JPH06119156A

JPH06119156A - プログラム自動生成方法

Info

Publication number: JPH06119156A
Application number: JP26717692A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Shiraishi; 洋一白石
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-10-06
Filing date: 1992-10-06
Publication date: 1994-04-28

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は部品プログラムを組合せてプログラム
を自動生成する方法に関し、特に、プログラムの特性を
基準として選択した部品同志の結合プログラムを自動生
成する。【構成】ユーザ入力情報１０３に指定された特性最適化
項目に基づき、部品プログラム情報１０１で指定された
プログラム種類から部品プログラムを選択し１０６、そ
れらを結合し１０９、得られたプログラムの特性を解析
し１１１、さらに、特性の改善１１７を行ない、特性を
基準にするための各処理を実行する。【効果】部品プログラムを登録しておき、特性に基づい
てそれらを選択して結合し、特性を改善するので、プロ
グラム品質が保証される。更に、入出力データ仕様が必
ずしも一致しない部品プログラムを結合できるので、プ
ログラム設計開発工数大幅削減、すなわち、開発期間を
大幅に短縮できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、それによって得られる
解の品質のみならず、プログラムの特性である時間複雑
度、および空間複雑度が最適化された目的関数を生成す
るプログラム自動生成方法に関する。特に、プログラム
の設計工数削減、および設計期間短縮に好適なプログラ
ムの自動生成方法、及び実行方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】爆発的に増大するソフトウェア設計開発
工数を削減するためのアプローチとして、部品プログラ
ムの組み合わせによるソフトウェアの自動生成技術は有
望なものの一つとして認識され、それに関する研究は数
多くなされている。現在、この技術は、例えば単純な事
務計算等のごく限られた分野における比較的単純な問題
に対して、それを解くプログラムの「機能」を実現でき
るレベルには到達しつつある。

【０００３】例えば、「部品合成による自動プログラミ
ング」、古宮、他、情報処理、Vol.28.No.10,1987,1329
〜1345には、部品プログラム合成によるプログラム自動
生成が記載されている。このプログラム自動生成は、
（１）要求仕様の理解、及び単純仕様の集合への分解、
（２）それらの単純仕様を満足する部品作成、及び
（３）部品プログラム合成、の３ステップからなる。
（１）では、自然言語などで記述された要求仕様と、予
め準備された「骨組み部品」との照合によって仕様が理
解される。（２）では、部品プログラムの機能に基づい
て部品が検索される。更に、特開平4-98530号では、時
間及び空間の複雑度等の特性を検索時の基準に加える技
術が開示されている。（３）では、特開平2-236627号に
記載のように、連続して実行される部品プログラムの入
力及び出力データの仕様が一致している制限のもとで、
部品プログラムが合成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】部品プログラムの組み
合わせによるソフトウェアの自動生成技術が未だ実用レ
ベルに到達していないのは、以下の課題が解決されてい
ないためである。

【０００５】（１）では、自然言語等を用いて要求仕様
を記述し、それを理解するための技術が確立されている
とはいえない現状にある。現状の技術では、例えば、組
み合わせ最適化問題を解くプログラムのような複雑な要
求仕様を記述できない。従って、そのための特別な仕様
記述言語を開発する必要があり、それを理解する技術も
必要であるが、これらの課題は文章の意味理解の問題に
帰着され、その解決はかなり困難であり、未だこの技術
は提案されていない。

【０００６】（２）では、自動生成後のプログラムの機
能は言うまでもなく、その時間及び空間の複雑度等の特
性の最適化が強く要求され、膨大な量の高度なプログラ
ムを開発し、保守しなければならない技術分野、例えば
半導体の設計開発を支援するためのＥＤＡ（Electronic
Design Automation）プログラム、あるいはシステムプ
ログラムの開発に適用できる技術が実現されていない。
部品プログラムの選択基準に上記の特性を加える技術は
提案されているが、自動生成されたプログラム全体とし
ての特性最適化までは行なわれていない。

【０００７】（３）では、連続して実行される部品プロ
グラムの入出力データの仕様が一致しているという制限
のもとでは、汎用性、又は拡張性のある入出力データの
仕様を決定することが現実的には非常に困難であり、部
品プログラムの開発時に、その内部データを入出力デー
タの仕様に合うように変換するためのプログラムを開発
しなければならない、特に、既に開発された部品プログ
ラムの入出力データの仕様を変更するためには多大な設
計工数と作業期間を必要とする。

【０００８】本発明の目的は、使用者が要求仕様として
部品プログラムを指定するだけで、部品プログラム間の
入出力データの整合が取れ、動作特性が最適化されたプ
ログラムを生成する方法を提供することにある。すなわ
ち、本発明の目的は、（１）部品プログラムの種類とそ
の適用順序を要求仕様として記述するだけで、（２）プ
ログラムの機能に加えて、時間及び空間の複雑度が最適
化された部品プログラム選択を行ない、（３）連続して
実行される部品プログラム間の入出力データの仕様の不
一致を解消して結合する、プログラム自動生成方法を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的（１）は、ユ
ーザ入力情報として、生成すべきプログラムを構成する
部品プログラム種類名、それらの適用順序、及び制御構
造からなるプログラム戦略を指定し、上記ユーザ入力情
報に基づいて、指定された１つの部品プログラム種類か
ら１つの部品プログラムを選択することによって達成さ
れる。

【００１０】上記の目的（２）は、部品プログラムの特
性を予め部品プログラム情報に登録し、ユーザ入力情報
として最適化すべき特性を指定し、部品プログラム選択
処理に於いて特性を最適化する部品プログラムを選択
し、更に、部品プログラムを結合した後、部品プログラ
ム結合プログラムを含めたプログラム全体の特性を解析
して、再度部品プログラムの選択を行ってプログラム全
体の特性を改善することによって達成される。

【００１１】上記の目的（３）は、部品プログラム結合
処理に於いて、或る部品プログラムの各入力データ項目
に対して、それより先に実行される部品プログラムの出
力データ項目中からそれらの意味が一致する項目を検索
し、一致する項目が検索された場合、その出力データを
入力データに変換するプログラムを生成し、一致する項
目が検索できなかった場合、予め作成された意味変換ル
ールに従って抽出した関連出力データを入力データに変
換するプログラムを生成することによって達成される。

【００１２】

【作用】本プログラム自動生成処理に於いて、ユーザ入
力情報中にプログラム戦略として所望のプログラムの制
御構造と部品プログラム種類を指定することにより、自
然言語等でプログラム要求仕様を記述した場合に比べて
構文解析が容易になり、更に、部品プログラム選択、結
合後のプログラムの特性解析、及び特性改善の繰返しに
より、所望のプログラム、及び部品プログラムの機能の
みのユーザの知識でも特性が最適化された高品質のプロ
グラムが生成される。

【００１３】部品プログラム結合処理に於いて、或る部
品プログラムの入力データ仕様に対して、それより先に
実行される部品プログラム中にその出力データ仕様が一
致するものが見つからない場合でも、予め作成してある
意味変換ルールに従って部品プログラムを結合するプロ
グラムを生成することによって、部品プログラム登録時
のデータ仕様を一致させることができるので、ユーザ自
身による入出力データのプログラム開発工数を削減で
き、必ずしもデータ仕様が一致していない過去の部品プ
ログラムの再利用工数を削減でき、部品プログラムの再
利用を考慮した汎用的なデータ仕様決定に伴う困難を回
避できる。

【００１４】

【実施例】図１から図３７を用いて、論理ＶＬＳＩの設
計開発を支援する設計自動化、特に、レイアウト自動設
計（ＤＡ：Design Automation）プログラムの生成を具
体例として本発明の第１の実施例を説明する。全体の概
略フローを説明した後、各処理における入出力データの
詳細、及び処理内容の詳細を説明する。

【００１５】図１は、本発明の一実施例によるプログラ
ム自動生成システムの全体構成を示す。プログラム自動
生成システムは、本発明の方法を実施する処理装置１０
０、及びファイルから構成される。処理装置１００への
主な入力は、予め用意された部品プログラム情報１０１
と、プログラム戦略、最適化項目、プログラム記述言
語、問題の入出力データ、及び問題名称からなるユーザ
入力情報１０３である。さらに、ユーザからプログラム
戦略が指定されなかった場合に、部品プログラムの選択
を補助するための情報１０２が入力される。

【００１６】プログラム自動生成システムでは、まず、
上記の情報１０１、１０３、及び１０２が入力され（１
０４）、部品プログラム選択処理１０６によって所望の
プログラムを構成する部品プログラムが選択される。部
品プログラムは、部品プログラム情報１０１に登録され
た特性を基に、ユーザ入力情報として指定された部品プ
ログラム種類と最適化項目に従って選択される。

【００１７】次に、部品プログラム結合処理１０９で
は、部品プログラム情報１０１に登録されている部品プ
ログラム毎の入出力データに基づいて、上記選択された
部品プログラムを結合するプログラムを自動生成する。
即ち、変換ルール情報１０７を用いて、部品プログラム
の出力データ中から選択して、次に実行される部品プロ
グラムに入力される入力データに変換する、部品プログ
ラム結合プログラムの擬似コードを生成する。

【００１８】部品プログラム選択と部品プログラム結合
プログラムの擬似コードの作成後、結合後プログラム特
性解析処理１１１は、部品プログラム情報１０１に登録
された各部品プログラムの特性と、部品プログラム結合
プログラムの擬似コードの特性解析結果とから結合後の
全体プログラムの特性を求める。得られたプログラムの
特性とユーザ入力情報１０３に格納された特性の最適化
項目とが比較され、比較結果に基づいて部品プログラム
を交換して、更にプログラムの特性を最適化できるかど
うかが判断される（１１２）。

【００１９】最適化の可能性があれば、対応する部品プ
ログラムを交換し（１１７）、その後、上記の処理１０
６、１０９及び１１１が繰り返され、プログラムの特性
の最適化が行なわれる。部品プログラムの選定、及び部
品プログラム結合プログラムの生成後、全体のプログラ
ムは指定された計算機言語によるソースコード１１４、
１１５、１１６に変換される。

【００２０】図２は部品プログラム情報１０１を詳細に
示した図である。部品プログラム情報１０１の種々の情
報は、部品プログラム種類名とそれに対応する部品プロ
グラム情報管理へのポインタとを対にして格納した部品
プログラムインデクス２０１を介して参照される。部品
プログラム情報管理は、その部品プログラム種類に属す
る部品プログラム毎に、部品プログラム名２０２と、特
性ポインタ２０３、入出力データ仕様ポインタ２０４、
部品プログラムソースコード２１０へのソースコードポ
インタ２０５、及び次のデータへのポインタとを有す
る。特性ポインタ２０３で示される特性の組み合わせ
は、そのプログラムの時間複雑度２０７、及び空間複雑
度２０８からなり、プログラム選択の際の基準として使
用される。各部品プログラムの入出力データは、入出力
データ仕様ポインタ２０４で示されるデータ仕様管理２
０９の下に、テーブル形式のデータ、レコード形式のデ
ータ、及びファイル形式のデータに分類され、それぞれ
入出力データ仕様情報、レコード形式情報、及びデータ
構造情報に格納されている。テーブル形式のデータが格
納される入出力データ仕様情報は、データ項目名２１
１、その意味２１２、型２１３、入出力の区別２１４、
データ個数管理変数名２１５、及びデータ数上限値２１
６で構成され、データをファイルに出力する場合には、
さらに、そのファイル名称２１７、及びテーブルの方式
名２２２を有する。レコード形式情報は、レコード形式
２１８毎にレコード名２１９とその型２２０とを有す
る。更に、このレコードをファイルに格納する際のデー
タ構造２２１がデータ構造情報に格納される。

【００２１】図３は部品プログラム選択補助情報１０２
を詳細に示した図である。本情報は、ユーザ入力情報１
０３中にプログラム戦略の指定が無いときに、プログラ
ム自動生成処理装置１００がプログラム戦略を自動生成
する際に使用されるデータベ−スである。入力データ名
３０１、出力データ名３０２、及び問題の名称３０３の
組合せに基づいて、ポインタ３０４を介してプログラム
戦略３０７が選択され、プログラム自動生成に使用され
る。該当するプログラム戦略が複数ある場合には優先順
位３０５に従って１つの戦略が選択される。実施例で
は、論理データと実装データを入力してレイアウト後の
シンボルパタ−ンを出力する「ゲートアレイ配置配線」
問題に対して、Gatearry-1とGatearry-2の２種のプログ
ラム戦略が用意されている時、優先順位が１番目の戦略
３０６(Gatearry-2)が選択されることを示す。

【００２２】図４はユーザ入力情報１０３の詳細を示し
た図である。ユーザが指定するデータは、問題の名称４
０１、入出力データ管理４０２のポインタで示される入
出力データ４０７、自動生成するプログラムの性能の最
適化項目４０３、その優先順位４０４、生成するプログ
ラムの記述言語４０５、及びプログラム戦略が記述でき
る場合にはプログラム戦略４０６のポインタを介して示
されるその内容４０９である。入出力データ４０７は、
入出力データ名、及び問題の入出力データのデータ数か
らなる。プログラム戦略が書けない場合には、プログラ
ム戦略を未設定にすると、処理装置１００は、部品プロ
グラム選択補助情報１０２に基づいて、プログラム戦略
を自動生成する。

【００２３】図５は、図１の入力処理１０４を詳細に示
した図である。本処理では、プログラム戦略の生成及び
解析を行なう。ユーザ入力情報１０３にプログラム戦略
が指定されていない時、所望のプログラムの入出力デー
タ、及びプログラムが解くべき問題の名称をキーとして
部品プログラム選択補助情報１０２を検索し（５０
１）、登録されているプログラム戦略を抽出する（５０
２）。プログラム戦略が指定されている場合にはそれを
採用する。プログラム戦略を解析した（５０３）後、そ
の解析結果に部品プログラム種類ではなく部品プログラ
ム自身が指定されている場合には、そのプログラム名、
及びそれらの制御構造を抽出し、これをプログラム戦略
解釈結果１０５として出力する。

【００２４】図６は、図１の部品プログラム選択処理１
０６を詳細に示した図である。本処理では、指定された
１つのプログラム種類毎に最適化項目を考慮して、その
種類に含まれる１つの部品プログラムを選択する。ま
ず、部品プログラム種類名をキーとして部品プログラム
インデクス２０１を検索する（６０１）。その部品プロ
グラム種類に属する全部品プログラムに対して、その特
性項目２０７、２０８と、ユーザ入力情報１０３で指定
された最適化項目４０３とを基準に、１つの部品プログ
ラムを選択する（６０２）。続いて、選択した部品プロ
グラムを部品プログラム種類名と１対１に対応づけて部
品プログラム選択結果ファイル１０８に出力する（６０
３）。

【００２５】図７は、入力処理１０４が出力したプログ
ラム戦略解釈結果１０５の一例である。図７に示す内容
は、図４に示すユーザ入力情報１０３で与えられたプロ
グラム戦略４０９に対応する。図７では、配置改善処理
の戦略として、min-cut programが指定されており、そ
の名称が部品プログラム名７２に格納されており、それ
以外の処理は全て部品プログラム種類名７１のみが指定
されている。レイアウト自動設計の処理全体の部品プロ
グラム制御構造７３は、while文からなる。

【００２６】図８は、部品プログラム選択処理１０６が
出力する部品プログラム選択結果１０８の一実施例であ
る。部品プログラム種類名と部品プログラム名とが対応
表の形式で格納され、指定された部品プログラム種類毎
に処理１０６で選択された部品プログラム名が格納され
る。

【００２７】図１の部品プログラム結合処理１０９を、
図９から図１６を用いて説明する。部品プログラム結合
処理の機能は、連続して実行される部品プログラムを結
合するためのプログラムを、擬似コードの形で自動生成
することである。即ち、或る部品プログラムの全ての入
力データに対して、その部品プログラムよりも先に実行
される全ての部品プログラムの出力データ中からその入
力データに対応するものを抽出し、これを変形して入力
データにセットするコードである。

【００２８】図９と図１６は自動生成される部品プログ
ラムの擬似コードである。図９は、後から実行される部
品プログラム９０２の入力データとその意味が一致する
データが、先に実行される部品プログラム９０１の出力
データの中から検索できた時に、擬似コードポインタ９
０３を介して、出力データを変形して入力データに代入
する擬似コード９０４が登録される。図９に示す擬似コ
ード９０４は、テーブルＸからデータを読み込み、テー
ブルＹに出力する処理を示す。

【００２９】図１６は、入力データとその意味が一致す
るデータを出力データの中から検索できない場合に生成
される擬似コードを示す。図１６は、入力データの意味
から出力データの意味を、変換ルール情報１０７に予め
登録した意味変換ルール（図１０）を使用して導出し、
その導出過程を擬似コードで表現したものである。図１
６に示す各ステップの詳細説明は後述する。

【００３０】図１０は、図１に示した変換ルール情報１
０７に格納された意味変換ルールとテーブル操作ルール
１０１５を示す。意味変換ルールは、解くべき問題の分
野に特有のルールを格納したものであり、問題の分野毎
に特有のデータの意味の相互関係を表わしている。図１
０ａの第１の例は、レイアウトＤＡの分野において、
「ネットの集合（１００５）は端子の集合（１００６）
であって、且つ（１００７）等しい信号名を持つ（１０
０８）」ことを表わし、第２の例は、「幹線の集合（１
００９）はネットの集合（１０１０）であって、且つ
（１０１１）等しいチャネル番号を持つ（１０１２）」
ことを表わす。図１０ａに示す意味変換ルールにおい
て、定義意味１００１は意味変換の対象となる被定義項
目を表わし、第１意味項１００２、及び第２意味項１０
０４では、被定義項目に対応する意味が定義される。論
理演算１００３は、被定義項目を定義する意味項同志を
結合し、意味同志の関係を規定する。

【００３１】図１０ｂのテーブル操作ルール１０１５
は、テーブル操作の方式名毎にget、put等の基本的なテ
ーブル操作の擬似コードを纏めたものであり、方式名と
操作名称１０１４とを対にした情報１０１３を介して参
照される。テーブル操作はテーブル操作の方式が決定さ
れれば、他の条件とは独立に操作の擬似コードを対応さ
せることができる。実施例では、方式名が連続テーブル
の場合、メモリ上の連続した領域にget及びputの操作１
０１４を格納することによって、テーブル操作ルール１
０１５の操作擬似コードポインタを介して、一連の操作
に対応する擬似コード１０１６を辿ることができる。

【００３２】意味変換ルールにより、意味の上では、或
る部品プログラムの入力データをそれより先に実行され
る部品プログラムの出力データから変換して得られるこ
とが示された。意味変換ルールを擬似コードに変換する
ために、図１の変換ルール情報１０７に格納された意味
変換述語−擬似コード変換ルールを使用する。図１１
に、意味変換述語−擬似コード変換ルールの一実施例を
示す。図１１に示す意味変換述語１１０１は、意味変換
ルール中の意味項１００２、１０１２を記述するため
に、意味と結合して使用される一種の述語を表わす。実
施例では、擬似コードポインタを介して、意味変換ルー
ルに使用されているset_of_...１００６、及びequal
_...１００８にそれぞれ対応する擬似コード１１０２、
１１０３が示されている。前者に対応する擬似コード
は、或るテーブルからデータを読み込んで内部領域にセ
ットすることを表わし、後者に対応する擬似コードは、
内部領域にセットされたデータからequalで示される条
件を満たすデータを抽出することを表わす。擬似コード
中のget、putはテーブル操作ルール１０１５に示された
擬似コード１０１６に対応する。

【００３３】図１２に示す意味変換木は、意味変換ルー
ル１０７を使用して、出力データの意味と入力データの
意味との対応関係を調べる時に使用される。この木に於
いて、根１２００は、入力データの意味を表わし、各頂
点１２０２と頂点間の論理演算１２０１は、意味変換ル
ールの意味項と意味項間の結合をそれぞれ表わす。図１
２に示す木では、全ての葉の各意味項１２０３が、それ
より前に実行される部品プログラムの出力データの意味
と一致するまで階層的に展開される。

【００３４】図１３は部品プログラム結合処理１０９の
詳細を示す。各部品プログラム（１３０１）の各入力デ
ータ（１３０２）に対して、その部品プログラムよりも
先に実行される部品プログラムの出力データの内で、そ
の意味が入力データの意味と一致する出力データを検索
し（１３０３）、もしそこで出力データを検索できれば
入力データに出力データを代入するプログラムの擬似コ
ード９０４を生成する（１３０４）。意味が一致する出
力データを検索できない時には、意味変換ルールを用い
てデータ変換を行ない（１３０５）、全入力データに出
力データを代入するプログラムの擬似コードを生成す
る。その後、自動生成プログラム全体から冗長な擬似コ
ードを削除する（１３０６）。自動生成プログラムは、
或るデータを書き込み、その直後にデータをそのままテ
ーブルに書き込む、というような冗長な擬似コードを含
む可能性があるため、冗長擬似コードの簡約処理が必要
である。

【００３５】次に、意味変換ルールを用いたデータ変換
処理１３０５を詳細に説明する。まず、注目している入
力データ項目を根とする図１３に示すような意味変換木
を作成し（１３０７）、意味変換木を擬似コードに変換
するために、データを格納する領域Bufferを作成し、こ
れを０クリアする擬似コードを生成する（１３０８）。
意味変換木の各葉に対応する意味項に対して（１３０
９）、葉が第１番目の時には、葉に対応する意味項を意
味変換述語１１０１と意味２１２とに分離し（１３１
０）、意味を持つデータとBufferとを対象として意味変
換述語に対応する擬似コード１１０２、１１０３を生成
する（１３１１）。葉が第２番目以降の時には、隣接す
る葉との間の論理演算子毎に、論理演算子に対応する擬
似コードを生成する。論理演算子がＡＮＤの時には、Bu
fferから意味変換述語に記された指定条件を満たすデー
タを抽出する擬似コードを生成し（１３１２）、論理演
算子がＯＲの時には、意味を持つデータをBufferに追加
する擬似コードを生成し（１３１３）、論理演算子がＤ
ＩＦＦの時には、Bufferから意味変換述語に記された指
定条件に反するデータのみを抽出する擬似コードを生成
する（１３１４）。

【００３６】図１４、１５、及び１６を用いて、意味変
換ルールを用いたデータ変換１３０５の具体例を説明す
る。具体例は、ネットデータをそれより先に実行される
部品プログラムの出力データから変換し、作成するもの
である。図１４は、ネット１４００の意味変換木であ
る。ネットは、論理演算子１４０６で結合された端子１
４０１、１４０２の集合であって、且つ等しい信号名
（Ｘ）を持つものである。図１４に示すネットは、意味
変換ルール１０７から抽出した図１０に示したルール１
００５である。さらに、端子の集合は、論理演算子１４
０５で結合されたセルの端子１４０３あるいは外部端子
１４０４の集合である。

【００３７】図１５は、具体例の各データをテーブル形
式で格納した入出力データ仕様情報である。図１６は、
生成された擬似コードである。項目名１５０１がBuffer
のデータは、テーブル方式１５０２が連続テーブルであ
る。従って、Bufferを０クリアする擬似コードは、連続
テーブル方式１０１３のテーブル操作ルール１０１５を
検索することによって、図１６に示すBuffer領域クリア
擬似コード１６０１となる。

【００３８】図１４に示した意味変換木の各葉を順に左
から見ていくと、まずset_of_cell_terminals (X)の葉
１４０３が処理１３０１の対象となる。その結果、葉１
４０３は、意味変換述語set_of_と意味cell_terminals
とに分離される。図１１に示す意味変換述語−擬似コー
ド変換ルール１０７に従って、set_of_に対応する擬似
コード１１０２が得られる。次に、この擬似コードのge
t,及びputに対応する擬似コードを生成する。cell_term
inalsのテーブル方式、即ち、図１５に示す連続テーブ
ルに対応するgetの擬似コードを、テーブル操作ルール
１０１５、１０１６から引用する。同様に、Bufferにpu
tする擬似コードを引用する。これらの処理によって意
味変換木の葉１４０３の部分が擬似コード１６０２に変
換される。次に、第２番目の葉１４０４、set_of_exter
nal_terminals (X)の処理を行なうが、この葉は第１番
目の葉と論理演算子ＯＲ１４０５によって結合されてい
る。従って、図１５に示すexternal_terminalsのテーブ
ル方式に従って、external_terminalsをgetする擬似コ
ードを生成し、それをBufferに追加する（１３１３）擬
似コード１６０３を生成する。第３番目の葉１４０２
は、第２番目の葉１４０４と論理演算子ＡＮＤ１４０６
によって結合されている。第２番目の葉と同様の処理に
より、Bufferからデータをgetして、signalsの値とequa
l_となるデータのみをBufferに抽出する擬似コード１６
０４を生成する（１３１２）。最後に、以上の処理で得
られたデータをBufferからネットのテーブルに出力する
擬似コード１６０５を生成する。ここでも、図１５に示
したBuffer及びネットのテーブル方式と、図１１に示し
た意味変換述語−擬似コード変換ルール１０７が使用さ
れる。

【００３９】図１７は、結合後プログラム特性解析処理
１１１の詳細を示した図である。本処理では、各部品プ
ログラムの特性を解析して全体プログラムの特性を求め
る。先ず、プログラム戦略で指定された部品プログラム
種類に対して選択された部品プログラム（１０６）と、
自動生成した１０９部品プログラム結合プログラムの擬
似コード（１０９）とを、処理の対象として抽出する
（１７０１）。続いて、部品プログラム結合プログラム
の擬似コードを解析し、その特性、即ち、時間複雑度及
び空間複雑度の問題の規模に対するオーダを求め（１７
０２、１７０３）、その結果を部品プログラム特性解析
結果１１８に格納する（１７０４）。

【００４０】次に、部品プログラム情報１０１の特性を
検索して、その部品プログラムの時間複雑度２０７と空
間複雑度２０８とを求める（１７０５、１７０６）。求
めた部品プログラムの時間、及び空間の複雑度とプログ
ラム戦略３０７の部品プログラム制御構造とから、全体
のプログラム実行時の特性の最大値、及びその最大値を
持つ部品プログラム名を求める（１７０７、１７０
８）。同様に、部品プログラム結合プログラムの時間、
及び空間の複雑度の最大値とその最大値を持つ部品プロ
グラム名を求める（１７０９、１７１０）。

【００４１】図１の特性改善可能性の判定１１２を説明
する。自動生成するプログラム全体の時間、及び空間の
複雑度と、ユーザ入力情報１０３に指定された最適化項
目４０３を優先順位４０４に基づいて比較して、特性を
改善する。一般に、時間複雑度と空間複雑度とは特性最
適化の両極に位置するものであり、時間複雑度のみを最
適化すると空間複雑度の増大を招く。特性は自動生成後
のプログラム全体で評価される。そのため、例えば、時
間複雑度は最大であるが空間複雑度が最大ではない部品
プログラムに対して、それと同種類の他の部品プログラ
ムから、空間複雑度が増大しても時間複雑度を減少でき
るプログラムを選択できる可能性がある。この考え方に
基づき、部品プログラムを交換して１１７、再結合１０
９、特性再評価１１１、及び特性改善可能性の再判定１
１２を、特性改善の可能性が無くなるまで繰り返す。

【００４２】図１８は、部品プログラムの特性解析結果
１１８の具体例である。部品プログラムの特性解析結果
１１８には、部品プログラム名又は結合プログラム名１
８０１毎に、時間複雑度１８０２、及び空間複雑度１８
０３が格納され、それをもとに交換対象となる部品プロ
グラム又は結合プログラム１８０１が決定される。

【００４３】図１９は、出力処理１１３の詳細を示した
図である。処理１１３は、部品プログラムと部品プログ
ラム結合プログラムの擬似コードとを、指定された電子
計算機言語に変換する。先ず、各部品プログラムに対し
て、部品プログラムの入出力データ仕様情報に格納され
た各データ項目名２１１、及びデータ数２１６と、ユー
ザ入力情報１０３で指定された自動生成プログラムを適
用する問題のデータ数の上限値４０７とを求め（１９
１）、対応するデータ数を比較して部品プログラムが使
用するテーブルサイズを変更する（１９２）。変更後の
部品プログラムを、ユーザ入力情報１０３で指定された
電子計算機のプログラム記述言語４０５による部品プロ
グラムのソースコードに変換し、変更済みプログラムソ
ースコード１１４に出力する（１９３）。

【００４４】続いて、各部品プログラム結合プログラム
の擬似コードに対して、上記の処理と同様に入出力デー
タの規模を求め（１９４）、その規模のデータを取り扱
えるように擬似コード中のテーブルサイズを変更し（１
９５）、擬似コードを部品結合プログラムのソースコー
ドに変換し、自動生成ソースコード１１５に出力する
（１９６）。最後に、プログラム戦略中の部品プログラ
ム制御構造を指定されたメインプログラムのソースコー
ドに変換し、自動生成ソースコード１１６に出力する
（１９７）。

【００４５】次に、部品アルゴリズムを組み合わせてア
ルゴリズムを生成する本発明の第２の実施例を説明す
る。第１の実施例では、プログラム生成の起点を部品プ
ログラムとしているのに対し、第２の実施例では、プロ
グラム生成の起点を部品アルゴリズムとしている。従っ
て、第２の実施例の処理の概要は、第１の実施例のそれ
と類似しており、処理の対象が異なることが大きな相違
点である。図２０は、部品アルゴリズムの組み合わせに
よるプログラム自動生成システムの全体構成である。本
実施例のアルゴリズム自動生成システムは、本発明を実
施する処理装置２０００、及び各種ファイルから構成さ
れる。

【００４６】本システムへの入力は、部品アルゴリズム
情報２００１、部品アルゴリズム選択補助情報２００
２、及びユーザ入力情報２００３である。アルゴリズム
自動生成システムは、これらの情報を入力し（２００
４）、部品アルゴリズム選択処理２００６において所望
のアルゴリズムを実現する部品アルゴリズムを選択す
る。処理２００６では、部品アルゴリズム情報２００１
の特性を元に、ユーザ入力情報で指定された部品アルゴ
リズム種類と最適化項目とに従って、部品アルゴリズム
が選択される。部品アルゴリズム結合処理２００９で
は、部品アルゴリズム情報２００１に登録されている部
品アルゴリズム毎の入出力データに注目し、変換ルール
情報２００７を用いて、或る部品アルゴリズムに入力さ
れる入力データを、それ迄に実行される部品アルゴリズ
ムの出力データの中から選択し、これを変換して部品ア
ルゴリズム結合アルゴリズムの擬似コードを生成する。
部品アルゴリズムと部品アルゴリズム結合アルゴリズム
の擬似コードが得られた後、結合後アルゴリズム特性解
析処理２０１１では、部品アルゴリズム情報の各部品ア
ルゴリズムの特性と擬似コードの解析結果とから全体の
アルゴリズムの特性を求める。得られた全体のアルゴリ
ズムの特性とユーザ入力情報の特性の最適化項目とを比
較し、部品アルゴリズムを再度選択することによって更
に全体のアルゴリズムの特性を最適化できるかどうかを
判断する（２０１２）。最適化の可能性があれば、部品
アルゴリズムを交換して（２０１７）、部品アルゴリズ
ム選択２００６、部品アルゴリズム結合２００９、及び
結合後アルゴリズム特性解析２０１１の各処理を再実行
する。続いて、出力処理２０１３では、アルゴリズムを
指定された電子計算機のプログラミング記述言語による
ソースコード、あるいは部品アルゴリズム、部品アルゴ
リズム結合アルゴリズム及びそれらの制御構造からなる
擬似コードに変換する。

【００４７】図２１は、部品アルゴリズム情報２００１
の詳細を示す。部品アルゴリズムに関する情報は、図２
１に示す部品アルゴリズムインデクス２１０１の部品ア
ルゴリズムの種類名２１０２、及びそれぞれの情報への
ポインタ２１０３を介して、参照される。実施例では、
部品アルゴリズムの種類名２１０２として、組み合わせ
最適化、グラフ理論等の分野における基本的なアルゴリ
ズムが登録されている。ポインタ２１０３で示される部
品アルゴリズム情報管理は、その種類に属する部品アル
ゴリズムの名称２１０４、時間複雑度２１０５と空間複
雑度２１０６からなる特性、入力データ仕様２１１０へ
のポインタ、出力データ仕様２１１５へのポインタ、及
びアルゴリズムの擬似コード２１１３経のポインタから
なる。

【００４８】実施例では、quick sortアルゴリズムに関
する情報を示した。同一アルゴリズム種類に属する他の
アルゴリズムはポインタ２１０８を介して参照できる。
アルゴリズム名毎の特性である時間複雑度２１０５、及
び空間複雑度の情報２１０６は、或るアルゴリズムの種
類から１つのアルゴリズムを選択する際の選択基準とし
て利用される。入力データ仕様２１１０、及び出力デー
タ仕様２１１５は、いずれもデータ名２１０９、２２１
４、データの型２１１１、２１１６、及びデータ構造名
２１１２、２１１７からなる。

【００４９】図２２は部品アルゴリズム選択補助情報２
００２の詳細を示す。補助情報２００２は、ユーザ入力
情報２００３にプログラム戦略が指定されていな時に使
用される情報であり、入力データへのポインタ２２０
１、出力データへのポインタ２２０２、問題の名称２２
０３、アルゴリズム戦略の内容２２０６を示すポインタ
２２０４、及び優先順位２２０５からなる。入出力デー
タと問題の組合せからアルゴリズム戦略２２０４、２２
０６が選択され、アルゴリズム自動生成に使用される。
該当するアルゴリズム戦略が複数個ある場合には優先順
位２２０５に従って１つの戦略が選択される。例えば、
論理ＶＬＳＩのレイアウトＤＡにおいて、幹線データを
入力して幹線をトラックに割り当てる「チャネル配線問
題」に対しては、Channel Router２２０６のアルゴリズ
ム戦略が選択される。

【００５０】図２３は、ユーザ入力情報２００３の詳細
を示す。アルゴリズム戦略は、アルゴリズム戦略名と部
品アルゴリズム種類の適用順序、及びそれらの制御構造
をある擬似コードによって記述したものである。実施例
は、論理ＶＬＳＩのレイアウトＤＡにおける自動配線の
一種であるチャネル配線のアルゴリズム戦略２３０９を
示す。ユーザ入力情報２００３は、問題の名称２３０
１、入出力データの情報２３０７へのポインタを格納し
た入出力データ管理２３０２、最適化項目２３０３、優
先順位２３０４、プログラム記述言語２３０５、及びア
ルゴリズム戦略２３０９へのポインタからなる。

【００５１】最適化項目２３０３は、自動生成後のアル
ゴリズム実行時の特性を指定したものであり、処理時間
あるいは所要メモリ量のいずれを優先するかが指定され
る。最適化項目２３０３は優先順位２３０４と共に指定
される。問題の入出力データ管理が示す情報２３０７
は、入出力データ名称と実際にアルゴリズムが適用され
る問題のデータ数、及び実際の入力（出力）データ２３
０８からなる。プログラム記述言語２３０５は、自動生
成するアルゴリズムを最終的にプログラムに変換する際
の電子計算機用言語名を指定する。問題の名称２３０１
は、アルゴリズム戦略が指定されていない場合、部品ア
ルゴリズム選択補助情報２００２を検索する際の一つの
キーに全てのデータが入力されていれば、部品アルゴリ
ズム選択補助情報に登録する際の管理データとする。

【００５２】図２４は入力処理２００４を詳細に示す。
入力処理２００４は、指定されたアルゴリズム戦略を解
釈する処理である。ユーザ入力情報２００３でアルゴリ
ズム戦略が指定されていない時には、所望のアルゴリズ
ムの入力データ、出力データ、及びアルゴリズムが解く
べき問題の名称をキーとして部品アルゴリズム選択補助
情報２００２を検索し（２４０１）、登録されているア
ルゴリズム戦略を抽出する（２４０２）。次に、アルゴ
リズム戦略を解析した（２４０３）後、部品アルゴリズ
ム種類名２１０２と部品アルゴリズム名２１０４とを抽
出してアルゴリズム戦略解釈結果２００５に出力する
（２４０４）。更に、アルゴリズム戦略から部品アルゴ
リズムの制御構造を抽出し（２４０５）、アルゴリズム
戦略解釈結果２００５に出力する。

【００５３】図２５は部品アルゴリズム選択処理２００
６の詳細を示す。本処理では、実際に部品アルゴリズム
を選択するために、部品アルゴリズム種類名２１０２を
キーとして部品アルゴリズムインデクス２１０１を検索
する（２５０１）。部品アルゴリズム種類名２１０２に
属する全部品アルゴリズムに対して、その特性項目２１
０５、２１０６と、ユーザ入力情報で指定された最適化
項目２３０３、２３０４とを比較し、指定された最適化
項目を優先して１つの部品アルゴリズムを選択する（２
５０２）。続いて、選択した部品アルゴリズムを部品ア
ルゴリズム種類名と１対１に対応づけて部品アルゴリズ
ム選択結果２００８に出力する（２５０３）。

【００５４】図２６は、図２２に示す例題のアルゴリズ
ム戦略２２０６の解釈結果２００５の具体例である。部
品アルゴリズム種類２６０１の項番１から７にはアルゴ
リズム種類名が指定され、それ以外は部品アルゴリズム
名２６０２が指定されているとする。部品アルゴリズム
種類名２６０１として項番１から７までが認識される。
アルゴリズム戦略で指定された部品アルゴリズムは、認
識された部品アルゴリズム名２６０２として登録され
る。更に、ユーザ入力情報２００３から本戦略の制御構
造を抽出し、部品アルゴリズム制御構造２６０３に格納
する。

【００５５】図２７は、部品アルゴリズム選択処理２０
０６が出力する部品プログラム種類名と部品プログラム
名との対応表２００８の具体例である。具体例では、プ
ログラム戦略で指定された各部品アルゴリズム種類名２
７０１に対して、具体的に部品アルゴリズムを選択した
結果を示している。

【００５６】部品アルゴリズム結合処理２００９を図２
８から図３４を用いて説明する。本処理は、連続して実
行される部品アルゴリズムから、或る部品アルゴリズム
の全ての入力データを、それよりも先に実行される全て
の部品アルゴリズムの出力データから抽出し、そのデー
タ構造を入力データの構造に変換する機能を持つ部品ア
ルゴリズム結合アルゴリズムを、擬似コードの形で生成
する。

【００５７】図２８は、部品アルゴリズム結合処理２０
０９の結果を示す。項番で示された連続して実行される
部品アルゴリズム２８０１、２８０２を結合する擬似コ
ード２８０４が、擬似コードポインタ２８０３を介し
て、部品アルゴリズム結合擬似コード２０１０に出力さ
れる。同一の意味を持ち、構造のみが異なるデータの変
換コードは、データを入力(get)してそれを出力(put)す
る擬似コード２８０４になる。データの変換が必要な場
合を図３３に示す。

【００５８】図３３は、自動生成する部品アルゴリズム
結合アルゴリズムの擬似コードの具体例である。本擬似
コードは、入力データとその意味が一致するデータを出
力データの中からは発見できない時、予め登録した意味
変換木（図１４）とデータ構造変換ルール（図３０）を
用いて、入力データの意味から出力データの意味を導出
することを表わす。詳細は、後述する。

【００５９】図２９は、変換ルール情報２００７に含ま
れる基本的なデータ構造操作ルールを表わす。本ルール
は、データ構造名２９０１毎に対に設けられたポインタ
を介して示され、get、put等の基本的なデータ構造操作
のそれぞれの擬似コード２９０５を示す擬似コードポイ
ンタが設けられている。操作はデータ構造が決定されれ
ば他の条件には独立にその擬似コードを対応させること
ができる。具体例では、木の構造を持つデータに対して
create、get、putの操作名称２９０２、その時間複雑度
２９０３、及び空間複雑度２９０４が設けられている。

【００６０】図３０は、変換ルール情報２００７に含ま
れるデータ構造変換ルールの具体例である。本ルール
は、本システムが取り扱う部品アルゴリズムが使用する
全ての組み合わせのデータ構造間変換を表わす。本ルー
ルは、変換ルール名称３００１毎に、変換すべき入力デ
ータ構造名３００２、変換後の出力データ構造名３００
３、その時間複雑度３００４、空間複雑度３００５、及
び擬似コード３００６を示す擬似コードポインタとから
なる。擬似コード３００６は、Array構造を持つデータ
をLinked-List構造を持つデータに変換する機能を表わ
す。

【００６１】図３１は、部品アルゴリズム結合処理２０
０９の詳細を示す。各部品アルゴリズム（３１０１）の
各入力データに対して（３１０２）、その部品アルゴリ
ズムよりも先に実行される部品アルゴリズムの出力デー
タを探索する（３１０３）。その意味が入力データの意
味と一致する出力データを発見できれば、出力データの
データ構造を入力データのデータ構造に変換するアルゴ
リズムの擬似コードを生成する（３１０４）。意味が一
致する出力データを発見できない時には、意味変換ルー
ルを用いたデータ変換を実行し（３１０５）、全入力デ
ータに出力データを対応させる部品アルゴリズム結合ア
ルゴリズムの擬似コードを生成する。

【００６２】意味変換ルールを用いたデータ変換処理
は、まず、注目する入力データ項目を根とする意味変換
木（図１４）を作成する（３１０６）。続いて、意味変
換木の各葉に対応する意味項に対して（３１０７）、葉
が第１番目の時には入力データが格納されているデータ
構造と等しいデータ構造を持つデータの格納領域Buffer
が作成される（３１０８）。そして、データ構造変換ル
ールを基に、葉に対応するデータをBufferに格納するア
ルゴリズムの擬似コードが生成される（３１０９）。葉
が第２番目以降の時は、隣接する葉との間の論理演算子
により処理を分岐する。論理演算子がＡＮＤの時には、
Bufferから意味変換述語に記された指定条件を満たすデ
ータを抽出する擬似コードを生成する（３１１０）。論
理演算子がＯＲの時には、Bufferにデータを追加する擬
似コードを生成する（３１１１）。論理演算子がＤＩＦ
Ｆの時には、Bufferから意味変換述語（図１１）に記さ
れた指定条件に違反するデータのみを抽出する擬似コー
ドを生成する（３１１２）。図３２は、データ構造変換
ルールによって得られたデータ名３２０１とそのデータ
構造名３２０２を示す。図３３は、意味変換木を用いた
データ変換を実行するアルゴリズムの擬似コードであ
る。データ構造を宣言した（３３０１）後、図１４の第
１の葉１４０３に対するデータをBuffer領域に読み込む
（３１０８、３１０９）ための擬似コード３３０２を生
成する。擬似コード３３０２は、Array構造を持つset_o
f_cell_terminalsをLinked_List構造を持つBufferにcre
ateするコード(Transform-AL)である。第２の葉１４０
４は第１の葉とＯＲの関係にある。同様に、それぞれの
データ構造を考慮して擬似コード３３０３を生成する
（３１１１）。更に、第３の葉１４０２に対して擬似コ
ード３３０４を生成し、最後に、Buffer内のデータをse
t_of_netsとして出力する擬似コード３３０５を生成す
る。

【００６３】図３４は、アルゴリズム戦略Channel Rout
er２３０９を基に、チャネル配線アルゴリズムを自動生
成した結果の一部を示す。チャネル配線アルゴリズムへ
の入力データは、Linked-Listのデータ構造を持つネッ
トデータ３４０１であり、図３３に示す擬似コードによ
り生成される。inputアルゴリズム３４０２の入出力デ
ータは、それぞれ、ネットデータ３４０１と幹線データ
３４０３である。端子ソ−トアルゴリズム３４０６への
入力データの構造３４０５はArrayである。従って、こ
れらの部品アルゴリズムを結合するアルゴリズム３４０
４は、幹線データから幹線内端子を抽出し、データ構造
Linked-List３４０３をデータ構造Array３４０５の形で
出力するTransform-LA３４０４となる。以下、同様の処
理により、幹線内端子のソート以降のアルゴリズム３４
０６〜３４１２が生成される。

【００６４】図３５は、自動生成アルゴリズムの特性改
善処理２０１２における部品アルゴリズム特性解析結果
２０１８の例である。図３４に示す全てのアルゴリズム
について、時間複雑度３５０２、及び空間複雑度３５０
３を部品アルゴリズム３５０１毎に求められる。ここで
は、図２１に示す部品アルゴリズムの時間複雑度２１０
５、空間複雑度２１０６、及び図２９に示すデータ構造
変換ルールの時間複雑度３００４、空間複雑度３００５
が使用される。これらの複雑度と部品アルゴリズム制御
構造２６０３とから部品アルゴリズム特性を求められ
る。制御構造に含まれるループの繰返し回数を示すルー
プ番号３５０４と関連する部品アルゴリズムの複雑度の
最大値とループの繰返し回数とから、時間複雑度、及び
空間複雑度の最大値を求め、自動生成アルゴリズムの時
間複雑度、及び空間複雑度とする。この結果をもとに、
部品プログラムの特性改善処理１１８（図１８）と同様
に、交換対象部品アルゴリズムを抽出し、特性改善の可
能性の可否を示すYes又はNoのフラグ３５０６が格納さ
れる。結合後アルゴリズム特性改善処理２０１１では、
これらの部品アルゴリズムを交換し（２０１７）、部品
アルゴリズム結合２００９、及び結合後アルゴリズム特
性解析処理２０１１を再実行する。

【００６５】図３６は出力処理２０１３の詳細を示す。
本処理では、自動生成したアルゴリズムを、指定された
電子計算機のプログラミング言語のソースコードによる
プログラムに変換する。先ず、各部品アルゴリズムに対
して（３６０１）、アルゴリズムの擬似コードをソース
コードに変換する（３６０２）。部品アルゴリズム結合
アルゴリズムも、同様に、指定言語のソースコードに変
換する（３６０３、３６０４）。続いて、部品アルゴリ
ズム制御構造を指定言語のソースコードに変換する（３
６０５）。そして、制御構造の中に部品アルゴリズム、
及び部品アルゴリズム結合アルゴリズムをそれぞれ変換
したソースコードを埋込み（３６０６）、全体のソース
コードを自動生成ソースコード２０１５に出力する（３
６０７）。或いは、部品アルゴリズムを変換したソース
コードをサブルーチン、部品アルゴリズム制御構造をメ
インルーチンとしてそれぞれ独立に出力する。

【００６６】図３７に、図１、及び図２０に示したユー
ザ入力情報（１０３、２００３）のプログラム戦略４０
９、または、アルゴリズム戦略２３０９を対話型処理に
よって作成する際の実施例を示す。図３７には、部品プ
ログラムの組合せによるプログラム自動生成の場合を示
すが、部品アルゴリズムを使用する場合でも同様であ
る。端末の画面では、以下の情報がそれぞれウインドウ
の中に表示される。プログラム戦略を記述する領域３７
０１、システムに登録されている部品プログラム種類の
名称一覧３７０４とそれに属する部品プログラムの名称
一覧３７０５、システムに登録されている問題の名称一
覧３７０２、及び表示された問題３７０２を解くための
プログラム戦略一覧３７０３が表示される。これらの情
報を参照して、プログラム戦略の内容を予め設定された
コマンドによって表示、選択、又は修正することによっ
て、ユーザはプログラム戦略記述領域内にプログラム戦
略を作成する。

【００６７】

【発明の効果】本発明に依れば、ユーザによって指定さ
れたプログラム種類、それらの制御構造、及び生成され
るプログラムの最適化項目を基に、最適化項目を選択基
準として部品プログラム種類から部品プログラムを選択
するだけで、部品プログラムの入出力データを変換する
プログラムを生成できる。さらに、このプログラムを部
品プログラムと結合し、結合後の全体のプログラムの特
性を解析して、部品プログラムを再選択、及び再結合す
ることによって、全体のプログラムの特性を改善するの
で、高いレベルでの特性と性能が要求されるプログラム
の品質が保証される。また、上記のプログラム生成を計
算機を用いて実施するので、設計開発工数の大幅削減、
すなわち、設計期間を大幅に短縮できる。

【００６８】更に、本発明では、プログラムを電子計算
機上で実行する際の詳細な条件とは独立に、計算の手順
を記したアルゴリズムを部品として登録しておき、ユー
ザによって指定されたアルゴリズム種類、それらの制御
構造、及び生成されるアルゴリズムの最適化項目を基
に、最適化項目を選択基準として、部品アルゴリズムを
選択するだけで、部品アルゴリズムの入力データを変換
するアルゴリズムを生成できる。さらに、このアルゴリ
ズムを部品アルゴリズムと結合し、結合後の全体のアル
ゴリズムの特性を解析して、部品アルゴリズムを再選
択、及び再結合することによって、全体のアルゴリズム
の特性を改善するので、部品プログラムを組み合せてプ
ログラムを自動生成する場合に比べて、結合後のアルゴ
リズムの特性をより高精度に推定でき、最終的に生成さ
れるプログラムの品質が保証される。また、上記のアル
ゴリズム生成を計算機を用いて実施するので、設計開発
工数の大幅削減、即ち、設計期間の大幅短縮でき、部品
格納領域を大幅に削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】部品プログラムの組み合せによるプログラム自
動生成全体構成図である。

【図２】部品プログラム情報説明図である。

【図３】部品プログラム選択補助情報説明図である。

【図４】ユーザ入力情報説明図である。

【図５】入力処理詳細説明図である。

【図６】部品プログラム選択処理詳細説明図である。

【図７】部品プログラム戦略解釈結果説明図である。

【図８】部品プログラム選択結果説明図である。

【図９】部品結合プログラム擬似コード（代入の場合）
である。

【図１０】意味変換ルール説明図である。

【図１１】意味変換ルール情報における意味変換述語−
擬似コード変換ルール説明図である。

【図１２】意味変換木説明図である。

【図１３】部品プログラム結合処理詳細説明図である。

【図１４】意味変換木の例題である。

【図１５】テ−ブル構造の例題である。

【図１６】部品プログラム結合擬似コード（変換の場
合）例である。

【図１７】結合後プログラム特性解析処理詳細説明図で
ある。

【図１８】部品プログラム特性解析結果の例である。

【図１９】出力処理詳細説明図である。

【図２０】部品アルゴリズムの組み合せによるプログラ
ム自動生成全体構成図である。

【図２１】部品アルゴリズム情報説明図である。

【図２２】部品アルゴリズム選択補助情報説明図であ
る。

【図２３】ユーザ入力情報説明図である。

【図２４】入力処理詳細説明図である。

【図２５】部品アルゴリズム選択処理詳細説明図であ
る。

【図２６】部品アルゴリズム戦略解釈結果説明図であ
る。

【図２７】部品アルゴリズム選択結果説明図である。

【図２８】部品アルゴリズム結合擬似コード（代入の場
合）である。

【図２９】変換ルール情報説明図である。

【図３０】データ構造変換ルール説明図である。

【図３１】部品アルゴリズム結合処理の詳細説明図であ
る。

【図３２】データ構造の例題である。

【図３３】部品アルゴリズム結合擬似コード（変換の場
合）である。

【図３４】自動生成アルゴリズムの実行手順である。

【図３５】結合後アルゴリズム特性解析説明図である。

【図３６】出力処理詳細説明図である。

【図３７】プログラム戦略対話作成の詳細説明図であ
る。

【符号の説明】

１００…処理装置、１０１…部品プログラム情報、１０
２…部品プログラム選択補助情報、１０３…ユーザ入力
情報、１０４…入力処理、１０５…プログラム戦略解釈
結果、１０６…プログラム選択処理、１０７…変換ルー
ル情報、１０８…部品プログラム選択結果、１０９…部
品プログラム結合処理、１１０…部品結合後擬似コー
ド、１１１…結合後プログラム特性解析処理、１１２…
特性改善可能性判断、１１３…出力処理、１１４…変更
済みプログラムソースコード格納ファイル、１１５…自
動生成ソースコード格納ファイル、１１６…自動生成ソ
ースコード格納ファイル、１１７…部品プログラム交換
処理、１１８…部品プログラム特性解析結果。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子計算機を用いてプログラムを自動生成
する方法は、（１）部品プログラムのソースコードと、
空間複雑度を示す所要メモリ量オーダ、及び時間複雑度
を示す処理時間オーダからなる特性と、部品プログラム
の入出力データ名とを記述した部品プログラム情報を入
力し、（２）解くべき問題の入出力データ名と、部品プ
ログラム種類、及びそれらの適用順序を記したプログラ
ム戦略と、自動生成するプログラムの最適化すべき特性
とからなるユーザ入力情報を入力し、（３）前記プログ
ラム戦略を基に登録されている部品プログラム中から、
前記ユーザ入力情報で指定された特性を最適化するため
の目的関数の値に基づいて、前記入力された一つの部品
プログラム種類に対して前記一つの部品プログラムを選
択し、（４）所定の部品プログラムに対して、それより
先に実行される複数の部品プログラムの出力データから
前記部品プログラムの入力データを作成する部品プログ
ラム結合のためのプログラムの擬似コードを生成し、
（５）前記部品プログラム特性と前記擬似コードの特性
から結合されたプログラム全体の特性を求め、（６）前
記ステップ（５）で得た特性が、ユーザ入力情報中で指
定された最適化すべき特性に関して更に改善の可能性が
あるかどうかを判定し、改善の可能性があれば、指定特
性の改善の可能性が無くなるまで前記ステップ（３）か
ら（６）を再実行して異なる部品プログラムを選択して
結合し、（７）得られたプログラムを指定された電子計
算機言語によるソースコードに変換し、（８）得られた
ソースコードから実行可能モジュールを生成する、こと
を特徴とするプログラム自動生成方法。
【請求項２】前記ステップ（３）において、所望のプロ
グラムが解決しようとする問題の入出力データと、問題
の名称と、前記問題を解くために過去に使用したプログ
ラム戦略、及びその適用優先順序とを記述した部品プロ
グラム選択補助情報に基づいて、前記ユーザ入力情報か
ら前記プログラム戦略を選択することを特徴とする請求
項１記載のプログラム自動生成方法。
【請求項３】前記ステップ（３）において、前記部品プ
ログラム種類名に対してそれぞれ対応する未選択部品プ
ログラムを選択する際に、（９）前記部品プログラム種
類名をキーとして前記部品プログラム情報を検索し、
（１０）前記部品プログラム種類中に含まれる全ての部
品プログラムの特性と前記ユーザ入力情報で指定された
最適化項目とをその優先順位を含めて比較して、前記特
性と前記最適化項目との差を小さくする部品プログラム
を選択することを特徴とする請求項１記載のプログラム
自動生成方法。
【請求項４】前記ステップ（４）は、（１１）前記ステ
ップ（３）で得られた前記部品プログラム種類毎の部品
プログラム名を入力し、（１２）前記部品プログラムが
取扱う入出力データの意味を変換する意味変換ルールを
入力し、（１３）前記部品プログラムが取扱う入出力デ
ータの操作ルールを入力し、（１４）前記部品プログラ
ム情報を入力し、（１５）連続して実行される２つの前
記部品プログラムの内、後に実行される第１の前記部品
プログラムの、前記部品プログラム情報に記された入出
力データ仕様中の各入力データ項目と、前記第１の部品
プログラムより先に実行される複数の第２の前記部品プ
ログラムの入出力データ仕様中の出力データ項目とが同
一の意味を持つ項目を検索し、（１６）前記検索された
項目に対して、前記データ操作ルールに基づいて、前記
出力データを前記入力データに変換する擬似コードを自
動生成し、（１７）前記項目が検索できない場合は、意
味変換ルールを抽出できなくなるまで、前記項目の意味
に対応する意味変換ルールを検索し、検索した前記ルー
ル中の各意味項に含まれる意味に対応する前記意味変換
ルールを更に検索し、さらに、（１８）前記ステップ
（１７）で検索された前記意味変換ルールの階層関係
と、前記意味変換ルールに記された意味間の論理関係を
基に、前記出力データを前記入力データに変換する擬似
コードを生成することを特徴とする請求項１記載のプロ
グラム自動生成方法。
【請求項５】前記ステップ（５）は、（１９）前記プロ
グラム戦略を基に選択した部品プログラムの擬似コード
と、自動生成した前記部品プログラム結合のためのプロ
グラム擬似コードとを入力し、（２０）前記プログラム
擬似コードを解析して、それらの前記時間複雑度と前記
空間複雑度とを求め、（２１）前記部品プログラムに対
して、部品プログラム情報の特性に記された時間複雑度
と空間複雑度とを求め、（２２）部品プログラム結合後
の全体プログラム中の時間複雑度と空間複雑度を求め
る、ことを特徴とする請求項１記載のプログラム自動生
成方法。
【請求項６】前記ステップ（６）において、前記全体プ
ログラムの特性に寄与しない前記部品プログラムの特性
が悪化しても前記全体プログラムの特性の範囲内にあれ
ば、前記部品プログラムを結合した後の前記全体プログ
ラムの特性とそれを構成する前記部品プログラムの特性
を基に、前記ユーザ入力情報中の特性最適化項目であっ
て、且つ前記全体プログラムの特性を決定している特性
を改善できるかどうかを判定することを特徴とする請求
項１記載のプログラム自動生成方法。
【請求項７】前記ステップ（８）において、指定された
電子計算機言語によるソースコードに変換された前記部
品プログラム及び前記部品プログラム結合のための擬似
コードから、部品プログラム制御構造に基づいて、１つ
のソースコードを構成し、得られた前記ソースコード全
体から１つの実行可能モジュールを生成することを特徴
とする請求項１記載のプログラム自動生成方法。
【請求項８】電子計算機を用いてプログラムを自動生成
する方法は、（１）問題解決の手順を示す部品アルゴリ
ズムと、空間複雑度を示す所要メモリ量オーダ、及び時
間複雑度を示す処理時間オーダからなる特性と、部品ア
ルゴリズムの入出力データ名とを記述した部品アルゴリ
ズム情報を入力し、（２）解くべき問題の入出力データ
名と、部品アルゴリズム種類、及びそれらの適用順序を
記したアルゴリズム戦略と、自動生成するプログラムの
最適化すべき特性とからなるユーザ入力情報を入力し、
（３）前記アルゴリズム戦略を基に登録されている部品
アルゴリズム中から、前記ユーザ入力情報で指定された
特性を最適化するための目的関数の値に基づいて、前記
入力された一つの部品アルゴリズム種類に対して前記一
つの部品アルゴリズムを選択し、（４）所定の部品アル
ゴリズムに対して、それより先に実行される複数の部品
アルゴリズムの出力データから前記部品アルゴリズムの
入力データを作成する部品アルゴリズム結合のためのア
ルゴリズムの擬似コードを生成し、（５）前記部品アル
ゴリズム特性と前記擬似コードの特性から結合されたア
ルゴリズム全体の特性を求め、（６）前記ステップ
（５）で得た特性が、ユーザ入力情報中で指定された最
適化すべき特性に関して更に改善の可能性があるかどう
かを判定し、改善の可能性があれば、指定特性の改善の
可能性が無くなるまで前記ステップ（３）から（６）を
再実行して異なる部品アルゴリズムを選択して結合し、
（７）得られたアルゴリズムを指定された電子計算機言
語によるソースコードに変換し、（８）得られたソース
コードから実行可能モジュールを生成する、ことを特徴
とするプログラム自動生成方法。
【請求項９】電子計算機を用いてプログラムを自動生成
する方法は、（１）部品プログラムのソースコード、特
性、及び入出力データからなる部品プログラム情報を入
力し、（２）解くべき問題の入出力データ、プログラム
戦略、及びプログラム全体の特性からなるユーザ入力情
報を入力し、（３）前記プログラム戦略に基づいて、前
記プログラム全体の特性を最適化する部品プログラムを
選択し、（４）前記部品プログラムの実行順序に基づい
て、前記出力データから前記入力データを作成して前記
選択された部品プログラムを結合するための擬似コード
を生成し、（５）前記部品プログラム特性と前記擬似コ
ードの特性から結合されたプログラム全体の特性を求
め、（６）前記ステップ（５）で得た特性が、前記ユー
ザ入力情報で指定された特性を改善できなくなるまで前
記ステップ（３）から（６）を再実行して異なる部品プ
ログラムを選択して結合し、（７）得られたプログラム
を指定された電子計算機言語によるソースコードに変換
する、ことを特徴とするプログラム自動生成方法。
【請求項１０】電子計算機を用いてプログラムを自動生
成する方法は、（１）部品アルゴリズム、特性、及び入
出力データからなる部品アルゴリズム情報を入力し、
（２）解くべき問題の入出力データ、アルゴリズム戦
略、及びアルゴリズム全体の特性からなるユーザ入力情
報を入力し、（３）前記アルゴリズム戦略に基づいて、
前記アルゴリズム全体の特性を最適化する部品アルゴリ
ズムを選択し、（４）前記部品アルゴリズムの実行順序
に基づいて、前記出力データから前記入力データを作成
して前記選択された部品アルゴリズムを結合するための
擬似コードを生成し、（５）前記部品アルゴリズム特性
と前記擬似コードの特性から結合されたアルゴリズム全
体の特性を求め、（６）前記ステップ（５）で得た特性
が、前記ユーザ入力情報で指定された特性を改善できな
くなるまで前記ステップ（３）から（６）を再実行して
異なる部品アルゴリズムを選択して結合し、（７）得ら
れたアルゴリズムを指定された電子計算機言語によるソ
ースコードに変換する、ことを特徴とするプログラム自
動生成方法。