巨大分散システムの安定性-テラの時代に向けて

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14380145
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 山下 雅史 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 教授 (00135419)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小野 廣隆 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助手 (00346826) ; 朝廣 雄一 九州産業大学, 情報科学部, 助教授 (40304761) ; 定兼 邦彦 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助教授 (20323090)
• Keywords: 巨大分散システム / 安定性 / 統計力学的手法 / ランダムウォーク

Research Abstract

分散システムのエージェント数は既にギガで測られる時代にあり,テラの時代が近づきつつある.事実,ギガで測られる個数のサイトがインターネットに組織されている.ホームページ検索エンジンGoogleは4.29$\times 10^9$個のホームページを検索可能であり,この数は1年に$1.0 \times 10^9$個以上伸べている.また,DNA計算を,部分解の選択/連接を行うためのエージェントとして物理分子を用いる計算であると捕えると,おおよそ$10^{15}$個の分子が一つの分散システムを構成する.本研究が検討の対象とするのはこのような巨大な分散システムである.巨大分散システムは,エージェント数が巨大であるという理由から,1)各エージェントが無視できない程度にシステムの動的な変化が大きくなるにも関わらず,2)各エージェントが収集可能な局所情報が大域情報に占める割合は相対的に小さくなるという特徴を持つ.このような特徴を持つ巨大分散システムの安定性を吟味することが本研究の目的であった.
本年度は,統計力学的手法を用いた分散システムの動作解析を念頭におき,局所情報とランダム・ウォークのヒッティング時間とカバー時間の関係について議論するとともに,ギブス分布で確率行列が与えられるようなランダム・ウォークを考察した.また,ウェブにおけるコミュニティの抽出へのランダム・ウォークの応用も検討した.次に自律分散ロボットシステムの分散型制御について検討した.このような形状可変システム(reconfigurable system)の研究はようやく開始されたばかりであり,研究蓄積が浅い.そのため,我々は解析が容易な決定的なシステムとして自律分散ロボットシステムを取り扱ったが,本研究の主旨に従うならば,システムの確率的な制御を目指すべきであり,これは来年度の課題である.

Research Products

• [Publications] Y.Asahiro, M.Ishibashi, Masafumi Yamashit: "Independent and Cooperative Parallel Search Methods"Journal of Optimization Methods and Software. 18・2. 129-141 (2003)
• [Publications] S.Ikeda, I.Kubo, N.Okumoto, M.Yamashita: "Impact of Local Topological Information on Random Walks on Finite Graphs"Proc.30th International Colloquium on Automata, Languages and Programming (ICALP2003). 1054-1067 (2003)
• [Publications] S.Ikeda, I.Kubo, M.Yamashita: "Reducing the Hitting and the Cover Times of Random Walks on Finite Graphs by Local Topological Information"The 2003 International Conference on VLSI. 203-207 (2003)
• [Publications] 伊川 洋平, 定兼 邦彦: "サイト内検索エンジンのためのスコアリング手法"日本データベース学会Letters. 115-118 (2003)
• [Publications] Takashi Harada, Masafumi Yamashita: "Transversal Merge Operation and Nondominated Grid Coteries"Proc.15th IASTED International Conference Parallel and Distributed Computing and Systems (PDCS2003). 128-133 (2003)
• [Publications] C.Y.Koo, T.W.Lam, T.W.Nganb, K.Sadakane, K.K.To: "On-line Scheduling with Tight Deadlines"Theoretical Computer Science. 295 1-3. 251-261 (2003)
• [Publications] Kazuhisa Makino, Hirotaka Ono, Toshihide Ibaraki: "Interior and exterior functions of positive Boolean functions"Discrete Applied Mathematics. 130・3. 417-436 (2003)
• [Publications] Kunihiko Sadakane: "New Text Indexing Functionalities of the Compressed Suffix Arrays"Journal of Algorithms. 48-2. 1054-1067 (2003)
• [Publications] W.K.Hon, K.Sadakane, W.K.Sung: "Breaking a Time-and-Space Barrier in Constructing Full-Text Indices"Proc.IEEE FOCS. 251-260 (2003)
• [Publications] W.K.Hon, T.W.Lam, K.Sadakane, W.K.Sung: "Constructing Compressed Suffix Arrays with Large Alphabets"Proc.ISAAC. 2906. 240-249 (2003)
• [Publications] W.K.Hon, K.Sadakane, W.K.Sung: "Succinct Data Structures for Searchable Partial Sums"Proc.ISAAC. 2906. 505-516 (2003)
• [Publications] J.Chun, K.Sadakane, T.Tokuyama: "Linear Time Algorithm for Approximating a Curve by a Single-Peaked Curve"Proc.ISAAC. 2906. 6-15 (2003)
• [Publications] J.Chun, K.Sadakane, T.Tokuyama: "Efficient Algorithms for Constructing a Pyramid from a Terrain"Discrete and Computational Geometry. 2866. 108-117 (2003)
• [Publications] C.Choy, J.Jansson, K.sadakane, W.K.Sung: "On the Computational Complexity of the Maximum Agreement Phylogenetic Subnetwork Problem"Proc.Computing : The Australasian Theory Symposium (CATS2004). 1-16 (2004)