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計算コード生成装置、方法及びプログラム NEW

国内特許コード P180015577
整理番号 5082
掲載日 2018年11月22日
出願番号 特願2015-247693
公開番号 特開2017-111749
出願日 平成27年12月18日(2015.12.18)
公開日 平成29年6月22日(2017.6.22)
発明者
  • 嶋吉 隆夫
  • 天野 晃
出願人
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 計算コード生成装置、方法及びプログラム NEW
発明の概要 【課題】数値計算プログラムの生産性を向上することができる計算コード生成装置、方法及びプログラムを提供する。
【解決手段】計算コード生成装置1は、計算対象の数学的問題に対する数値計算が実行される計算コードCoを自動生成する。計算コード生成装置は、記憶部と、制御部とを備える。記憶部は、計算対象の数学的問題に対する数値計算法を数式で宣言的に記述する形式記述情報Dxを格納する。制御部は、記憶部に格納された形式記述情報に基づく演算処理を行う。制御部は、形式記述情報に基づいて、形式記述情報における数式及び数式が含む変数の関係を解析する。制御部は、解析結果に基づいて、所定の手続き型プログラミング言語により計算対象の関数に対する数値計算を実行する計算コードを生成する。形式記述情報は、反復型数値計算法を漸化式で規定する情報を含む。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


従来、数値計算アルゴリズムにおいては、計算性能が重要視されるため、特定の手続型言語による参照実装が一般的に公開されている。しかし、この手法には移植性や保守性の問題があることから、機械的に数値計算法のプログラムコードを生成するための技術が提案されている(例えば特許文献1,非特許文献1)。



特許文献1は、数値計算アルゴリズムに関する問題定義情報とプログラム様式情報の入力により、数値計算プログラムを生成する数値計算プログラム生成システムを開示している。特許文献1の数値計算プログラム生成システムによると、生成される数値計算プログラムの数値計算アルゴリズムを疑似コードの順序列で表現したものからプログラム生成を行う。これにより、既に定義されている疑似コードを利用して新たな数値計算アルゴリズムに対応する疑似コードの順序列を作り、数値計算プログラム生成システムが生成可能な数値計算アルゴリズムを拡張できる。



非特許文献1は、細胞生理学モデルを記述したファイルとODE(常微分方程式)解法スキームを記述したファイルから時間発展計算を行うシミュレーションプログラムの自動生成手法を開示している。非特許文献1の自動生成手法によると、計算機が、上記の各ファイルの入力によって時間発展を計算する数式セットを自動生成し、生成された数式セットから実行コードを生成する。

産業上の利用分野


本発明は、数値計算法が実行されるプログラムコードを自動生成する計算コード生成装置、方法及びプログラムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
計算対象の数学的問題に対する数値計算が実行される計算コードを自動生成する計算コード生成装置であって、
数値計算法を数式で宣言的に記述する形式記述情報を格納する記憶部と、
前記記憶部に格納された形式記述情報に基づく演算処理を行う制御部とを備え、
前記制御部は、
前記形式記述情報に基づいて、前記形式記述情報における数式及び前記数式が含む変数の関係を解析して、
解析結果に基づいて、所定のプログラミング言語により前記数値計算を実行する計算コードを生成し、
前記形式記述情報は、反復型数値計算法を漸化式で規定する情報を含む
計算コード生成装置。

【請求項2】
前記制御部は、前記形式記述情報における漸化式を、前記漸化式に含まれる変数を介して関連する一連の数式に展開することにより、前記解析を行う
請求項1に記載の計算コード生成装置。

【請求項3】
前記制御部は、前記記憶部に格納された形式記述情報における数式毎に各数式に含まれる変数を分類して、前記漸化式で規定する情報を解釈する
請求項1又は2に記載の計算コード生成装置。

【請求項4】
前記制御部は、
前記計算コードが実行される計算環境を示す計算環境情報を取得し、
前記計算環境情報に応じて最適化して、前記計算コードを出力する
請求項1~3のいずれか1項に記載の計算コード生成装置。

【請求項5】
前記形式記述情報における漸化式は、少なくとも3回にわたる反復計算回数にそれぞれ対応する少なくとも3つの変数を含む
請求項1~4のいずれか1項に記載の計算コード生成装置。

【請求項6】
前記形式記述情報は、前記数値計算法をモジュール化して記述される
請求項1~5のいずれか1項に記載の計算コード生成装置。

【請求項7】
前記生成された計算コードの外部から、前記数学的問題の具体形が指定される
請求項1~6のいずれか1項に記載の計算コード生成装置。

【請求項8】
前記生成された計算コードの内部に、前記数学的問題の具体形が組み込まれている
請求項1~6のいずれか1項に記載の計算コード生成装置。

【請求項9】
コンピュータが、計算対象の数学的問題に対する数値計算が実行される計算コードを自動生成する方法であって、
前記コンピュータの記憶部には、前記計算対象の数学的問題に対する数値計算法を数式で宣言的に記述する形式記述情報が格納されており、
前記コンピュータの制御部が、前記形式記述情報に基づいて、前記形式記述情報における数式及び前記数式が含む変数の関係を解析するステップと、
前記制御部が、解析結果に基づいて、所定のプログラミング言語により前記計算対象の関数に対する数値計算を実行する計算コードを生成するステップとを含み、
前記形式記述情報は、反復型数値計算法を漸化式で規定する情報を含む
方法。

【請求項10】
請求項9に記載の方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2015247693thum.jpg
出願権利状態 公開
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