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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