HBM-FPGAを利用した宇宙輻射輸送シミュレーションARGOT(Accelerated Radiative transfer on Grids using Oct-Tree/筑波大学計算科学研究センター)の演算加速について議論する．本シミュレーションは，HBM などの大規模・高帯域なメモリを利用しても、メモリ帯域幅がボトルネックとなり十分な加速が難しいことが知られる．そこで本研究では，メモリアクセス効率を高めるため，演算バッファに細粒度なデータフロー制御を組み込むことでメモリアクセス数の削減を図り，飛躍的な演算速度の向上を目指している．本報告では，等方性拡散する各光線が直線的に進行する性質に着目し演算空間を三角錐型に分割するとともにその更新順序を最適化することで，高効率なストリーム演算が実現可能であることを示す．

Nowadays, JavaScript-Programming becomes very important in developing web-application systems. To assist self-study of JavaScript-Programming, we are currently developing JavaScript-Programming learning assistant system (JSPLAS). JSPLAS offers the value trace problem (VTP) for code reading study of novice students. A VTP instance consists of a source code and a set of questions, where each question asks the value of an important variable or an output message in the code. In this paper, we study VTP for code reading study in JSPLAS. We generate 57 VTP instances on JavaScript basic-grammar concepts and confirm their effectiveness to 45 university students in Myanmar and Japan.

Currently, we are developing C programming learning assistant system (CPLAS) by extending our works for Java programming learning assistant system (JPLAS). CPLAS offers element fill-in-blank problem (EFP) that asks students to fill in blank elements in the given source code. In this paper, we investigate the effectiveness of EFP in CPLAS by analyzing application results in three universities. We generate 19 EFP instances on 1) basic grammar concepts and 2) fundamental data structures & algorithms, and assign them to students in one university in Japan and two universities in Myanmar. The results observed that average correct answer rate increases as the number of answer submissions increases for 1), the rate is highest at one university where the submission number is lowest for 2), and one university gives the lowest rate for both.

　鉄道の安全を守るしくみであるフェールセーフ方式は，1999年に制定されたEN50126:1999制定以前からの各国の安全文化，歴史によるところが大きい。
　近年になって，特殊なデバイスやをなるべく使用せずに汎用部品やFPGA (Field-Programmable Gate Array)を使って，これらのフェールセーフ方式を実現しようする動きがみられている。
　そこで本研究では，特殊なフェールセーフ素子を用いずにフェールセーフ機能を実現する方法を提案し，欧州の標準方式であるVCP方式を例に説明する。

本研究では，農業で使用されるドローンを想定して，農地上空を飛行するドローンで搭載し たカメラから取得した画像データを取得するインタフェースについて検討した．使用するカメラの都合上SDバスを使用しFPGAでSDカードをエミュレートする方法を採用した．
SDバスのコマンドおよびデータを処理するために，オープンソースのSDカードエミュレーションモジュールを論理シミュレーションと実機での動作実験による評価の上修正を行い，Xilinx 社のFPGA Zynq-7020 SoCに移植した．また，SDカードのファイルシステムをエミュレートするために，FAT16ファイルシステムのデータを論理回路としてハードウェア化し，書き込みデータの中から画像ファイルを検出して，ファイルをFPGAのDRAMに書き込む回路を製作した．
DRAMに書き込んだ画像ファイルをZynq-7020 SoCのプロセッサで読み出して SDカードに転送し，PCでファイルを確認することで画像取得アプリケーションとして機能していることを確認した．

開発中のモバイルエージェントシステムAgentSphereは自律性を持つエージェントを用いて並列分散処理を可能とするプラットフォームである。これはネットワーク結合されたコンピュータ群の各マシンにおいてAgentSphereが動作しているとき、自律的に移動するエージェントが並列分散処理を行うものであるため、エージェントが強マイグレーションした先で、移動前に使用していたファイルを透過的にアクセスする方法を提供する必要がある。この手法の試作とともに、AgentSphereが動いているPCのメモリ使用量を考慮したエージェントのスケジューラ機能についても試作・評価したのでこれらについて報告する。

タスクスケジューリング問題はその規模により探索による最適解求解時間が膨大になるため、探索アルゴリズムの高速化を行う必要がある。そのための手法として筆者らは階層的な探索を開発している。タスクグラフから部分最適化可能な小規模なタスク集合であるマクロタスクを機械学習により検出し、その後各マクロタスクについて複数CPUによる挟み撃ち探索法によりスケジューリングを行う。その結果を全体タスクグラフに反映させることにより計算複雑度を下げて、全体のスケジューリング時間を短縮し、従来のアルゴリズムとの性能比較を行ったので、その実装方法と評価結果を報告する。

NVIDIA社Volta世代のGPUには、CUDAコアだけでなく、Tensorコアと呼ばれる演算コアが搭載されており、幅広い分野の計算を効率的に実行できる。一方で、多くの研究では、各コアを効率的に利用することで高速化を図っている。このため、CUDAコアとTensorコアを併用し、Tensorコアを利用するカーネルとCUDAコアを利用するカーネルを同時に起動することで、さらなる高速化が期待できる。そこで、本稿では、CUDAコアとTensorコアを併用することの有効性を評価する。行列積を題材とした評価の結果、TensorコアとCUDAコアを併用した場合、最大約1.4倍高速化することが確認できた。

HPCでは，描画処理に使われるGPUの高い演算性能を利用して，シミュレーションなどを高速化するGPGPUがよく使われている．現在，スーパーコンピュータなどでGPGPUが広く用いられているが，コンパイルする際にCUDAやOpenACCをはじめとした複数のコンパイラが存在する．最も速く計算を行う上で最適なコンパイラを選択するためにCUDAとOpenACCの比較をし，評価した．

ホログラフィによる立体像は様々な角度から眺めることができ，視覚疲労もなく長時間利用可能である．このことより，電子化したホログラフィは，「究極の３次元テレビ」となるものと考えられている．実用化のためには，使用する計算機合成ホログラム（CGH）の計算高速化が望まれる．CGH計算では，三角関数の計算が多用される．これまで，GPUに搭載されたSpecial function unit（SFU）を用いることでCGH計算の高速化がなされていた．しかし，AmpereアーキテクチャのGPUでは，CUDAコアに対するSFUの比が，TuringやPascalアーキテクチャのGPUに比べ半減しており，ボトルネックとなることがわかった．本研究では，三角関数の計算を低減させた新たなアルゴリズムによる計算高速化について検討する．

計算機合成ホログラム (CGH)の作成には膨大な計算量が必要であり、この数値計算の高速化は大きな課題である。本研究ではGPUを汎用計算に応用した GPGPUの使用によって課題の改善を試みるものである。手法として、GPU にはシェアードメモリと呼ばれる低容量ではあるが高速に動作するメモリが複数種存在し、それらを用いて点光源モデルCGH計算の高速化を行いその結果を比較した。この際2台のGPUを用いて並列に動作させることによって、より高速な計算を試みた。また精度比較として単精度浮動小数点と倍精度浮動小数点の計算をそれぞれ行い、生じる誤差を計算した。

現在の機器S/W開発は、仕様変更またはリファクタリングによってソースコードを変更することが多発する。変更の影響範囲を正確に特定するのが困難なため、広めにテストを実施しており、作業工数が大幅に増加するという課題がある。本稿では、上記の課題を解決するために、変更管理プロセスで求められる影響分析を実現するために、コード等価性検査方式を提案する。また、本方式を実現するツールの試作とソースコードへの適用を通じて発見した問題点と対策の検討結果を報告する。

形式手法の1つであるBメソッドは仕様を数学的に記述することにより無矛盾性の機械的検証を可能にする。我々はBメソッドを用いたソフトウェア自動合成手法を提案している。この手法では既存ソフトウェアから生成された部品をリポジトリに収め、新規ソフトウェアの仕様を入力することで、リポジトリの部品を再利用し実装を自動合成する。部品が不足した場合は人が記述をする。本研究では不足部品を可能な限り自動生成することで人の負担を低減することを目的とする。自動生成は、既に取得した部品からの詳細化情報抽出と、詳細化情報と生成規則を基にした部品生成の手順で行う。本稿ではこの不足部品の自動生成手法について述べる。

　形式手法のBメソッドは数学的に記述された仕様から詳細化を行うことで実装までの記述が可能である。我々はBメソッドで記述されたソフトウェアから部品を生成し、新規の要求仕様に合わせて再利用することでソフトウェアを合成する手法を提案している。再利用される部品は要求仕様と数学的に等価な仕様を持つ。
　本研究では既存ソフトウェアの操作を変数に関して派生させることで多様な部品を生成し、リポジトリの網羅性の向上を図る。そのため、部品登録時に操作内で値が変化せず参照のみされている変数を矛盾の発生しない範囲で定数化することで派生した操作を持つ部品を生成する手法を提案し、手法の妥当性についても検証する。

ソフトウェアに使用されているデザインパターンを検出することができれば、プログラムの機能や目的の理解に役立つ。既存のデザインパターン検出手法として、主にクラス単体に着目した手法が提案されている。しかし、オブジェクト指向プログラミングにおけるデザインパターンは、主に継承関係など構造上の特徴によって記述されているため、ソフトウェア構造が検出に有用であると考えられる。
そこで本研究では、ソフトウェアのクラスやインタフェース間の関係をグラフとして表し、分散表現したものを入力としたデザインパターン検出モデルの評価を行う。ソフトウェア構造を単純な有向グラフで表し、graph2vecによって分散表現に変換した素性に基づき、SVMとランダムフォレストを使用して分類する実験・評価を行った。Factory、Builder、Adapter、デザインパターンではないクラスの分類を行い、適合率・再現率ともに45％以上となった。

　ソフトウェア開発の途中段階やリリース後に検出される欠陥の中に、ソフトウェア仕様書や試験仕様書での記述漏れが原因である不具合が存在する。これらは、人手によるレビューにて検知しているため、人的負荷が高い。エンド・ユーザのふるまいを思い描きながら仕様書を作成すれば、仕様漏れ・試験漏れは大幅に減るであろう。これができる記述者とそうでない記述者では視線の動きや記述時の姿勢に違いが出る。
　本研究では、仕様書を作成する際の記述者の視線と姿勢状況を分析することで、仕様作成者のユーザアウェアネスの度合いを推定する手法を提案する。本手法を用いることで、仕様漏れ・試験漏れを防ぎ、高品質なソフトウェア開発を実現させる。

プログラミング初学者にとって，Gitの操作の学習はハードルが高い．
プログラミングだけでも大変であるのに，プログラミング以外のことも考える必要があるためである．
しかし，昨今の開発では，gitなどを用いたバージョン管理は当たり前のことであり，初学者もできるだけ早い段階で身につけることが望ましい．
そこで，適切なタイミングで git 操作を推薦したり，git操作の簡易ヘルプを自動で出してくれる環境を提案する．
これにより，作業のタイミングや作業内容を推薦に従って操作することで，git操作に慣れてもらうことを目指す．

そのために，提案システムkaniはgitリポジトリ内での CUI 操作を記録しておき，記録ごとに推薦エンジンを走らせる．
推薦エンジンは，これまでのコマンドの実行履歴（ステータスコードやgitのステータスを含む）から適切なgitの操作を推薦する．

近年、複数の場所に保存されたデータを統一的に分析するために、データの連携・管理基盤と分析アプリで構成されるデータ活用システムが、様々な分野で期待されている。また、そのためにパブリッククラウドの利用が広まりつつある。しかし、分析の多様化や、パブリッククラウドの機能の追加から、継続的なシステム更新における環境構築・設定作業の労力が大きいと考えられる。本発表では、ITインフラの構築・設定作業、分析アプリのデプロイ作業に着目し、上述の作業を自動化するデプロイメント・パイプラインの構成方法を検討した結果を報告する。

既存のコンテナ管理ツールの多くは，メモリやストレージといった計算機資源と root 権限に代表される実行権限を使用している．これにより，計算機資源の圧迫やコンテナのセキュリティ低下といった問題が引き起こされる．そこで，本稿では動作に必要な計算機資源とユーザ権限を抑えたコンテナ管理ツールを提案する．提案手法ではコンテナの管理にデーモンを用いないことでメモリの使用を抑えられる．また，コンテナの作成にユーザ名前空間を使用することで root 権限の使用を抑えられる．

一般的に他人が作成したソースコードを読み、理解することは決して容易ではない。これを解決するために、さまざまな手法やツールが開発されてきている。本研究では、プログラマに、プログラム開発中に考えていることを発話してもらい、それを録音したものを対応するプログラム部分と関連付けて記憶しておく。そして、プログラムを理解しようとするときに、そのプログラム部分に対応した音声を再生することにより、プログラム理解を容易化することを提案する。本手法の有効性を評価するために、開発環境としてゲーム開発プラットフォームUnityを用いて、この機能を実装したツールを実現した。今後、このツールを用いてさまざまな評価を行うとともに、機能の改良をしていく予定である。

ゲーム開発エンジンの1つであるUnityには、膨大な数の独自の関数が存在する。しかし、Unityの関数名やその引数などは変更されることもあるため、すべてを覚えることは困難であり、また、ウェブ上でUnityの関数を調べようとすると、検索結果の上位にUnity公式のスクリプトリファレンスが表示されないケースが多い。そこで、本研究では、Unity公式のスクリプトリファレンスから必要な情報のみデータベースに格納し、それぞれの関数が持つ概念の繋がりを利用して、検索ワードに関連する関数の一覧と最小限の情報のみ出力する検索ツールを開発した。今後は、このツールを使用するユーザーに合わせて検索結果の出力順を変更する等の改良をしていく予定である。

近年、H/Wコスト削減のため、制御コントローラへの仮想化技術適用が進められている。制御コントローラは高い可用性が必要であるため、冗長化構成を採っており、仮想化技術を適用した場合でも、異常発生時には、稼働側から待機側に速やかに切り替わり、リアルタイムに制御信号を出力することが求められる。本研究では、①仮想化制御コントローラ単体のリアルタイム性向上、②仮想化制御コントローラにおける系統切替手法の検討を行った。稼働待機切替時間を評価した結果、最大81.3msec（目標100msec）となり、仮想化制御コントローラにおいても制御コントローラが要求する系統切替時のリアルタイム性を満足できることが分かった。

クラウドコンピューティングの利用拡大に伴い，マルチコアのPUを複数搭
載した計算機システムの利用が拡大している．このような計算機システムは，NUMA構成であることが多い．NUMA構成の計算機システムでは，プログラムのメモリ操作速度が，プログラムのメモリ上の格納位置と走行コアの関係に依存しており，一定でない．そこで，本稿では，このメモリ操作速度の違いに着目し，PUを複数搭載したNUMA構成の計算機における性能分析を述べる．

Tenderでは，プロセスの生成処理を高速化する資源プール機能を実現している．複数のサービスが動作する計算機において，高速にプロセス生成を行うことが望ましいサービスと，高速にプロセス生成を行う必要がないサービスが混在する場合がある．すべてのサービスに資源プール機能を適用すると未使用メモリ量が枯渇するため，資源プール機能を効率的に活用できず，前者のサービスのプロセス生成処理の高速化の保障が難しい．そこで，本稿では，前者のサービスに対しては資源プール機能の利用を許可し，後者のサービスには資源プール機能の利用を禁止することで，前者のサービスのプロセス生成処理の高速化の保障を図る．

バイト単位のアクセスが可能な不揮発性メモリの高性能化と高集積化を受け，将来の計算機の実メモリ構成は，揮発性メモリと不揮発性メモリを混載した環境になると考えられる．そこで，この環境を想定し，実行プログラムを2つのファイルに分割格納した実行ファイル形式（OFF2F：Object File Format consisting of 2 Files）が提案され，単一プログラムを実行する場合と複数プログラムを繰り返し実行する場合について，OFF2Fプログラムの性能評価が述べられた．本稿では，これに加え，ベンチマークを実行した場合について，OFF2Fプログラムの性能評価を述べる．