Mercurial > hg > Papers > 2010 > kent-master
annotate paper/introduction.tex @ 10:3d9addf62d0b
organized repository.
| author | kent <kent@cr.ie.u-ryukyu.ac.jp> |
|---|---|
| date | Tue, 16 Feb 2010 14:35:36 +0900 |
| parents | introduction.tex@4b2af58b0302 |
| children |
| rev | line source |
|---|---|
| 0 | 1 \chapter{序論} |
| 1 | 2 \label{chp:intro} |
| 0 | 3 \pagenumbering{arabic} |
| 4 | |
| 5 %% 問題提起 | |
| 6 %% 解決案の提示 | |
| 7 %% 研究目標 | |
| 8 %% 本論文の各章の概要 | |
| 9 | |
| 10 | |
| 11 \section{背景と目的} | |
| 12 | |
| 13 | |
| 14 企業システムの多様化、IT導入の加速により、ソフトウェアは大規模化・複雑 | |
| 15 化する傾向にある。また家電製品のデジタル化も進み、組み込みシステムの需 | |
| 16 要も増大している。 | |
| 17 | |
| 7 | 18 それにともないハードウェアは驚異的な進歩を遂げ、近年はCPUのマルチコア |
| 19 化が進み、また新たな段階を築こうとしている。 | |
| 0 | 20 |
| 21 ハードウェアの進歩に対し、ソフトウェアの開発に用いられる記述言語は、オ | |
| 22 ブジェクト指向プログラミングの発明・導入やデザインパターンに見られる技 | |
| 23 術の集約などが行われ、注目されてきた。 | |
| 24 %しかしながら90年代以降、言語その物に対する大きな変化は見られない。 | |
| 25 オブジェクト指向を主としたJavaはその有用性が認められ多くのシステム開発 | |
| 26 に取り入られている。 | |
| 7 | 27 しかしその反面、Javaではガベージコレクタや実行時コンパイルにより、余分 |
| 28 な処理が必要となる。そのため軽量かつ高速な応答が要求される Real-time処 | |
| 29 理や組込み用途には適さない。 | |
| 30 %しかしその反面、Cなどの低レベルな言語による記述に比べてこれらの技術は | |
| 31 %余分な条件判断やメモリアクセスを増やしてしまう。そのため軽量かつ高速な | |
| 32 %応答が要求される Real-time処理や組み込み用途には適さない。 | |
| 0 | 33 |
| 7 | 34 %またCellに見られるような複雑なアーキテクチャをもつマシンではプログラ |
| 35 %ミング自体も複雑になる。Cで記述されたプログラムからアーキテクチャに直 | |
| 36 %接関わる命令 （DMAやシグナル）を使用するのでは、高級言語の設計思想と | |
| 37 %矛盾するともみられる。 | |
| 38 またPlayStation3にはCell Broadband Engineという特殊なCPUが採用され注目 | |
| 39 されている。しかしこの様な複雑なアーキテクチャを持つマシンではプログラ | |
| 40 ミング自体も複雑になる。Cで記述されたプログラムからアーキテクチャに直 | |
| 41 接関わる命令 （DMAやシグナル）を使用するのでは、高級言語の設計思想と矛 | |
| 42 盾するともみられる。 | |
| 43 | |
| 0 | 44 |
| 45 大規模システムにおけるバグの存在も深刻な問題である。 | |
| 46 テストファーストな開発スタイルなどで工学的なアプローチからバグの抑制が | |
| 47 試みられているが、完全な排除は難しい。数学的なアプローチから無矛盾を証 | |
| 48 明する技術の研究も進んでいるが、現在のスタックベースのプログラミングは | |
| 49 状態数が膨大になり、実用化された例は少ない。しかしマルチコアの台頭によ | |
| 7 | 50 り並列プログラミングの必要性も高まっており、今後はより検証の必要性が増 |
| 51 すと考えられる。 | |
| 0 | 52 |
| 7 | 53 ハードウェアの進化や数学的検証にソフトウェアが対応するためには、これま |
| 54 でとは違う新たな視点を持ったプログラミング言語が望ましい。 | |
| 0 | 55 しかし既存のソフトウェアやシステムは膨大な数に上り、これらを新しい言語 |
| 56 に書き換えるのは無理がある。新しい言語は古い言語との互換性が必須である。 | |
| 57 | |
| 58 | |
| 7 | 59 我々はこれらの問題に取り組むため、Continuation based C（以下CbC）とい |
| 60 う言語を提案している。Continuationとはプログラムの次の実行処理を表現す | |
| 8 | 61 る制御構造で、継続とも呼ばれている。CbCではCからサブルーチンや |
| 7 | 62 ループ制御を除き、代わりに継続をベースとした実行制御を行う。この特徴か |
| 63 ら、CbCはCの下位言語と考ることができ、ハードウェアの記述や記述したプロ | |
| 64 グラムの検証などを目的として設計されている。 | |
| 65 %我々はこれらの問題に取り組むため、Continuation based Cという言語を提案 | |
| 66 %している。Continuation based C（以下CbC）はCからサブルーチンやループ構 | |
| 67 %造を除いたCの下位言語であり、ハードウェアの記述、また記述したプログラ | |
| 68 %ムの検証などを目的としている。 | |
| 0 | 69 |
| 7 | 70 %これまでCbCのコンパイルには、micro-cをベースとしたコンパイラとGNUコン |
| 71 %パイラコレクション（以下GCC）をベースとしたコンパイラが用いられてきた。 | |
| 72 %しかしGCCにはバグや当初の期待ほど速度がでないという問題があり、研究段 | |
| 73 %階であるCbC言語自体にも仕様の変更などがあった。 | |
| 74 これまでCbCのコンパイルには、micro-cをベースとしたコンパイラが用いられ | |
| 75 てきた。加えて2008年の研究においてGCCをベースとしたCbCコンパイラが開発 | |
| 76 され、継続処理の実装が行われた。 | |
| 0 | 77 |
| 7 | 78 %TODO: taskmanager |
| 8 | 79 本論文ではGCCベースのコンパイラにおいて残るCbCの機能の実装を行い、実 |
| 80 用的な CbCプログラムの動作を目指す。 | |
| 7 | 81 %本論文ではGCCベースのCbCコンパイラの問題の洗い出しとその問題の改善を行 |
| 82 %い、実用レベルのCbCプログラムの動作を目指す。 | |
| 0 | 83 |
| 7 | 84 %また、CbCを用いたプログラムの例として現在開発中のCbCベースTaskManager |
| 85 %の紹介を行う。 | |
| 86 また、実装したGCCベースコンパイラの評価としてmicro-cベースコンパイラと | |
| 87 の速度比較を行い、GCCの開発リリースに合わせるためのメンテナンス手法に | |
| 88 ついても考察する。 | |
| 0 | 89 |
| 90 | |
| 91 | |
| 92 | |
| 93 | |
| 94 \section{論文構成} | |
| 95 | |
|
5
dfb89e32eea1
added gcc.tex, conclusion.tex
kent <kent@cr.ie.u-ryukyu.ac.jp>
parents:
4
diff
changeset
|
96 次章以降、本論文では本研究での成果を報告する。 |
|
dfb89e32eea1
added gcc.tex, conclusion.tex
kent <kent@cr.ie.u-ryukyu.ac.jp>
parents:
4
diff
changeset
|
97 |
|
dfb89e32eea1
added gcc.tex, conclusion.tex
kent <kent@cr.ie.u-ryukyu.ac.jp>
parents:
4
diff
changeset
|
98 \ref{chp:cbc}章ではまずCbCについてその言語仕様から説明し、また現時点で |
|
dfb89e32eea1
added gcc.tex, conclusion.tex
kent <kent@cr.ie.u-ryukyu.ac.jp>
parents:
4
diff
changeset
|
99 のCbCコンパイラの問題点を挙げる。 |
| 0 | 100 |
|
5
dfb89e32eea1
added gcc.tex, conclusion.tex
kent <kent@cr.ie.u-ryukyu.ac.jp>
parents:
4
diff
changeset
|
101 \ref{chp:gcc}章では本研究での移植対象であるGNU コンパイラコレクション |
|
dfb89e32eea1
added gcc.tex, conclusion.tex
kent <kent@cr.ie.u-ryukyu.ac.jp>
parents:
4
diff
changeset
|
102 の構造について、簡単に説明する。 |
| 0 | 103 |
|
5
dfb89e32eea1
added gcc.tex, conclusion.tex
kent <kent@cr.ie.u-ryukyu.ac.jp>
parents:
4
diff
changeset
|
104 \ref{chp:impl}章は実際の実装方法、改善の手法を説明し、これらの結果の評 |
| 8 | 105 価を\ref{chp:eval}章で行う。 |
|
5
dfb89e32eea1
added gcc.tex, conclusion.tex
kent <kent@cr.ie.u-ryukyu.ac.jp>
parents:
4
diff
changeset
|
106 |
| 8 | 107 最後に、本研究での成果と今後の課題を\ref{chp:conc}章で述べ、本論文のま |
| 108 とめとする。 | |
|
5
dfb89e32eea1
added gcc.tex, conclusion.tex
kent <kent@cr.ie.u-ryukyu.ac.jp>
parents:
4
diff
changeset
|
109 |