=================================================================== RCS file: /home/cvs/OpenXM/doc/Attic/genkou19991125.tex,v retrieving revision 1.24 retrieving revision 1.70 diff -u -p -r1.24 -r1.70 --- OpenXM/doc/Attic/genkou19991125.tex 1999/12/20 14:01:03 1.24 +++ OpenXM/doc/Attic/genkou19991125.tex 1999/12/24 10:57:52 1.70 @@ -1,301 +1,510 @@ \documentclass{jarticle} -\title{\bf Open XM($B%?%$%H%kL$Dj(B)} -\author{ -%Maekawa, Masahide (Oct., 1999 -- : CVS server) \\ -$BA0@n(B $B$^$5$R$G(B, -%$B",4A;zD4$YCf!#(B commit $B8+$?$i65$($F$M!#$I$&$;L@F|J9$1$k$1$I!#(B -%Noro, Masayuki (Jan., 1996 -- : OpenXM Protocol, asir99) \\ -$BLnO$(B $B@59T(B, -%Ohara, Katsuyoshi (Jan., 1998 -- : ox\_math) \\ -$B>.86(B $B8yG$(B, \\ -%Okutani, Yukio (Oct., 1999 -- : asir contrib) \\ -$B1|C+(B $B9,IW(B, -%Takayama, Nobuki (Jan., 1996 -- : OpenXM Protocol, kan) \\ -$B9b;3(B $B?.5#(B, -%Tamura, Yasushi (Nov., 1998 -- : OpenMath proxy) \\ -$BEDB<(B $B63;N(B +%% $OpenXM: OpenXM/doc/genkou19991125.tex,v 1.69 1999/12/24 10:08:41 tam Exp $ + +\usepackage{jssac} +\title{ +1. 意味もない修飾過剰な語句は排除しましょう。\\ +3. せっかく fill しているのをいじらないでくれ。 } -\date{1999$BG/(B11$B7n(B25$BF|(B} -%\pagestyle{empty} +\author{奥 谷 　 行 央\affil{神戸大学大学院自然科学研究科} + \mail{okutani@math.sci.kobe-u.ac.jp} + \and 小 原 　 功 任\affil{金沢大学理学部} + \mail{ohara@kappa.s.kanazawa-u.ac.jp} + \and 高 山 　 信 毅\affil{神戸大学理学部} + \mail{takayama@math.sci.kobe-u.ac.jp} + \and 田 村 　 恭 士\affil{神戸大学大学院自然科学研究科} + \mail{tamura@math.sci.kobe-u.ac.jp} + \and 野 呂 　 正 行\affil{富士通研究所} + \mail{noro@para.flab.fujitsu.co.jp} + \and 前 川 　 将 秀\affil{神戸大学理学部} + \mail{maekawa@math.sci.kobe-u.ac.jp} +} +%\art{} \begin{document} \maketitle -\section{OpenXM $B$N7W;;%b%G%k(B} +\section{OpenXMとは} -OpenXM $B$O?t3X%=%U%H4V$G%a%C%;!<%8$r8r49$9$k$?$a$N5,Ls$G$"$k!#(B -OpenXM $B$H$O(B Open message eXchange protocol for Mathematics $B$NN,$G$"$k!#(B -$B?t3X%=%U%H4V$G%a%C%;!<%8$r$d$j$H$j$5$;$k$3$H$K$h$j!"(B -$B$"$k?t3X%=%U%H$+$iB>$N?t3X%=%U%H$r8F$S=P$7$F7W;;$r9T$J$C$?$j!"(B -$BB>$N%^%7%s$G7W;;$r9T$J$o$;$?$j$9$k$3$H$,L\E*$G$"$k!#(B -$BH/C<$OLnO$@59T$H9b;3?.5#$K$h$j!"(B asir $B$H(B kan/sm1 $B$r(B -$BAj8_$K8F$S=P$95!G=$r$N?t3X%=%U%H$r;H$($k$h$&$K$9$k$3$H$G$"$k!#(B +OpenXM は数学プロセス間でメッセージを交換するための規約である。 +数学プロセス間でメッセージをやりとりすることにより、 +ある数学プロセスから他の数学プロセスを呼び出して計算を行なったり、 +他のマシンで計算を行なわせたりすることが目的である。 +なお、 OpenXM とは Open message eXchange protocol for Mathematics の略である。 +OpenXM の開発の発端は野呂と高山により、 +asir と kan/sm1 を相互に呼び出す機能を実装したことである。 -$BH/C<$H$J$C$?(B asir $B$H(B kan/sm1 $B$G$N$N7A<0$r$b(B -$B07$($k$h$&$K$7$F$"$k!#(B -$B$J$*!"8=:_$N(B OpenXM $B5,Ls$G$O!"(B -$BA0=R$N%3%^%s%IJ8;zNs$b(B CMO $B7A<0$J$I$N2?$i$+$N%G!<%?7A<0$NCf$N(B -$BJ8;zNs$H$7$FI=8=$7$FAw$i$l$kI,MW$,$"$k!#(B +現在の OpenXM 規約では共通表現形式によるメッセージを用いている。 +上記の文字列を送る方法の利点を生かすため、 +OpenXM 規約では共通表現形式の中の文字列として、 +ローカル言語の文法に従った文字列を用いたメッセージの交換も可能となっている。 -OpenXM $B5,Ls$G$N%a%C%;!<%8$N8r49$O%5!<%P$H%/%i%$%"%s%H$N4V$G9T$J$o$l$k!#(B -$B%5!<%P$O%9%?%C%/%^%7%s$G$"$k$H2>Dj$5$l$F$*$j!"(B -$B%5!<%P$,%/%i%$%"%s%H$+$il9g!"(B -$B%/%i%$%"%s%H$+$i%5!<%P$X7W;;$5$;$?$$%G!<%?$r%a%C%;!<%8$H$7$FAw$j!"(B -$B$=$7$F$=$N7k2L$r%5!<%P$+$i%a%C%;!<%8$Ge$2$F$$$/$@$1$G!"%5!<%P$O7W;;$r9T$J$*$&$H$O$7$J$$!#(B -$Bl9g!"(B -$B%5!<%P$OF0:n$N7k2L$r%9%?%C%/$K@Q$s$G$$$k!#(B -$B%5!<%P$K9T$J$o$;$?F0:n$N7k2L$r%/%i%$%"%s%H$,CN$j$?$$>l9g!"(B -$B%9%?%C%/$+$i%G!<%?$rl9g!"(B -CMO $B7A<0$GDj5A$5$l$F$$$kB?G\D9@0?t$rM}2r$7$F$*$/$H!"(B -CMO $B7A<0$NB>$N%G!<%?9=B$$@$1$G$J$/!"(B OX $B7A<0!"(B SM $B7A<0$N%G!<%?$r(B -$BM}2r$9$k=u$1$K$J$k$H;W$($k$N$G!"(B CMO $B7A<0$NB?G\D9@0?t$N(B -$B%G!<%?9=B$$K$D$$$F@bL@$9$k!#(B +まず、OpenXM 規約は通信時にやりとりされる共通のデータ形式については規定 +するが、OpenXM スタックマシンがスタックに積む、オブジェクトの構造までは +規定しない。つまり、オブジェクトの構造は各数学システムごとに異なっている +ということである。このことは通信路からデータを受け取った際に、各数学シス +テムが固有のデータ構造に変換してからスタックに積むことを意味する。この変 +換は1対1対応である必要はない。 -CMO $B7A<0$GDj5A$5$l$F$$$k%G!<%?$OB?G\D9@0?t0J30$K$b(B -$BJ8;zNs$d%j%9%H9=B$$J$I$,$"$k!#$I$N$h$&$J%G!<%?$G$"$k$+$O(B -$B%G!<%?$N@hF,$K$"$k(B tag $B$r8+$l$PH=JL$G$-$k$h$&$K$J$C$F$$$k!#(B -$B$3$l$O%a%C%;!<%8$N%G!<%?$NH=JL$N;EJ}$H$*$J$8$G$"$k!#(B -$B$J$*!"(B tag $B$O3F%G!<%?Kh$K(B 32 bit $B$N@0?t$GI=$5$l$F$*$j!"(B -$BB?G\D9@0?t$O(B 20 $B$H$J$C$F$$$k!#(B -$B$3$3$G(B 32 bit $B$N@0?t$NI=8=J}K!$K$D$$$F@bL@$9$kI,MW$,$"$k!#(B -OpenXM $B$G$O(B 32 bit $B$N@0?t(B 20 $B$r%P%$%HNs$G(B {\tt 00 00 00 14} $B$HI=$9J}K!$H(B -{\tt 14 00 00 00} $B$HI=$9J}K!$,$"$k!#(B -$B$3$NI=8=J}K!$N0c$$$O%/%i%$%"%s%H$H%5!<%P$N:G=i$N@\B3;~$K(B -$BAPJ}$N9g0U$G7hDj$9$k$3$H$K$J$C$F$$$k!#(B -$B$J$*!"9g0U$,$J$$>l9g$K$O(B -$BA0l9g$N7e?t$r(B $n$ $B$H(B -$B$7$?$H$-!"l9g$N7e?t$H$H$C$F$b$h$$!#(B -$B$?$@$7!"I=8=$7$?$$?t$,Ii$N>l9g$O(B $[(n+31)/32]$ $B$r(B 32 bit $B$N@0?t$GI=$7$?CM$r(B - 2 $B$NJd?tI=8=$GIi$K$7$F!"@5$N>l9g$H6hJL$9$k!#(B +\begin{verbatim} +#define SM_popSerializedLocalObject 258 +#define SM_popCMO 262 +#define SM_popString 263 -$BI=8=$7$?$$B?G\D9@0?t$N@dBPCM$,(B $2^{32}$ $B?J?t$G(B $(b_0 b_1 ... b_k)_{2^{32}}$ -$B$HI=$;$k$H$-!"$l(B 32 bit $B$N@0?t$GI=8=$7$?CM$H$J$k!#(B -$B$J$*!"(B GNU MP LIBRARY $B$rMQ$$$k$H!"(B -C $B8@8l$+$iB?G\D9@0?t$dG$0U@:EYIbF0>.?t$r07$&$3$H$,$G$-$k!#(B -$b_0$, $b_1$, $\cdots$, $b_k$ $B$r$=$l$>$l(B 32 bit $B@0?t$GI=8=$7$?CM$O(B -$B$3$N(B GNU MP LIBRARY $B$GMQ$$$i$l$F$$$kB?G\D9@0?t$G;H$o$l$F$$$k7A<0$r(B -$B;29M$K$7$F9g$o$;$F$"$k!#(B +#define SM_mathcap 264 +#define SM_pops 265 +#define SM_setName 266 +#define SM_evalName 267 +#define SM_executeStringByLocalParser 268 +#define SM_executeFunction 269 +#define SM_beginBlock 270 +#define SM_endBlock 271 +#define SM_shutdown 272 +#define SM_setMathCap 273 +#define SM_executeStringByLocalParserInBatchMode 274 +#define SM_getsp 275 +#define SM_dupErrors 276 -$B$3$3$G6qBNNc$r$@$=$&!#(B -$4294967298 = 1 \times 2^{32} + 2$ $B$r(B network byte order $B$NB?G\D9@0?t$G(B -$BI=8=$9$k$H!"(B +#define SM_DUMMY_sendcmo 280 +#define SM_sync_ball 281 + +#define SM_control_kill 1024 +#define SM_control_to_debug_mode 1025 +#define SM_control_exit_debug_mode 1026 +#define SM_control_ping 1027 +#define SM_control_start_watch_thread 1028 +#define SM_control_stop_watch_thread 1029 +#define SM_control_reset_connection 1030 +\end{verbatim} + +以下、どういうときに結果をスタックに積むかエラーの場合どうするかの説明が +必要であろう。 + +\section{CMO のデータ構造} + +OpenXM 規約では、数学的オブジェクトを表現する方法として CMO 形式(Common +Mathematical Object format)を定義している。この CMO 形式にしたがったデー +タは、識別子が OX\_DATA であるようなメッセージのボディになることを想定し +ている。 + +CMO 形式におけるデータ構造は次のような構造をもつ。 +\begin{verbatim} +ヘッダ ボディ +\end{verbatim} +ヘッダは4バイトである。 +ボディの長さはそれぞれのデータによって異なるが、0でもよい。 + +\begin{verbatim} +説明。説明。説明。説明。説明。 +説明。説明。説明。説明。説明。 +説明。説明。説明。説明。説明。 +説明。説明。説明。説明。説明。 +\end{verbatim} + + +CMO 形式で定義されている多倍長整数を理解しておくと、 +CMO 形式の他のデータ構造だけでなく、 +OpenXM 規約で定義されている様々なデータ構造を理解する助けになると思えるので、 +ここでは CMO 形式の多倍長整数のデータ構造についてのみ説明する。 +%ここでは CMO 形式の中でもよく使われるもののみについて説明する。 + +CMO 形式で定義されているデータは多倍長整数以外にも +文字列やリスト構造などがある。どのようなデータであるかは +データの先頭 4 バイトにある(メッセージの識別子とは別にある)タグを見れば +判別できるようになっている。 +これはメッセージの種類の判別の仕方とおなじである。 +なお、タグは各データ毎に 32 bit の整数で表されており、 +多倍長整数は 20 となっている。 +よく使われると思われる CMO 形式のタグをあげておく。 +\begin{verbatim} +#define CMO_INT32 2 /* (CMO 形式の)32 ビット整数 */ +#define CMO_STRING 4 /* 文字列 */ +#define CMO_MATHCAP 5 /* mathcap(後述) */ +#define CMO_LIST 17 /* リスト構造 */ +#define CMO_ZZ 20 /* 多倍長整数 */ +\end{verbatim} +タグ以降はデータ本体であり、データ本体の構造はデータの種類によって異なる。 +整数値 $123456789$ を表す CMO\_INT32 は +\begin{tabular}{|c|c|} \hline +CMO\_INT32 & $123456789$ \\ \hline +\end{tabular} +と定義されているが、これを以後 (CMO\_INT32, 123456789) として表す。 + + +ここで 32 bit の整数の表現方法について説明する必要がある。 +OpenXM 規約ではバイトストリームで 32 bit の整数 20 を +{\tt 00 00 00 14} と表す方法と {\tt 14 00 00 00} と表す方法がある。 +この表現方法の違いはクライアントとサーバの最初の接続時に +双方の合意で決定することになっている。 +なお、合意がない場合には前者の表現方法 +(以後、この表現方法をネットワークバイトオーダーと呼ぶ)を +使うことになっている。 +また、負の数を表現する必要があるときには、 +2 の補数表現を使うことになっている。 + +CMO 形式の多倍長整数は、 Gnu MPライブラリ等を参考にしており、 +符号付き絶対値表現を用いている。 +タグ以降の形式は次のようになる。 + +\begin{tabular}{|c|c|c|c|c|} \hline +$f$ & $b_0$ & $b_1$ & $\cdots$ & $b_{n-1}$ \\ \hline +\end{tabular} + +ここで、 1 つの枠は 4 バイトを表し、 +$f$ は符号付き 32 ビット整数を、 +$b_0$, $b_1$, $\cdots$, $b_{n-1}$ は符号なし 32 ビット整数を表している。 +さらに、 $|f| = n$ が成り立たなければならない。 +このオブジェクトは +\[ \mbox{sgn}(f) \times \{ b_0 (2^{32})^0 + b_1 (2^{32})^1 + \cdots + + b_{n-1} (2^{32})^{n-1} \} \] +という整数であると定義されている。 +ただし、 +\[ \mbox{sgn}(f) = \left\{ \begin{array}{ll} + 1 & f>0 \\ + 0 & f=0 \\ + -1 & f<0 \\ \end{array} \right. \] +である。 + +ここで具体例をだそう。 +$4294967298 = 1 \times 2^{32} + 2$ を CMO 形式の +ネットワークバイトオーダー、多倍長整数で表現すると、 \begin{center} {\tt 00 00 00 14 00 00 00 02 00 00 00 02 00 00 00 01} \end{center} -$B$H$J$k!#$^$?!"F1$8I=8=J}K!$G(B $-1$ $B$rI=8=$9$k$H!"(B +となる。また、同じ表現方法で $-1$ を表現すると、 \begin{center} {\tt 00 00 00 14 ff ff ff ff 00 00 00 01} \end{center} -$B$H$J$k!#(B +となる。 -\section{MathCap $B$K$D$$$F(B} +\section{mathcap について} -$B%5!<%P$*$h$S%/%i%$%"%s%HAPJ}$H$b$K(B OpenXM $B$G5,Dj$5$l$F$$$k(B -$B$9$Y$F$N%a%C%;!<%8$rM}2r$G$-$k$o$1$G$O$J$$!#(B -$B$=$3$G!"(B OpenXM $B$G$OAjpJs$,F~$C$F$$$k!#(B -%$B$3$N:G=i$NMWAG$,$^$?%j%9%H9=B$$H$J$C$F$*$j!"(B -$B:G=i$NMWAG$O%P!<%8%g%s%J%s%P!<$r!"A0$rI=$7$F$$$k!#(B +そのオブジェクトは以下で説明する 3 つの要素からなるリストでなければならない。 -$BpJs$rI=$7$F$$$k$H$$$C$?$3$H$,M}2r$G$-$k$3$H$H!"(B -$B%G!<%?$,o$K@\B3$rBT$D$3$H$K$h$C$F!"(B -$B?/F~Z$r9T$J$&$h$&$K$J$C$F$$$k!#$3$N%Q%9%o!<%I$O0lC6;HMQ$5$l$k$H(B -$BL58z$K$J$k$N$G!"$b$72>$K$J$s$i$+$Ne$G$O$3$N%Q%9%o!<%I$,$o$+$C$F$7$^$&$?$a!"(B -$BF10l$N%3%s%T%e!<%?>e$K0-0U$N$"$k%f!<%6$O$$$J$$$H2>Dj$7$F$$$k(B -$B$3$H$KCm0U$7$J$1$l$P$J$i$J$$!#(B +なお、データが受け取れることと、データの論理構造が理解できることとはまっ +たく別物であるので注意する必要がある。 -$B$J$*!"@\B3$,3NN)$7$?8e$N%a%C%;!<%8$NAw$N%W%m%8%'%/%H(B} +\section{セキュリティ対策} -$BB>$N%W%m%8%'%/%H$K$D$$$F4v$D$+>R2p$9$k!#(B +OpenXM 規約は TCP/IP を用いて通信を行うことを考慮している。ネットワーク +によって接続される現代の多くのソフトウェアと同様、OpenXM 規約もまた通信 +時のセキュリティについて注意している。以下、このことについて説明しよう。 -OpenMath $B%W%m%8%'%/%H$O?t3XE*$J%*%V%8%'%/%H$r(B -$B%3%s%T%e!<%?>e$GI=8=$9$kJ}K!$r7hDj$7$F$$$k!#(B -$B3F%=%U%H%&%'%"4V$G%*%V%8%'%/%H$r8r49$9$k:]$N(B -$B%*%V%8%'%/%H$NJQ49$l(B ox\_asir, ox\_sm1, ox\_math $B$H$$$&L>A0$GDs6!$5$l$F$$$k!#(B -$B$^$?!"(B OpenMath $B5,3J$N(B XML $BI=8=$GI=8=$5$l$?%G!<%?$H(B CMO $B7A<0$N(B -$B%G!<%?$rJQ49$9$k%=%U%H%&%'%"$,(B JAVA $B$K$h$C$FA0$GDs6!$5$l$F$$$k!#(B +\section{他のプロジェクト} + +他のプロジェクトについても触れておこう。 + +\begin{itemize} +\item OpenMath\\ +OpenMath プロジェクトは数学的なオブジェクトをコンピュータ上で表現する方 +法を規定している。各ソフトウェア間でオブジェクトを交換する際のオブジェク +トの変換手順につても定められている。表現方法は幾つかの段階で定められて +いて、XML 表現や binary 表現などが用意されている。詳細は + +http://www.openmath.org/omsoc/ A.M.Cohen + +\item NetSolve + +http://www.cs.utk.edu/netsolve/ + +\item MP + +http://symbolicNet.mcs.kent.edu/SN/areas/protocols/mp.html + +\item MCP + +http://horse.mcs.kent.edu/~pwang/ +\end{itemize} + + +\section{現在提供されているソフトウェア} + +現在 OpenXM 規約に対応しているクライアントにはasir, sm1, Mathematica が +ある。これらのクライアントから OpenXM 規約に対応したサーバを呼び出すこと +ができる。現在 OpenXM 規約に対応しているサーバソフトウェアには、asir, +sm1, gnuplot, Mathematica などがあり、それぞれ ox\_asir, ox\_sm1, +ox\_sm1\_gnuplot, ox\_math という名前で提供されている。また、 OpenMath +規約の XML 表現で表現されたオブジェクトと CMO 形式のオブジェクトを変換す +るソフトウェアが JAVA によって実装されており、OMproxy という名前で提供さ +れている。 + +\begin{thebibliography}{99} +\bibitem{Ohara-Takayama-Noro-1999} +小原功任, 高山信毅, 野呂正行: +{Open asir 入門}, 1999, 数式処理, Vol 7, No 2, 2--17. (ISBN4-87243-086-7, SEG 出版, Tokyo). +\bibitem{OpenXM-1999} +野呂正行, 高山信毅: +{Open XM の設計と実装 --- Open message eXchange protocol for Mathematics}, +1999/11/22 +\end{thebibliography} \end{document}