[論文レビュー] Putting Instruction Sequences into Effect

J.A. Bergstra|arXiv (Cornell University)|Oct 9, 2011

Embedded Systems Design Techniques参考文献 44被引用数 13

ひとこと要約

本稿は、『命令列を実行に移す』（PISiE）というより広い概念を導入することで、命令列実行（ISE）を形式的に定義するフレームワークを提案する。実行と解釈、および間接的手法（例：コンパイル）を区別する。実行性（executionality）を導入し、真の実行にどれほど近いかを測る動的で進化する（渦巻き状の）定義を提供することで、技術の変化に適応し、特定の実装から抽象化する。

ABSTRACT

An attempt is made to define the concept of execution of an instruction sequence. It is found to be a special case of directly putting into effect of an instruction sequence. Directly putting into effect of an instruction sequences comprises interpretation as well as execution. Directly putting into effect is a special case of putting into effect with other special cases classified as indirectly putting into effect.

研究の動機と目的

• 理論的コンピュータサイエンスにおける命令列実行（ISE）の正確で技術に依存しない定義の欠如に対処すること。
• 実行と解釈、およびコンパイルなどの間接的手法との間の曖昧さを解消すること。
• 進化するコンピュータ技術から抽象化しつつも、実行の本質を保ち続ける概念的フレームワークを構築すること。
• 真の実行にどれほど近いかを測る指標としての『実行性』を導入し、絶対的でない、進化する定義を可能にすること。

提案手法

• 本稿は、『命令列を実行に移す』（PISiE）を包括的かつ一般的な概念として導入し、その下位概念として直接的および間接的PISiEを含む。
• 直接的PISiEは、機械的で解釈を伴わない実行であり、コンパイルや事前処理を含まない。
• 解釈は、別の命令列を実行に移すことに依存するPISiEの方法として形式的に定義される。
• 実行は、別のシーケンスを解釈しない直接的PISiEとして特徴づけられ、実行性の概念により循環的定義を回避する。
• フレームワークは『定義の構築』を用いて、定義そのものから精神的モデルを構築可能にし、直感に依存しない。
• 本稿は『渦巻き状の定義』アプローチを採用し、技術的進歩と理解の深化に伴い定義が進化しうることを認識する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 命令列の直接的実行と解釈、またはコンパイルのような間接的手法とは、どのように区別されるか？
• RQ2 現在または将来のコンピュータ技術に依存しない形で、命令列実行をどのように定義できるか？
• RQ3 解釈は実行の定義において果たす役割は何か？ また、定義の循環的構造を回避するにはどうすればよいか？
• RQ4 絶対的でない、進化する実行の定義を形式的に正当化でき、理論的・実践的両面で有用であるか？
• RQ5 『実行性』は、命令列を実行に移す方法を分類する定量的指標として、どの程度有効に機能するか？

主な発見

• 本稿は、実行が解釈別の命令列に依存しない直接的実行の特殊ケースであることを確立する。
• 解釈は、別の命令列を実行に移すことで機能を実装するPISiEの方法として形式的に定義される。
• 『実行性』という概念が導入され、PISiEの方法を段階的測度で分類するための指標として機能する。最大の実行性は真の実行を示す。
• 本フレームワークは、既存の技術が存在しない状況でも、仮想的または将来の実行定義を可能にし、前向きな理論的モデリングを支援する。
• 本稿は、セキュリティやパフォーマンス上の懸念から実行が難しくなるにつれ、高水準の抽象化が実用的文脈で命令列に取って代わる可能性があると結論づける。