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論文

Dynamics of radiocaesium within forests in Fukushima; Results and analysis of a model inter-comparison

橋本 昌司*; 田中 拓*; 小松 雅史*; Gonze, M.-A.*; 坂下 渉*; 操上 広志; 仁科 一哉*; 太田 雅和; 大橋 伸太*; Calmon, P.*; et al.

Journal of Environmental Radioactivity, 238-239, p.106721_1 - 106721_10, 2021/11

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Environmental Sciences)

本研究は、福島の主に常緑針葉樹林内における放射性セシウムの移行について、複数の研究チームによるモデルを用いた解析を行い、比較を行うことで、モデルのパフォーマンスを分析したものである。また、落葉層の除去と樹木更新の2つの管理シナリオ、および落葉広葉樹林を対象とした補助シナリオについても比較、分析した。いずれのモデルも実測の放射性セシウム濃度の変化傾向などを再現できたが、事故から50年後の予測についてはばらつきが大きく、継続した調査、解析による評価が必要である。

論文

Spinmotive force in the out-of-plane direction generated by spin wave excitations in an exchange-coupled bilayer element

Zhou, W.*; 関 剛斎*; 今村 裕志*; 家田 淳一; 高梨 弘毅*

Physical Review B, 100(9), p.094424_1 - 094424_5, 2019/09

AA2019-0172.pdf:1.08MB

 被引用回数:3 パーセンタイル:33.95(Materials Science, Multidisciplinary)

The generation of the spinmotive force (SMF) requires the temporal and spatial variations of the magnetic moments. We explore an approach to satisfy this requirement by creating asymmetry in a thin film structure along the out-of-plane direction, through the use of an exchange-coupled $$L$$1$$_{0}$$-FePt / Ni$$_{81}$$Fe$$_{19}$$ bilayer element. As the spin wave is excited by rf magnetic field, a continuous dc voltage signal along the out-of-plane direction of the bilayer element appears. The sign of the voltage signal and its microwave power dependency agree with the theoretical framework of the SMF. The corresponding spin wave modes are revealed by carrying out the micromagnetic simulation. Our results demonstrate the generation of the SMF using a vertically structured element in addition to previously reported in-plane structured devices.

論文

粒子ベースボリュームレンダリングによる大規模データの可視化技術

河村 拓馬; 井戸村 泰宏; 宮村 浩子; 今村 俊幸*; 武宮 博

システム制御情報学会論文誌, 28(5), p.221 - 227, 2015/05

スーパーコンピュータ上の大規模データをボリュームレンダリングで可視化することは、複雑なデータを解析し知見を得るために重要であるが、従来のクライアント/サーバ可視化システムでは可視化処理速度やデータ転送量の点問題があった。粒子ベースボリュームレンダリングを利用した遠隔可視化システムは、ボリュームデータをサイズの小さい可視化用粒子データに変換することで、対話的な可視化が可能なシステムである。粒子データの生成に、京やBX900等のスーパーコンピュータを利用することで、一億要素のデータを数秒で処理し、約1000並列までのストロングスケーリングを示した。

論文

Spin transfer torque in MTJs with synthetic ferrimagnetic layers by the Keldysh approach

市村 雅彦*; 濱田 智之*; 今村 裕志*; 高橋 三郎*; 前川 禎通

Journal of Applied Physics, 109(7), p.07C906_1 - 07C906_3, 2011/03

 被引用回数:4 パーセンタイル:20.9(Physics, Applied)

Based on the Keldysh Green's function method within the tight-binding model, the spin transfer torque is analyzed in a magnetic tunnel junction with a synthetic ferrimagnetic (SyF) free layer in the ballistic regime. The spin transfer torque exerted on the magnetizations of ferromagnetic bilayers in the SyF free layer tends to rotate the magnetizations in the same direction as a combined motion of the SyF free layer regardless of the bias direction. This rotation causes a reduction of the critical current for the magnetization switching of the SyF free layer which is consistent with experimental observations.

論文

ITBLにおける分散アプリケーション実行機能の実装について

今村 俊幸; 長谷川 幸弘*; 山岸 信寛*; 武宮 博*

計算工学講演会論文集, 8(2), p.793 - 796, 2003/05

ITBL上で分散アプリケーションを定義・構成・実行するための環境TME(Task Mapping Editor)について報告する。TMEはGUIをベースとし、利用者が分散する計算資源の依存関係(ワークフロー)を定義することによって、アプリケーションの構築が容易に実現される。一方で、実行時にはワークフローを元にしたモニタリング機能を有するため、TMEの利用はアプリケーション動作の直感的な理解に大きく寄与する。また、TME上で定義したアプリケーションはTME上では一般のアプリケーションと全く同等の扱いとなり、それらを再帰的にTME上で利用することができる。そのため、複数サイトにあるアプリケーションやデータを組み合わせた複雑な手続きの系統的なデザインやTME上での版管理・修正,利用者による部品(コンポーネント)の変更、また利用者間での分散アプリケーションの共有などが容易となる。本報告では、ITBLの通信基盤を用いてTMEを実装し、複数機関に配置された計算機リソースを用いた分散アプリケーションの定義・構成・実行について概要を示す。

論文

A Visual resource integration environment for distributed applications on the ITBL system

今村 俊幸*; 山岸 信寛*; 武宮 博*; 長谷川 幸弘*; 樋口 健二; 中島 憲宏

Lecture Notes in Computer Science 2858, p.258 - 268, 2003/00

TME(タスクマッピングエディタ)は分散した計算資源の操作と分散する利用者プログラムの設計に寄与する目的で開発されたITBL(IT Based Laboratory)上での有用なツールである。TMEの画面上では、あたかもドローツールのような簡易な操作によって分散する複数のプログラムやデータの関係図が描画できる。これらの関係図は、アイコンと矢線による極めて単純ではあるものの、その関係を直感的に理解するのに役立つ。また、利用者が定義したプログラムを再利用したり、さまざまなアプリケーションを組み込みカスタマイズ可能な構造になっている。TMEはITBLの通信インフラ等を利用して、プログラムの起動並びにあらかじめデータフローによって定義されたファイルの自動転送などを行うため、利用者は計算資源が分散していることを特に意識することなく、単一計算機上でのプログラム操作を行う感覚で、分散する計算資源を使用することができる。さらに、ITBLの技術を利用することで複数の利用者によるプログラム実行環境や計算機実験のシナリオを共有する場として機能させることも可能である。このようにTMEは初心者ユーザから先進的な高度な利用を期待するユーザまでをカバーできる有用なツールとしてITBLの中核をなすものであり、昨今話題となっているグリッド技術に対して多大な貢献を行うものと考えられる。

論文

MPI-2 support in heterogeneous computing environment using an SCore cluster system

辻田 祐一*; 今村 俊幸*; 山岸 信寛*; 武宮 博*

Parallel and Distributed Processing and Applications (International Symposium, ISPA 2003), p.139 - 144, 2003/00

近年PCクラスタを利用した並列計算環境を構築することが注目されている。このPCクラスタにおいて複数のノードを意識することなく利用できるためにSCoreが開発され利用されている。われわれはこのSCoreに、すでに開発した異機種計算機間で利用可能なMPI通信ライブラリStampiを移植し、SCoreでは利用できなかったMPI-2に定められた動的プロセス生成機能とSCoreが稼動するPCクラスタと他の計算機とのMPI通信を可能にした。この移植したStampiについて、性能評価を行ったところ、十分な性能が得られることと、Stampi自身が持つ柔軟な通信基盤の有効性が確認できた。

論文

並列分散科学技術計算用I/OライブラリStampi-I/Oの開発

辻田 祐一; 今村 俊幸; 武宮 博*; 山岸 信寛*

計算工学講演会論文集, 7(1), p.159 - 162, 2002/05

われわれは、MPI(Message Passing Interface)で定められた並列I/O機能であるMPI-I/O機能が異なる計算機間でも自由に利用できるライブラリ、Stampi-I/Oを開発した。Stampi-I/Oは、計算機間のI/O処理を計算機間のデータ通信と計算機内のI/O処理に分離し、前者を既に開発した柔軟な通信基盤を用い、後者を計算機ベンダが提供するMPI-I/Oライブラリを活用することにより実現した。Stampi-I/Oでは、(1)ローカルI/OとリモートI/Oの動的な切替え機能,(2)通信中継プロセスを用いた柔軟な通信基盤,(3)MPI-I/OプロセスによるリモートI/O機能や(4)計算機の仕様に依存しない柔軟な実装を実現している。このStampi-I/Oを、数種類の計算機を用いて基本機能の性能評価を行なったところ、期待されている性能を達成することができた。

論文

TME: A Distributed resource handling tool

今村 俊幸; 長谷川 幸弘*; 山岸 信寛*; 武宮 博*

Recent Advances in Computational Science & Engineering, p.789 - 792, 2002/00

TME(Task Mapping Editor)は分散する計算機上の資源制御と、分散アプリケーションの設計を支援するために開発された。TMEはJFCを基盤としたGUIツールであり過般性に富んだシステムである。利用者はPC上にインストールされたブラウザーから分散アプリケーションの設計ならびに実行が可能である。TMEのGUI上では、AVSのネットワークモニターに代表されるようなドローソフトと同様の感覚で分散アプリケーションのワークフローを設計する。全ての資源はアイコンとして表現され、その依存関係が矢印によって表現されるため、結果的にアプリケーションの設計図が直感的に理解しやすくなる。TMEは設計のほかに、デザインされたアプリケーションの実行も同時に支援する。実行の過程も設計時と同じワークフローによってリアルタイムにその状態が表示されるため、デバック,ボトルネックの検出などに利用できる。なおTMEは可視化コンポーネントのようなユーザー定義のアプレットを内部に取り込む仕組みを有するため、利用者は自由にその環境を再構成することができる。このため利用者に柔軟性及び拡張性を提供するツールといえる。本論文では、著者らはTMEの基本の概念そして設計を示すとともに、globus toolkitとTMEの比較ならびに相互運用の可能性について述べる。さらに、TMEの適用例として3例のユーザーアプリケーションを紹介する。

論文

Stampi-I/O: A Flexible parallel-I/O library for heterogeneous computing environment

辻田 祐一; 今村 俊幸; 武宮 博*; 山岸 信寛*

Recent Advances in Parallel Virtual Machine and Message Passing Interface, p.288 - 295, 2002/00

われわれは、MPI(Message Passing Interface)で定められた並列I/O機能であるMPI-I/O機能が異なる計算機間でも利用できるライブラリ、Stampi-I/Oを開発した。Stampi-I/Oは計算機間のI/O処理を、既に開発した柔軟な通信基盤と計算機ベンダが提供するMPI-I/Oライブラリを活用することにより実現した。Stampi-I/Oでは、(1)MPI-2に準拠した共通のAPI(Application Program Interface)からローカルI/OとリモートI/Oの両方が行なえる機能、(2)通信中継プロセスを用いた柔軟な通信基盤、(3)MPI-I/OプロセスによるリモートI/O機能や(4)計算機の仕様に依存しない柔軟な実装を実現している。利用者は、Stampi-I/Oを用いることで各計算機の仕様にとらわれることなく自由にMPI-I/O機能が利用できる。このStampi-I/Oの基本機能の性能評価を行なった結果、期待されている性能を達成することができ、さらにStampi-I/Oの柔軟な実装の有効性が確認できた。

論文

An Experimental study on radiation streaming through a labyrinth in a proton accelerator facility of intermediate energy region

田中 進; 中島 宏; 坂本 幸夫; 中根 佳弘; 明午 伸一郎; 田中 俊一; 中村 尚司*; 高田 真志*; 黒沢 忠弘*; 平山 英夫*; et al.

Health Physics, 81(4), p.406 - 418, 2001/10

 被引用回数:4 パーセンタイル:34.67(Environmental Sciences)

日本原子力研究所高崎研究所イオン照射研究施設において、68MeVの陽子で銅ターゲットを照射している照射室及び長さ29mの3脚迷路内の漏洩放射線測定実験を行った。実験では、中性子及び$$gamma$$線のエネルギースペクトル並びに線量当量率、中性子反応率を各種検出器及び線量計で測定した。中間エネルギー領域の陽子加速器施設の設計において、測定値は、照射室内の熱中性子束及び迷路内漏洩熱中性子の評価に経験式が応用可能であることを示した。測定データは、中性子捕獲反応による生成2次$$gamma$$線が支配的となっている迷路内の$$gamma$$線線量当量率の評価が必須であることを示唆している。

論文

Distributed parallel-I/O library for heterogeneous computing environment

辻田 祐一; 今村 俊幸; 武宮 博*; 山岸 信寛*

Proceedings of 5th World Multiconference on Systemics, Cybernetics and Informatics (SCI 2001), p.402 - 407, 2001/07

MPI-2に基づいた分散並列I/OライブラリStampi-I/Oを、MPI及びMPI-2に基づいた異機種計算機間通信ライブラリStampiの通信基盤を用いて開発した。Stampiは異機種計算機環境におけるメタコンピューティングを実現するために開発された通信ライブラリである。計算科学における多くのアプリケーションは、一台の計算機では扱いきれない大規模なデータを用いるようになってきている。異機種計算機環境において、このような大規模データの効率的操作のために分散並列I/Oライブラリが必要となってきている。このような状況を踏まえ、Stampi-I/Oは開発された。本稿では、Stampi-I/Oを開発した目的、Stampi-I/Oのアーキテクチャや性能測定試験での結果を報告する。

論文

緊急時放射能放出源推定システムの広域分散計算環境への実装とその実時間可視化

村松 一弘; 今村 俊幸; 北端 秀行; 金子 勇; 武宮 博*; 長谷川 幸弘*; 山岸 信寛*; 平山 俊雄

計算工学講演会論文集, 6(1), p.241 - 244, 2001/05

インターネットなどのネットワークで接続された複数の計算機資源を高性能な仮想並列計算機とみなし、この広域分散計算機環境上で大規模な科学技術計算を実行しようという試みが考えられる。いわゆるメタコンピューティング実験である。筆者らはこの考えにもとづき、広域分散計算環境上に緊急時放射能放出源推定システムを実装して、その計算結果で実時間で可視化し、ユーザのPC上で表示するシステムを開発した。これにより、ユーザは放射能漏れ事故における放射能放出源計算の評価及び推定が短時間で可能になり、本システムの開発はリスク・マネージメントに対する貢献が大きいと考えられる。本論文では、このシステムの構成及びアメリカで開催されたSC2000における実験について報告する。

論文

ワールドワイドメタコンピューティングの試みについて

今村 俊幸; 村松 一弘; 北端 秀行*; 金子 勇*; 山岸 信寛*; 長谷川 幸弘*; 武宮 博*; 平山 俊雄

情報処理学会研究報告2001-ARC-142, p.49 - 54, 2001/03

世界各国の計算機資源のみならずさまざまなネットワーク上の装置を有機的に結合し、一つの仮想計算機システムを構築する試みとしてメタコンピューティングが提案されている。原研では、これまで開発したSTA基本システムを利用してローカルエリアネットワーク内での実験を行ってきたが、さる11月に開催されたSC2000において、世界4ヶ国のスパコンを結合して世界規模での実験の試みに成功した。本実験では放射線情報推定システムを用いて世界4機関の並列計算機を利用し最大計510CPUの計算を行うことができた。また、計算と同時に放射線源の拡散過程の実時間可視化を行うことも成功した。本報告では、実験に使用した要素技術並びに実験の結果について報告する。

論文

HF-STEX and RASSCF calculations on nitrogen K-shell X-ray absorption of purine base and its derivative

望月 祐志*; 小出 洋; 今村 俊幸; 武宮 博*

Journal of Synchrotron Radiation, 8(Part.2), p.1003 - 1005, 2001/03

アデニンとグアニン、この2つのプリン塩基分子は、DNAを構成する重要な化合物だが、これまでその物性は原子価電子によるものがおもに取り上げられてきた。原子価電子は非局在性が高いため、原子の局所的情報を得るには不向きである。一方、内殻電子にかかわるX線吸収スペクトルは、Xの局在性故に各原子の局所的化学環境が調べられている。この研究では、プリン塩基の窒素K殻スペクトルを、プリン環への化学修飾、水和などを組み合わせた一連の系へのHF-STEX,RASSCF計算によりシミュレーションし、窒素原子K殻吸収端エネルギーがいかにシフトするか系統的に評価する。この計算の遂行には大規模な並列処理にするが、将来さらに大型の計算も可能とするよう、異機種計算機上での分散並列への対応も合わせて進めている。

論文

異機種計算機間通信ライブラリStampiにおける並列I/O機能の実装

辻田 祐一; 今村 俊幸; 武宮 博*; 山岸 信寛*

情報処理学会研究報告2000-HPC-84, p.43 - 48, 2000/12

われわれは、異機種並列計算機環境における分散並列I/OライブラリとしてMPI-2の仕様に基づいたStampi-I/OをStampiの通信基盤を用い開発した。科学技術計算分野でのアプリケーションでは大規模なデータを扱う傾向により、そのような大規模データを効率的に管理するために分散並列I/O機能が必要となってきた。このような状況に対し、複数の計算機間に効率的に分散して大規模データを管理するために、分散並列I/OライブラリStampi-I/Oを開発した。今回は開発の基礎となる機能のみに限定した開発及び性能評価を行った。本稿では、Stampi-I/Oを開発する目的、システムの構成,現状,性能評価テストそして将来の構築予定について述べる。

論文

Software environment for local area metacomputing

武宮 博*; 今村 俊幸; 小出 洋; 樋口 健二; 辻田 祐一; 山岸 信寛*; 松田 勝之*; 上野 浩一*; 長谷川 幸弘*; 木村 俊哉; et al.

Proceedings of 4th International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications (SNA 2000) (CD-ROM), 16 Pages, 2000/09

並列分散型の科学計算の開発及び実行環境を支援するために、STA(Seamless Thinking Aid)と呼ばれる計算環境を開発した。STAは、(1)各プログラム・コンポーネントの開発環境、(2)各々のコンポーネントをまとめて一つのアプリケーションに形成する機能、そして(3)アプリケーションを分散した計算資源に配分する機能等のツール群を提供する。STAの有用性を立証するために、われわれはいくつかの並列科学計算のアプリケーションを開発してきた。ここでは、これらのアプリケーションの特徴とSTAにおける構築法について述べる。

報告書

並列プログラム開発環境PPDEの利用手引き, 第2版

上野 浩一*; 太田 浩史*; 武宮 博*; 今村 俊幸; 小出 洋; 松田 勝之*; 樋口 健二; 平山 俊雄

JAERI-Data/Code 2000-023, p.287 - 0, 2000/03

JAERI-Data-Code-2000-023.pdf:34.96MB

計算科学技術推進センターでは、並列処理にかかわる共通基盤技術の研究開発の一環として、並列プログラムにおける途切れのない思考を支援するSTA基本システム(Seamless Thinking Aid)の機能拡張を行った。今回の拡張では、STA基本システムの中核である並列プログラム開発環境PPDE(Parallel Program Development Environment)に以下の機能を追加した。(1)メイクファイルと実行シェルスクリプトファイルの自動生成、(2)1つのツール実行操作で全対象計算機のツールを同時に実行させるマルチツール実行機能、(3)ツール実行結果(エディタであればソースコードやデータの編集結果)を全対象計算機に同時に反映させるミラー構成。これらの追加機能により、複数の計算機を対象にプログラム開発を進める場合の作業効率を飛躍的に高めることが可能となっている。また、逐次プログラムから並列プログラムを作成する作業一連の効率化を図るために、逐次プログラムからHPFプログラムへ変換する自動並列化ツール並びにHPFトランスレーターとの連携を実現している。本報告書では、機能拡張版PPDEの利用方法について述べる。

報告書

並列分散科学技術計算支援ツール: TME(Task Mapping Editor); TME利用手引書

武宮 博*; 山岸 信寛*; 今村 俊幸; 上野 浩一*; 小出 洋; 辻田 祐一; 長谷川 幸弘*; 樋口 健二; 松田 勝之*; 平山 俊雄

JAERI-Data/Code 2000-013, p.52 - 0, 2000/03

JAERI-Data-Code-2000-013.pdf:8.64MB

計算科学技術推進センターでは、並列処理基盤技術開発にかかわる研究開発の一環として、複数の計算機を用い科学技術計算の並列分散処理を支援する環境PPExeを構築している。TME(Task Mapping Editor)は、PPExeを構成するツールの一つであり、一連の処理の定義や計算機割付けを利用者が対話的に定義できるビジュアルプログラミング環境を提供する。TMEを用いることにより、利用者はプログラム間のデータ依存関係をデータフローに基づき視覚的に定義することができる。また、定義された処理を実行する計算機の指定もGUIを介して容易に行うことができる。定義された一連の処理は、TMEにより決定された実行順序にしたがって、PPExeを構成するほかのサブシステム、メタスケジューラ、計算資源利用状況モニタ、及び実行マネジャにより実施される。本報告書では、TMEの利用方法について述べる。

報告書

並列プログラム開発環境PPDEの利用手引

上野 浩一*; 太田 浩史*; 武宮 博*; 今村 俊幸; 小出 洋; 松田 勝之*; 樋口 健二; 平山 俊雄

JAERI-Data/Code 2000-012, p.125 - 0, 2000/03

JAERI-Data-Code-2000-012.pdf:19.49MB

計算科学技術推進センターでは、並列処理にかかわる共通基盤技術の研究開発の一環として、並列プログラムにおける途切れのない思考を支援するSTA基本システム(Seamless Thinking Aid)を開発した。STA基本システムでは、並列プログラム開発環境PPDE(Parallel Program Development Environment)がプログラムの開発に必要なツールであるエディタ、コンパイラ、デバッガ及び性能評価ツールの統一的な利用環境を提供している。PPDEでは、プログラム開発に中心的な役割を果たすエディタと各ツールとの情報交換を円滑に行い、エディタ上のプログラムのソース行に対応付けてツールの解析情報を表示することにより、並列プログラム開発における途切れのない思考の支援を実現している。本報告書では、PPDEの利用方法について述べる。

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