計算物理学―応用編

小柳 義夫(監訳)/狩野 覚春日 隆善甫 康成(訳)

小柳 義夫(監訳)/狩野 覚春日 隆善甫 康成(訳)

定価 4,840 円(本体 4,400 円+税)

A5判/212ページ
刊行日:2001年04月20日
ISBN:978-4-254-13087-4 C3042

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内容紹介

〔内容〕メモリーとCPU/並列計算とPVM/オブジェクト指向プログラミング/熱力学シミュレーション/量子経路上の汎関数積分/フラクタル/静電ポテンシャル/熱流/弦を伝わる波動/ソリトン,KdV/閉じ込められた電子波束/他

編集部から

目次

22. コンピューティングのためのハードウェアの基礎:メモリーとCPU
 22.1 課題:プログラムをスピードアップする
 22.2 理論:ハイパーフォーマンス・コンピューティングの要素
 22.3 手法:仮想メモリーのためのプログラミング
 22.4 プログラミング:仮想メモリーの使い方,よい例と悪い例
 22.5 方法:データキャッシュのためのプログラミング
 22.6 プログラミング1:キャッシュミス
 22.7 プログラミング2:キャッシュの流れ
 22.8 プログラミング3:大きな行列の乗算
23. ハイパーフォーマンス・コンピューティング:プロファイリングとチューニング
 23.1 課題:ハードウェアがパーフォーマンスに与える影響
 23.2 手法:スピードアップの一覧表作成
 23.3 チューニング前のプログラム,tune.f
 23.4 手法:プロファイリング
 23.5 プログラミング1:基本的な最適化,tune1.f
 23.6 プログラミング2:ベクトルチューニング,tune2.f
 23.7 プログラミング3:RISC上でのベクトルコード,tune3.f
 23.8 プログラミング4:スーパースカラー・チューニング,tune4.f
 23.9 検  討
24. 並列計算とPVM
 24.1 課題:プログラムのスピードアップ
 24.2 理論:並列計算の概要
 24.3 方法:マルチタスク・プログラム
 24.4 方法:分散メモリープログラミング
 24.5 プログラミング:PVMを使った虫の個体数,WWW
25. オブジェクト指向プログラミング:物体の運動*
 25.1 課題:運動の重ね合わせ
 25.2 理論:オブジェクト指向プログラミング
 25.3 理論:ニュートンの運動法則,運動方程式
 25.4 00Pの手法:クラス
 25.5 プログラミング:1次元等速度運動,unimld.cpp
 25.6 評価:展開,shms.cpp
26. 熱力学シミュレーション:イジングモデル
 26.1 課題:熱せらた磁石
 26.2 理論:統計力学
 26.3 モデル:イジング鎖
 26.4 解(解析的)
 26.5 解(数値的):メトロポリスのアルゴリズム
 26.6 プログラミング:メトロポリスのアルゴリズム,ising.f(.c)
 26.7 検討:熱平衡への道筋
 26.8 検討:熱力学的性質
 26.9 展開:相互作用距離の拡大
 26.10 探求:2次元と3次元のイジングモデル
27. 量子経路上の汎関数積分*
 27.1 課題:量子軌道と古典軌道の関係
 27.2 理論:時空間のプロパゲーター,ファインマンの経路積分
 27.3 手法(解析的):束縛状態の波動関数
 27.4 手法(数値的):格子点を使った経路積分
 27.5 手法:プロパゲーターの格子積分
 27.6 プログラミング:格子点を使った量子経路積分,qmc.f(.C)
 27.7 検討と展開
28. フラクタル
 28.1 課題:フラクタル
 28.2 理論:非整数の次元
 28.3 課題1:シェルピンスキーの三角形
 28.4 プログラミング:sierpin.c
 28.5 評価:フラクタル次元の決定
 28.6 課題2:姿の美しい植物の育て方
 28.7 理論:自己アフィン接続
 28.8 プログラミング:バーンスレーのシダ,fern.c
 28.9 展開:木のなかの自己アフィン性
 28.10 プログラミング:枝ぶりのよい木,tree.c
 28.11 課題3:弾道的堆積
 28.12 手法:ランダムな堆積
 28.13 プログラミング:弾道的堆積,film.c
 28.14 課題4:ブリテン島の海岸線の長さ
 28.15 モデル:フラクタルとしての海岸線
 28.16 手法:マス目の勘定
 28.17 課題5:相関をもつ成長,森と薄膜の例
 28.18 手法:相関をもつ弾道的堆積
 28.19 プログラミング:相関のある弾道的堆積,column.c
 28.20 課題6:球状クラスター
 28.21 モデル:拡散律速凝集
 28.22 手法:DLAシミュレーション
 28.23 プログラミング:拡散律速凝集,dla.c
 28.24 検討:DLAのグラフのフラクタル解析
 28.25 課題7:2分岐ダイアグラムグラフのフラクタル構造
29. 静電ポテンシャル
 29.1 はじめに:偏微分方程式の種類
 29.2 課題:静電ポテンシャルの決定
 29.3 理論:ラプラス方程式(楕円型偏微分方程式)
 29.4 手法(数値的):差分法
 29.5 手法(解析的):多項式展開
 29.6 プログラミング:格子上の解,laplace.f(.c)
 29.7 検討と可視化
 29.8 展  開
 29.9 展開:平行平板コンデンサー
 29.10 展開:箱のなかに箱があるときの電場
30. 熱  流
 30.1 課題:金属棒のなかの熱流
 30.2 モデル:熱方程式(放物型偏微分方程式)
 30.3 手法(解析的):多項式展開
 30.4 手法(数値的):差分法
 30.5 検討(解析解との比較):アルゴリズム
 30.6 プログラミング:熱方程式,eqheat.f(.c)
 30.7 検討:連続性,数値的-解析的
 30.8 検討:可視化
 30.9 展  開
31. 弦を伝わる波動
 31.1 課題:振動する弦
 31.2 モデル:波動方程式(双曲型偏微分方程式)
 31.3 手法(数値解):時間ステップ
 31.4 手法(解析的):基準振動モード
 31.5 プログラミング:波動方程式,eqstring.f(.c)
 31.6 検討:可視化
 31.7 展  開
32. ソリトン,KdV方程式*
 32.1 はじめに
 32.2 課題:ソリトン
 32.3 理論:コルトベークード・フリースの方程式
 32.4 手法(解析的):進行波
 32.5 手法(数値的):差分法
 32.6 プログラミング:KdVソリトン,soliton.f(.c)
 32.7 検討:可視化
 32.8 展開:2つのソリトンの衝突
 32.9 展開:位相空間での振舞い
 32.10 展開:衝撃波
33. サイン-ゴルドンソリトン*
 33.1 課題1:場の方程式と素粒子
 33.2 理論:円形リングソリトンのパルソン的振舞い
 33.3 課題2:分散のある鎖で分散を超こさない方法
 33.4 理論:連成振動子
 33.5 解:解析的
 33.6 解:数値的
 33.7 プログラミング,2次元ソリトン,twodsol.f(.c)
 33.8 可視化
34. 閉じこめられた電子波束*
 34.1 課題:閉じこめられた電子
 34.2 モデル:時間依存シュレーディンガー方程式
 34.3 手法(数値的):差分法
 34.4 プログラミング:井戸型ポテンシャル内の波束,sqwell.f
 34.5 検討:可視化とアニメーション
 34.6 展開:1次元調和振動子
 34.7 プログラミング:調和井戸内の波束,harmos.f
 34.8 課題:2次元的な閉込め
 34.9 手法(数値的)
 34.10 展開:2次元調和振動子
 34.11 展開:スリットによる回折,slit.f
35. 付  録
 35.1 課題の実行
 35.2 用  語
 35.3 プログラム名一覧 
 35.4 プログラムのソースコード
36. 文  献
37. 参考文献
38. 索  引

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