2017


高性能並列計算法特論

  • 時間 前期 火曜日 13:00 - 14:30
  • 場所 九州大学 伊都キャンパス・第7講義室 (W2-327)

    • HPC(High-Performance Computing)並列シミュレーションは、様々な科学技術分野で利用される基盤技術のひとつとして位置づけられるが、その技術習得には多岐にわたる知識が必要である。本講義はHPC・並列計算の入門編としてプログラミングも実施し、知識と技術の両面から並列計算の基礎技術を体得できるように授業を進める。
    • High-Performance Computing parallel simulations are recognized as fundamental technologies, which can be widely applied to various scientific fields. However, we need wide-ranging knowledge to master those technologies. In this course, students will learn how to write a parallel code as well as the basic knowledge of parallelism.
    • 本講義では、並列計算に関する周辺知識の学習と同時に、課題ではプログラムを作成する。これにより、並列処理の基本的な技術を身につけることを狙う。
    • 履修条件は特に定めないが、Linuxの操作やC/Fortranなどのプログラミングスキルがあることが望ましい。本講義は課題でプログラミングを行うので、計算環境は九州大学のスーパコンピュータを利用する。
  • Schedule

    開講日 テーマ 講義内容 Link
    1 2017-04-11 導入 本講義の狙い、進め方、スコープ、関連するプログラミング環境などについて説明する。
    2 2017-04-18 差分法入門 自然現象の支配方程式からシミュレーションを行う手順について説明する。
    3 2017-04-25 スパコンアーキテクチャ 高性能並列プログラミングを行う上で必要なプロセッサ・メモリアーキテクチャの概要について説明する。
    4 2017-05-09 高性能計算 並列プログラミングモデルと高性能なプログラム開発の指針を説明する。
      2017-05-16 休講    
    5 2017-05-23 高性能計算 並列性能の指標を説明。また、スパコン利用のガイダンスを行う。
    6 2017-05-30 OpenMP(1) スレッド並列について説明。
    7 2017-06-06 OpenMP(2) スレッド並列の説明その2。レポートあり。
      2017-06-13 休講 レポート
    8 2017-06-20 領域分割型並列計算 領域分割型計算の概念の説明。
    9 2017-06-27 領域分割コードの設計 拡散方程式を領域分割法で解く。
    10 2017-07-04 台風のため休講    
    11 2017-07-11 逐次コードと並列コードの説明 MPIを使ったプログラミング

数値解析

  • 時間 前期 水曜日 13:00 - 14:30
  • 場所 九州大学 伊都キャンパス・W1-B-504-1室

  • 理工学分野での応用例を取り入れながら、次の項目に従っておもな数値解析の手法を講義します。
    • 非線形連立方程式の数値解析 2分法、Newton-Raphson法、多変数問題
    • 連立一次方程式の数値解析 Gauss消去法、LU分解法、共役勾配法、Gauss-Seidel法等の反復法
    • 固有値問題の数値解析 Jacobi法、Householder変換など
  • Lecture principal numerical analysis methods according to following topics.
    • Numerical analysis methods for non-linear coupled equations; Bisection algorithm, Newton-Raphson method, multivariate problem.
    • Numerical analysis methods for linear systems; Gauss method, LU factorization algorithm, Conjugate gradient algorithm, Gauss-Seidel iterative methods.
    • Eigen value problem; Jacobi method, Householder method.
  • Schedule

    開講日 テーマ 講義内容 Link
    1 2017-04-12 非線形方程式 1 二分法, Newton法(1変数)
    2 2017-04-19 非線形方程式 2 Newton法(多変数)
    3 2017-04-26 非線形方程式 3 Newton法の収束、数値解析の基礎事項
           
    4 2017-05-10 非線形方程式 復習
      2017-05-17 休講    
      2017-05-24 休講    
    5 2017-05-31 連立一次方程式 1 連立一次方程式の概要と直接法:Gauss消去法
    6 2017-06-07 連立一次方程式 2 直接法:LU分解
    7 2017-06-14 連立一次方程式 3 復習  
    8 2017-06-21 連立一次方程式 4 反復法:Jacobi法、Gauss-Seidel法, SOR法
    9 2017-06-28 連立一次方程式 4 反復法:Conjugate Gradient法
    10 2017-07-05 連立一次方程式 5 復習  
    11 2017-07-12 固有値 Jacobi法
    12 2017-07-19 固有値 復習  
    13 2017-07-26 定期試験  
  • 評価結果 2017/8/2
    • 出席(20%)、小テスト(10%)、プレゼン(20%)、試験(50%)の割合で成績評価をしました。
    • 評価はA,B,C,D,Fの5段階です。後ほど全員に評価結果をメールします。
    • D, Fの学生はレポート提出を受け付けます。また、B, Cの学生でも評価を改善したければ、レポートを提出しても良いです。
  • レポート 2017/8/2
    • 固有値解析のJacobi法を説明するための講義ノートを作りなさい。自分が説明するつもりで、Jacobi法の基本的な考え方、その実装、背景として必要となる基礎事項、講義スライドでは触れられていない事項など、各自工夫して下さい。
    • 形式は問いません。手書きでも良いが「読める」こと。
    • プログラムを実際に動かした結果を用いた材料を使うなどは歓迎。
    • 提出〆切りは8/18、メールにpdfを添付。

数値熱流体工学


並列アルゴリズム