JPH05143309A - データフローモデルの記述装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】制御システム、情報処理システムにおけるデー
タフローモデルの集合データに関する記述を容易にす
る。 【構成】階層型データフローモデルにおいて、モデルの
外部よりデータを入力する入力ポート（図１の１２４）
へ、集合データの要素を繰り返し取り出す機能と、集合
演算を行なう機能を、モデルの外部へデータを出力する
出力ポート（図１の１２６）へ、複数の内部データから
集合データを生成する機能を付与する。 【効果】集合データを記憶するための仮想的なバッファ
と、集合データの要素に関する繰り返し処理の記述が不
要になる。また、各ノードの異なる入力ポート間で、直
積集合の作成等の集合演算が行われるので、集合データ
の組合せ処理等の記述が容易になる。また、各ノードの
入力ポートが、時刻の更新と同期して集合データの要素
を取り出すため、時系列データに関する記述が容易にな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、制御システム、情報処
理システムにおけるモデル記述装置に関し、特にデータ
フローモデルの記述装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のデータフローモデルの記述方法に
ついては、例えば、山本著「制御ソフトウェアを対象と
したＣＡＳＥの現状と動向」情報処理学会誌 Ｖｏｌ．
３１Ｎｏ．８ （１９９０年８月）ｐｐ．１０５７〜１
０６７に記載されている。ここには、”Ｔｅａｍｗｏｒ
ｋ”におけるプロセス間のデータフロー表現、”Ａｕｔ
ｏＣｏｄｅ”における階層的な関数ブロック間のデータ
フロー表現等が記されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これら従来のデータフ
ローモデルにおいて、ノード間を流れるデータの型はス
カラ、ベクトル等、種々のものがあったが、それらはい
ずれも単数であった。このため、ある処理ノードによる
複数データ処理を表わすには、複数の単数型データを格
納するための仮想的なバッファノード、該処理ノードに
よって繰り返される該バッファからのデータ読み出し処
理等の記述が必要である。このため、単数データ処理を
表わすのに較べて、著しく複雑な表現になった。

【０００４】本発明の第一の目的は、以上のような、仮
想的なバッファノードや、それに関する繰り返し処理の
記述を不要にし、複数データ処理の表現を容易にする方
法を提供することにある。

【０００５】本発明の第二の目的は、さらに、複数デー
タの間の集合演算、時系列データの操作等、より複雑な
集合データ処理の表現も容易にする方法を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によるデータフローモデル記述装置は、
（ｉ）ノード外部のリンクより集合データを入力し、該
集合データの要素データを該ノード内部のリンクへ流す
機能を表わす入力ポートと、ノード内部のリンクから複
数のデータを取り込み、該データを要素データとする集
合データを作成し、該集合データを該ノード外部のリン
クへ流す機能を表わす出力ポートとを用いることに特徴
がある。（ii）同一ノードに存在する複数の入力ポート
へ、各入力ポートが該ノード外部のリンクより集合デー
タを入力した場合、該集合データ間の直積集合を作成
し、該直積集合の要素データを該ノード内部のリンクへ
流す機能を付与することに特徴がある。（iii）同一ノ
ードに存在する複数の入力ポートへ、各入力ポートが該
ノード外部のリンクより集合データを入力した場合、該
集合データの要素データ間の所定の対応関係によって、
該集合データ間の直積集合の部分集合を作成し、該部分
集合の要素データを該ノード内部のリンクへ流す機能を
付与することに特徴がある。（iv）同一ノードに存在す
る複数の入力ポートへ、各入力ポートが該ノード外部の
リンクより集合データを入力した場合、該集合データか
ら所定の集合演算によって中間集合を作成し、該中間集
合の要素データを該ノード内部のリンクへ流す機能を付
与することに特徴がある。（ｖ）同一ノードに存在する
複数の入力ポートへ、クラス属性を付与することと、各
入力ポートが該ノード外部のリンクより集合データを入
力した場合、同一クラスの付与された入力ポート間で、
該入力ポートが入力した集合データから所定の集合演算
によって、中間集合を作成する機能と、各クラスに関し
て該中間集合から所定の集合演算によって、最終集合を
作成し、該最終集合の要素データを該ノード内部のリン
クへ流す機能を付与することとに特徴がある。（vi）該
ノードに存在する入力ポートへ、該ノードの実行開始時
に、該ノード外部のリンクより集合データを入力し、以
後、該ノードの実行中、該ノード内に実行可能なノード
が存在しなくなるたびに、該集合データの要素データを
該ノード内部のリンクへ流す機能を付与することに特徴
がある。（vii）時刻管理の表現機能を有することと、
ノードの実行開始時に、該ノード外部のリンクより時系
列データを入力し、以後、該ノードの実行中、該時刻が
更新されるたびに、該時系列データの要素データを該ノ
ード内部のリンクへ流す機能を入力ポートへ付与するこ
ととに特徴がある。

【０００７】

【作用】本発明においては、図６に示すように、データ
フローモデルのリンク上を複数の要素データからなる集
合データが流れる。また、図６（２）に示すように、各
ノード（図中のモデルｇ６３１）のデータ入力点（図中
の分解型入力ポート６３３）が、集合データからその要
素を繰り返し取り出す機能、各ノードのデータ出力点
（図中の結合型出力ポート６３４）が、複数データをま
とめて集合データを作成する機能を有する。このため、
従来モデルで必要であった仮想的なバッファノードと、
それに関する繰り返し処理の記述は不要になる。

【０００８】また、図７に示すように、あるノード（図
中のモデルｍ７０１）に複数の入力ポート（図中の入力
ポート７２１〜７２３）が存在する場合、それらは複数
のクラスに分かれ、クラスの等しい入力ポート（入力ポ
ート７２１、７２２）から入る集合データからは、その
要素の順番のよる対応操作が行われ、次いで、クラスの
異なる入力ポート（入力ポート７２１、７２２と７２
３）から入る集合データの直積集合が作成される。この
ため、異なる複数データの間の集合演算の記述が容易に
なる。

【０００９】また、図１５に示すように、あるノードモ
デルの入力ポートに時系列データが入る場合、時刻の更
新時に、要素データが取り出される。このため、時系列
データ処理の記述が容易になる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面により詳細に
説明する。

【００１１】図２は、本発明の一実施例を示す計算機シ
ステム上のモデル開発支援システムの構成を表わすブロ
ック図である。

【００１２】図２において、２０１はＣＰＵ（中央処理
装置）であり、その内部には、本モデル開発支援システ
ムのプログラムであるモデル編集／実行プログラム２１
１、本システムの動作時に一時的に使用されるワーキン
グエリア２１２が含まれる。２０２はインタフェース装
置であり、マンマシンインタフェースを実現するディス
プレイ、キーボード、マウスからなる。２０３は定義用
データファイルであり、本システムにおいて作成される
モデルの定義用データ等が格納される。２０４は実行用
データファイルであり、本システムにおいて作成される
モデルの中に現われるファイルの実体が置かれる。

【００１３】次に、本モデル開発支援システムにおける
モデルについて説明する。

【００１４】図１は、本システムにおけるデータフロー
モデルの編集／実行画面である。

【００１５】モデルを構成する要素を以下では部品と記
す。部品エリア１０２には、部品のアイコンが並んでい
る。それらは、モデル１２１、ファイル１２２、通常型
入力ポート１２３、分解型入力ポート１２４、通常型出
力ポート１２５、結合型出力ポート１２６、リンク１２
７である。

【００１６】パネルエリア１０３には、これらのモデル
の部品が組み合わされて、モデル、あるいはモデルとそ
の実行環境が作成される。モデルとその実行環境を合わ
せたものを、以下、パネルと記す。

【００１７】図１においては、パネルエリア１０３中
に、モデルとその実行環境であるパネルａ１０４が作成
されている。

【００１８】パネルａ１０４中には、１つのモデル（モ
デルｂ１３１）と４つのファイル（ファイルｄ１７１〜
ｇ１７４）、および、それらを結ぶ４つのリンク（リン
ク１６１〜１６４）が存在する。

【００１９】モデルｂ１３１は、その内部構造が示され
ており、１つのモデル（モデルｃ１３２）と４つの入出
力ポート（１５１〜１５４）、およびそれらを結ぶ４つ
のリンク（１４１〜１４４）から成る。このように内部
構造を示すモデルの表記方法を開表記と称することにす
る。

【００２０】モデルｂ１３１の中に存在するモデルｃ１
３２は、内部構造が示されていないが、４つの入出力ポ
ートがあり、それらが、各々リンク（１４１〜１４４）
とつながっている。このように内部構造を示さないモデ
ルの表記方法を閉表記と称することにする。

【００２１】以下、モデルの記述と動作について説明す
る。パネルａ１０４の動作についても、この中で触れ
る。

【００２２】図３はモデルの２つの表記方法と種別につ
いての説明図である。

【００２３】図３（１）は、モデルの閉表記の例を示し
ている。モデルの閉表記は、モデル内部の動作には関わ
らず、モデルの入出力条件のみを示すものである。

【００２４】図３（１）におけるモデルａ３１０には、
２つの入力ポート３１１、３１２、および、１つの出力
ポート３１３が存在する。このことは、２つの入力ポー
ト３１１、３１２にデータが揃った場合、モデルａ３１
０は実行可能になり、モデルａ３１０の実行後、出力ポ
ート３１３にデータが現われることを示している。

【００２５】一方、入力ポート３１１、３１２の種別
（通常型入力ポート１２３／分解型入力ポート１２
４）、出力ポート３１３の種別（通常型出力ポート１２
５／結合型出力ポート１２６）は、モデル内部の動作に
のみ関係することであり、このモデルａの閉表記には示
されない。

【００２６】図３（２）は、上記モデルａの開表記を示
すものである。モデルの開表記は、モデルの入出力条件
とともに、モデルの内部構造を示すものである。

【００２７】図３（２）においては、モデルａ３１０の
中に、１つのモデル（モデルｂ３２０）と、３つの内部
リンク（３２１〜３２３）が存在することが示されてい
る。また、モデルａ３１０の２つの入力ポート３１１、
３１２の種別が通常型であること、出力ポート３１３の
種別が通常型であることが表わされている。

【００２８】図３（３）における、表３２５はモデルの
種別の定義に関するものである。モデルの種別は、ユー
ザモデル、あるいは基本モデルである。ユーザモデルは
本システムにおいてその内部構造が定義されたモデルで
あり、言い替えれば、開表記が可能なモデルである。一
方、基本モデルは、ロードモジュール等のような、あら
かじめ定義済のモデルであり、言い替えれば、開表記が
不可能なモデルである。

【００２９】モデルａ３１０の種別は、開表記が可能な
ことから明らかに、ユーザモデルである。一方、モデル
ｂ３２０の種別を本図上から読み取ることはできない。

【００３０】図４は、本モデルａ３１０に実行環境を加
えて作成したパネルｃ３４０の構成と、動作の様子を表
わした図である。

【００３１】モデルに実行環境を加えるとは、モデルの
入出力ポートにつながるファイル、あるいは他のモデル
を定めることである。モデルａ３１０の実行環境として
は、通常型入力ポート３１１へ外部リンク３３１を介し
て入力ファイルｄ３３４が、同様に、通常型入力ポート
３１２へ外部リンク３３２を介して入力ファイルｅ３３
５が、通常型出力ポート３１３へ外部リンク３３３を介
して出力ファイルｆ３３６が、接続されている。

【００３２】パネルｃ３４０は、以下のように動作す
る。

【００３３】（１）データｄ３４１、ｅ３４２が、入力
ファイルｄ３３４、ｅ３３５から読み出され、リンク３
３１、３３２上を流れる。

【００３４】（２）モデルａ３１０がその２つの入力ポ
ート３１１、３１２にデータが届いたので、実行を開始
する。

【００３５】（３）入力ポート３１１、３１２が、それ
ぞれの外部リンク３３１、３３２よりデータを読み込ん
で、内部リンク３２１、３２２ヘ流す（データｄ３４
３、ｅ３４４）。

【００３６】（４）モデルｂ３２０が、その２つの入力
ポートにデータが届いたので、実行に移り、その結果、
データｆ３４５を出力ポートより出力する。

【００３７】（５）通常型出力ポート３１３が、内部リ
ンク３２３を介してデータｆ３４５を受け取る。

【００３８】（６）モデルａ３１０の実行終了に伴っ
て、通常型出力ポート３１３がデータｆ３４６を出力す
る。

【００３９】（７）データｆ３４６が、外部リンク３３
３を介して、出力ファイル３３６に書き込まれる。

【００４０】以上が、パネルｃ３４０の動作である。

【００４１】次に、入出力ポートについて説明する。上
記の例でも、すでに、通常型の入出力ポートは現われて
いるが、ここでは、分解型入力ポート、結合型出力ポー
トを含めて説明する。

【００４２】まず、準備として、本モデルにおける入出
力データの種別について、第５図によって説明する。

【００４３】データは、大きく、集合型データ５０１と
単数型データ５０２に分かれる。

【００４４】集合型データは、単数型データを要素とす
る集合である。ただし、各要素には順序関係が定められ
ているものとする。

【００４５】単数型データは、整数、実数、文字列、論
理値（真／偽）、あるいはこれらの配列である。

【００４６】図４のパネルｃの動作の説明は、データｄ
３４１、ｅ３４２、ｆ３４６の種別には依存しないもの
である。

【００４７】次に、入出力ポートの動作について記す。

【００４８】図６は各モデルに入出力ポートがそれぞれ
１つしか存在しない場合の動作、すなわち単独動作につ
いて示したものである。

【００４９】図６（１）は通常型の入出力ポートの単独
動作を示している。モデルａ６１１の入出力ポートとし
ては通常型の入出力ポート６１３、６１４が存在する。
また、内部にはモデルｂ６１２が存在する。図６（１）
は、モデルａ６１１の通常型入力ポート６１３へ、集合
型データ｛ｃ，ｄ｝６２１（２つの要素ｃ、ｄからなる
集合）が入る場合の動作の様子を示している。

【００５０】まず、通常型入力ポート６１３は、モデル
ａ６１１の動作開始時に、集合型データ｛ｃ，ｄ｝６２
１を取り込んで、直ちに、内部リンクへ流す（集合型デ
ータ｛ｃ，ｄ｝６２２）。次いで、モデルｂ６１２は集
合型データ｛ｃ，ｄ｝６２２を入力し、集合型データ
｛ｅ，ｆ｝６２３を出力する。モデルａ６１１の動作終
了時に、通常型出力ポート６１４は集合型データ｛ｅ，
ｆ｝６２４を出力し、それはモデルａ６１１の外部リン
クを流れる。

【００５１】このように、通常型入出力ポートの単独動
作では、集合型データが変化することなく入出力ポート
を通り抜ける。

【００５２】図６（２）は分解型入力ポートと結合型出
力ポートの単独動作を示している。モデルｇ６３１には
入力ポートとして分解型入力ポート６３３、出力ポート
としては結合型出力ポート６３４が存在する。また、内
部にはモデルｈ６３２が存在する。図６（２）は、モデ
ルｇ６３１の分解型入力ポート６３３へ、集合型データ
｛ｃ，ｄ｝６２１（２つの要素ｃ、ｄからなる集合）が
入る場合の動作の様子を示している。

【００５３】まず、分解型入力ポート６３３は、モデル
ｇ６３１の動作開始時に、集合型データ｛ｃ，ｄ｝６２
１を取り込み、その中から最初の要素ｃを取り出して、
内部リンクへ流す（単数型データｃ６４１）。次いで、
モデルｈ６３２は単数型データｃ６４１を入力し、単数
型データｅ６４２を出力する。次いで、分解型入力ポー
ト６３３は、集合型データ｛ｃ，ｄ｝６２１の２番目の
要素ｄを取り出して、内部リンクへ流す（単数型データ
ｄ６４３）。次いで、同様に、モデルｈ６３２は単数型
データｄ６４３を入力し、単数型データｆ６４４を出力
する。モデルｇ６３１の動作終了時に、結合型出力ポー
ト６３４は、単数型データｅ６４２、ｆ６４４を要素と
する集合型データ｛ｅ，ｆ｝６２４を作成し、モデルｇ
６３１の出力データとする。

【００５４】このように、分解型入力ポートが単独で動
作する場合、モデルの実行開始時に集合型データを入力
すると、モデルの実行中、集合データの要素を順次、内
部リンクに流す。この場合、新たな要素を流すタイミン
グは、実行可能な内部モデルが存在しない場合である。
一方、結合型出力ポートが単独で動作する場合、モデル
の実行中に、内部リンクから届くデータを蓄え、モデル
の実行終了時に、蓄えたデータを要素とする集合型デー
タを作成し、出力する。

【００５５】なお、図６のモデルａ６１１とモデルｇ６
３１については、モデルの入出力データに関する関係が
等しい場合、内部構成は異なっても、モデルの閉表記上
では相違は生じない。

【００５６】以上、図６によって入出力ポートの単独動
作について記した。

【００５７】出力ポートが１つのモデルに複数存在する
場合の動作は、単独時の動作と同様である。通常型出力
ポートは内部データを変化させずに出力し、結合型出力
ポートは複数の内部データから集合型データを生成し
て、出力する。

【００５８】次に、１つのモデルに複数の入力ポートが
存在する場合の、各入力ポートの動作（入力ポートの複
合動作）について、図７によって説明する。

【００５９】図７（４）はこの複合動作のフロー図であ
る。

【００６０】・ステップ７４１：モデルの実行開始時、
各入力ポートは外部リンクから流れてきたデータを取り
込む。

【００６１】・ステップ７４２：クラスの等しい入力ポ
ートの間で、入力した集合型データの直積集合の部分集
合（中間集合）を生成する。この場合、直積集合の部分
集合とは、各集合型データの要素にその順序関係にもと
づいて自然数を割り当てた場合、自然数の一致する要素
から成るものの集まりである。この場合、単数型データ
は要素数１の集合型データとみなす。また、単独のクラ
スの入力ポートから入力されたデータは、それ自身、中
間集合とする。

【００６２】・ステップ７４３：上記中間集合の直積集
合（最終集合）を生成する。

【００６３】・ステップ７４４：上記最終集合の要素
を、順次、モデル内に実行可能な内部モデルが存在しな
くなる度に内部リンクに流す。

【００６４】この入力ポートの複合動作の例を図７
（１）〜（３）によって説明する。

【００６５】図７（１）は、本例の全体的な動作を表わ
す図である。本図中のモデルｍ７０１には３つの分解型
入力ポート７２１〜７２３が存在する。その中で入力ポ
ート７２１と７２２のクラスは等しくｈである。一方、
入力ポート７２３のクラスは他と異なりｉである。

【００６６】以下、図７（４）の動作フローに従って、
説明を進める。

【００６７】ステップ７４１：図７（１）において、入
力ポート７２１〜７２３には、それぞれ、集合型データ
｛ａ，ｂ，ｃ｝７３１、｛ｐ，ｑ，ｒ｝７３２、｛ｘ，
ｙ｝７３３が届いている。各入力ポートは、モデルｍ７
０１の実行開始時に、各データを取り込む。

【００６８】ステップ７４２：クラスの等しい入力ポー
ト７２１、７２２が受け取った集合型データ｛ａ，ｂ，
ｃ｝７３１、｛ｐ，ｑ，ｒ｝７３２の直積集合の部分集
合を作成する。この部分集合は図７（２）に記す中間集
合７０２である。その要素は（ａ，ｐ），（ｂ，ｑ），
（ｃ，ｒ）である。入力ポート７２３が受け取った集合
型データ｛ｘ，ｙ｝７４３は、直ちに、中間集合７０３
になる。

【００６９】ステップ７４３：中間集合７０２、７０３
の直積演算を行なって、図７（３）に記す最終集合７０
４を作成する。

【００７０】ステップ７４４：最終集合７０４の各要素
を、順次、各入力ポート７２１〜７２３より内部リンク
７１１〜７１３に流す。この動作は、モデルｍ７０１中
に実行可能な内部モデルが存在しなくなる度に繰り返さ
れる。その様子を図７（１）に示す。

【００７１】以上のモデルの動作方法をまとめると、パ
ネルの動作フローは図１３、モデルの動作フローは図１
４に示すものになる。

【００７２】まず、パネルの動作フローについて、図１
３によって説明する。

【００７３】・ステップ３５１：パネル中の入力ファイ
ルからデータを読み出し、該入力ファイルに接続された
リンクへ流す。ここで、入力ファイルとは、モデルの入
力ポートとリンクを介して結ばれたファイルのことであ
る。

【００７４】・ステップ３５２：パネル内で実行可能な
モデルがあるかどうか判定し、ある場合はその中の一つ
を選択して次ステップへ、ない場合はステップ３５６へ
進む。

【００７５】・ステップ３５３：実行可能なモデルを一
つ選択し、その種別がユーザモデル（開表記可能なモデ
ル）の場合、ステップ３５５へ、基本モデル（開表記不
可能なモデル）の場合、次ステップへ進む。

【００７６】・ステップ３５４：選択された基本モデル
を実行する。基本モデルの実行終了後、出力ポートに現
われた基本モデルの出力データを後続のリンクに流す。
最後に、ステップ３５２へ戻る。

【００７７】・ステップ３５５：選択されたユーザモデ
ルを実行する。ユーザモデルの実行終了後、出力ポート
に現われたユーザモデルの出力データを後続のリンクに
流す。最後に、ステップ３５２へ戻る。ユーザモデルの
実行についてのフローチャートは図１４に記す。 ・ステップ３５６：パネル中の出力ファイルへ、それに
つながるリンク上のデータを書き込み、実行を終了す
る。ここで、出力ファイルとは、モデルの出力ポートと
リンクを介して結ばれたファイルのことである。

【００７８】図８は、図１におけるパネルａ１０４の動
作説明図である。パネルａ１０４の動作は、上記フロー
チャートの説明に従って、以下のように記される。

【００７９】・ステップ３５１：図８のパネルａ１０４
における入力ファイルはファイルｄ１７１、ｅ１７２、
ｆ１７３であり、それぞれは集合型データ｛１，２｝、
｛３，４｝、単数型データ｛５｝を記憶する。これらの
データは、本ステップで、各ファイルから取り出され、
リンク１６１〜１６３上を流れることになる。

【００８０】・ステップ３５２：図８のパネルａ１０４
においては、モデルｂ１３１が、その３つの入力ポート
１５１〜１５３のすべてにデータが届いており、実行可
能なモデルとして選択される。

【００８１】・ステップ３５３：モデルｂ１３１の種別
はユーザモデルであり、ステップ３５５へ進む。

【００８２】・ステップ３５５：モデルｂ１３１を実行
し、実行終了後、出力データである集合型データ｛２
０、２５、２５、３０｝をリンク１６４に流す。

【００８３】・ステップ３５２：図８のパネルａ１０４
において、実行可能なモデルが存在しないので、ステッ
プ３５６へ進む。

【００８４】・ステップ３５６：出力ファイルｇ１７４
へ、リンク１６４上の集合型データ｛２０、２５、２
５、３０｝を書き込んで、実行を終了する。

【００８５】次に、ユーザモデルの動作フローについ
て、図１４によって説明する。

【００８６】ユーザモデルの動作は、パネルの動作に対
して、入出力ファイルが入出力ポートに置き代わった点
が異なっている。

【００８７】・ステップ４５１：各入力ポートがモデル
への入力データの最終集合を作成する。最終集合の作成
動作については、図７によってすでに説明した。

【００８８】・ステップ４５２〜４５５：ステップ３５
２〜３５５と同様に、実行可能なモデルが存在しなくな
るまで、モデル（基本モデル、またはユーザモデル）の
実行を繰り返す。

【００８９】・ステップ４５６：ステップ４５７の動作
で、最終集合の要素がすべて取り尽くされたかどうかを
判定し、取り出し終了の場合、ステップ４５８へ、取り
出し途中の場合、ステップ４５７へ進む。

【００９０】・ステップ４５７：各入力ポートが、最終
集合の要素を一つ取り出して、それを内部リンクに流
し、ステップ４５２へ戻る。

【００９１】・ステップ４５８：各出力ポートが、モデ
ルの実行中にリンクを介して届いたデータをもとに、出
力データを作成し、モデルの動作を終了する。出力デー
タの作成方法については、すでに図６によって説明し
た。

【００９２】図８のパネルａ１０４におけるモデルｂ１
３１の動作は、上記フローチャートの説明に従って、以
下のように記される。

【００９３】・ステップ４５１：モデルｂ１３１の入力
ポート１５１〜１５３が、各入力データ（集合型データ
｛１，２｝、｛３，４｝、単数型データ｛５｝）にもと
づいて最終集合を作成する。最終集合は｛（１，３，
５），（１，４，５），（２，３，５），（２，４，
５）｝である。

【００９４】・ステップ４５２〜４５７：上記最終集合
の要素データが、順次、リンク１４１〜１４３を介し
て、モデルｃ１３２に入力され、モデルｃ１３２は出力
データ２０、２５、２５、３０をその度にリンク１４４
へ流す。ここでモデルｃ１３２は、次式で表わされる関
数モデルである。

【００９５】 ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）＝（ｘ＋ｙ）×ｚ （式４６０） ここで、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれリンク１４１、１４２、
１４３から入るデータである。

【００９６】・ステップ４５８ 結合型出力ポート１５４が、リンク１４４から届いたデ
ータにもとづいて、集合型データ｛２０，２５，２５，
３０｝を作成して、出力し、モデルｂ１３１の動作を終
える。

【００９７】次に、本モデル開発支援システムにおける
モデル編集／実行プログラム２１１の動作について、図
９、１０によって説明する。

【００９８】図９は、モデル編集／実行プログラム２１
１の全体的な動作フローを表わした図である。以下、各
ステップについて説明する。

【００９９】・ステップ９０１ インタフェース装置２０２の画面上に、図１におけるメ
ニューエリア１０１、部品エリア１０２の各アイコンを
表示する。

【０１００】・ステップ９０２ ユーザによるアイコンの指定情報を受付ける。

【０１０１】 ・ステップ９０３上記アイコンの含まれるエリアが、メ
ニューエリア１０１の場合、ステップ９０５へ、部品エ
リア１０２の場合、ステップ９０４へ、パネルエリア１
０３の場合、ステップ９０９へ進む。

【０１０２】・ステップ９０４ 部品エリア１０２中の選択されたアイコンを、パネルエ
リア１０３のユーザの指示する位置へ複写する。最後
に、ステップ９０２へ戻る。

【０１０３】・ステップ９０５ メニューエリア１０１中の選択されたアイコンが、ロー
ド１１１の場合、ステップ９０６へ、セーブ１１２の場
合、ステップ９０７へ、実行１１３の場合、ステップ９
０８へ進み、終了１１４の場合、本プログラムの動作を
終了する。

【０１０４】・ステップ９０６ パネル名称を入力し、その名称のパネル定義データを定
義用データファイル２０３から読み出し、パネルエリア
１０３に表示する。最後に、ステップ９０２へ戻る。パ
ネル定義データについては後述する。

【０１０５】・ステップ９０７ パネルエリア１０３に表示中のパネルの定義データを、
定義用データファイル２０３に書き込む。最後に、ステ
ップ９０２へ戻る。

【０１０６】・ステップ９０８ パネルエリア１０３に表示中のパネルの実行を行い、ス
テップ９０２へ戻る。パネル実行の動作については、す
でに図１３、１４によって説明した。

【０１０７】・ステップ９０９ パネルエリア１０３内で、ユーザにより選択されたパネ
ル構成部品の操作を行い、ステップ９０２へ戻る。

【０１０８】次に、上記処理ステップ９０９における、
パネル構成部品の操作について説明する。

【０１０９】本部品操作の動作フローについて、図１０
によって説明する。

【０１１０】・ステップ９２１ ユーザによる操作種別の指示を受付ける。

【０１１１】・ステップ９２２ 上記の操作種別が、属性定義の場合、ステップ９２３
へ、複写の場合、ステップ９２４へ、移動の場合、ステ
ップ９２５へ、削除の場合、ステップ９２６へ、登録の
場合、ステップ９２７へ進む。

【０１１２】・ステップ９２３ 各部品の属性を定義する。モデルについては、入出力ポ
ートの個数と配置、ファイルについては記憶されるレコ
ードのフィールド数、各フィールドのデータ型等が属性
である。

【０１１３】・ステップ９２４ 選択された部品を複写する。

【０１１４】・ステップ９２５ 選択された部品を移動する。

【０１１５】・ステップ９２６ 選択された部品を削除する。

【０１１６】・ステップ９２７ 選択された部品の定義データを、定義用ファイル２０３
に記憶する。

【０１１７】次に、本モデル編集／実行プログラム２１
１において作成されるパネル、およびユーザモデル定義
データについて説明する。

【０１１８】パネル定義データの項目と、その値の例
（図１のパネルａ１０４に対するもの）を、図１１に示
す。

【０１１９】パネル定義データの先頭は、パネル名称１
７６である。パネルａ１０４に対して、本項目はパネル
ａである。

【０１２０】次は、パネル中のファイルに関するファイ
ル情報であり、これは、ファイル個数１７７に続いて、
個別ファイル情報がパネル中のファイルの個数分並ぶ。
個別ファイル情報は、ファイル名称と、表示情報（ファ
イルアイコンの表示位置、大きさ）である。パネルａ１
０４に対し、ファイル個数１７７は４、１、４番目のフ
ァイル１７１、１７４のファイル名称１７８、１８０
は、ｄ、ｇである。

【０１２１】次は、パネル中のモデルに関するモデル情
報である。この中には、モデル個数１８２に続いて、個
別モデル情報がパネル中のモデルの個数分並ぶ。個別モ
デル情報は、モデル名称、表記方法、表示情報である。
表記方法はモデル種別がユーザモデルの場合の開表記と
閉表記の区別、表示情報は本モデルの表示位置、形状パ
ラメータである。パネルａ１０４に対し、モデル個数１
８２は１、１番目のモデル１３１のモデル名称１８３は
モデルｂ、表記方法１８４は開表記である。

【０１２２】次は、パネル中のリンクに関するリンク情
報であり、これは、リンク個数１８６に続いて、個別リ
ンク情報がパネル中のリンクの個数分並ぶ。個別リンク
情報は、そのリンクの先行部品（データ流の始点側の部
品）のタイプ（モデル、ファイルの区別）と識別番号、
後続部品（データ流の終点側の部品）のタイプ、識別番
号、表示情報である。先行、あるいは後続部品がファイ
ルの場合、その識別番号は本定義情報中のファイルの番
号である。先行、あるいは後続部品がモデルの場合、そ
の識別番号はハイフンで区切られ、前半は本定義情報中
のモデルの番号、後半はリンクが接続された入出力ポー
トの番号（後述）である。リンクの表示情報は、リンク
の始点、中間折点、終点の座標である。パネルａ１０４
に対し、リンク個数１８６は４、１番目のリンク１６１
の先行部品のタイプ１８７はファイル、識別番号１８８
は１、後続部品のタイプ１８９はモデル、識別番号１９
０は１−１、４番目のリンク１６４の先行部品のタイプ
１９２はモデル、識別番号１９３は１−４、後続部品の
タイプ１９４はファイル、識別番号１９５は４である。

【０１２３】図１２に、モデル定義データの項目と、そ
の値の例（図１のモデルｂ１３１に対するもの）を示
す。

【０１２４】モデル定義データの先頭は、モデル名称２
２１である。モデルｂ１３１に対して、本項目２２１は
モデルｂである。

【０１２５】次は、モデル種別２２２であり、本モデル
の種別（ユーザ／基本モデル）を示す。モデルｂ１３１
に対して、本項目２２２はユーザである。

【０１２６】次は、開表記情報２２３であり、本モデル
が開表記された場合の枠の大きさを示す。

【０１２７】次は、本モデル中の入出力ポートに関する
ポート情報である。この中には、ポート個数２２４に続
いて、個別ポート情報がモデル中の入出力ポートの個数
分並ぶ。個別ポート情報は、タイプ、グループ名称、レ
コード、表示情報である。タイプは入出力ポートの区別
と、入力ポートの場合、通常型と分解型、出力ポートの
場合、通常型と結合型の区別を表わす。グループ名称は
分解型の入力ポートに対するグループ名称である。レコ
ードは入力ポートに対して、入力データ、出力ポートに
対して出力データの型を表わす。表示情報は入出力ポー
トのアイコンの表示位置、大きさである。モデルｂ１３
１に対し、ポート個数２２４は４、１番目のポート１５
１のタイプ２２５は分解型入力ポート、グループ名称２
２６はｈ、レコード２２７は、整数の集合型データ、４
番目のポート１５４のタイプ２２９は結合型出力ポー
ト、レコード２３１は整数の集合型データである。

【０１２８】次は、本モデル中のモデル（サブモデル）
に関するサブモデル情報である。サブモデル情報は、表
記方法に関する項目がないことを除いて、図１１のパネ
ル定義データにおけるモデル情報と同様である。

【０１２９】次は、本モデル中のリンクに関するリンク
情報である。本リンク情報は、図１１のパネル定義デー
タにおけるリンク情報と同様である。

【０１３０】以上が、モデル定義データの項目である
が、最後のサブモデル情報とリンク情報は、モデルの種
別がユーザモデルの場合のみ必要であり、基本モデルの
場合は不要である。

【０１３１】次に、本発明の他の２つの実施例（実施例
２、３）について記す。

【０１３２】実施例２は、上記の実施例におけるモデル
開発支援システムにおいて、データフローモデルの中に
時間管理機能を組み込むものである。

【０１３３】本実施例２のシステムにおけるデータフロ
ーモデルの例を、図１５に示す。

【０１３４】このデータフローモデルにおいては、モデ
ルａ５１０の中に、時刻を表示するための時計５１５が
存在する。

【０１３５】また、モデルｂ５１１は、１回の実行につ
き１単位、時刻を進める。

【０１３６】一方、時系列分解型入力ポート５１２（以
後、単に入力ポート５１２と記す）は、時刻が１単位進
む毎に、集合型データの要素を、リンク５２２へ流す。

【０１３７】本データフローモデルの動作は以下のよう
になる。

【０１３８】（１）ファイルｐ５３１から集合型データ
ｃ５３３が読み出され、リンク５２１を流れて、モデル
ａ５１０の入力ポート５１２へ届く。

【０１３９】（２）モデルａ５１０の実行が始まり、入
力ポート５１２は、まず、集合型データｃ５３３の最初
の要素データＣ１：５４１をリンク５２２へ流す。

【０１４０】（３）要素データＣ１：５４１は、モデル
ｂ５１１の入力ポートの一つに届くが、モデルｂ５１１
の入力ポートのもう一方には、データＤ０：５５０が初
期入力データとして設定されており、モデルｂ５１１が
実行を開始する。

【０１４１】（４）モデルｂ５１１の実行終了時、リン
ク５２３、５２４には、データＤ１：５５１、５６１が
流れ、また、時計５１５の時刻が１単位進む。

【０１４２】（５）次いで、時計５１５の時刻が１単位
進んだので、入力ポート５１２は、集合型データｃ５３
３の２番目の要素データＣ２：５４２をリンク５２２へ
流す。（６）モデルｂ５１１は、データＣ２：５４２と
データＤ：５５１を入力して、実行を開始する。

【０１４３】（７）モデルｂ５１１の実行終了時、リン
ク５２３、５２４には、データＤ２：５５２、５６２が
流れ、また、時計５１５の時刻が１単位進む。

【０１４４】（８）以後、同様の処理が、集合型データ
Ｃ５３３の要素が尽きるまで繰り返され、最後に、結合
型出力ポート５１３が、モデルａの実行の間に届いたデ
ータ（Ｄ１：５６１、Ｄ２：５６２、…）から集合型デ
ータＤ５３４を生成して、出力し、モデルａ５１０の動
作は終了する。

【０１４５】（９）最後に、集合型データＤ５３４はフ
ァイルｑ５３２へ書き込まれる。

【０１４６】以上が、実施例２のシステムによる図１５
のデータフローモデルの実行の流れである。また、この
動作を実現するプログラムのフローチャートは、基本的
に図１３、１４のものと変わらない。図１４のステップ
４５７における処理（最終集合からの要素の取り出し処
理）の実行条件として、時刻の更新が加わるのみであ
る。

【０１４７】実施例３は、上記の実施例１におけるモデ
ル開発支援システムにおいて、データを蓄積する機能を
有する基本モデルを提供するものである。

【０１４８】本実施例３のシステムにおけるデータフロ
ーモデルの例を、図１６に示す。

【０１４９】図１６において、モデルａ５６０の中に
は、モデルｈ５６２とモデルｂ５６１が存在する。

【０１５０】モデルｈ５６２は、過去の入力データを記
憶し、それらを要素とする集合データを出力する。モデ
ルｂ５６１は集合型データを入力し、単数型データを出
力する。

【０１５１】これらのモデルｈ５６２とモデルｂ５６１
とが組み合わさって、モデルａ５６０は以下のように動
作する。

【０１５２】（１）モデルａ５６０の実行開始時、分解
型入力ポート５６３はファイルｐ５６５から出力された
集合型データＣ５８１を入力する。

【０１５３】（２）モデルａ５６０の実行の間、分解型
入力ポート５６３は集合型データＣ５８１から順次、要
素Ｃ１：５９１、Ｃ２：５９２…を取り出して、リンク
５７２に流す。

【０１５４】（３）モデルｈ５６２は、上記要素Ｃ１：
５９１、Ｃ２：５９２…を１回の実行に対して１つ入力
し、それらを記憶することにより、集合型データ５９
４、５９５…を出力する。

【０１５５】（４）モデルｂ５６１は、上記集合型デー
タ５９４、５９５…を入力し、単数型データ５９７、５
９８…を出力する。

【０１５６】（５）分解型入力ポート５６３の側で集合
型データｃから取り出すべき要素が尽きた時、結合型出
力ポート５６４は、上記単数型データ５９７、５９８…
から集合型データＤ５８２を作成して出力し、モデルａ
５６０の実行は終了する。

【０１５７】（６）最後に、集合型データＤ５８２はフ
ァイルｑ５６６に書き込まれる。

【０１５８】以上が、実施例３のシステムによる図１６
のデータフローモデルの実行の流れである。この動作を
実現するプログラムのフローチャートは、基本的に図１
３、１４のものと変わらない。

【０１５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるデー
タフローモデルでは、モデル間を集合データが流れ、か
つ、各モデルのデータ入出力点であるところの入出力ポ
ートにおいて、集合型データの要素を取り出す分解処
理、要素を集めて集合型データを作成する結合処理が行
われる。このため、（イ）集合データを記憶するための
仮想的なバッファの記述が不要になり、データフローモ
デルにおける集合データの処理の記述が容易になる。
（ロ）集合データに対する繰り返し処理の記述が不要に
なり、データフローモデルにおける集合データの処理の
記述が容易になる。また、異なる集合データの直積集
合、あるいはその部分集合が入力ポートにおいて生成さ
れるため、データフローモデルにおける集合データに対
する集合演算処理の記述が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるモデル開発支援システ
ムのモデル編集／実行画面を示す図。

【図２】上記モデル開発支援システムの構成を表わす概
略ブロック図。

【図３】モデルの表記方法と種別の定義を表わす説明
図。

【図４】パネルの構成と動作の説明図。

【図５】データの種別を表わす説明図。

【図６】入出力ポートの単独動作の説明図。

【図７】入力ポートの複合動作の説明図。

【図８】図１に現われたデータフローモデルの動作の説
明図。

【図９】上記モデル開発支援システムの「モデル編集／
実行プログラム」２１１（図２）の全体的な動作手順
図。

【図１０】上記「モデル編集／実行プログラム」２１１
のモデル部品の操作処理９０９（図９）の動作手順図。

【図１１】図１に現われたパネルａ１０４（データフロ
ーモデル全体）の定義データの説明図。

【図１２】図１に現われたユーザモデルｂ１３１の定義
データの説明図。

【図１３】上記「モデル編集／実行プログラム」２１１
（図２）によるパネルの実行手順図。

【図１４】上記「モデル編集／実行プログラム」２１１
（図２）によるユーザモデルの実行手順図。

【図１５】時系列処理を含むデータフローモデルの記述
例の説明図。

【図１６】時間的にデータを蓄積する処理を含むデータ
フローモデルの記述例の説明図。

【符号の説明】

１０１…メニューエリア、１０２…部品エリア、１０３
…パネルエリア、１０４…パネルａ、１２１…モデル、
１２２…ファイル、１２３…通常型入力ポート、１２４
…分解型入力ポート、１２５…通常型出力ポート、１２
６…結合型出力ポート、１２７…リンク、２１１…モデ
ル編集／実行プログラム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 利彦 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 茂木 啓次 東京都小平市上水本町５丁目22番１号 株 式会社日立マイコンシステム内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部構造を有し得る複数ノードと該ノード
   間のデータの流れを表わすリンクから構成される階層型
   データフローモデルの記述装置において、ノード外部の
   リンクより集合データを入力し、該集合データの要素デ
   ータを該ノード内部のリンクへ流す機能を表わす入力ポ
   ートと、ノード内部のリンクから複数のデータを取り込
   み、該データを要素データとする集合データを作成し、
   該集合データを該ノード外部のリンクへ流す機能を表わ
   す出力ポートとを用いることを特徴とするデータフロー
   モデルの記述装置。
2. 【請求項２】内部構造を有し得る複数ノードと該ノード
   間のデータの流れを表わすリンクから構成される階層型
   データフローモデルの記述装置において、同一ノードに
   存在する複数の入力ポートへ、各入力ポートが該ノード
   外部のリンクより集合データを入力した場合、該集合デ
   ータ間の直積集合を作成し、該直積集合の要素データを
   該ノード内部のリンクへ流す機能を付与することを特徴
   とする請求項１記載のデータフローモデルの記述装置。
3. 【請求項３】内部構造を有し得る複数ノードと該ノード
   間のデータの流れを表わすリンクから構成される階層型
   データフローモデルの記述装置において、同一ノードに
   存在する複数の入力ポートへ、各入力ポートが該ノード
   外部のリンクより集合データを入力した場合、該集合デ
   ータの要素データ間の所定の対応関係によって、該集合
   データ間の直積集合の部分集合を作成し、該部分集合の
   要素データを該ノード内部のリンクへ流す機能を付与す
   ることを特徴とする請求項１記載のデータフローモデル
   の記述装置。
4. 【請求項４】内部構造を有し得る複数ノードと該ノード
   間のデータの流れを表わすリンクから構成される階層型
   データフローモデルの記述装置において、同一ノードに
   存在する複数の入力ポートへ、各入力ポートが該ノード
   外部のリンクより集合データを入力した場合、該集合デ
   ータから所定の集合演算によって中間集合を作成し、該
   中間集合の要素データを該ノード内部のリンクへ流す機
   能を付与することを特徴とする請求項１記載のデータフ
   ローモデルの記述装置。
5. 【請求項５】内部構造を有し得る複数ノードと該ノード
   間のデータの流れを表わすリンクから構成される階層型
   データフローモデルの記述装置において、同一ノードに
   存在する複数の入力ポートへ、クラス属性を付与するこ
   とと、各入力ポートが該ノード外部のリンクより集合デ
   ータを入力した場合、同一クラスの付与された入力ポー
   ト間で、該入力ポートが入力した集合データから所定の
   集合演算によって、中間集合を作成する機能と、各クラ
   スに関して該中間集合から所定の集合演算によって、最
   終集合を作成し、該最終集合の要素データを該ノード内
   部のリンクへ流す機能を付与することとを特徴とする請
   求項１記載のデータフローモデルの記述装置。
6. 【請求項６】内部構造を有し得る複数ノードと該ノード
   間のデータの流れを表わすリンクから構成される階層型
   データフローモデルの記述装置において、該ノードに存
   在する入力ポートへ、該ノードの実行開始時に、該ノー
   ド外部のリンクより集合データを入力し、以後、該ノー
   ドの実行中、該ノード内に実行可能なノードが存在しな
   くなるたびに、該集合データの要素データを該ノード内
   部のリンクへ流す機能を付与することを特徴とする請求
   項１記載のデータフローモデルの記述装置。
7. 【請求項７】内部構造を有し得る複数ノードと該ノード
   間のデータの流れを表わすリンクから構成される階層型
   データフローモデルの記述装置において、時刻管理の表
   現機能を有することと、ノードの実行開始時に、該ノー
   ド外部のリンクより時系列データを入力し、以後、該ノ
   ードの実行中、該時刻が更新されるたびに、該時系列デ
   ータの要素データを該ノード内部のリンクへ流す機能を
   入力ポートへ付与することとを特徴とする請求項１記載
   のデータフローモデルの記述装置。