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第１５号　1995年1月11日発行

目次


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スーパーコンピュータとベクトル並列計算

第９回　並列（パラレル）計算機の利用ー３

　最後に最も簡単なパラレル化についてお話しします。計算機を利用する場合、同じような計算ですが、条件がちょっとだけ違うといったケースをたくさん扱うことがよくあります。いわゆるパラメトリックスタディといわれるもので、数値シミュレーションを例にとれば、ロケットの速度などをいろいろ変化させてそのまわりの気流を計算する、などというものです。この場合、計算プログラムも使うデータもほとんどが同じで、異なるのは速度だけです。そこで、プログラム全体を並列化の対象として、図1のように最初と最後に並列指示を入れ、パラメータとなる入力データを読み込むところから並列化の対象としておきます。各PEは同じデータ書式を読み込みますが、そこに入ってくるデータはそれぞれ違ったものとなります。従って、どのPEも式の上では同じ演算ですが、内容の異なるデータを扱うことになり、その結果シミュレーション終了後には各PEでそれぞれの速度に対応するシミュレーション結果が得られることになります。つまり１つ分の時間で７つの結果が得られるわけです。並列化効率はほぼ100%です。


図１　パラメトリックスタディのための並列化

　もっとも、このような作業は並列化をしなくとも可能です。単純に７つのジョブを投入すればいいからです。では、何が得なのでしょうか。１つは、この方法がもっとも簡単な並列化であり、並列化を経験する第１歩として最適である点です。第２は７つのジョブを投入するのに比べて、課金がかなり軽減化される点です（関口さん、ごめんなさい！）。おそらく半分以下ですむでしょう。すでに述べましたが、ベクトル計算に向かないものでも、たくさんのパラメトリックな計算をする場合というのは結構あるのではないでしょうか。汎用計算機M1800やM770で、そのような計算をやられている方は是非試していただきたいと思います。

　以上、（１）DO loopをパラレル処理する、（２）多種の演算をパラレル処理する、（３）複数のケースをパラレル処理する、の３つの場合について並列化の説明をしました。具体的なプログラムの書き換えは、以前にお話ししたとおり、!XOLCという指示行を挿入することで並列部分を指定することとデータの配置を指定することの２つが大きなポイントです。詳細については、並列化の手引きなどセンターから配布される資料をご覧ください。また、星野先生主催の並列化に関する研究会などもときどき開かれますので、是非ご利用ください。

　次回は10回目になります。読者のみなさんもそろそろ飽きてきた（？）でしょうから、次回にまとめを記して一連のスーパーコンピュータ関連の記事を終わりにしたいと思います。
（藤井　孝藏）


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「あすか」衛星の運用とデータ処理
ー（その１）衛星運用の流れ

　「あすか」は「はくちょう」、「てんま」、「ぎんが」に続く日本の第４番目のX線天文衛星で、１９９３年２月２０日に鹿児島宇宙空間観測所（KSC）から打ち上げられた。この「あすか」衛星は日米共同事業として製作、運用が行われており、打ち上げ後２ヵ月間の初期運用、その後半年間の衛星製作チームによる試験観測（PV Phase; Performance Verification Phase）を経て、１９９３年１０月より一般の観測者を対象にした公募観測に移行している。

　最初の公募観測（ＡＯ１; 1st Announcement of Opportunity）は１９９３年１０月より１９９４年４月の期間を対象に行われた。観測時間の割り当ては当初の合意に基づいて、日本の観測６０％、米国の観測１５％、日米共同観測２５％の割合となるよう、それぞれのカテゴリーのプロポーザルが、日米各国の審査委員会、および最終的に日米調整委員会を経て採択された。第２期公募観測（ＡＯ２）は１９９４年５月から１９９４年１１月を対象に同様に観測が行われたが、この ＡＯ２から日本の観測時間の１０％をヨーロッパの ESA 傘下の各国のX線天文学者に提供することとなった。第３期公募観測（ＡＯ３）は１９９４年１２月から１９９５年１１月の１年間を対象に現在プロポーザルの選考が終り、ＡＯ３の targets（観測対象）の観測に移行して約１ヵ月経過したところである。

　この間、予期せぬ出来事で衛星がセーフホールドモード（Safe Hold Mode）に移行したり、台風や、地上の送受信器系の故障などで観測が中断したことも時々あったが、観測はおおむね順調に進められ、平均１日１targetの割合で観測が進められている。またPV-phase data で観測後１８ヵ月経過したものは今年１１月より順次アーカイバルデータとして一般に公開され始めた。

　今回は観測の公募から観測成果が発表されるまでの衛星の運用の流れのあらましを紹介する（機会があれば次回以降にその各部のやや詳細な解説をしたいと思う）。まず「あすか」運用の流れのブロック図を図１に示す。



図１．「あすか」衛星運用の流れを示すブロック図

衛星運用の作業はこのブロック図に示されるように、
（１）
公募観測の広報、選考、
（２）
採択 targets の長期（各ＡＯ期間全体）、および短期（１週間ー１０日間単位）観測計画の立案、
（３）
日々の運用調整、コマンド作成、
（４）
KSC における追跡、データのモニター（Quick Look Analysis）、
（５）
１次データ（Sirius database および FRF [First Reduction File]) 編集、姿勢決定、
（６）
科学解析用データベース FITS （国際天文連合規約のデータ形式）の作成と配布、および観測記録整理、
（７）
搭載計器の性能モニターおよび機器梗正データの公開、
（８）
解析支援ソフトウエアーの開発、およびその配布、公開、
そして最後は
（９）
観測者によるデータ解析、および論文の作成、発表となる。
　このうち（１）ー（７）は宇宙研を中心に「あすか」製作に参加した関係大学、研究機関の研究者、大学院生（「あすか」チーム；現在メンバーは約１００名）が参加、協力してその運用に当たっている。（８）のソフトウエアーの開発、更新は NASA, Goddard Space Flight Center の High Energy Astrophysics Devision のグループが中心になって行っているが、随時日本の「あすか」チームメンバーも協力している。

　（３）ー（８）は勿論 Computer Aid であり、計算機、ネットワークは必要不可欠であるが、（１）においては公募観測の広報がネットワーク（e-mail）により行われ、また e-mail によるプロポーザル投稿システムが採用されているし、また（２）においては SPIKE Scheduler （米国においてハッブル宇宙望遠鏡 [HST] 用に開発された）を適用した観測計画の立案と最適化が行われる。現在では、観測公募から論文作成まで、衛星運用全般にわたって、コンピューター、ネットワーク必要不可欠な道具となっている。各項目の詳細については別稿に譲る。
（長瀬文昭）


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大型計算機に関するお知らせ

Ｉ．ネットワークプリンタについて

　Ａ棟４階・７階サブステーションに設置されているネットワークプリンタの一部に不具合がありましたが、7月16日に完全に修復されて、正常に動作するようになりまし た。

II．８月の定期保守

　８月の定期保守は第３回目の月曜日、19日　8:00〜13:00にGS8400/20、Alphaの保守作業を予定しております。

III．VPP500 OS 緊急修正について

　PEのソフトファイルに関する緊急修正を9月16日(月)９時より行います。又17日(火)は定期保守のため、朝から13時まで運用停止になります。



＜　マニュアル返却についてのお願い　＞

　大型計算機用マニュアルがＡ棟サブステ−ション・Ｂ棟オ−プン室に置かれて利用者に利用されて居りますが、最近一部マニュアルが持ち出されて他の利用者が大変困って居ります。心当たりのある人は至急元の場所に返却してください。　　　　　　　 　　 　　　　　　　　　　　　　　
設置場所 マニュアル名
　
Ｂ棟 1Fオ−プン室　 ＧＳＬ使用手引書　V10用（NO.13）
〃　 ＰＦＤ使用手引書　V10用（NO.18）
Ａ棟 4Fｻﾌﾞｽﾃｰｼｮﾝ　 FORTRAN77　EX使用手引書　V12用（NO.8）
〃　 Ｘｳｲﾝﾄﾞｳﾗｲﾌﾞﾗﾘ文法書Ｘｔ編（NO.47）
Ａ棟 7Fｻﾌﾞｽﾃｰｼｮﾝ　 FORTRAN77　EX使用手引書　V12用（NO.8）
〃　 FORTRAN77　EXﾒｯｾｰｼﾞ説明書（NO.10）

（関口　豊）


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編集発行：文部省宇宙科学研究所
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