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

研究の3つの柱である,高階モデル検査の理論とアルゴリズムの発展,プログラム検証への応用,データ圧縮への応用について,それぞれ顕著な進展が得られ,それぞれFoSSaCS2011,PLDI2011,PEPM2012などに成果をまとめた論文が採択されている他,オブジェクト指向プログラムの検証への応用についてなど何件かの論文を執筆中である.

今後の研究の推進方策

3つの研究の柱についてこのまま順調に研究を進める.
研究自体は進んでいるが,今後の研究の進展に伴って重要性が増してくる実装や実験を補助する優秀な研究員の確保が(震災の影響もあって)やや難航しており,その点についての努力を続ける.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Functional programs as compressed data2012

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi, Kazutaka Matshuda, Ayumi Shinohara
    • 雑誌名

      ACM SIGPLAN 2012 Workshop on Partial Evalution and Program Manipulation (PEPM 2012)

      ページ: 121-130

    • DOI

      10.1145/2103746.2103770

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Complexity of Model Checking Recursion Schemes for Fragments of the Modal Mu-Calculus2011

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi, C.-H.Luke Ong
    • 雑誌名

      Logical Methods in Computer Science

      巻: 7(4)

    • DOI

      10.2168/LMCS-7(4:9)2011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Predicate abstraction and CEGAR for higher-order model checking2011

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi, Ryosuke Sato, Hiroshi Unno
    • 雑誌名

      Proceedings of the 32^<nd> ACM SIGPLAN conference on Programming language design and implementation (PLDI 2011)

      ページ: 222-233

    • DOI

      10.1145/1993498.1993525

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Similarity Measure using Lossy Compression and its Application to Image Retrieval2011

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Bannai, Kazuyuki Narisawa, Ayumi Shinohara
    • 雑誌名

      The GSTF International Journal on Computing (JoC)

      巻: Vol.1No.3 ページ: 45-50

    • 査読あり
  • [学会発表] Towards a software model checker for ML2011

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi
    • 学会等名
      ACM SIGPLAN Workshop on ML 2011
    • 発表場所
      日本・東京(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-18
  • [学会発表] イベント列データにおけるVLDCエピソード生成モデル2011

    • 著者名/発表者名
      棚橋広亮, 成澤和志, 篠原歩
    • 学会等名
      人工知能学会第82回人工知能基本問題研究会(SIG-FPAI)
    • 発表場所
      日本・北海道
    • 年月日
      2011-08-04
  • [学会発表] マルチトラック文字列に対するパターン発見について2011

    • 著者名/発表者名
      桂敬史, 成澤和志, 篠原歩
    • 学会等名
      夏のLAシンポジウム
    • 発表場所
      日本・静岡
    • 年月日
      2011-07-19
  • [学会発表] Higher-Order Model Checking : From Theory to Practice2011

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi
    • 学会等名
      Proceedings of the 26th Annual IEEE Symposium on Logic in Computer Science (LICS 2011)
    • 発表場所
      カナダ・トロント(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-23

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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