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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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