JP5164032B2 - 編集支援プログラムおよびプログラム編集の支援方法 - Google Patents
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Description
ソフトウェアコンポーネントは、ある機能を実現するための計算手順をコンポーネント化したものである。その計算手順を計算のスキームという観点で特徴づけていくと、「計算のスキーム」、「計算式と変数」および「入出力処理」の3つの要素に分解することができる。
コンポーネントを上記の要素ごとにデータ・モデルに記述するときに用いるマルチメディア言語について説明する。前述の通り、各要素に最も適した専用のマルチメディア言語を用いるため、複数のマルチメディア言語が存在する。ここでは、それらの一例を示す。
「計算のスキーム」は、構造体とそれを構成するノードの形、色、点滅によって表現される。図2で示した例のように、処理をノード(図内の○)として表すと、処理の空間的関係をノードとそれらをつなぐ線によって形作られる構造体として表すことができる。この構造体には幾つかの種類があり、処理に応じて適切なものを選んで使うことができる。構造体の例を図3に示す。図3(a)は、代表的な構造体を示している。左から一次元格子、二次元格子、木、ピラミッド、グラフの順に並んでいる。図3(b)は、構造体のノードにまた別の構造体を含んでいる様子を示している。この場合はノードの形を○(丸)ではなく□(正方形)で表現する。このように、より複雑な処理の構造を表すためにノードには別の構造体を含めることができる。図3(c)は、同じ構造体を違う見せ方で表現した例である。このように構造的に同じでも、用途に応じてより適切な、より意味を理解しやすい形で表現できる。
計算スキームの各ステップでは点滅しているノードに定義された計算式が実行される。ここではこの計算式を定義する言語について説明する。
既存のプログラミング言語では使えないギリシャ文字や記号、様々なフォントを用いることで、分野毎に用いられている独特の表記に比べ、より慣れ親しんだ記述を使うことができるようになっている。例えば、物理ではμは静止摩擦係数、κはバネ定数を意味するなど、特別な意味を持った文字をそのまま用いることができる。
数字と演算子は一般的な数学の表記とほぼ同じである。変数は構造体とデータ型という二つの属性を持っている。構造体は、前に図3に示したような空間的関係を表すものであり、データ型は格納する値が整数、実数など、どの形式かを表すものである。例えば、二次元格子型構造体の変数が宣言された場合、その格子にあるすべてのノードの値を宣言された変数一つによって扱う事ができる。これは、多次元変数内の値を参照するのに従来のインデックスを用いる方法のほかに、空間内の絶対座標や相対的位置を用いて参照することを可能にする。
関数には、Σ、√、sin、cosのような一般的な数学関数と構造体の属性を取得したりするためのシステム関数が用意されている。例えば、図13(a)は数学関数の一つである和を計算するための関数であり、変数IUの値について点滅しているノードと隣接する8つのノードを表示されている定数分の重みをつけて和を取る、ということを意味する。具体的には、点滅しているノードを囲む8つのノードの値を足し、それから点滅しているノードの値を4倍したものを引くということである。これをもっとも一般的なプログラミング言語(C言語)で表すと図13(b)のようになる。また、図13(c)は二次元格子型構造体の大きさを取得するためのシステム関数であり、N×Nの2次元格子構造の縦及び横のサイズであるNを取得するためのものである。この関数によって実際のノードの数が分かるためノードの数に依存する計算を行うのに便利である。このようにシステム関数は構造体や処理の流れに関するパラメータや状態を取得するのが主な目的である。
「入出力処理」は、入出力処理用のマイクロ・アイコンとパネルによって表現される。マイクロ・アイコンとは、絵や文字を主体とした媒体でそれぞれ異なる情報を表す。パネルとは、マイクロ・アイコンを配置する盤であり、マイクロ・アイコンを組み合わせる役割をする。それらの例を図18に示す。図18の例では、ある入出力処理をマイクロ・アイコンとパネルによって定義している。パネルは3つのエリアから成り立ち、真ん中の大きい白いエリア、それより左側のエリア、右側のエリアとなる。
計算手順を3つの要素、「計算のスキーム」、「計算式と変数」、「入出力処理」と特徴づけ、それぞれの要素をデータ・モデルに記述するための言語について説明した。計算手順をいくつかの要素に特徴づけることで、計算の複雑さを減少させ、コンポーネントの解析などを容易にする。このことからコンポーネントの変更や管理が容易に行えるという利点がある。また、これらの要素を統合することで、計算手順をよりコンパクトな形で表現することが可能となる。従って、自己説明型コンポーネントには、上記3つの要素を統合する統合ビューが存在する。後で説明するように、開発環境はこれらの要素をユーザの用途ごとに単独または統合して表示し、ユーザはそれらを操作することで自己説明型コンポーネントを変更・定義する。このとき、図24に示すように、上記3つの要素と統合ビューは同期される。すなわち、統合ビューの変更は、対応する各要素に影響し、各要素の変更は統合ビューに影響する。
開発環境は、データ・モデルとマルチメディア言語群を用いて自己説明型コンポーネントへのアクセス手段を提供する。このとき、開発環境はユーザの用途ごとに的確なインターフェイスを構築し、作業を容易にする。例えば、あるユーザが計算アルゴリズムについて学ぶ際に、その基本的な構造体と処理の流れを理解するには、処理の空間的関係と時間的関係を表す要素、「計算のスキーム」を単独で表示することが非常に有効である。また、その処理における具体的な内容が知りたいときは、「計算のスキーム」という要素だけでは限界がある。このような場合、「計算式と変数」という要素と複合することで、目的を達成できる。このように、自己説明型コンポーネントの各特徴を捉えた要素を臨機応変に単独または複合したものをインターフェイスとして構築することで、ユーザの理解を助け、作業の効率化が図れる。このように、開発環境を用いることで、自己説明型コンポーネントを最大限に活かすことができ、より正確で深い理解へとつながる。
Claims (5)
- 計算を構成する一連の処理の空間的関係および時間的関係を規定する計算スキームの要素と、計算の各ステップで行なう処理を表す計算式および変数の要素と、計算に用いるデータの入力および計算結果の出力に関する処理の要素と、の少なくとも3個の要素をそれぞれに含む複数の自己説明型コンポーネントからなってコンピュータに計算を実行させる自己説明型プログラムを編集する編集支援プログラムであって、
コンピュータが、前記複数の自己説明型コンポーネントそれぞれについて、前記少なくとも3個の要素それぞれの情報を、マルチメディア言語を用いてディスプレイに表示し、
コンピュータが、前記少なくとも3個の要素それぞれに個別に、それらの要素の変更の入力を受けて、その変更を行い、変更した内容を保存する
ように機能させることを特徴とする編集支援プログラム。 - 前記マルチメディア言語は、画像、グラフィックス、アニメーションのうちの少なくとも1種類を用いて表示するものであること、を特徴とする請求項1に記載の編集支援プログラム。
- 前記要素ごとの情報は、サイバーフィルムとして構成されていること、を特徴とする請求項2に記載の編集支援プログラム。
- 複数のソフトウェアコンポーネントを有して構成されるプログラムの編集を支援するプログラム編集支援方法であって、
前記ソフトウェアコンポーネントそれぞれが、計算を構成する一連の処理の空間的関係および時間的関係を規定する計算スキームの要素と、計算の各ステップで行なう処理を表す計算式および変数の要素と、計算に用いるデータの入力および計算結果の出力に関する処理の要素と、の少なくとも3個の要素を含み、
前記コンピュータが、保存されている複数のソフトウェアコンポーネントから少なくとも一つのソフトウェアコンポーネントを検索して読み込むステップと、
前記コンピュータが、前記読み込みステップで読み込まれたソフトウェアコンポーネントを一連のマルチメディアシーンとして、少なくとも図形および文字を組み合わせてディスプレイに動的に表示する表示ステップであって、前記ソフトウェアコンポーネントの前記少なくとも3個の要素を表示する表示ステップと、
前記コンピュータが、前記少なくとも3個の要素それぞれに個別に、それらの要素の変更の入力を受けて、その変更を行い、変更した内容を保存するステップと、
を実行することを特徴とするプログラム編集の支援方法。 - 複数のソフトウェアコンポーネントを有して構成されるプログラムの編集を支援する編集支援プログラムであって、
前記複数のソフトウェアコンポーネントそれぞれが、計算を構成する一連の処理の空間的関係および時間的関係を規定する計算スキームの要素と、計算の各ステップで行なう処理を表す計算式および変数の要素と、計算に用いるデータの入力および計算結果の出力に関する処理の要素と、の少なくとも3個の要素を含み、
コンピュータに、
メモリに保存されている複数のソフトウェアコンポーネントから少なくとも一つのソフトウェアコンポーネントを検索して読み込むステップを実行させ、
前記読み込みステップで読み込まれたソフトウェアコンポーネントを一連のマルチメディアシーンとして、少なくとも図形および文字を組み合わせてディスプレイに動的に表示する表示ステップであって、前記ソフトウェアコンポーネントの前記少なくとも3個の要素を表示する表示ステップを実行させ、更に、
前記少なくとも3個の要素それぞれに個別に、それらの要素の変更の入力を受けて、その変更を行い、変更した内容を保存するステップを実行させる、
ことを特徴とする編集支援プログラム。
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