通信情報システム専攻 2000年度談話会の概要


第1回
日  時:2000年4月21日(金) 16:30−18:00
場  所:工学部10号館第1講義室および宇治本館5階N503号室
:臼井 英之
     通信情報システム専攻 宇宙電波工学講座 宇宙電波工学分野
講演題目:計算機シミュレーションによる宇宙飛翔体環境解析
概  要
宇宙ステーションの建設が始まり、本格的な宇宙開拓時代が到来した。宇宙は希薄な電離気体である宇宙プラズマで満たされているため、その電磁環境は非常に複雑である。特に宇宙機近傍の環境の理解は宇宙開発を行う上で非常に重要である。一つの有効な解析方法として、近年の計算機技術の目覚しい発展により大規模なモデルが扱えるようになった数値シミュレーションがあげられる。当研究室では、長年培ってきたこのシミュレーション手法を宇宙機近傍の電磁環境の理解に応用する試みを行ってきており、本講演では、その解析手法、シミュレーション例について概説する。また、シミュレーションによる宇宙環境解析をネットワーク上でより使いやすい形で可能にするために「宇宙シミュレータ」構築を行っているが、その概要も合わせて示す。

第2回
日  時:2000年5月19日(金) 16:30−18:00
場  所:工学部10号館第1講義室および宇治本館5階N503号室
:橋口 浩之
     通信情報システム専攻 地球電波工学講座 リモートセンシング工学分野
講演題目:レーダーによる地球大気の観測 (Radar Observations of the Earth Atmosphere)

概  要
我々は、MUレーダー(中層・超高層大気観測用大型レーダー)や下層大気観測専用の境界層レーダーや下部対流圏レーダーと呼ばれる小型可搬式の大気レーダーを開発し、それを気象観測等へ応用するための研究を行なっている。今年度、気象予報精度向上のため、気象庁がこの種のレーダー25台を全国展開し、ネットワーク観測を行なうことを計画するなど、我々の研究成果が徐々に実用化されつつある。本講演では、大気レーダーの観測原理について概説し、これまでに本センターで開発してきた各種レーダーや、それらを用いた国内外における観測例など、最近の研究成果の概要を紹介する。

We have developed the MU (Middle and Upper atmosphere) radar and some transportable atmospheric radars, called a boundary layer radar (BLR) or a lower troposphere radar (LTR), and have applied their radars to meteorological observations. Japan meteorological agency (JMA) plans to make an observation network with 25 atmospheric radars in this year. In my talk, I will explain the observation principle with atmospheric radars, and will give an outline of our recent results concerning with the radar development and meteorological observations.


第3回
日  時:2000年6月16日(金) 16:30−18:00
場  所:工学部10号館第1講義室および宇治本館5階N503号室
:富田 眞治
     通信情報システム専攻 コンピュータ工学講座 計算機アーキテクチャ分野
講演題目:マイクロプロセッサの高速化技法 High-speed Techniques for Microprocessors

概  要
近年のマイクロプロセッサの高速化は著しいものがある。マイクロプロセッサ の発展の歴史を辿りながら、高速化の基本技術を概念的に整理し、将来を展望する。すなわち、パイプライン制御、乱実行によるパイプライン高速化、分岐予測と制御投機方式、命令レベル並列処理、スレッドレベル並列処理、さらには値予測と値再利用の方式について概説する。昨年12月3日の情報学研究科第2回シンポジウムでの講演内容をさらに詳しく述べる。最後の2テーマについては、中島康彦助教授が説明する。

Recent great advance in microprocessors is remarkable. In this seminar, we will review the history of microprocessors briefly, clarify various fundamental principles to achieve high-speed processor execution and discuss some promising approaches to the next generation microprocessors. The topics include: pipelining, out-of-order execution, branch prediction/speculation, instruction-level parallelism, thread level parallelism, value prediction and value reuse. The talk is a revised version on this topic presented at the 2nd symposium of Graduate School of Informatics on Dec 3,1999. The last two topics will be given by Associate Professor Yasuhiko Nakashima.


第4回
日  時:2000年7月21日(金) 16:30−18:00
場  所:工学部10号館第1講義室および宇治本館5階N503号室
:川合 誠/Makoto KAWAI
     通信情報システム専攻 通信システム工学講座 伝送メディア分野
講演題目:衛星通信の動向 Satellite Communications Trend

概  要
地上システムにおける超高速光ファイバおよび移動通信システムの急速な進展 の中で、衛星通信の果たすべき役割について概観するとともに、衛星通信技術 における最近のトピックについて述べる。これまで、衛星通信は、地上の伝送 媒体と異なった性格を有する伝送媒体として、音声、映像を主体に地上方式を 補完する媒体として重要な役割を果たしてきた。インターネットの急速な進展 に伴って、データ通信のための伝送媒体として各種の検討が活発化している。 低軌道システム等を利用したグローバルなネットワークへの適用、30/20GHz帯 に代表される高周波数帯を利用したシステム、インターネットへの適用などの 最近のトレンドを中心に衛星通信システムについて説明する。

This seminar outlines the roles of satellite communications to be taken in development of terrestrial super-high speed fiber and mobile communication systems, and reviews recent topics in satellite communication technologies. Satellite communications have been taking important roles as transmission media which have different features from terrestrial media and cover their deficiency mainly for voice and image transmission. Various considerations are now being done to apply satellite communicaitions to data communications to comply with recent advance of Internet. This seminar discusses satellite communication systems mainly about a recent trend in their application to global network of lower earth orbit (LEO), systems exploiting higher frequency bands of 30/20 GHz and application technologies to Internet.


第5回
日  時:2000年10月20日(金) 16:30−18:00
場  所:工学部10号館第1講義室および宇治本館5階N503号室
:小林和淑/Kazutoshi Kobayashi
     通信情報システム専攻 集積システム工学講座 大規模集積回路分野
講演題目:石の上にも10年 10 Years on Silicon

概  要
集積回路の発展は目覚ましく, インテルのゴードン・ムーアの予測した有名なムーアの法則にしたがって, 3年で4倍という驚異的なスピードでその集積度をあげてきた. 講演者である小林が, 田丸・小野寺研に配属されて丸10年がたつ. この10年で大学のLSI設計の研究・教育環境も大きく変化した. 最初はCADも測定器も, 設計資産も何もないところから始まり, 現在では設計するに十分なCAD, 測定器, 設計資産に恵まれている. LSIの設計ルールも当初の1.2umから, 0.13umプロセスとトランジスタゲート長ベースで10倍の集積度を扱えるようになった. 本講演では, この10年の集積回路の発展を研究室の研究の系譜とともに振り返る. さらに現在の研究動向, 研究内容についても説明を行う.

Integrated Circuits progresses rapidly. Its integration density amazingly increases at the rate of 4 times every 3 years according to the well-known Moore's law by Gordon Moore of Intel.
It is 10 years since I belonged to Onodera Lab. Current research and educational environments among us are completely different from that of 10 years ago. At that time, we had no EDA (Electric Design Automation) tools , no measurement instruments, no design properties. Now that we have enough EDA tools, measurement instruments and design properties. We can design a 0.13um design rule, which is 10 times smaller than a 1.2um design rule 10 years ago.
This presentation looks back over the past 10 years' integrated circuits along with our lab's history. Our current research activities are also explained briefly.


第6回
日  時:2000年11月17日(金) 16:30−18:00
場  所:工学部10号館第1講義室および宇治本館5階N503号室
:橋本弘藏/Kozo Hashimoto
     通信情報システム専攻 宇宙電波工学講座 数理電波工学分野
講演題目:科学衛星によるプラズマ波動観測装置と波動観測 Plasma wave receivers onboard scientific satelleites and their observations

概  要
科学衛星に搭載されたプラズマ波動観測装置と磁気圏内外で観測された波動について紹介する。まずGeotail衛星に搭載された装置とそれにより観測された波動を中心に紹介する。次にDSPやCPUを搭載し、小型軽量化された火星探査機「のぞみ」搭載装置や、設計中の月探査衛星SELENE搭載波動観測装置のハードウエア及びオンボードソフトウエアに関してのべる。外国の例についても言及する。

Plasma wave receivers onboard scientific satellites and plasma waves observed by them in- and outside the magnetosphere are introduced. We review the Geotail Plasma Wave Instrument (PWI) and its observation, first. We also show recent receivers onboard the Nozomi mars mission and the SELENE lunar orbiter. They have CPU for telemetry control and command processing and DSP for filtering and spectral analysis. They are small and light. Their hardware and software are discussed in detail. Receivers onboard US and european satellites are also introduced.


第7回
日  時:2000年12月15日(金) 16:30−18:00
場  所:工学部10号館第1講義室および宇治本館5階N503号室
:青山雄一/Yuichi AOYAMA
     通信情報システム専攻 地球電波工学講座 地球大気計測分野
講演題目:GPS電波を使った多目的地球計測 Multi-measurements of the Earth using Global Positioning System

概  要
地球温暖化時代の今日,地球科学では,地球を一つのシステムとして理解,及び地球環境の定常監視が求められている.これらを実現する有効な観測手段の一つとして,最近,人工衛星による測位システム(GPS)を利用した環境観測手法が注目されている.ご存じの通りGPSはある時刻における地球上の精密な位置を与える.人工衛星でGPS電波を受信し,その位置・時間の精密情報が得られると,対流圏の水蒸気,対流圏上部・成層圏下部の大気温度,陸水・雪氷・海水・大気間の水質量分布の変動,海洋大循環・深層流,海面・陸水面高の変動,マントルの粘弾性応答など多様な現象が全球一様に長期間連続観測できる.当研究室ではGPS電波掩蔽法を用いた気象観測をすでに行ってきており,本講演では,その原理・解析方法を概説する.また気象観測以外のGPS電波を利用した地球計測も,世界の動向と併せて紹介する.

The important tasks of geosciences in the global warming age are (1) understanding of the Earth as a system (that consists of atmosphere, ocean, land water, ice, core, and mantle) and (2) monitoring of the global environment. Achievement of these tasks requires global, long term, and accurate data series of various phenomena, i.e. distribution of the tropospheric water vapor and stratospheric temperature, water mass transport between atmosphere, ocean, land water, and ice sheet, etc. The data sets can be obtained by bistatic radio sounding of the Earth's atmosphere and by satellite gravity measurement, using the Global Positioning System (GPS) as transmitter and the low Earth orbit (LEO) satellite as receiver. In this seminar, I will explain the principle and analysis method of LEO satellite measurement using GPS, especially atmospheric limb sounding by GPS occultation method which has been studied in our laboratory.


第8回
日  時:2001年1月12日(金) 16:30−18:00
場  所:工学部10号館第1講義室および宇治本館5階N503号室
:湯淺太一/Taiichi YUASA
     通信情報システム専攻 コンピュータ工学講座 計算機ソフトウェア分野
講演題目:リターン・バリア Return Barrier

概  要
Lisp などの大多数のリスト処理システムでは,不用セルを回収するためにごみ集め (GC) が行われる.一般的に採用されている GC は,ごみ集めの間プログラムの実行が中断されるので実時間処理には適さない.この問題を解決するために,ごみ集めの一連の処理を小さな部分処理に細分化し,プログラムの実行と並行してごみ集め処理を少しずつ進行させる実時間方式の GC が提案されている.
代表的な実時間 GC であるスナップショット GC は,スタックなどのルート領域から直接指されているセルをGC開始時にすべてマークしておかなければならない.この間の実行停止時間は,ルート領域の大きさによっては,無視できなくなる.
そこで,関数からのリターン時にマーク漏れがないようにチェックすることで,スタックから直接指されているセルを関数フレーム単位でマークする方法を開発した.スタック上のルート領域をフレーム単位でマークしていき,ある関数からリターンする際に次の関数フレームがマークされているかどうかをチェックし,マークされていなければその関数フレームをマークしてからリターンする.これをリターン・バリアと呼ぶ.ルート領域のマークが終了したら,従来のスナップショットGCと同様に残りのセルをマークする.
本講演では,リターン・バリアの紹介とともに,Common Lisp 処理系KCL(Kyoto Common Lisp) におけるリターン・バリアの実装について報告する.

Garbage collection (GC) is the most popular method in list processing systems such as Lisp to reclaim discarded cells. GC periodically suspends the execution of the main list processing program. In order to avoid this problem, realtime GC which runs in parallel with the main program so that the time for each list processing primitive is bounded by some small constant has been proposed.
The snapshot GC, which is one of the most popular realtime GC methods, has to mark all cells directly pointed to from the root area at the beginning of a GC process. The suspension of the main program by this root marking cannot be ignored when the root area is large.
This paper proposes ``return barrier" in order to divide the process of root marking into small chunks and to reduce the suspension time of the main program. The root area on the stack is marked frame by frame each time a new cell is requierd. When a function returns, the garbage collector checks if cells pointed to from the frame of the caller function have been already marked, and marks them if not. After marking all cells directly pointed to from the root area, other cells are marked as in the original snapshot GC.
In this talk, we present the return barrier and report our implementation of the return barrier for a Common Lisp processor KCL (Kyoto Common Lisp).