JPH0844552A - 個人の言語による問題むき補助計算装置のためのプログラム作成システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 個人の言語による問題むき補助計算装置のた
めのプログラム作成システムに関し、補助計算装置を使
用するときのプログラムの書き換えを自動化することを
目的とする。 【構成】 個人の言語によるプログラム作成手段１０
と、補助計算装置の追加にともなうプログラムの書き換
えを指示するための変換データを生成する変換データ更
新手段２０とから構成される。個人の言語によるプログ
ラム作成手段１０は、個人の言語で記述された初期文書
を、所与の役割パターン及び役割結合知識に従って、計
算機プログラムに変換する。変換データ更新手段２０に
よって生成された変換データは、個人の言語によるプロ
グラム作成手段１０の役割パターン及び役割結合知識を
変更し、補助計算装置を追加する前の状態のコンピュー
タのための原プログラムを生成するのに使用したものと
同じ初期文書を利用して、補助計算装置の追加にともな
う書き換えを施したプログラムを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は個人の言語による問題む
き補助計算装置のためのプログラム作成システムに関
し、特にパーソナル・コンピュータあるいはワーク・ス
テーションに情報処理能力を補強する目的で特定の問題
むきの補助計算装置を追加したことにともなって要請さ
れる応用プログラムの書き換えを行う、個人の言語によ
る問題むき補助計算装置のためのプログラム作成システ
ムに関する。

【０００２】従来、個人が所有するパーソナル・コンピ
ュータ（ワーク・ステーションも含む）は、共用装置と
して運営されている汎用大型コンピュータに比べて、使
おうと思った時にはいつでも使えるという点で優れてい
るが、総合的な情報処理能力の点では及ばない。そこ
で、パーソナル・コンピュータの情報処理能力の不足を
補うために、アクセレレーション・カード、拡張ボード
等の名称で呼ばれている補助計算装置を利用する場合が
ある。このような特定の問題むきの補助計算装置を使用
することにより、その問題を解決することについては桁
違いに早く処理することができ、場合によっては、スー
パー・コンピュータ並の性能を発揮することがある。し
かし、補助計算装置を使用するためにはプログラムの書
き換えが必要になるが、プログラムの書き換え作業は一
般に煩雑であるため、個人のプログラミングの分野で
は、補助計算装置はあまり普及していない。

【０００３】

【従来の技術】図３１はパーソナル・コンピュータに対
する補助計算装置の接続関係を示す図である。殆どのパ
ーソナル・コンピュータ１には、利用者がたとえばフロ
ッピーディスク装置、光磁気ディスク装置等の入／出力
装置を自由に接続できるようにするための入／出力装置
接続機構２−１、・・・、２−ｎを装備している。図示
の例では、例えば、入／出力装置接続機構２−１に、一
つの入／出力装置として補助計算装置３を搭載したボー
ド４がその入／出力装置接続機構５を経由して接続され
ている。この補助計算装置３は、パーソナル・コンピュ
ータ１がたとえばデータｘを書き込んで、適当な時間の
後読み出すと、ある演算ｆの結果ｆ（ｘ）が得られると
いうような入／出力装置として用いられている。

【０００４】最近のＬＳＩ製造技術の発達によって、こ
の補助計算装置を構成する多様な手段が提供されるよう
になった。市販の標準ＬＳＩの他に、最近では、ＡＳＩ
Ｃ（Application Specific Integrated Circuit ）と呼
ばれる、利用者が機能を設計することができるデバイス
が現れている。また、信号処理、静止画像／動画像処
理、音声認識、テキスト検索等、特定の問題を効率良く
解くために設計された専用中央処理装置も市販されるよ
うになった。この流れを受けて、例えば、杉本大一郎
編、「専用計算機によるシミュレーション」、朝倉書店
（1994年）発行の文献には、重力計算を目的とする専用
の補助計算装置が紹介されている。この補助計算装置
は、距離の二乗に逆比例する力を総和するという計算を
専用に行わせるもので、標準ＬＳＩあるいはＡＳＩＣを
用いて実現されている。複数の星が作る重力を総和する
という場合、星の数が例えば一万個程度にもなれば、コ
ンピュータにとって非常に負荷の大きな処理となり、こ
のような処理を補助計算装置で処理させることにより、
処理時間を飛躍的に短縮することが可能になる。

【０００５】パーソナル・コンピュータを利用して問題
を解くには、第１に、ソフトウェアのみによって利用す
るアルゴリズムを確定し、第２に、確定したアルゴリズ
ムに基づくソフトウェアのうち計算負荷の高い部分を専
用に計算する補助計算装置に移行し、第３に、扱う問題
の規模によって、この補助計算装置を更新する、という
３段階の構成が利用できる。

【０００６】上に述べたように、補助計算装置のハード
ウェアを構成するためには多様な手段が提供されるよう
になってきたが、しかし、第１から第２、あるいは第２
から第３の段階で要請される応用プログラムの書き換え
作業については有効な支援の手段が提供されていない。
そのため、補助計算装置の追加によるプログラム更新を
手作業で行う、あるいは、応用プログラムを補助計算装
置毎に新たに作りかえる、といった対応がとられてき
た。ところが、前者については、一般的に言ってプログ
ラムの書き換え作業は煩雑で誤り易い作業ではある。ま
た、後者については、同じ応用目的に対して補助計算装
置毎に異なるプログラムが書かれるために、応用プログ
ラムの維持・管理が煩雑化し、また、応用プログラム上
に補助計算装置に依存しない部分があれば、この部分を
再開発する作業は、補助計算装置の追加にともなうプロ
グラムの修正として、本来不要なはずの作業ということ
になる。

【０００７】現状では、プログラムを書き換えるにして
も、新規に作成するにしても、補助計算装置の追加にと
もなうプログラムの書き換えは高価なものにつく。この
結果として、ハードウェア構成上の選択肢は広くなって
いるにもかかわらず、補助計算装置はあまり普及してい
ない。

【０００８】ここで、補助計算装置の追加にともなって
要請されるプログラム更新の煩雑化の具体例について説
明する。プログラムの書き換えが煩雑化する原因は、一
つの書き換えが他の書き換えを要求する現象、つまり書
き換えの連鎖が起こりがちなことにある。しかも、この
書き換えの連鎖が引き起こす書き換え作業では、プログ
ラム上で、互いに離れた位置にあるコードの書き換えが
要請される場合がある。その結果、書き換え作業者がプ
ログラムの書き換えを完了するためには、プログラムの
広い範囲に分散した書き換え箇所を漏れなく見出し、こ
れらを誤りなく書き換えることが必要となる。これは、
作業者にとって、煩雑で負荷の重い作業である。

【０００９】図３２はプログラム書き換え作業における
書き換えの連鎖の例を示す図である。ここで、プログラ
ムＰ１が補助計算装置を追加又は更新する前のプログラ
ムであり、プログラムＰ２が追加又は更新された補助計
算装置に合わせて書き換えられたプログラムである。な
お、以下の例では、プログラムの記述言語としてＣに類
似のシンタックスを持つものを使用しているが、変換規
則が過度に煩雑化する状況が発生することを回避するた
めに、Ｃの構文から外れた部分がある。

【００１０】この例は、ある信号処理プログラムにおい
て、引用されているフーリェ変換サブプログラム「ｆｆ
ｔ」を、補助計算装置を使用してフーリェ変換を実行す
るプログラム「ｅｘｅｃ」に書き換えるというもので、
プログラムＰ１の一箇所の書き換えが、プログラムＰ２
において５種類７箇所の書き換えを引き起こしている。
すなわち、プログラムＰ１の中で文「ｃａｌｌ ｆｆｔ
（Ｎ，ｘ，ｆ）」を書き換えしようとすると、以下の
（１）から（５）までの５種類の書き換え作業を派生さ
せる。 （１）補助計算装置が実行すべき動作を表すコマンド
「ｆｆｔ」を、「ｅｘｅｃ」の引数として書き込む。 （２）補助計算装置の利用開始をコンピュータに指示す
る文「ｃａｌｌ ｏｐｅｎ」と、同じく利用終了をコン
ピュータに指示する文「ｃａｌｌ ｃｌｏｓｅ」とを必
要な位置に追加する。 （３）補助計算装置が接続される入／出力装置接続機構
を識別する番号を、上記の「ｏｐｅｎ」と、「ｃｌｏｓ
ｅ」とについて、引数として指定する。ここでは、第１
チャネルを表す「１」が指定されている。 （４）補助計算装置の実行結果を判定して、実行エラー
が起こった場合にはこれに対応するためのコードを追加
する。 （５）プログラム「ｆｆｔ」の宣言を削除して、代わり
に「ｅｘｅｃ」、「ｏｐｅｎ」及び「ｃｌｏｓｅ」の宣
言を追加する。

【００１１】しかも、上記の書き換えはプログラム上、
離れた位置で起こる。すなわち、項目（１）は、実行手
順部に位置するコードの書き換えを引き起こす。項目
（２）の「ｏｐｅｎ」は、初期化部に位置するコードの
書き換えを引き起こし、「ｃｌｏｓｅ」は、終了処理部
に位置するコードの書き換えを引き起こす。項目（３）
の書き換えは、「ｏｐｅｎ」と「ｃｌｏｓｅ」のそれぞ
れに対する書き換えであるが、コンピュータ毎に異なる
番号をとり得るため、正しい番号の指定が必要となる。
項目（４）は、本例では、実行手順部で、ｆｆｔプログ
ラムをｅｘｅｃプログラムに書き換えた位置で発生す
る。本例のように単に装置の動作誤り発生を表示して止
まる以外にも種々のコードの作成法が考えられるが、そ
の詳細は利用者により指定することが必要である。そし
て、項目（５）は、宣言部でのコードの書き換えとな
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、コンピ
ュータの情報処理能力を補強する目的で補助計算装置を
追加することにともなう応用プログラムの書き換えにお
いて、ある一つの書き換えが他の複数の書き換えを要求
するという書き換えの連鎖が起こり、しかも、その書き
換えは一般に、ソース・プログラム上で、互いに分散さ
れた位置にて行われるため、このプログラムの書き換え
は作業者にとって、煩雑で負荷の重い作業であるという
問題があった。

【００１３】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、補助計算装置を使用するときのプログラムの
書き換えを自動化する、個人の言語による問題むき補助
計算装置のためのプログラム作成システムを提供するこ
とを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】図１は上記目的を達成す
る本発明の原理図である。本発明による個人の言語によ
る問題むき補助計算装置のためのプログラム作成システ
ムは、個人の言語によるプログラム作成手段１０と、補
助計算装置の追加にともなうプログラムの書き換えを指
示するための変換データをその個人の言語によるプログ
ラム作成手段１０に供給する変換データ更新手段２０と
から構成されている。

【００１５】

【作用】個人の言語によるプログラム作成手段１０は、
個人の言語で記述された初期文書を、所与の役割パター
ン及び役割結合知識に従って、計算機プログラムに変換
する。変換データ更新手段２０は、補助計算装置を追加
する前の状態のコンピュータのための原プログラムを初
期文書から生成するために使用した役割パターン及び役
割結合知識に、補助計算装置の追加にともなう書き換え
を施したプログラムを生成するために必要となる補正を
加え、これが個人の言語によるプログラム作成手段１０
にて所与の初期文書に適用されて、補助計算装置を装着
したコンピュータのために書き換えられたプログラムが
得られる。

【００１６】

【実施例】まず、本発明の実施例の概略について説明す
る。図１は本発明の個人の言語による問題むき補助計算
装置のためのプログラム作成システムの原理構成図であ
る。本発明の構成を概観すると、本発明のシステムは、
個人の言語によるプログラム作成手段１０と、補助計算
装置の追加にともなうプログラムの書き換えを指示する
ための変換データをその個人の言語によるプログラム作
成手段１０に供給する変換データ更新手段２０とを組み
合わせて構成されている。

【００１７】個人の言語によるプログラム作成手段１０
は、知識ベースを用いた言語変換装置に基づいており、
個人の言語で記述された初期文書を、所与の役割パター
ン及び役割結合知識に従って、補助計算装置を装着した
コンピュータのためのプログラムに変換する。変換デー
タ更新手段２０は、初期文書から補助計算装置を装着す
る前の状態のコンピュータのための原プログラムを生成
するために使用した役割パターン及び役割結合知識に、
補助計算装置の追加にともなう書き換えを施したプログ
ラムを生成するために必要となる補正を加える。この結
果、個人の言語によるプログラム作成手段１０にて所与
の初期文書に適用され、補助計算装置を装着したコンピ
ュータのために書き換えられたプログラムが得られる。

【００１８】図２はプログラムの書き換えを説明するた
めの図である。図２において、補助計算装置を追加する
前のコンピュータ３０のためのプログラムを原プログラ
ム３１とし、補助計算装置を追加したコンピュータ４０
のためのプログラムを書き換え後プログラム４１として
示してある。原プログラム３１は、初期文書５０を個人
の言語によるプログラム作成手段１０により変換処理す
ることによって生成される。このとき、個人の言語によ
るプログラム作成手段１０には、役割パターン及び役割
結合知識の変換データ集３２が適用される。一方、補助
計算装置の追加にともなって要請される書き換えを施し
た書き換え後プログラム４１は、書き換え対象となる原
プログラム３１の初期文書５０から、個人の言語による
プログラム作成手段１０を用いて生成される。このと
き、個人の言語によるプログラム作成手段１０には、原
プログラム３１のための変換データ集３２を変換データ
更新手段２０にて修正した更新データ集４２が適用され
る。

【００１９】このようにして、補助計算装置の追加にと
もなって要請される書き換えは、原プログラム３１を生
成するために必要な初期文書５０と、原プログラム３１
を生成するために必要な変換データ集３２を修正した更
新変換データ４２とから、個人の言語によるプログラム
作成手段１０を用いて行われ、これにより、書き換え後
プログラム４１が生成される。

【００２０】なお、原プログラム３１が個人の言語によ
るプログラム作成手段１０を用いて生成されている場合
は、この原プログラム３１を生成するために必要となる
初期文書５０及び変換データ集３２は既に与えられてい
るので、それらを利用することになるが、原プログラム
３１が個人の言語によるプログラム作成手段１０を用い
て生成されていない場合には、この原プログラム３１か
ら初期文書への書き換え作業を、個人の言語によるプロ
グラム作成手段１０を使用して行うことにより、初期文
書５０を作成することができる。

【００２１】図３は変換データ更新手段の詳細な構成例
を示す図である。変換データ更新手段２０は、変換デー
タ保持部２１と、更新変換データ入力部２２と、更新変
換データ生成部２３とから構成される。変換データ保持
部２１は、ある時点までの補助計算装置の更新で使用し
た変換データを更新回数とともに全て保持するようにし
ている。補助計算装置の追加時には、変換データ保持部
２１に保持されている更新前のデータが読み出されて更
新変換データ生成のために再利用され、更新変換データ
が生成されると、そのデータは次回の更新に備えるため
に変換データ保持部２１に保持される。更新変換データ
入力部２２は、補助計算装置の更新によって生じる書き
換えを指示する変換データを入力する。更新変換データ
生成部２３は、変換データ保持部２１に保持されている
更新前の、原プログラムを生成する変換データを、更新
変換データ入力部２２からの原プログラムの書き換えを
指示する変換データを使って更新し、書き換え後のプロ
グラムを生成するために必要な変換データを生成する。
この生成された更新後データは、個人の言語によるプロ
グラム作成手段１０へ出力されるとともに、変換データ
保持部２１に戻されて保持される。

【００２２】この個人の言語によるプログラム作成手段
１０は、応用分野で用いられる言語で記述した第１の言
語記述を所定の計算機プログラム言語等の第２の言語記
述に変換することができる、知識ベースを用いた言語変
換装置に基づいて構成されている。まず、この知識ベー
スを用いた言語変換装置について説明する。

【００２３】図４は知識ベースを用いた言語変換装置の
基本構成を示す図である。図４によれば、知識ベースを
用いた言語変換装置は、第１の言語記述６１と、役割パ
ターン６３を蓄積する第１の役割パターン蓄積手段６２
と、第２の言語記述６４と、別の役割パターン６６を蓄
積する第２の役割パターン蓄積手段６５と、第１及び第
２の役割パターン蓄積手段６２、６５に蓄積されている
役割パターン６３及び６６間の対応関係を表した役割結
合知識６８を蓄積する役割結合知識蓄積手段６７と、第
１の言語記述６１を、役割パターン６３、６６及び役割
結合知識６８を参照して、第２の言語記述６４に変換す
る言語変換手段６９とから構成されている。

【００２４】言語変換装置の言語変換手段６９は、第１
の言語記述６１を理解するための役割パターン６３とこ
の役割パターンを蓄積するための第１の役割パターン蓄
積手段６２とを使い、第２の言語記述６４を理解するた
めの役割パターン６６とこの役割パターンを蓄積するた
めの第２の役割パターン蓄積手段６５とを使い、第１の
言語の役割パターンにおける役割と第２の言語の役割パ
ターンにおける役割との間の役割結合知識６８ならびに
役割結合知識蓄積手段６７を参照して、所与の第１の言
語記述６１から目的の第２の言語記述６４を得ることを
可能にしている。

【００２５】個人の言語によるプログラム作成手段１０
は、「個人の言語によるプログラム作成システム」と題
された国際出願番号第ＰＣＴ／ＪＰ９３／０１３３１号
に開示のシステムを利用することができる。このシステ
ムは、知識ベースを用いた言語変換装置に、２つの創意
を加えることによって構成されている。すなわち、言語
変換手段の具体化とプログラミング法の提案とである。
次に、言語変換手段を具体化した個人の言語によるプロ
グラム作成システムについて説明する。

【００２６】図５は個人の言語によるプログラム作成シ
ステムの構成例を示す図である。知識ベースを用いた言
語変換装置に基づく個人の言語によるプログラム作成シ
ステムは、主として、初期文書変換を行う第１処理部７
２と、語彙変換を行う第２処理部７４と、役割木変換を
行う第３処理部７６と、表現生成を行う第４処理部７
８、７８ａとの４つの処理部によって構成されている。

【００２７】第１処理部７２は情報処理言語記述から情
報処理記述中間出力を得る中間記述生成処理を行う部分
であり、個人の言語によって記述された初期文書７１
を、個人の言語における言語表現の構成法に関する役割
パターンを使って、情報処理言語記述における表現単位
の役割を果たす、ほぼ文に対応した文字の並びの配置構
造を記述した初期役割木７３に変換する。

【００２８】第２処理部７４は情報処理記述中間出力の
葉節点部に部分役割木構造を付加して別の情報処理記述
中間出力にするという中間出力詳細化処理を行う部分で
あり、第１処理部７２で得られた初期役割木７３の中
で、情報処理言語記述におけるほぼ文に対応した表現単
位を、これに対応する、対象物が果たすべき役割の構
造、すなわち役割パターンに置き換えることで、初期役
割木７５を生成する。

【００２９】第３処理部７６は情報処理記述中間出力の
木構造を変換して計算機プログラム中間出力にするとい
う中間出力変換処理を行う部分であり、開始役割木７５
の情報処理記述中間出力を、役割結合知識を利用して、
役割木の構造に変換し、最終役割木７７を生成する。

【００３０】上記国際出願の個人の言語によるプログラ
ム作成システムの実施例では、前提部と帰結部とからな
る変換規則が、役割結合知識の表現手段として採用され
ている。また、役割結合知識（変換規則）による役割木
変換機構が以下のように実現されることが示されてい
る。第１に、変換規則は、規則の並びとして第３処理部
に与えられる。第２に、変換規則は、中間出力変換処理
部に与えられた順に役割木に適用され、一つの規則は役
割木への適用に失敗するまで繰り返して適用される。第
３に、第３処理部は、役割木変換規則の前提部適用によ
って得られた情報と規則帰結部とから、部分役割木を構
成する。第４に、第３処理部は、構成した部分役割木を
変換対象役割木に強制追加する。ここで強制追加とは、
部分役割木の追加に際して、役割木が木構造を持つため
の拘束条件を常に満たすことを保証する、部分役割木の
追加操作の一構成法である。強制追加によって役割木の
拘束条件が破れる場合、新たに追加する側の部分役割木
が追加され、変換対象役割木側の矛盾を起こす原因とな
る部分役割木は削除される。

【００３１】第４処理部７８、７８ａは計算機プログラ
ム中間出力又は情報処理記述中間出力から計算機プログ
ラム言語記述又は応用側抽象プログラム言語記述を得る
ための言語記述生成処理を行う部分であり、最終役割木
７７の計算機プログラム中間出力に、ほぼ、計算機プロ
グラムの一部分に対応した文字の並びを対応づけするこ
とにより、プログラミング言語によって書かれた計算機
プログラムソースコード７９を生成し、あるいは開始役
割木７５の情報処理記述中間出力から応用側抽象プログ
ラム言語記述７９ａを生成する。

【００３２】次に、個人の言語によるプログラム作成シ
ステムを構成するために知識ベースを用いた言語変換装
置に加えられた、もう一つの創意であるプログラミング
法の提案について説明する。

【００３３】図６は個人の言語によるプログラム作成シ
ステムに基づくプログラミングの方法を示す説明図であ
る。プログラミングの方法は、第３処理部及び第２処理
部の処理を複数回適用して、利用者の言語で書かれた情
報処理言語記述を順次、計算機プログラム言語記述に変
換する。

【００３４】図６に示す一連の変換過程において、初期
の段階８１では、個人の言語表現の構造を表す情報処理
記述中間出力（役割木）を、分野に固有の言語表現に対
応した情報処理記述中間出力（役割木）に変換する。中
間の段階８２では、分野に固有の言語表現の構造を表す
情報処理記述中間出力を、標準的な言語表現に対応した
情報処理記述中間出力（役割木）に変換する。後期の段
階８３では、標準的な言語表現の構造を表す情報処理記
述中間出力を、計算機動作を表す言語表現に対応した情
報処理記述中間出力（役割木）に変換し、最終的に所定
のプログラミング言語による計算機プログラム言語記述
を得る。また、第３処理部の各段階では、言語記述生成
処理を行う第４処理部を利用して、それぞれ抽象プログ
ラム言語表現を得ることができる。

【００３５】図７は第３処理部の役割木変換手順の詳細
を示す図である。上記国際出願の個人の言語によるプロ
グラム作成システムの実施例では、開始役割木を処理す
る第３処理部を、３段階の変換操作によって構成してい
る。すなわち、第３処理部は、開始役割木７５からプロ
グラム構造を作成するための役割木変換を行う第３−１
処理部７６ａと、この第３−１処理部７６ａにて生成さ
れ、計算機プログラム構造が記述された計算構造役割木
７６ｂからインプリメント手順を記述するための役割木
変換、すなわち計算実現手法指定変換処理を行う第３−
２処理部７６ｃと、この第３−２処理部７６ｃにて生成
され、計算機プログラム計算構造が記述された動作構造
役割木７６ｄから標準部品の展開関連処理を記述するた
めの役割木変換、すなわち計算機プログラム計算構造具
体化変換処理を行って最終役割木７７を生成する第３−
３処理部７６ｅとから成っている。なお、最終役割木７
７は、第４処理部７８による言語記述生成処理を通じて
計算機プログラムソースコード７９が生成される。これ
に加えて、開始役割木７５からは、第４処理部７８ａに
よる言語記述生成処理を通じて応用側抽象プログラム言
語記述７９ａを生成することができ、計算構造役割木７
６ｂからは、第４処理部７８ｂによる言語記述生成処理
を通じて計算機側プログラム計算構造記述７９ｂを生成
することができ、そして、動作構造役割木７６ｄから
は、第４処理部７８ｃによる言語記述生成処理を通じて
計算機側抽象プログラム言語記述７９ｃを生成すること
ができる。

【００３６】第１段階の第３−１処理部７６ａでは、初
期文書の構造を、個人の言語で計算手順を表現する文書
（抽象プログラム）の構造に変換する。第２段階の第３
−２処理部７６ｃでは、抽象プログラムを計算機動作に
対応づけて、抽象プログラムを具体化する。第３段階の
第３−３処理部７６ｅでは、第２段階で得られた計算機
動作の構造から特定のプログラミング言語を使って書か
れたプログラムを生成するために必要となる構造の変換
を行う。変数やサブプログラムを参照する場合であって
それらを宣言することが要請される仕様のプログラミン
グ言語を使うような場合では、参照された変数やサブプ
ログラムが宣言されていなければ、必要な位置にこれら
の宣言を挿入する、等の変換を行う。

【００３７】補助計算装置の導入によって書き換えが生
じる理由を、抽象プログラムから対応づけられる計算機
動作が変更を受けるためであると考えるならば、変更の
対象となる変換処理部は、上記第１段階から第３段階ま
での各変換のうち、第２段階の変換である。また、第２
段階の変換を実施した結果として新しくサブプログラム
が導入される場合には、第４処理部のデータに所定のプ
ログラミング言語におけるこれらサブプログラムの名前
を追加することによって、プログラム上に書き込むこと
ができる。

【００３８】図８は個人の言語による問題むき補助計算
装置のためのプログラム作成システムを詳細化した構成
例を示す図である。変換データ更新手段２０によって作
成された更新変換データ２４、すなわち、原プログラム
書き換え用の変換データ更新部分は、第３処理部のう
ち、計算実現手法指定変換処理を行う第３−２処理部７
６ｃに与えられ、この第３−２処理部７６ｃに適用され
ている役割パターン及び役割結合知識に対応する役割木
変換規則を変更する。一方、変換データ更新手段２０に
よって作成された更新表現生成データ２５、すなわち、
原プログラム書き換え用の表現生成データ更新部分は、
第４処理部７８に与えられ、この第４処理部７８に適用
されている役割パターン及び役割結合知識に対応するパ
ターン集及び語彙集に追加される。

【００３９】ここで、図３２に示したような、補助計算
装置を追加することにともなう応用プログラムの書き換
えを、個人の言語による問題むき補助計算装置のための
プログラム作成システムを使用して、実施する具体例に
ついて説明する。

【００４０】図９は初期文書の内容を例示した図であ
る。なお、図３２のプログラムＰ１及びＰ２はこの初期
文書７１から生成されたプログラムの一部であるとす
る。初期文書７１は、ケプストラム分析と呼ばれる公知
の信号分析手順を記述したものである。このうち、「Ｎ
点からなる時系列ｘの周波数成分ｆを求める。」という
表現に注目し、以下ではこの表現を参照表現として説明
する。なお、書き換えの対象となる原プログラムＰ１
は、初期文書７１から、個人の言語によるプログラム作
成データを使用して、以下の手順で生成されているもの
とする。

【００４１】図１０は初期役割木の内容を示す図であ
る。初期役割木７３は、第１処理部７２によって、初期
文書７１から生成される。この初期役割木７３によれ
ば、初期文書７１の句点「。」で区切られる文字列の並
びの構造がそのまま転記されていることを表している。

【００４２】図１１は語彙変換規則集の内容を示す図で
ある。初期役割木７３を詳細化するとき、第２処理部７
４には語彙変換規則集７４ａが適用される。第２処理部
７４はこの語彙変換規則集７４ａに従って初期役割木７
３を詳細化し、開始役割木７５を生成する。

【００４３】図１２は開始役割木の内容を示す図であ
る。第２処理部７４により初期役割木７３を詳細化する
ことにより生成された開始役割木７５によれば、初期役
割木上の参照表現は、語彙変換規則集７４ａによって、
役割パターン「周波数分析（データ数Ｎ，時系列：ｘ，
周波数成分：ｆ）」に変換されている。

【００４４】この開始役割木７５は、第３処理部によっ
て、３段階の処理を受けるが、まず、第１段階では、第
３−１処理部７６ａにて、プログラム構造作成変換処理
が行われ、計算構造役割木７６ｂが生成される。

【００４５】図１３は計算構造役割木の内容を示す図で
ある。プログラム構造作成変換の結果、作成された計算
構造役割木７６ｂによれば、開始役割木７５の内容が、
プログラム構造を表す役割パターンの「手続き部」にお
ける処理手順本体部に割り当てられる。この段階では、
処理手順本体部以外の要素は未定であるため、空の並び
の構造が割り当てられている。この変換処理は、例え
ば、次の計算構造作成変換規則集７６ａａに従って実行
される。

【００４６】図１４は第３−１処理部に適用される計算
構造作成変換規則集の内容を示す図である。計算構造作
成変換規則集７６ａａは、役割木変換規則集として、第
３−１処理部７６ａに適用され、第３−１処理部７６ａ
がプログラム構造作成変換処理を実行するとき、開始役
割木７５はこの計算構造作成変換規則集７６ａａに従っ
て変換される。

【００４７】第３処理部の第２段階では、第１段階で得
られた計算構造役割木７６ｂに現れる役割パターンに対
して、第３−２処理部７６ｃが計算機動作の構造を表す
役割パターンを割り当てることによって、抽象プログラ
ムを詳細化する。

【００４８】図１５は動作構造役割木の内容を示す図で
ある。計算実現手法指定変換処理の結果、作成された動
作構造役割木７６ｄによれば、参照表現ついては、これ
が、周波数分析という名前の手続き呼出しで実行される
ことが指定されている。この変換処理は、例えば、次の
計算構造作成変換規則集７６ｃａに従って実行される。

【００４９】図１６は第３−２処理部に適用される計算
構造作成規則集の内容を示す図である。計算構造作成変
換規則集７６ｃａは、役割木変換規則集として、第３−
２処理部７６ｃに適用され、第３−２処理部７６ｃが計
算実現手法指定変換処理を実行するとき、計算構造役割
木７６ｂはこの計算構造作成変換規則集７６ｃａに従っ
て変換される。この変換規則では、周波数分析という手
続きの利用に関する規約として、入力／出力データが配
列で表されるべきことが指定されている点に注意された
い。

【００５０】第３処理部の第３段階では、第２段階で生
成された動作構造役割木７６ｄを走査して、目標のプロ
グラミング言語の仕様上要請される宣言が欠けていれば
これを補う処理を行い、最終役割木７７を生成する。

【００５１】図１７は最終役割木の内容を示す図であ
る。計算機プログラム計算構造具体化変換の結果、作成
された最終役割木７７によれば、役割木上で役割名「外
部手続き宣言」及び「変数宣言」で示されていた位置の
並びを調べ、必要な宣言が存在しなければこれを補う。
ここでは、周波数分析という手続き名の宣言及び配列型
データｘ，ｆに関する宣言が補われている。この変換処
理は、例えば、次の計算機プログラム計算構造具体化変
換規則集７６ｅａに従って実行される。

【００５２】図１８は第３−３処理部に適用される計算
機プログラム計算構造具体化変換規則集の内容を示す図
である。計算機プログラム計算構造具体化変換規則集７
６ｅａは、役割木変換規則集として、第３−３処理部７
６ｅに適用され、第３−３処理部７６ｅにて計算機プロ
グラム計算構造具体化変換処理を実行するとき、動作構
造役割木７６ｄはこの計算機プログラム計算構造具体化
変換規則集７６ｅａに従って最終役割木７７に変換され
る。この計算機プログラム計算構造具体化変換規則集７
６ｅａを使用することにより、最終役割木７７では、引
数として使われた配列型データが、名前の並びに置き換
えられている点に注意されたい。その理由は、目標とす
るプログラミング言語の仕様として、引数並びに現れる
配列は配列名を書くという書法を仮定していることによ
る。

【００５３】第４処理部７８では、最終役割木７７の計
算機プログラム中間出力に、パターン集及び語彙集を適
用して言語記述生成処理をすることにより、計算機プロ
グラムソースコード７９が生成される。

【００５４】図１９は計算機プログラムソースコードの
内容を示す図である。この計算機プログラムソースコー
ド７９は図２の原プログラム３１に相当する。第４処理
部７８による言語記述生成処理では、プログラムソース
コードの外枠を決めるコードを役割パターン文字列デー
タとして与え、周波数分析プログラムの名前ｆｆｔを語
彙文字列データとして与えることによって、計算機プロ
グラムソースコード７９が生成される。このとき第４処
理部７８で使用される表現生成用データの例を以下に示
す。

【００５５】図２０は第４処理部に適用されるパターン
集の内容を示す図であり、図２１は第４処理部に適用さ
れる語彙集の内容を示す図である。第４処理部７８は最
終役割木７７に対し、役割パターン文字列データからな
るパターン集７８ａ及び語彙文字列データからなる語彙
集７８ｂが追加されたパターン集及び語彙集に従って表
現生成処理を行い、計算機プログラムソースコード７９
を生成する。

【００５６】補助計算装置を使って周波数分析を実行す
るプログラムを得るためには、上記の原プログラム生成
用ステップである、第１処理部７２、第２処理部７４、
第３−１処理部７６ａ、第３−２処理部７６ｃ、第３−
３処理部７６ｅ、及び第４処理部７８のうち、第３−２
処理部７６ｃの役割木変換規則データ、及び第４処理部
７８の表現生成データとを変更することになる。補助計
算装置の追加にともなって変更を受けるデータについて
は、新しいデータに置き換えられ、第１処理部７２、第
２処理部７４、第３−１処理部７６ａ、第３−２処理部
７６ｃ、第３−３処理部７６ｅ及び第４処理部７８の各
データに関して、置き換えの対象にならないデータにつ
いては、原プログラムを生成するために使用したデータ
が再利用される。

【００５７】原プログラムを生成するために使用した役
割木変換規則のうち、計算実現方法指定変換データを表
す計算実現方法指定変換規則集７６ｃａは、図１６に示
されている。この内で、補助計算装置の追加にともなっ
て影響を受けるデータは、周波数分析パターンを手続き
名「周波数分析」の手続き呼出しパターンによって詳細
化する部分である。この部分の書き換えのデータは変換
データ更新手段２０によって作成される。

【００５８】図２２及び図２３は原プログラム書き換え
用の更新変換データを示す図である。変換データ更新手
段２０によって作成された更新変換データ２４によれ
ば、周波数分析に関するデータは、手続き名「補助計算
装置駆動」の手続き呼出しによって詳細化される。同時
に、手続き名「補助計算装置駆動」の手続きを利用する
ための関連作業である、補助計算装置が実行すべきコマ
ンドｆｆｔの指示、補助計算装置の使用開始宣言プログ
ラムである「補助計算装置使用開始」の挿入、同使用終
了宣言プログラムである「補助計算装置使用終了」の挿
入、さらに、補助計算装置が装着される入／出力装置接
続機構の識別番号「１」を「補助計算装置使用開始」と
「補助計算装置使用終了」との引数として「補助計算装
置接続経路」の形で書き込むという処理が、変換規則デ
ータとして纏められている。これらをソース・コード上
で修正する場合には離れた所に分散したテキストを修正
することが必要であったが、変換規則の場合には、関連
する規則を一箇所に纏めて置くことができる。

【００５９】変換規則データを更新することによって新
たに導入された各種の名前は、第４処理部７８の表現生
成データに追加される。図２４は原プログラム書き換え
用の更新表現生成データのパターン追加分を示す図であ
り、図２５は原プログラム書き換え用の更新表現生成デ
ータの語彙追加分を示す図である。変換データ更新手段
２０によって作成された更新表現生成データ２５とし
て、図２０に示したパターン集７８ａに追加される役割
パターン文字列データ２５ａと、図２１に示した語彙集
７８ｂに追加される語彙文字列データ２５ｂとがある。
役割パターン文字列データ２５ａは、プログラミング言
語の構文に関するものであり、語彙文字列データ２５ｂ
には、「補助計算装置動作実行」プログラム、「補助計
算装置利用開始処理」プログラム、「補助計算装置利用
終了処理」プログラムのプログラム名、「補助計算装置
利用開始処理」プログラム及び「補助計算装置利用終了
処理」プログラムの引数である「補助計算装置接続機
番」の値等が含まれている。プログラミング言語の構文
に関するデータは、事前に、再利用可能なデータとして
用意されている場合には、本質的に追加されるべき表現
生成データとしては語彙文字列データを用意すれば充分
であることが分かる。

【００６０】原プログラム生成用の役割木変換規則デー
タ及び表現生成データを以上のように修正して、初期文
書から変換を行うことによって、補助計算装置を利用す
るために書き換えられたプログラムが得られる。この過
程を以下に示す。

【００６１】図２６及び図２７は更新変換データを反映
した動作構造役割木の内容を示す図である。第３−２処
理部７６ｃに入力されるまでの役割木は、原プログラム
生成時のものと同じである。第３−２処理部７６ｃの変
換データを更新変換データ２４に修正したことによっ
て、第３−２処理部７６ｃによる計算実現手法指定変換
処理では、更新変換データを反映した動作構造役割木７
６ｄａが生成される。この動作構造役割木７６ｄａによ
れば、周波数分析パターンの詳細化法が更新されてい
る。

【００６２】図２８及び図２９は修正された最終役割木
の内容を示す図である。動作構造役割木７６ｄａに第３
−３処理部７６ｅを適用した結果、書き換えられたプロ
グラムを生成することのできる最終役割木７７ａが得ら
れる。この最終役割木７７ａによれば、二度現れる手続
き呼出し文の役割パターン「周波数分析」は、いずれ
も、同じ変換規則によって、「補助計算装置動作駆動」
プログラムを利用する役割パターンに書き換えられてい
る。

【００６３】図３０は修正された計算機プログラムソー
スコードを示す図である。この修正された計算機プログ
ラムソースコード７９ｄは図２の書き換え後プログラム
４１に相当する。第４処理部７８による言語記述生成処
理では、最終役割木７７ａは更新表現生成データ２５が
追加された表現生成用データに基づいて表現生成され、
修正された計算機プログラムソースコード７９ｄが生成
される。この修正された計算機プログラムソースコード
７９ｄにおいて、部分ａは補助計算装置の変更にともな
うプログラムの書き換えの連鎖の内の、サブプログラム
名を新たに導入したものに置き換える部分に相当し、部
分ｂは補助計算装置の利用開始／利用終了宣言と補助計
算装置が接続される入／出力装置接続機構指定番号の書
き込みとに相当し、部分ｃは補助計算装置で実行する操
作名“ｆｆｔ”の書き込みと補助計算装置の動作状態を
チェックするためのコードの書き込みとに相当する。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、個人の
言語によって書かれた一つの抽象プログラムから、役割
木と呼ばれる中間データの変換を通して、具体的なプロ
グラムを得る個人の言語によるプログラム作成手段に、
役割木変換手順を制御するための変換指示データを追加
・更新するための変換データ更新手段を追加するように
構成した。

【００６５】このため、補助計算装置を追加することに
ともなうプログラムの書き換えにおいて、まず、手作業
での実施が煩雑な書き換え作業が自動化されることにな
り、手作業実施時に起こりがちな修正漏れ、修正誤りが
なくなって、変換作業の信頼性が向上する。また、自動
化によって、書き換え作業に必要な時間を削減すること
ができる。

【００６６】また、従来では、プログラムをソースコー
ドレベルで修正する場合、書き換え作業の結果作成され
たプログラムが蓄積されていくので、同一目的のプログ
ラムであるにもかかわらず、補助計算装置を追加したと
いう理由で書き換えられた複数個のプログラムが残され
ることになるが、本発明では、プログラムは、情報処理
手順毎に一つの初期文書と、補助計算装置毎に分類され
た変換データ集とに分類・整理された情報として蓄積さ
れるため、プログラム保守時に、プログラム内容の理解
のために複数のプログラムを読み比べるという作業を行
う必要がなくなる。

【００６７】パーソナル・コンピュータの利用者が自身
の計算機システムに自身の問題解決に適応した補助計算
装置を装備しようとするとき、利用者自身で解決しなけ
ればならない課題として応用プログラムの書き換え作業
が必要になるが、本発明により、利用者によるこの書き
換え作業が容易になり、補助計算装置の利用が促進され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の個人の言語による問題むき補助計算装
置のためのプログラム作成システムの原理構成図であ
る。

【図２】プログラムの書き換えを説明するための図であ
る。

【図３】変換データ更新手段の詳細な構成例を示す図で
ある。

【図４】知識ベースを用いた言語変換装置の基本構成を
示す図である。

【図５】個人の言語によるプログラム作成システムの構
成例を示す図である。

【図６】個人の言語によるプログラム作成システムに基
づくプログラミングの方法を示す説明図である。

【図７】第３処理部の役割木変換手順の詳細を示す図で
ある。

【図８】個人の言語による問題むき補助計算装置のため
のプログラム作成システムを詳細化した構成例を示す図
である。

【図９】初期文書の内容を例示した図である。

【図１０】初期役割木の内容を示す図である。

【図１１】語彙変換規則集の内容を示す図である。

【図１２】開始役割木の内容を示す図である。

【図１３】計算構造役割木の内容を示す図である。

【図１４】第３−１処理部に適用される計算構造作成変
換規則集の内容を示す図である。

【図１５】動作構造役割木の内容を示す図である。

【図１６】第３−２処理部に適用される計算構造作成規
則集の内容を示す図である。

【図１７】最終役割木の内容を示す図である。

【図１８】第３−３処理部に適用される計算機プログラ
ム計算構造具体化変換規則集の内容を示す図である。

【図１９】計算機プログラムソースコードの内容を示す
図である。

【図２０】第４処理部に適用されるパターン集の内容を
示す図である。

【図２１】第４処理部に適用される語彙集の内容を示す
図である。

【図２２】原プログラム書き換え用の更新変換データを
示す図（その１）である。

【図２３】原プログラム書き換え用の更新変換データを
示す図（その２）である。

【図２４】原プログラム書き換え用の更新表現生成デー
タのパターン追加分を示す図である。

【図２５】原プログラム書き換え用の更新表現生成デー
タの語彙追加分を示す図である。

【図２６】更新変換データを反映した動作構造役割木の
内容を示す図（その１）である。

【図２７】更新変換データを反映した動作構造役割木の
内容を示す図（その２）である。

【図２８】修正された最終役割木の内容を示す図（その
１）である。

【図２９】修正された最終役割木の内容を示す図（その
２）である。

【図３０】修正された計算機プログラムソースコードを
示す図である。

【図３１】パーソナル・コンピュータに対する補助計算
装置の接続関係を示す図である。

【図３２】プログラム書き換え作業における書き換えの
連鎖の例を示す図である。

【符号の説明】

１０ 個人の言語によるプログラム作成手段 ２０ 変換データ更新手段 ２１ 変換データ保持部 ２２ 更新変換データ入力部 ２３ 更新変換データ生成部 ７１ 初期文書 ７２ 第１処理部 ７３ 初期役割木 ７４ 第２処理部 ７５ 開始役割木 ７６ 第３処理部 ７６ａ 第３−１処理部 ７６ｂ 計算構造役割木 ７６ｃ 第３−２処理部 ７６ｄ 動作構造役割木 ７６ｅ 第３−３処理部 ７７ 最終役割木 ７８ 第４処理部 ７９ 計算機プログラムソースコード

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 特定の問題むきの補助計算装置をコンピ
   ュータに追加したことにともなうプログラムの書き換え
   を個人の言語で行う、個人の言語による問題むき補助計
   算装置のためのプログラム作成システムにおいて、 前記補助計算装置の追加にともなうプログラムの書き換
   えを指示する、役割木形式で記述された、更新変換デー
   タを生成する変換データ更新手段と、 前記変換データ更新手段から与えられた更新変換データ
   により、書き換え対象となるプログラムの初期文書から
   原プログラムを生成するために使用された役割パターン
   及び役割結合知識を補正して、前記初期文書から前記補
   助計算機の追加にともなって要請される書き換えを施し
   たプログラムを生成する、個人の言語によるプログラム
   作成手段と、 によって構成されることを特徴とする個人の言語による
   問題むき補助計算装置のためのプログラム作成システ
   ム。
2. 【請求項２】 前記変換データ更新手段は、ある時点ま
   での補助計算装置の更新で使用した変換データを全て保
   持する変換データ保持手段と、補助計算装置の追加によ
   って生じる前記原プログラムの書き換えを指示するため
   の変換データを入力する更新変換データ入力手段と、前
   記変換データ保持手段に保持されている原プログラムを
   生成する変換データを、前記更新変換データ入力手段か
   らの前記原プログラムの書き換えを指示する変換データ
   を使って更新し、前記書き換えを施したプログラムを生
   成するために必要な変換データを生成する更新変換デー
   タ生成手段とから構成されていることを特徴とする請求
   項１記載の個人の言語による問題むき補助計算装置のた
   めのプログラム作成システム。
3. 【請求項３】 前記変換データ更新手段は、前記更新変
   換データ生成手段によって生成された原プログラム書き
   換え用の更新変換データを、前記個人の言語によるプロ
   グラム作成手段における計算実現手法指定変換処理のた
   めの原プログラム用役割木変換規則集に適用して、役割
   木変換規則を変更することを特徴とする請求項１記載の
   個人の言語による問題むき補助計算装置のためのプログ
   ラム作成システム。
4. 【請求項４】 前記変換データ更新手段は、前記更新変
   換データ生成手段によって生成された原プログラム書き
   換え用の更新表現生成データを、前記個人の言語による
   プログラム作成手段における言語記述生成処理のための
   原プログラム用パターン集及び語彙集に適用して、パタ
   ーン及び語彙を追加することを特徴とする請求項１記載
   の個人の言語による問題むき補助計算装置のためのプロ
   グラム作成システム。