若谷 彰良 (ワカタニ アキヨシ)
WAKATANI Akiyoshi
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職名 |
教授 |
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学位 |
博士(工学)(京都大学) |
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専門分野 |
計算機システム, 情報ネットワーク, 計算機システム・ネットワーク並列処理 |
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外部リンク |
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学内職務経歴 【 表示 ／ 非表示 】
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甲南大学 自然科学研究科 知能情報学（情報システム工学）専攻 専攻主任
2020年4月 - 2021年3月
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甲南大学 知能情報学部 知能情報学科 学部長
2016年4月 - 2018年3月
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甲南大学 自然科学研究科 情報システム工学専攻 専攻主任
2011年4月 - 2012年3月
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甲南大学 理工学部 情報システム工学科 学科主任
2010年4月 - 2011年3月
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甲南大学 知能情報学部 教授
2008年4月 - 現在
研究経歴 【 表示 ／ 非表示 】
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AI・データサイエンス教育のためのプログラミング演習問題の自動生成システムの研究
科学研究費補助金
研究期間： 2023年4月 - 現在
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並列プログラミングのための反転授業向け学習支援ツールの研究
科学研究費補助金
研究期間： 2018年4月 - 2024年3月
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プログラミング言語教育のためのwebアプリケーション研究
科学研究費補助金
研究期間： 2015年4月 - 2018年3月
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記述のゆれを許容した教育用疑似自然言語プログラミング環境の構築
科学研究費補助金
研究期間： 2019年4月 - 2024年3月
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画像処理における並列化アルゴリズムの研究
その他の研究制度
研究期間： 2000年4月 - 現在
論文 【 表示 ／ 非表示 】
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Prototype of a self-study web application suite for parallel programming education 査読あり
A. Wakatani and T. Maeda
18th annual International Conference of Education, Research and Innovation (INTED 2024) 261 - 270 2024年3月
担当区分：筆頭著者, 責任著者
In modern computer systems, parallel programming has become an indispensable technique for increasing speed. However, since it is necessary to include different ideas from sequential execution in programming, it is difficult for beginners to learn. Therefore, this paper describes the policy for developing a prototype web application suite of learning materials for programming education of OpenMP, POSIX threads, AVX, MPI, CUDA, and OpenACC, which are the major technologies for parallel programming, as well as the current status of the completed prototype and its preliminary evaluation. This web application suite can be used not only as a self-study material for beginners, but also as a pre-study material in flipped classrooms, and can be used as a teaching material for online lectures during the period of self-restraint from face-to-face classes due to the measures against infectious diseases. The results of the preliminary evaluation confirm that the web tool for programming exercises contributes to the improvement of the level of comprehension
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生成AI を用いたC言語プログラミング学習のための助言システムの試作
若谷彰良, 前田利之
甲南大学紀要 知能情報学編 16 ( 2 ) 7 - 16 2024年2月
担当区分：筆頭著者, 責任著者
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Incremental auto-tuning for hybrid parallelization using OpenCL 査読あり
A. Wakatani
12th IEEE International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications (IEEE IDAACS 2023) 5 - 9 2023年9月
担当区分：筆頭著者, 最終著者, 責任著者
Some recent processors incorporate both a GPU and multiple processing cores, and hybrid parallelism, in which parallel processing based on GPGPU on the GPU and parallel processing based on multi-threading on the CPU are performed simultaneously, is now available. ratio of CPU and GPU differs depending on the application, and it is difficult to determine the optimal load distribution in advance. The authors previously proposed an onthe-fly auto-tuning method to determine the optimal load distribution at runtime, but it was necessary to determine in advance the ratio of the computational range to be used for the fallback execution (AutoRatio). We proposed an on-the-fly auto-tuning method that performs incremental preruns at runtime without determining the AutoRatio, and confirmed the effectiveness of the method for four different applications.
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再帰関数を含むアプリケーションに対するOpenCLのハイブリッド並列
若谷彰良, 中谷秋栄
甲南大学紀要 知能情報学編 16 ( 1 ) 1 - 6 2023年8月
担当区分：筆頭著者, 責任著者
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Auto-generation of programming exercises for education of MPI and AVX parallel programming 査読あり
A. Wakatani and T. Maeda
17th annual International Conference of Education, Research and Innovation (INTED 2023) 1 - 8 2023年3月
担当区分：筆頭著者
As semiconductor technology advances, parallel systems using parallel programming environments such as AVX and MPI are becoming popular in many application fields. Not only knowledge of many APIs and their usage, but also a lot of practical programming experience including intercomputer data transfer is necessary for beginners to master parallel programming. To cope with such a problem, we develop the following three educational exercises for parallel programming: 1) debugging practices (syntax practices) to learn how to use APIs, 2) output estimation practices (semantics practices) including data transfer between computing nodes and 3) fill-in-the-blank question (integrated practices), Then, we develop a web application with automatic exercise generator for programming education using templates and scripting language. The effectiveness of the system with automatic grading functionality will be confirmed through educational experiments with AVX and MPI.
書籍等出版物 【 表示 ／ 非表示 】
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Multi-step parallel PNN algorithm for distributed-memory systems
若谷 彰良
Computer and Information Science,Studies in Computational Intelligence, pp. 41-51, May. 2008 2008年 （ ISBN:3540791868 ）
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Parallel Language and Compiler Research in Japan（共著）
Koji Zaiki, Akiyoshi Wakatani, Tadashi Okamoto, Katsuyuki Kaneko and Tatsuo Nogi（ 担当： 共著）
Kluwer Academic publishers 1995年 （ ISBN:0-7923-9506-9 ）
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Parallel Programming Language ADETRAN in "Parallel Language and Compiler Research in Japan"
WAKATANI Akiyoshi
Kluwer Academic 1995年
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Parallel Language and Compiler Research in Japan（共著）
Koji Zaiki, Akiyoshi Wakatani, Tadashi Okamoto, Katsuyuki Kaneko, Tatsuo Nogi
Kluwer Academic publishers 1995年
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超並列コンピュータ ADENARTの構成とソフトウエア
堀内 司朗(監修)，廉田 浩(編著)，金子 克幸，中野 拓，若谷 彰良，材木 幸治，岡本 理（ 担当： 単著）
工業調査会 1992年11月
総説・解説記事（Misc） 【 表示 ／ 非表示 】
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メニーコア時代の並列プログラミング
若谷彰良
甲南大学紀要 知能情報学編 6 ( 2 ) 175 - 184 2013年10月
掲載種別：記事・総説・解説・論説等（大学・研究所紀要） 出版者・発行元：甲南大学
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Implementation of Recurrence Calculation on a Heterogeneous Multicore Processor
Akiyoshi Wakatani
8th IEEE International Conference on Computer and Information Science 876 - 881 2009年
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Reduced Parallel PNN algorithm for PC Grid systems
Akiyoshi Wakatani
ACM SAC 2009 1009 - 1010 2009年
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マルチコア時代の並列プログラミング
若谷彰良
甲南大学紀要 知能情報学編 1 ( 2 ) 223 - 248 2008年12月
掲載種別：記事・総説・解説・論説等（大学・研究所紀要） 出版者・発行元：甲南大学
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Parallel implementation of DPCM decoding for SMP systems
6th International Conference on Software Engineering Research, Management and Applications
Akiyoshi Wakatani 69 - 74 2008年
産業財産権 【 表示 ／ 非表示 】
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Parallel Image Clustering Apparatus
Akiyoshi Wakatani, Yoshiteru Mino and Hiroshi Kadota
特許番号/登録番号：5.909.508
出願国：外国
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Multiprocessor System Having Unidirectional Communication Paths
Akiyoshi Wakatani
特許番号/登録番号：5.060.141
出願国：外国
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Merge Device Using FIFO Buffers
Akiyoshi Wakatani
特許番号/登録番号：5.274.825
出願国：外国
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マルチプロセッサシステム
谷川 裕二，若谷 彰良
特許番号/登録番号：特平6-42235
出願国：国内
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Method and Apparatus for Compiler Processing and Program Related to Data Transfer and Calculation, and Method of Managing Memory
Akiyoshi Wakatani
特許番号/登録番号：5.404.531
出願国：国内
科研費（文科省・学振）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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AI・データサイエンス教育のためのプログラミング演習問題の自動生成システムの研究
2023年4月 - 2026年3月
学術振興機構 科学研究費助成事業 基盤研究(C)
担当区分：研究代表者
AI（人工知能）及びデータサイエンスを用いた事業推進及び技術革新が進み、これらの技術を縦横無尽に使いこなすには、代表的なプログラミング言語であるPython言語の理解だけでなく、複数の機械学習用のライブラリを使いこなし、データの前処理やデータ表示及び学習や推論をプログラミングできることが必要になる。一般に、初学者に対するプログラミングの学習には大量の演習問題を用いた繰り返し学習が必要であると考えられている。
本研究の目的は、ライブラリ（pandas、NumPy、scikit-learn等）を用いたPython言語による機械学習用プログラミングの学習において、数学及び統計的知識を加味したプログラミング演習問題をテンプレートと置換ルールを用いて自動生成するWebベースの学習システムを実装し、学習システムの定量的評価、すなわち、１）テンプレート数と学習教材の規模の関係、２）学習者の学習時間と理解向上度の関係を明らかにし、適切なテンプレート数と置換ルールを用いて学習システムを最適化することである。
本研究では、能動的な学習に重要な演習問題を多数効率的に作成できることから、初学者に対する教育の質の改善ができ、機械学習に優れた人材の育成に寄与することが期待できる。 -
記述のゆれを許容した教育用疑似自然言語プログラミング環境の構築
2019年4月 - 2024年3月
学術振興機構 科学研究費助成事業 基盤研究(C)
担当区分：研究分担者
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並列プログラミングのための反転授業向け学習支援ツールの研究
2018年4月 - 2024年3月
学術振興機構 科学研究費助成事業 基盤研究(C)
担当区分：研究代表者
並列コンピュータが一般化し、そのための並列プログラミングの需要が増加している。並列プログラミングの学習においては、APIの理解およびスレッド制御やデータ依存関係を理解するために、一般に、大量の例題を用いた学習が有効である。本研究では、並列プログラミング（MPI, CUDA, OpenMP）の学習を反転授業に適用した際に必要となる例題を3つに分類し、その作成のために、webベースで自動生成できるシステムを開発し、その評価を行う。
・例題を一つずつ作成するのではなく、自動的に大量の例題を作成するシステムを構築する。
・学習対象となる複数の並列プログラミング環境に対応し、また、学習進度に合わせた例題作成を行うシステムとし、MOOC（本文参照）と連携して実証実験を行う。
本研究の実証実験の結果、一斉講義だけでなく例題による学習ができることから、反転授業に並列プログラミングの学習を適用でき、教育の質の改善ができることを検証していく。 -
反転授業のためのプログラミング言語学習用例題自動生成システムの研究
2015年4月 - 2018年3月
学術振興機構 科学研究費助成事業 基盤研究(C)
担当区分：研究代表者
プログラミング言語学習においては、一般に、大量の例題を行うことで学習効果を高めることが
できる。本研究では、プログラミング言語学習を反転授業に適用した際に必要となる例題作成を、
web ベースで自動生成できるシステムの開発を行う。
・例題を一つずつ作成するのではなく、自動的に大量の例題を作成するシステムを作成する。
・学習対象となる複数のプログラミング言語に対応し、また、学習進度に合わせた例題作成を行
うシステムとし、MOOC と連携して実証実験を行う。
本研究の実証実験の結果、一斉講義だけでなく例題による学習ができることから、反転授業にプ
ログラミング言語学習を適用でき、教育の質の改善ができることを検証していく。
研究費にかかる研究（調査）活動報告書 【 表示 ／ 非表示 】
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2023年度 Webツールを用いた並列プログラミング及びAIデータサイエンスプログラミングの学習向け演習問題の自動生成と、GPUを用いたハイブリッド並列の研究
研究費の種類： 教員実験費、個人研究費、科研費
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2022年度 Webツールを用いたプログラミング学習向け演習問題の自動生成と、GPUを用いたハイブリッド並列の研究
研究費の種類： 教員実験費、個人研究費、科研費
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2021年度 Webツールを用いたプログラミング学習向け演習問題の自動生成と、GPUを用いたハイブリッド並列の研究
研究費の種類： 教員実験費、個人研究費、科研費
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2020年度 Webツールを用いたプログラミング学習向け演習問題の自動生成と、GPUを用いたハイブリッド並列の研究
研究費の種類： 教員実験費、個人研究費、科研費
その他教育活動及び特記事項 【 表示 ／ 非表示 】
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2019年9月
データサイエンスに関する FDワークショップ(2019/9/17)への参加
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2013年7月
FD講演会(2013/7/30)への参加
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2012年9月
FD講演会(2012/9/20)への参加
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2013年1月
授業参観への参加
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2001年4月-現在
科目「コンピュータアーキテクチャ」における教材の電子化
ティーチングポートフォリオ 【 表示 ／ 非表示 】
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2023年度
教育の責任（何をやっているか：主たる担当科目）：
知能情報学概論及び基礎演習（1年次配当、2単位）、アドバンストプログラミング演習（2年次配当、2単位）、知能情報学実験及び演習（3年次配当、2単位）、知能情報学セミナー（3年次配当、2単位）、卒業研究及び演習（4年次配当、8単位）、コンピュータアーキテクチャ（2年次配当、2単位）、コンパイラ・インタプリタ（2年次配当、2単位）、ロジックデザイン（3年次配当、2単位）、ジョブリサーチ（3年次配当、2単位）
教育の理念（なぜやっているか：教育目標）：
知能情報学部が目指す「ＩＴをベースに人間力と感性・知性で未来を切り拓く人材」においてコンピュータは基盤技術の一つとなるが、その設計方法から利用方法までを、体系的に学べるように教育を提供していく。また、学生が学んだ内容の集大成を、実験や演習を通して、自らが実践する卒業研究として成果をまとめられるように導いていく。
教育の方法（どのようにやっているか：教育の工夫）：
講義では、講義で用いる資料を事前に受講生に提示して予習の実施を促すとともに、講義においては、その資料を参照して説明する。さらに、学習した内容の理解が進むように講義内で関連する演習問題の実施と、その解答を示す。また、講義終了後、Webを用いた復習課題やレポート課題を出すことで復習をさせ、知識の定着を図る。
卒業研究などのゼミにおいては、卒業研究テーマの立案を学生自らにさせ、自らがたてた研究スケジュールで研究をすすめさせる。よって、与えられる研究活動ではなく、自ら実践する研究活動を目標とし、自主性、責任感、独自性の涵養に努めている。また、研究の進捗を報告・議論する場合も、学生主導でさせることにより、自らの研究だけでなく、他人の研究へのコメントもできるような幅広い知識・技術力が身につくように図っている。教育方法の評価・学習の成果（どうだったか：結果と評価）：
講義では、資料の提示を事前に行うことにより講義内容の理解が進んだと考える学生が増えている。ただしノートをとる機会が少ないので、事前に予習をしている学生とそうでない学生で講義の理解度に差がある。また、ゼミにおいては、自主的な研究活動を進めることにより、学生の能力が飛躍的に伸びる場合があるものの、基礎的な学力が乏しい学生にとっては負担になっている。しかし、年度の後半までには一定のレベルには達しているので、卒業研究として遜色ない成果を残している。
改善点・今後の目標（これからどうするか）：
講義では、講義資料の提示方法（ファイルの形式など）が学生に分かりやすいかどうかを確認し、必要に応じて改善するとともに、復習にあたる宿題を、学生にとって過度にならない程度に充実していく。また、ゼミに関しては、研究進捗発表において学生に任せるだけでは、十分なフィードバックができないので、どの程度まで教員が関与すべきかを的確に判断することで改善していきたい。
根拠資料（資料の種類などの名称）：
シラバス、講義資料、授業改善アンケート（自由記述欄）
社会貢献活動 【 表示 ／ 非表示 】
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神戸市情報セキュリティ研修（所属長研修）実施業務委託先選定会議委員
2011年3月 - 2011年4月
神戸市の情報セキュリティ研修（所属長研修）の実施業務の委託先を選定する。
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日本オペレーションズ・リサーチ学会2011年秋季研究発表会実行委員
2010年10月 - 2011年10月
日本オペレーションズ・リサーチ学会主催の、2011年秋季に甲南大学で開催される研究発表会の運営を行う。
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神戸市情報セキュリティ研修（所属長研修）実施業務委託先選定会議委員
2008年3月 - 2008年4月
神戸市における情報セキュリティ研修（所属長研修）の実施業務の委託先を選定する。
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The 7th International Conference on Optimizationでの現地実施委員
2006年12月 - 2007年12月
2007年に神戸で開催された7th International Conference on Optimizationでの運営を行う。
学内活動 【 表示 ／ 非表示 】
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2008年4月-2010年3月
情報教育研究センター所長 (全学委員会)
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2006年4月-2008年3月
情報教育研究センター副所長 (全学委員会)