高性能計算研究室(HPC Lab)の紹介 High Performance Computing Lab.

静岡理工科大学 総合情報学部 コンピュータシステム学科

(兼 Webデザイン特別プログラム) 幸谷 智紀

http://na-inet.jp/

2010/10/14 2010年度静岡理工科大学総合情報学部

研究室紹介 1

概要

1. 幸谷智紀・個人の研究テーマ

2. 3年生ゼミ(情報セミナーII)

3. 卒研テーマ

4. 幸谷研究室が期待する人物像

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研究室紹介 2

1．幸谷智紀・個人の研究テーマ • 多倍長数値計算とその応用 → アカデミックな方向性

– 悪条件問題への適用 – 多倍長数値計算の高速化

• PCクラスタ上での並列化 • 混合精度アルゴリズムの利用

– Webアプリケーションとの連携

• 数学ソフトウェアの教育利用 → 中間的 – 数値計算ソフトウェアScilabの応用(Scilab Toolbox Japan

Contest審査員) – 高校生向けScilab実習（共同研究）

• Webとデータベース(DB)の応用 → 趣味的方向性 – 3層Webプログラミングの教育 – 小規模分散DBの応用（→サーチエンジン等）

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研究室紹介 3

多倍長数値計算とその応用

• 普通の倍精度浮動小数点数・・・10進約16桁

• 4倍精度・・・32桁

• 8倍精度・・・64桁

• 多倍長精度以上・・・128桁～10000桁程度

→並列処理して計算時間を短く

→アルゴリズムを工夫して計算時間を短く 2010/10/14

2010年度静岡理工科大学総合情報学部研究室紹介

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並列処理

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研究室紹介 5

多倍長数値計算

線型計算(連立一次方程式)

大規模な計算処理のためには，処理を並列化することが必須

↓

データの分散と収集（+同期)のためには，各PCをネットワークで結んでおく必要がある

並列処理の例 • 数値積分の並列化

4

1 + 𝑥2𝑑𝑥 = 𝜋

1

0

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研究室紹介 6

1 PE → 4 PEs

倍精度計算の処理時間(秒)

多倍長計算の 処理時間(秒)

526実験室

• Pentium D + Windows 7 or CentOS 5 ・・・11台 • Atom 330&ION + Windows7 or CentOS5 ・・・3台

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研究室紹介 7

443実験室( + OCN回線)

• Core i7 920 + CentOS 5・・・2台（→4台） • Pentium IV 2.8cGHz + CentOS 5・・・10台(分散DB用) • Core 2 Quad + CentOS 5 ・・・2台（サーチエンジンDB用）

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研究室紹介 8

526実験室のネットワーク環境・・・自作

cs-room443-d01133.88.120.88192.168.1.21192.168.2.1

SIST-NET

1000BASE-SW 1000BASE-SW

cs-room443-d09192.168.1.29192.168.2.9

cs-room443-d02192.168.1.22192.168.2.2

cs-room443-d03192.168.1.23192.168.2.3

cs-room443-d04192.168.1.24192.168.2.4

cs-room443-d06192.168.1.26192.168.2.6

cs-room443-d05192.168.1.25192.168.2.5

Cs-room443-d11192.168.1.31

cs-room443-d10192.168.1.29192.168.2.9

cs-room443-d08192.168.1.28192.168.2.8

cs-room443-d07192.168.1.27192.168.2.7

Cs-pccluster3NIS/NFS/home

/usr/local

NIS Domain: cs-pccluster311 nodes GbE PC Cluster

Intel® Pentium D 820

(2.8GHz) Dual-core,

x86_64

CentOS 4/5 x86_64

VMware Server

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研究室紹介 9

どんな知識が必要か？

Ethernet100Base/1000Base/10G Base

IPTCP/UDP

MPI

PC

OS

BNCpack

MPIBNCpack

•ネットワーク・・・EthernetとTCP/IP

•PC・・・ハードウェア構成

•OS・・・セットアップ・認証・リソース共有

•プログラミング・・・C/C++/PHP/Java etc… 2010/10/14

2010年度静岡理工科大学総合情報学部研究室紹介

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Webとデータベース(DB)の応用

• Ｗｅｂデザイン特別プログラム(特P)向けの題材

• XAMPP for Windows環境を利用 – HTML( = HTML 5)

– PHP5

– RDBMS ( = MySQL or SQLite )

• プログラミングの基礎教養 –広報活動＆プログラミングの基盤

–サービス提供ツール→ビジネス用途

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2．3年生ゼミ(情報セミナーII) • 「UNIX2」(２年生前期)ではWebプログラミングの初歩を最後に扱う

• 総合情報学部２年生向けの「Webデザイン特別プログラム」のPHP + DBプログラミング担当

→情報セミナーIIでは，この延長上の演習を行う。

プログラミングが苦痛に感じる人にとっては地獄かも・・・？

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「コンピュータシステム学科」 「人間情報デザイン学科」 どちらの所属の方も受け入れます。

3. 卒研テーマ • 情報セミナーIIで培ったWebプログラミングの知識を活用し，何かの役に立つ「サービス」を提供するWebサイトを構築

→ Android（スマートフォン）対応したい・・・

• その他，「コンピュータ」「Web」・・・等に関係するテーマも許可（但し事前に相談すること）

• 特に何も考えていない人向け –幸谷の手伝い系統→数値計算関係のプログラム・ベンチマークテスト

–幸谷が望むWebアプリケーション制作等

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過去の卒研

• アクセス解析ツール(PHP + PHPlot + MySQL) 2010/10/14

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小規模サーチエンジン（テキストマイニング基盤）

PHP

MySQL

Perl

WebRankの計算

C

検索実行！

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情報セミナーII・卒研のスケジュール

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情報セミナーII（3年生） 卒研（4年生）

7月上旬 セミナー配属決定＆歓迎会 4月上旬 卒研計画書プレゼン

9月下旬～11月

PHPプログラミング＆MySQL実習

4月～7月中旬

前期卒研

12月 ～1月

Webサイト自由制作 7月下旬 ～8月下旬

卒研中間発表&オープンキャンパスにてプレゼン

2月中旬 卒研発表会見学 9月下旬 ～11月

後期卒研

2月下旬 卒研テーマ決定 12月 卒論執筆

1月下旬 卒研概要執筆 ＆卒研発表練習

2月中旬 卒研発表会＆卒研慰労会→卒業決定！

4. 幸谷研究室が期待する人物像 • 「内定」を取れる人＝「自分」を説明できる人

– 「自分」はどういう性格か？ – 「自分」は大学生活で何をしてきたか？ – 「自分」は何ができるか？ 何が得意か？ – 「自分」にとって「総合情報学部」で学ぶ意義は？

• 「説明能力」のある人 – まともな日本語で論理的な説明ができる – 「目上の人」に失礼でない言葉遣いができる

• 「文章」が書ける人 – 新聞記事・新書・ラノベ・・・等，「商売」としての文章が書けるか？

– 誤字脱字のチェックが自分でできるか？

以上がクリアできれば，必ず卒業して，リッパな社会人になれる！

めんどくさい人間とのおつきあいによる効用 → モテる！・・・かも？

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研究室紹介 17

幸谷についての情報 • 幸谷研究室： http://www.sist.ac.jp/~tkouya/

• 幸谷個人ページ： http://na-inet.jp/

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研究室紹介 18