専用計算機によるシミュレーション ―デスクトップ・スーパーコンピュータ入門―

杉本 大一郎(編)

杉本 大一郎(編)

定価 4,620 円(本体 4,200 円+税)

B5判/144ページ
刊行日:1994年01月15日
ISBN:978-4-254-12091-2 C3041

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内容紹介

自然界や大システムの複雑な問題の解決に必要な大規模シミュレーションをスパコンなみの威力でしかもきわめて低コストで実現。〔内容〕専用計算機を作る/専用計算機のソフトウェア/銀河・タンパク質・SPH法・渦のシミュレーション/他

編集部から

目次

1. 昨日の思い出,今日のご飯,明日の仕事,あさっての夢
2. GRAPE型専用計算機とその有効性
 2.1 専用計算機
 2.2 汎用計算機
 2.3 GRAPE型専用計算機の利点
 2.4 計算機の将来
3. 20万円の部品代で作った初期のスパコンなみの専用機
4. 分子動力学にも使える高精度型専用計算機
5. 最高速スパコンの速度に到達した並列型専用機
 5.1 最高速スパコンに到達する戦略―専用LSIと並列化
 5.2 GARPE-3のハードウェア
 5.3 性 能
 5.4 その他の展開―デスクトップ・スパコンへの道
6. 高精度化時間積分法が使える専用機HARP
 6.1 エミルート積分法
 6.2 HARP-1
7. 1995年に目指す超並列テラフロップス機とそれによる天体物理
 7.1 計算ターゲット
 7.2 テラフロップスマシン:GRAPE-4
8. 周期境界条件を計算する専用機WINE
9. メモリ不足を解決する専用計算機DREAM
 9.1 数値流体力学におけるメモリ不足
 9.2 ハードディスクを主記憶にした並列計算機DREAM
 9.3 観測への応用
10. 照明問題も専用機で加速できる
 10.1 Introduction
 10.2 ラジオシティ法
 10.3 Unshot法
 10.4 半球Zバッファ法
 10.5 アルゴリズム
 10.6 Hardware design
 10.7 Performance
 10.8 Discussion
11. ボードの設計と製作
 11.1 専用機の概念設計
 11.2 詳細設計
 11.3 試 作
 11.4 デバッグ
 11.5 量 産
12. 専用計算機のためのLSIの設計
 12.1 CMOS LSI
 12.2 ASICと専用計算機
 12.3 HARPチップ―高精度型重力多体問題専用LSI
 12.4 LSIの設計方法
13. 多体問題のプログラム
14. ホストコンピュータからGRAPEを使う
15. 階層化されたプログラム
 15.1 ツリーアルゴリズム
 15.2 Particle-Particle Particle-Mesh法
16. 時間スケールの幅が極端に広い問題のためのアルゴリズム
 16.1 基本アルゴリズム
 16.2 Neighbor scheme
 16.3 GRAPEへの適用
17. 銀河・銀河団の進化と重力多体問題
 17.1 重力多体問題
 17.2 自己重力多体系の物理的性質
 17.3 楕円銀河の構造
 17.4 銀河の衝突
 17.5 銀河団の進化
18. GRAPEによる円盤銀河のシミュレーション[Patrick Frisch]
19. 太陽系の起源と微惑星の統計力学
 19.1 惑星の形成と重力多体問題
 19.2 微惑星のランダム運動と惑星の成長
 19.3 重力相互作用によるランダム速度の変化
 19.4 微惑星の暴走的成長
 19.5 惑星の間隔
20. タンパク質の分子動力学
 20.1 タンパク質とはどういう分子か
 20.2 タンパク質の分子動力学
 20.3 専用計算機GRAPE-2Aを用いての分子動力学
21. 均された粒子法(SPH法)による流体力学
 21.1 SPH法
 21.2 SPH法の計算手法
 21.3 近接粒子リストと専用計算機GRAPE
 21.4 計算例とコメント
22. GRAPEで解く渦の運動
 22.1 渦糸法
 22.2 GRAPEを使う
 22.3 低精度型GRAPEの計算精度
 22.4 渦輪の運動
 22.5 渦輪の不安定性と乱流
 22.6 工学分野への応用とまとめ
23. 大規模データ処理の夢
 23.1 すばる大望遠鏡プロジェクト
 23.2 天文観測技術の歴史
 23.3 天文観測のCCD化
 23.4 赤外線検出器における半導体技術
 23.5 大量データの産出には専用計算機で対処
24. 索 引

執筆者紹介

【編集者】杉本大一郎
【執筆者】伊藤智義,井田順一,上野宗孝,戎崎俊一,奥村幸子,大野洋介,小久保英一郎,鈴木知治,近田義広,成見 哲,蜂巣 泉,P. フレシュ ,舟渡陽子,福重俊幸,牧野淳一郎,宮川博夫,泰地真弘人

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