コンピュータソフトウェア

特集「新しいソフトウェアの実現」の編集にあたって

玉井哲雄, 湯淺太一, 佐藤健, 中島震

2006 年 23 巻 2 号 p. 2_1-2_3
発行日: 2006年
公開日: 2006/06/30

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.23.2_1

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アスペクト指向プログラミング

増原英彦

2006 年 23 巻 2 号 p. 2_4-2_28
発行日: 2006年
公開日: 2006/06/30

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.23.2_4

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本稿ではアスペクト指向プログラミングについて，その基本となる概念と研究・開発動向を解説する．アスペクト指向プログラミングとは横断的関心事をモジュール化するプログラミングパラダイムであり，AspectJをはじめとするいくつかの言語が開発・利用されている．これらの言語には，ポイントカット・アドバイス機構や型間宣言などのように従来のプログラミング言語には見られない新しい機能があり，表現力の向上・実現方式・開発環境・基礎理論・実証などの面について多くの研究が行われている．

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帰納論理プログラミングの基礎理論とその展開

山本章博

2006 年 23 巻 2 号 p. 2_29-2_44
発行日: 2006年
公開日: 2006/06/30

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.23.2_29

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帰納論理プログラミングとは，論理プログラムを用いた機械学習手法であり，構造化データからのデータ分析と知識獲得への応用が進められている．本稿では，計算の立場から学習という行為を捉えた上で，パラメータ推定と比較しつつ，論理プログラミングの理論と計算論的学習理論を基礎にして帰納論理プログラミングの基礎理論について解説する．そして，演繹的な推論によって定義される順序関係である精密化が，帰納論理プログラミングの学習アルゴリズムの設計と分析に威力を発揮することを詳述する．さらに，帰納論理プログラミングの最近の研究動向についても述べる．

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ヒューマノイドロボットのシステム実現―ロボットシステム記述言語EusLispによる実装―

稲葉雅幸, 岡田慧, 水内郁夫, 稲邑哲也

2006 年 23 巻 2 号 p. 2_45-2_61
発行日: 2006年
公開日: 2006/06/30

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.23.2_45

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ロボットは身体ハードウェアが決まればその身体にとっての認識と行動のソフトウェアをプログラミングする対象である．近年のロボットは人間のような姿形に近づいたヒューマノイドロボットの研究が進んでいる．本稿では，幾何モデルを搭載したオブジェクト指向言語Euslispにより，人間型のロボットを対象に小型から等身大，筋駆動型ヒューマノイドのロボットプログラミング環境を実装している研究をとりあげ，身体ハードウェアが進化してもソフトウェアの継承を行いながら発展させてきている環境を紹介する．

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オブジェクト指向型ロボットプログラミング言語EusLisp

松井俊浩

2006 年 23 巻 2 号 p. 2_62-2_71
発行日: 2006年
公開日: 2006/06/30

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.23.2_62

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3次元の幾何モデルを記述し，その上でロボットの環境認識機能や知的行動計画プログラムを記述するための言語，EusLispの概念と実装について論ずる．ロボットの知的機能の実現にはオブジェクト指向が最適であるとの考えに立ち，言語の基本機能としてオブジェクト指向を実装し，その上にCommon Lispと同様な関数プログラミング機能を実現する．オブジェクト指向とLispの関数を融合するために，階層的なクラス継承木の中で定数時間で型判別を行える仕組みを導入している．不定長のオブジェクト管理のメモリ効率を向上させるため，フィボナッチバディによるメモリ管理を行う．非同期，並列プログラミングのために導入したマルチスレッド機能とスレッドごとに分割したメモリ管理機構の評価を行う．これらによって効率よく実現された幾何モデラーと，ロボット向きのEusLispの応用を2例示す．

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モデル検査法のソフトウェアデザイン検証への応用

中島震

2006 年 23 巻 2 号 p. 2_72-2_86
発行日: 2006年
公開日: 2006/06/30

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.23.2_72

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開発上流工程で不具合を早期に発見する技術として，形式検証技術のひとつであるモデル検査法への関心が高まっている．本稿では，従来理論中心の研究として敬遠されることが多かったモデル検査法に関して，厳密さよりは技術の適用方法を伝えることに主眼をおいて解説する．ソフトウェア開発のいろいろな局面での利用例を紹介することで実際的な技術になってきていることを述べる.

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ソフトウェア基礎研究における思い出(2)―ソフトウェア基礎研究に関する国際活動

伊藤貴康

2006 年 23 巻 2 号 p. 2_87-2_100
発行日: 2006年
公開日: 2006/06/30

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.23.2_87

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activeCanvas: 対話可能な絵画を生成するソフトウェア

坂本大介, 小野哲雄

2006 年 23 巻 2 号 p. 2_101-2_107
発行日: 2006年
公開日: 2006/06/30

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.23.2_101

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本稿では環境に埋め込まれた対話可能な絵画を生成するソフトウェアについて述べる．本ソフトウェアが生成する絵は環境センサの情報をもとに常に変化する．また，絵に直接触ることで絵に対して変化を与えることができる．これらの絵はモチーフというプラグインで管理され，ユーザの意思で変更することが可能である．本ソフトウェアが出力する絵はコンピュータ上のディスプレイではなく，コンピュータという存在を消したディスプレイから出力することを想定している．これにより我々が生活している空間に含まれる情報を，生活の一部として絵画を飾ることと同じように「情報を飾る」という概念を提案する．また，本稿では空間を一枚の絵画が支配し表現する，環境に埋め込まれたソフトウェアの可能性について考察する．

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木変換言語の双方向化に関する事例研究

穆信成, 胡振江, 武市正人

2006 年 23 巻 2 号 p. 2_129-2_141
発行日: 2006年
公開日: 2006/05/30

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.23.2_129

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A transformation from the source data to a target view is said to be bidirectional if, when the target is altered, the transformation somehow induces a way to reflect the changes back to the source, with the updated source satisfying certain healthiness conditions. Several bidirectional transformation languages have been proposed. In this paper, on the other hand, we aim at making existing transformations bidirectional. As a case study we chose the Haskell combinator library, HaXML, and embed it into Inv, a language the authors previously developed to deal with bidirectional updating. With the embedding, existing HaXML transformations gain bidirectionality.

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高階書換え系の停止性のための代数モデル

浜名誠

2006 年 23 巻 2 号 p. 2_142-2_156
発行日: 2006年
公開日: 2006/05/30

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.23.2_142

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Klopによって提案された高階書換えの体系コンビナトリー簡約系 (Combinatory Reduction Systems, CRSs) がFiore，Plotkin，Turiらによる構文の代数モデルΣモノイドによって健全かつ完全にモデル化できることを示す．このモデルを整礎な推移的関係を持つものに制限すると，停止性を持つCRSの完全な特徴付けができる．このことを用いて，与えられたCRSの停止性を代数的な解釈によって示すという便利な手法を与える．

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ユーザー定義されたプログラム解析を利用するアスペクト指向プログラムのコンパイル手法

青谷知幸, 増原英彦

2006 年 23 巻 2 号 p. 2_157-2_167
発行日: 2006年
公開日: 2006/05/30

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.23.2_157

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本研究では，AspectJ言語に対するコンパイルの枠組であるSCoPEの改良を提案する．SCoPEは静的な条件ポイントカットを自動的に見つけ出し，静的に評価することができる．改良は束縛時検査の高速化と，Javaバイトコード操作ライブラリとSCoPEとの連携から成る．これによって，ユーザーがJavaバイトコードの複雑な静的解析を行う静的なポイントカットを記述できるようになり，これを実用的な時間でコンパイルすることが可能となった．

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ヒューマノイド行動ソフトウェア基盤におけるマルチスレッドLispへの実時間GC機能の導入

岡田慧, 花井亮, 神崎秀, 稲葉雅幸, 湯淺太一

2006 年 23 巻 2 号 p. 2_168-2_174
発行日: 2006年
公開日: 2006/05/30

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.23.2_168

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新しいソフトウェアの応用領域として実世界において認識行動処理を行うヒューマノイドを対象とし，実世界知識表現の上位の記述から，認識行動の並列性記述，リアルタイム性の必要な反射系記述を扱える大規模かつ複雑なヒューマノイドソフトウェアを効率よく開発するためのプログラミング環境を構築することを目指している．本論文は並列性，実時間性，対話性，三次元モデリング機能を特徴とするLisp言語を基盤にしたヒューマノイドのシステムプログラミング環境EusLispに対し，ごみ集め処理 (GC) による実行停止時間により関節角度の更新が停止することないよう実時間GC機能を導入し，ロボットの運動制御ソフトウェアに対する評価を行った．

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C言語用CASEツールへのDWARF2デバッグ情報の応用

権藤克彦, 鈴木朝也, 川島勇人

2006 年 23 巻 2 号 p. 2_175-2_198
発行日: 2006年
公開日: 2006/05/30

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.23.2_175

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我々はXMLを用いた下流CASEツールの統合の研究を行っている．本論文ではデバッグ情報をC言語用CASEツールに応用する新しい試みとして，DWARF2デバッグ情報を使う手法を提案する．これまでデバッグ情報は主にデバッガのみで使用され，他のCASEツールにはあまり使われていなかった．この手法を使うと，適用範囲が広く，誤情報 (false positive) が少ない，実用性の高いCASEツールを比較的容易に実現できる．またDWARF2のXML表現DWARF2-XMLを導入することで，CASEツールの相互運用性の向上や開発コストの削減も期待できる．予備評価として，C言語用デバッガ，クロスリファレンサ，静的コールグラフ生成系をDWARF2-XMLを用いて構築し，良い結果を得た．

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過負荷時のWebアプリケーションの性能を改善するSession-aware Queue Scheduling

松沼正浩, 光来健一, 日比野秀章, 佐藤芳樹, 千葉滋

2006 年 23 巻 2 号 p. 2_199-2_210
発行日: 2006年
公開日: 2006/05/30

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.23.2_199

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本稿では過負荷時にWebアプリケーションサーバの性能低下を防ぐSession-aware Queue Scheduling (SQS)を提案する．既存の多くのアドミッション制御はサーバ全体またはページを単位として制御を行うため，セッションを利用する現実のワークロードには適していない．実際のワークロードを重視したスケジューリングを行うために，SQSではページ単位のスケジューラとセッション単位のスケジューラを連携させる．ページスケジューラはWebアプリケーションの進捗を監視することで，最適なページ処理並行度を動的に決定する．セッションスケジューラはページスケジューラの待機リクエストのためのキューを監視することで最適な同時セッション数を動的に決定する．我々はこれらのスケジューラをTomcat上に実装し，セッションを考慮したワークロードを用いて実験を行った．その結果，SQSを用いた場合には過負荷時のセッション処理性能を改善できることが確認できた．

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データ型に着目した形式仕様記述からの状態遷移系の抽出

三好健吾, 日下部茂, 荒木啓二郎

2006 年 23 巻 2 号 p. 2_211-2_224
発行日: 2006年
公開日: 2006/05/30

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.23.2_211

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ソフトウェア開発において，開発の早期に十分な要求分析を行い仕様や設計を検証することは開発の後期に発生する不具合の低減に有効である．仕様や設計の検証手法には多くの種類があり，それらを組み合わせることで開発対象の様々な面に関する検証を行うことができる．本研究では検証手法の中でも，形式仕様記述言語を用いた手法とモデル検査との系統的な連携を対象としている．形式仕様記述言語は開発対象の機能的側面を曖昧性なく記述することができ，支援ツールで実行可能なものであればアニメーションによって仕様レベルでの振る舞いの確認も可能である．しかしながら，支援ツールによって網羅的に振る舞いを検証するには大きなコストが必要となる．一方モデル検査は，開発対象をモデル化し，その振る舞いを自動的かつ網羅的に検証することができるが，その一方で適切なモデルの構築や構築されたモデルと開発対象の機能との関連付けが容易ではない．本研究では，形式仕様記述言語で記述された機能的側面を重視した厳密なモデルからの，モデル検査可能な状態遷移系の抽出を適切な抽象レベルで，かつ低コストで系統的に行うことを目指している．これにより，開発の早期において機能に関する側面と振る舞いに関する側面の両方の性質の検証が容易になる．具体的には，モデル指向の形式仕様記述言語VDM-SL (Vienna Development Method Specification Language)で記述されたモデルから，FSP (Finite State Processes)で記述された状態遷移モデルを系統的に抽出する方法を提案する．

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既存Cヘッダファイルの構文の異なる言語での有効利用

平石拓, 八杉昌宏, 湯淺太一

2006 年 23 巻 2 号 p. 2_225-2_238
発行日: 2006年
公開日: 2006/05/30

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.23.2_225

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我々は，コード変形による言語拡張を支援する機構としてS式ベースC言語 (SC言語) とその処理系を開発している．既存のCヘッダファイルに相当するSCヘッダファイルを利用したいとき，人手でCのヘッダファイルをSCに書き直すと開発コストがかかるので，本研究ではC言語からSC言語への変換器を実装した．このとき，構文の違いなどにより変換が困難な場合がある．特に，Cプリプロセッサ用の#defineによるマクロ定義をSCプリプロセッサ用の%defmacro，%defconstantに置き換えることは完全には不可能である．本論文では，それらの限界と現実的な対応策について議論する．なお，この対応策の考え方の一部は他の言語間においても適用可能である．

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