計算機の高度利用に関する総合的研究

1989 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 62045007
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 大学協力
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 高岡 忠雄 茨城大学, 工学部・情報工学科, 教授 (00007824)
• 研究分担者: PRADIP Dey Department of Computer Science, Hampton U, Associate ; KEVIN D. Rei Department of Computer and Information S, Professor ; 玉木 久夫 茨城大学, 工学部・情報工学科, 講師 (20111354) ; 林 陽一 工学部・情報工学科, 講師 (20189666) ; 松山 泰男 工学部・情報工学科, 助教授 (60125804) ; DEY Pradip Associate Professor, Department of Computer Science, Hampton University ; REILLY Kevin D. Professor, Department of Computer and Information Sciences, University of Alabam
• 研究期間 (年度): 1987 – 1989
• キーワード: Algorithms / Programming Languages / Natural Language Processing / Neuroーcomputing / Computer architecture / Fuzzy reasoning / Hypercube architecute / Vector quantization

研究概要

本研究は、大学間協力研究として計算機のソフトウェアとハードウェアを総合的に研究するために昭和62年度よりスタートした。相手校は茨城大学と大学間協定を有するアラバマ大学バーミングハム校(UAB)である。期間は3年間で、参加者は双方合せて12名である。期間中、茨城大学より延べ6名がUABを訪問し、UABより6名が茨城大学を訪問した。研究分野は、(1)アルゴリズム、(2)言語、(3)ニューロコンピューティング、(4)エキスパートシステム、(5)キューブによる計算機結合方式に大別される。以下、順を追って成果の概要を述べる。
(1)アルゴリズム.この分野は主に高岡が研究を行なった。1つは2次元のパタンマッチング問題で高速アルゴリズムを開発し、CACMの1989年の9月号に発表した。他の1つは、全最短路問題に対する高性能の並列アルゴリズムを開発した。これは、n頂点のグラフの全最短路問題を0(n^<2.5>)のプロセッサ数で、0(loglog n)平均時間で解くものである。
この結果はSpringer-VerlagのLecture Notes in Computer Scienceに収録された。
(2)言語.この分野では高岡、林、Dey、Bryantが研究を行なった。1つは、Dey、Bryant、高岡によるTree Adjoining Grammarの解析に関する研究である。これは自然言語の構文解析に有用な方法であり、Information Processing Lettersに採択された。他の1つはDeyと林による自然言語の並列処理に関する研究である。この研究により自然言語の解析が並列計算機の上で高速に実行されることが示され、Theoretical Linguisticsに採択された。
(3)ニューロコンピューティング.この分野では、松山、林、Reillyが研究を行なった。まず、松山、Reillyは、ベクトル量子化による画像圧縮を高速化するためニューロの手法を導入し、効果を挙げた。この結果は1988年のIEEE情報理論国際会議、及びACM Southeast Regional Conferenceで発表された。一方、林は英数の文字認識をニューロにおけるポケットアルゴリズムを用いて行ない、高い認識率を得た。この結果はInternational Journal of Neural Networksに発表された。
(4)エキスパートシステム.この分野の研究は林とDeyが行なった。1つは林によるニューラルネットワークよりIF-THENルールを抽出する研究であり、電気学会論文誌に発表された。他の1つは、林とDeyによるファジィ理論を用いた医療診断に関する研究である。この内容は1988年のIEEE Int.Conf.on Systems,Man and Cyberneticsで発表された。
(5)キューブによる計算機結合方式.この研究は玉木とSpragueによって行なわれた。この研究により、ハイパーキューブの頂点対の辺を共有しない経路による結合が可能となるための必要十分条件を考えた。これにより、キューブ結合計算機上のアルゴリズム設計の指針が得られた。この結果は近い将来、学術雑誌に発表予定である。
以上3年間にわたった協同研究により、多くの研究成果を挙げることができ、有意義であった。その期間の最終年に、相手校のDey氏は別の大学へ移るということもあり、3年間という期間の経過も感じられる。
研究設備についていうと、UABの計算機科学科は並列計算機Sequent Balance(30プロセッサ)を有しており、並列処理の経験を得るのに大変有効であった。そのおかげで、茨城大学情報工学科でもSequent Symmetry(20プロセッサ)を平成2年3月に導入し、旧機種のVAXからスムーズに移行できた。この新しい並列計算機は今後当学科で並列処理の研究に大きな役割を果すものと期待され、上記の研究成果と共に、今後の当学科の研究方向に大きな影響を与えるものと言えよう。
最後に研究者の相互訪問について一言。UABからの研究者を茨城大学工学部の職員集会所にお泊めした。この建物は戦前からの木造のもので、老朽化している。我々がUABの立派な宿舎に泊めて頂いたことから考えて、我々の学部にも国際交流会館のようなものの建設を望まずにはいられない。われわれのように学部が数ケ所に分散した大学では、国際交流会館は大学本部の都市に設置されるのみで、各学部までは及ばないのが現状である。このことが、3年間の大変有意義であった研究の中での唯一つの問題点となった。

研究成果

• [文献書誌] T.Takaoka: "An Efficient Parallel Algorithm for the All Pairs Shortest Path Problem." Lecture Notes in Computer Science,SpringerーVerlag. 344. 276-287 (1988)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] R.F.Zhu;T.Takaoka: "A Technique for Two Dimensional Pattern Matching." Communications of the ACM. 32 No.9. 1110 1120 (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] P.Dey;B.R.Bryant;T.Takaoka: "Lexical Ambiguity in Tree Adjoining Grammars." Information Processing Letters.
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Matsuyama: "Generalized Vector Quantization with Optimal Connection of Elements." Proceedings of IEEE International Conference on Information Theory. 164-165 (1988)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Moon;Y.Matsuyama;K.D.Reilly: "Image Compression Using Neural Networks:Review and Prospects." Proceedings of ACM Southeast Regional Conference. 239-243 (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Hayashi;E.Tazaki;K.Yoshida and P.Dey: "Medical Diagnosis Using Simplified Multiーdimensional Fuzzy Reasoning." Proceedings of IEEE 1988 International Conference on Systems,Man and Cybernetics. 1. 58-62 (1988)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 林陽一,中井正人: "ニューラルネットワークを用いたファジィIF-THENルールの自動抽出" 電気学会論文誌. 110-C No.3. 198-206 (1990)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Sato;H.Tamaki: "Existential Confirmation." New Generation Computing. 6. 421-438 (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Sato;H.Tamaki: "First Order Compiler:A Deterministic Logic Program Synthesis Algorithm." Journal of Symbolic Computation. 8. 605-627 (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T. Takaoka: "An Efficient Parallel Algorithm for the All Pairs Shortest Path Problem." Lecture Notes in Computer Science, Springer-Verlag. 344. 276-287 (1988)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] R.F. Zhu and T. Takaoka: "A Technique for Two Dimensional Pattern Matching." Communications of the ACM. 32, No.9. 1110-1120 (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] P. Dey, B.R. Bryant and T. Takaoka: "Lexical Ambiguity in Tree Adjoining Grammars." Information Processing Letters.
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y. Matsuyama: "Generalized Vector Quantization with Optimal Connection of Elements." Proceedings of IEEE International Conference on Information Theory. 164-165 (1988)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T. Moon, Y. Matsuyama and K.D. Reilly: "Image Compression Using Neural Networks: Review and Prospects." Proceedings of ACM Southeast Regional Conference. 239-243 (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y. Hayashi, E. Tazaki, K. Yoshida and P. Dey: "Medical Diagnosis Using Simplified Multi-dimensional Fuzzy Reasoning." Proceedings of IEEE 1988 International Conference on Systems, Man and Cybernetics. 1. 58-62 (1988)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y. Hayashi and M. Nakai: "Automated Extraction of Fuzzy IF-THEN Rules Using Neural Networks." The Transactions of the Institute of Electrical Engineers of Japan. 110-C, No.3. 198-206 (1990)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T. Sato and H. Tamaki: "Existential Confirmation." New Generation Computing. 6. 421-438 (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T. Sato and H. Tamaki: "First Order Compiler: A Deterministic Logic Program Synthesis Algorithm." Journal of Symbolic Computation. 8. 605-627 (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より