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川瀬 雅人*; 高橋 博樹; 榊 泰直; 伊藤 雄一*; 杉本 誠*; 渡邊 和彦*
Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.633 - 635, 2005/07
J- PARC制御系では、ネットワークコントローラ(NTC)を有する機器がEPICSを用いて操作される。NTCは、上位計算機と直接接続できるが、EPICSでは、IOCと呼ばれるプロトコル変換計算機を上位計算機とNTC間に別途設置する。NTC制御試験の通信エラー時にはIOCの原因かNTCの原因か直ちに判断しなければならないが、原因追求時に操作画面上でEPICS経由/直接接続を容易に切換えることが可能であれば原因追求が非常に効率的になる。これを実現するツールについて報告する。
菊澤 信宏
JAERI-Tech 2005-022, 48 Pages, 2005/03
JAERI-Tech-2005-022.pdf:3.14MB
原研ERL-FELではパーソナルコンピュータ(PC)ベースのネットワーク分散処理型制御系を独自開発し、運転を行ってきた。その制御系はイーサネットで接続されたPC(NEC製PC98シリーズ)上に構築された。しかしながら、PCは使用開始からすでに10年以上が過ぎてPCの規格が変わってしまったために修理や交換部品の入手が難しく、今後の機能の維持が困難となっていた。さらに、オペレーティングシステム(OS)のメーカサポートの打ち切りにより修正プログラムが提供されなくなったため、多数のPCをネットワークで接続して使用することはネットワークセキュリティ上の問題があった。このため、従来のPCベースのネットワーク分散処理型制御系の信頼性や安全性を向上させるために、高い信頼性が要求される産業用機器や家電などに多くの導入実績を持つ
ITRONをOSとして組み込んだコントローラを開発した。このローカルコントローラの開発とあわせて、将来のコンソール用計算機の更新が容易なように、多くの処理系で高い互換性を持つJava言語により制御用プログラムを新規に開発した。これらによって、高い信頼性と互換性が確保されたため、長期間の連続運転を前提とした信頼性の高い独自の制御系の開発に成功した。
菊澤 信宏
Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.437 - 439, 2003/08
原研自由電子レーザー用制御系はPCをベースにした分散処理型制御系であるが、1992年から使用を開始し、何度かの大きな変更を行いながらも基本的な部分は変更せずに使用してきた。しかしながら、PCとインターフェースボードが入手困難となり、ハードウェア,ソフトウェアの更新が必要となっている。本研究会では、現状の問題点と今後の更新計画の概要とシステムについて述べる。
ITRONを用いたJAERI ERL-FEL制御系の開発菊澤 信宏
第14回加速器科学研究発表会報告集, p.269 - 271, 2003/00
JAERI ERL-FELでは制御系におもにCAMACを用いているが、CAMACとのインターフェースに産業用に広く使われているITRONを組み込んだコントローラを開発し、既存のPCと交換する予定である。また、これにあわせて制御用ソフトウェアをJava&CORBAなどで構築し、マルチプラットフォーム対応とする。これによって以前のPCを使った制御系に比べて安定性やリアルタイム制御性が向上することが期待される。新しい制御系の概要を報告する。
村松 一弘; 齋 和憲*
JAERI-Data/Code 2002-017, 101 Pages, 2002/08
JAERI-Data-Code-2002-017.pdf:5.65MB
地球シミュレータ用の可視化システムを開発した。地球シミュレータ上でのシミュレーションと同時にクライアントにおいてその結果を視覚化することができ、計算を行っている最中に、その計算及び可視化の為のパラメータを変更することも可能である。グラフィカルユーザインターフェースはJava appletで構築されており、そのためウェブブラウザさえあればよく、OSに非依存である。本システムはサーバ機能,ポストプロセッシング機能,クライアント機能で構成されている。本稿ではサーバ機能及びポストプロセッシング機能の使い方を中心に報告する。
佐々木 明; 周藤 佳子; 横田 恒*
JAERI-Data/Code 2002-003, 54 Pages, 2002/03
JAERI-Data-Code-2002-003.pdf:4.26MB
Java言語は、インターネット技術の要素として開発され、広く活用されるようになっているが、その基幹にあるオブジェクト指向の概念が、多種多様のオリジナルなデータを扱う大規模計算機シミュレーションとその可視化にも有用なことを示す。すなわちJava言語を活用することによって、れまで市販の可視化ツールを用いないとできなかった可視化表現を行い、しかもそれをユーザーが自分のプログラムの中で意のままにあやつるという、研究の現場で永く望まれていたことが実現する可能性が開かれると考えられる。本報告書では、Java言語を用いた実験,シミュレーション結果の可視化技術について検討し、1次元,2次元データの可視化,解析のためのプログラム開発に応用した例を示す。
蕪木 英雄; 清水 大志; 鈴木 惣一朗*
パソコンで見る流れの科学; 数値流体力学入門, p.258 - 285, 2001/07
格子ボルツマン法による流れの数値シミュレーション手法について歴史的背景,考え方の基礎をやさしく解説した。数値シミュレーションの例として板の後流について、読者が自由にレイノルズ数を設定しカルマン渦列の観察を行えるようプログラミングを行った。またパソコン上のInternet Explorerで可視化できるよう、プログラミングはJavaで行った。これにより2次元で最大レイノルズ数230程度までのカルマン渦列の時間発展を計算しながら観察可能である。
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。
村松 一弘; 大谷 孝之; 北端 秀行; 松本 秀樹*; 武井 利文*; 土肥 俊*
Proceedings of 4th International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications (SNA 2000) (CD-ROM), 10 Pages, 2000/09
並列計算機上で動作する、大規模シミュレーションのための実時間可視化システムを開発してきた。本システムは、PATRASに名付けられ、構造格子にも非構造格子にも適用することができる。それゆえ、流体解析や有限要素法を用いた構造解析の実時間可視化が可能である。ここで実時間可視化とは、計算の実行途中でその計算結果を可視化するトラッキングと、計算の途中で解析や可視化のためのパラメータを変更するステアリングを意味する。またGUIはJavaアプレットで構築されているため、インターネット環境下での利用が可能である。本システムの適用事例として、緊急時における放射能放出源推定システムWSPEEDIへの適用が取り上げられる。
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。
武宮 博*; 山岸 信寛*
JAERI-Data/Code 2000-006, p.172 - 0, 2000/02
JAERI-Data-Code-2000-006.pdf:5.37MB
並列計算機間の通信を支援する遠隔関数呼び出し型通信ライブラリStrarpcについて述べる。Starpcは、Java Applet-Cプログラム間及びCプログラム-Cプログラム間の通信を支援する。Starpcは、以下の3つの特徴を持つ。(1)一般に、Java Appletはセキュリティ上の制約からWebサーバとの通信しか許されていないが、Starpcはセキュリティを保持しつつJava Appletと任意の計算機上のCプログラムとの通信を可能にしている。(2)Argonne研究所において開発されたNexus通信ライブラリを利用することにより、多様な通信プロトコルに対応している。(3)8種の並列計算機、4種のWSサーバを含む多様な計算機上で利用可能である。本報告書では、Starpcの利用方法及びStarpcを用いたアプリケーションの構築方法について述べる。
今村 俊幸; 小出 洋; 辻田 祐一; 武宮 博*
並列処理シンポジウム(JSPP2000)論文集, P. 168, 2000/00
多種多様な計算機をネットワーク上で連携させて、同時に計算を行うための通信ライブラリStampiを開発した。StampiはMPIに基づき、既存のMPIプログラムを修正することなく複数の計算機上で実行できる。またほかに通信機構の自動選択、間接通信、動的プロセス管理、データフォーマット自動変換、Stampi/Java,MPI-IO等を実現しており、利用者は複雑な内部機構を意識することなく複数の並列計算機を効率的に利用できる。また、応用事例として(1)航空機の翼と流れの連成計算、(2)分子軌道計算、(3)粒子-流体ハイブリッドプラズマ計算等がなされている。
今村 俊幸; 辻田 祐一; 小出 洋; 武宮 博*
Lecture Notes in Computer Science 1908, p.200 - 207, 2000/00
各種並列計算機を接続したヘテロジニアスな計算環境において、MPIによる統一的なネットワークインターフェイスを実現するライブラリStampiについて報告する。StampiはMPI2仕様のサブセットに基づく、各種の機能を提供する。特に、複数計算機にまたがる動的なプロセス生成機能は従来開発されてきた単一計算機上での並列アプリケーションの分散化を容易にするばかりでなく、複数の並列計算機要素を組み合わせあたかも一つの計算機を利用可能な環境を提供する。本発表では、Stampiのソフトウェアアーキテクチャを紹介するとともに、その特徴であるメッセージルータ、動的プロセス生成、リモートIO、Stampi/Javaの実装方法並びに性能を示している。実験からStampiの性能は、短メッセージ通信においてオーバヘッドの影響からTCPの半分程度の性能となるが、長メッセージ通信においては95%を記録することがわかった。このことから、実アプリケーションにおいて十分実用的であることが示された。
村松 一弘; 松本 秀樹*; 武井 利文*; 土肥 俊*
情報処理学会第58回 (平成11年前期)全国大会講演論文集, p.1_405 - 1_406, 1999/00
並列計算機サーバ上での流体解析の結果を、ネットワークで接続されたクライアント上で解析と同時に可視化するとともに、解析及び可視化のための種々のパラメータをクライアントのGUI(Graphical User Interface)で制御する実時間可視化システムを開発した。本システムでは、並列計算機上で流体解析から画像データ生成までの過程を並列処理することにより高速化するとともに、サーバからクライアントへの画像データ転送に画像圧縮技術を用いることにより、ネットワークの負荷を軽減している。またクライアント側はOS非依存の実現方式として、Javaアプレットを利用している。これによりWebブラウザさえインストールされていれば、実時間可視化が可能になっている。なおポスター講演では、会場のパソコンと当センターの複合並列計算機をネットワークで接続して、並列流体解析コードを利用したデモンストレーションを行う。
太田 浩史*; 今村 俊幸; 川崎 琢治*; 小出 洋; 武宮 博*; 樋口 健二; 相川 裕史; 笠原 博徳*
計算工学講演会論文集, 3(1), p.77 - 80, 1998/05
並列計算機を利用した科学技術計算用ソフトの開発は、並列処理プログラミングの複雑さ故に、従来にも増して作業に長時間を要する。その要因の一つは、開発ツールの情報を利用者が理解するのに時間を要するためである。プログラム開発において、問題解決のためには、どの開発作業フェーズでも、コーディング作業に戻るという性質を持っており、エディタがプログラム開発作業の中心的な存在である。STAのプログラム開発環境である、エディタを中心に統合された並列プログラム開発環境PPDEは、各種ツールが提供する情報をソースコードに関連付けてグラフィカルに表示するとともに、その状態のままソースコードの編集を可能にすることにより、開発者の思考の流れを柔軟に支援しながら、作業に必要となる手順と消費される時間を低減し、円滑な並列プログラムの開発を支援する。PPDEの概要と評価結果について述べる。
村松 一弘; 大谷 孝之; 松本 秀樹*; 武井 利文*; 土肥 俊*
JAERI-Data/Code 98-014, 35 Pages, 1998/03
JAERI-Data-Code-98-014.pdf:1.83MB
並列計算機サーバ上での流体解析の結果を、ネットワークで接続されたクライアント上で解析と同時に可視化するとともに、解析及び可視化のための種々のパラメータをクライアントのGUI(Graphical User Interface)で制御する実時間可視化システムを開発した。本システムでは、並列計算機上で流体解析から画像データ生成までの過程を並列処理することにより高速化するとともに、サーバからクライアントへの画像データ転送に画像圧縮技術を用いることにより、ネットワークの負荷を軽減している。可視化処理の並列化は、Owner Computational Ruleに基づいている。またクライアント側はOS非依存の実現方式として、Javaアプレットを利用している。これによりWebブラウザさえインストールされていれば実時間可視化が可能になっている。
村松 一弘; 北端 秀行*; 松本 秀樹*; 武井 利文*; 土肥 俊*
第8回NEC・HPC研究会論文集, p.45 - 51, 1998/00
並列計算サーバ上での流体解析の結果を、ネットワークで接続されたクライアント上で解析と同時に可視化するとともに、解析及び可視化のための種々のパラメータをクライアントのGUI(Graphical User Interface)で制御する実時間可視化システムを開発した。本システムでは、並列計算機上で流体解析から画像データ生成までの過程を並列処理することにより高速化するとともに、サーバからクライアントへの画像データ転送に画像圧縮技術を用いることにより、ネットワークの負荷を軽減している。またクライアント側はOS非依存の実現方式として、Javaアプレットを利用している。これにより、Webブラウザされていれば実時間可視化が可能になっている。なお講演では、会場のパソコンと当センターのSX-4をネットワークで接続して、酸性雨予想計算コードSTEM2を利用したデモンストレーションを行う。