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ソフトウエア自動チューニング 数値計算ソフトウエアへの適用とその可能性

ソフトウエア自動チューニング・書影
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片桐孝洋 著
(電気通信大学大学院情報システム学研究科助手)
B5判・並製・164ページ 2004年12月刊
定価:3800円+税 ISBN978-4-905849-18-6

世界初の技術書!

ソフトウエアの利用方法が革命的に変わる技術―それが、「ソフトウエア自動チューニング」です。この新技術があれば、あなたが寝ている間に、利用するソフトウエアが高速化されたり、適する方法を自動的に見つけてくれたりします。ソフトウエア開発者の立場では、新しいコンピュータ向きのソフトウエアを、最初から作り直さずとも高性能ソフトウエアを作製しリリースできるようになります。すなわち、ソフトウエア開発の工期が劇的に短縮されます。
 本書は、このような夢のある新技術である「ソフトウエア自動チューニング」についてまとめられた、世界初の技術書です。本書では数値計算処理に焦点を当てていますが、ソフトウエア自動チューニングの適用可能分野は、これに限定されません。ソフトウエアに関する高性能化や自動化に興味がある学部学生、大学院生、技術者の必携書です。
 本書ではさらに、著者が独自に開発した自動チューニング機能付き数値計算ライブラリABCLib、および自動チューニングソフトウエア開発を支援する計算機言語ABCLibScriptのマニュアルが掲載されています。したがって、これらソフトウエアを扱うユーザのための実用書としても活用できます。

目次

第�T部
I-1 ソフトウエア自動チューニングとは
I-1.1 ソフトウエア自動チューニングの定義
I-1.2 ソフトウエア自動チューニングで何が変わるか?
I-2 FIBERプロジェクトにおける研究構想
I-3 それは数値計算ライブラリ開発者から生まれた
I-4 関連研究
I-4.1 従来ソフトウエアの分類
I-4.2 自動チューニング研究の経緯
第�U部
�U-1 はじめに
�U-2 FIBERフレームワーク
�U-2.1 処理の流れ
�U-2.2 コンポーネント
�U-2.3 利用シナリオと最適化の分類
�U-2.3.1 FIBERフレームワークを用いる2つのシナリオ
�U-2.3.2 より詳細な最適化の分類
�U-2.4 自動チューニングの目的
�U-2.5 自動チューニングの定義
�U-2.6 FIBERにおける自動チューニングの定義
�U-3 FIBERによる自動チューニング適用例
�U-3.1 ソフトウエア開発者による性能パラメタ指定方法
�U-3.1.1 指定形式
�U-3.1.2 アンローリング指定子の例
�U-3.1.3 選択指定子の例
�U-3.1.4 インストール時最適化層(IOL)の予備実験
�U-3.1.5 パラメタiudのインストール時最適化方法
�U-4 FIBER自動チューニング機構の評価
�U-4.1 計算機環境
�U-4.2 対象となる処理
�U-4.3 仮定
�U-4.4 パラメタ最適化の効果
�U-4.5 実行起動前最適化の効果
�U-4.5.1  固有値ソルバのパラメタにおける効果
�U-4.5.2 アルゴリズム選択の効果
�U-5 おわりに
第�V部
�V-1 はじめに
�V-1.1 対象言語
�V-1.2 ライブラリ開発とライブラリ利用の流れ
�V-1.3 ABCLIBSCRIPTによるプログラミングの特徴
�V-1.4 ABCLIBSCRIPTのソフトウエアアーキテクチャ
�V-2 準備
�V-2.1 システムが想定する自動チューニング機能
�V-2.2 ABCLIBの自動チューニングの実行順序
�V-2.3 パラメタの種類
�V-2.4 表記法
�V-2.4.1 概略
�V-2.4.2 指定子
�V-2.4.3 補助指定子
�V-3 ABCLIBSCRIPTによる自動チューニングライブラリの実装
�V-3.1 初期化インタフェースの説明
�V-3.2 実装方法の概略
�V-3.2.1 インストール時自動チューニングルーチンの利用例
�V-3.2.2 実行起動前自動チューニングルーチンの利用例
�V-3.2.3 実行時自動チューニングルーチンの利用例
�V-3.3 自動チューニングコード生成コマンド利用例
�V-3.3.1 実行時オプション
�V-4 ABCLIBSCRIPTの内部仕様
�V-4.1 システム変数
�V-4.2 入出力ファイル
�V-4.2.1 入力ファイル
�V-4.2.2 出力ファイル
�V-4.2.3 入出力ファイルの形式
�V-4.3 ユーザ指定ファイル上のパラメタとの衝突
�V-4.4 記述式のネスティング
�V-4.4.1 ネスティングの可能性と深さ
�V-5 おわりに
第�W部
�W-1 はじめに
�W-2 提供されるライブラリ(サブルーチン)一覧
�W-2.1 HOUSEHOLDER相似変換
�W-2.2 サイクリック−サイクリック分散方式
�W-3 自動チューニング項目
�W-3.1 FIBERによる自動チューニングの分類
�W-3.2 ライブラリ構成
�W-3.3 HOUSEHOLDER三重対角化部
�W-3.4 HOUSEHOLDER逆変換による固有ベクトル変換部
�W-3.5 GRAM-SCHMIDT直交化ルーチン
�W-4 インストール方法
�W-4.1 手順
�W-4.2 ディレクトリ構造
�W-5 サンプルプログラム
�W-5.1 対称実数密行列の固有値、固有ベクトルの求解
�W-5.1.1 サンプルプログラムの説明
�W-5.2 エルミート行列の全固有値、全固有ベクトルの求解
�W-5.2.1 サンプルプロクラムの説明
�W-5.3 GRAM-SCHMIDT法による直交化
�W-5.3.1 サンプルプログラムの説明
�W-6 実行例
�W-6.1 密対称実数行列の固有値・固有ベクトル計算に関するライブラリの実行
�W-6.2 エルミート行列の固有値・固有ベクトル計算に関するライブラリの実行
�W-6.3 GRAM-SCHMIDT法による直交化に関するライブラリの実行
�W-6.4 自動チューニングの実行
�W-6.4.1. 自動チューニングの指定方法と指定ファイルの内容
�W-6.4.2 自動生成されるファイルの説明
�W-6.4.3 インストール時自動チューニングの実行
�W-6.4.4 実行起動前自動チューニングの実行
�W-7 今後の予定
第�X部
�X-1 適用が期待される分野
�X-1.1 数値計算全般
�X-1.2 GRID環境
�X-1.3 非均質(ヘテロジニアス)計算環境
�X-1.4 組み込みシステム
�X-1.5 自動仕様検証
�X-1.6 データベースシステム
�X-1.7 シミュレーションパラメタの自動調整
�X-1.8 ディペンダブルコンピューティング技術への応用
�X-2  問題点
�X-2.1 性能パラメタ抽出問題
�X-2.2 コスト定義関数決定問題
�X-2.3 性能安定性およびGRID環境での課金問題
�X-3  関連プロジェクト
�X-4 おわりに
参考文献
索引
著者略歴

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