文部科学省大学院教育改革支援プログラム

大学院GP (Good Prac*ce)

大学連合による計算科学の最先端人材育成「計算機シミュレーションは時空間を超越できる望遠鏡」と呼ばれるように、未来に起こる現象を予測したり、 過去にさかのぼって現象を検証したり、到達できない場所での現象を観測することができる有力な研究手法です。 計算機の驚異的な発達に伴い、計算機シミュレーションは、理論と実験に並ぶ第３の科学技術手法として位置付けられるようになりました。 さらに、単なる物理現象の解明に留まらず、経済・社会現象の検証など幅広い研究分野における重要な地位を築いています。
本教育プログラムでは、それぞれの研究分野での深い理解と、最新の研究成果を基に新たな可能性を追求する能力、 分野を横断した多様な計算機シミュレーションに習熟し、現状を迅速・的確に掌握する能力を有する若手技術者・研究者の育成を目的としています。
代表 神戸大学 賀谷 信幸

賀谷信幸（神戸大学)
青柳 睦 （九州大学）
村田健史（愛媛大学）
長尾秀実（金沢大学）

平成20年度第2回神戸シミュレーションスクールを開催いたしますHomepage address: www.e-k3.jp(e‐計算）

平成20年9月16日

計算科学教育の課題
課題

計算科学としての学問体系はあるのか?
研究分野横断型の教育ができるのか?

大学
院GPの目的計算科学のカリキュラムの構築
 学部・大学院での教育 社会人を含むSimula4on Schoolでの教育

大学
院GPの取組

1. 分野横断型教育の議論（アドバイザリーボード）
2. 分野横断型教育のための教材作成（e‐Learning）
3. Simula4on Schoolでの検証（Kobe Interdisciplinary Simula4on School : KISS）
4. TV会議システムによる大学間共同授業の実施

アドバイザリーボードの参加者
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

工学院大学
北陸先端
名古屋大学
東北大学
広島大学
京都大学
理研
JAMSTEC

9. 神戸大学
10. 九州大学
11. 愛媛大学
12. 金沢大学

小柳義夫
寺倉清之、前園涼、尾崎泰助
阿草清滋、金田行雄
川添良幸
中村純
臼井英之
横川三津夫
陰山聡、廣瀬重信賀谷信幸、田中成典
青柳睦
村田健史
長尾秀実、長野勇、斉藤峯雄

研究分野横断型教育
応用分野

生体材料
ナノ流体

宇宙

海洋

経済

従来のシミュレーション研究者
・・・等の分野
育成人材像

専門分野の基礎と計算機の知識を有し、並列アルゴリズ
ムを設計できる人材

モデリング
シミュ
レーション
専門家

シミュ
レーション
専門家

シミュ
レーション
専門家

アルゴリズムプログラマー

計算機工学

教育方針
Simula4on Schoolでの講義

講義で学ぶ

1.
2.
3.
4.

網羅的な研究の紹介
他の研究分野の講義
プログラム手法の演習（MPI、openMP…..）
計算手法（差分、有限要素法…..）の講義

教材の制作

自ら学ぶ
指導して学ぶ

1.
2.

自習用e‐Learning教材
e‐Learning教材での講義（方法の開発）

プログラム演習
1.
2.
3.
4.

他人のプログラムの理解プログラム手法を学ぶ演習問題
計算精度を理解する演習問題
プログラムの性能評価する演習問題

TA、質問室などでの指導

質問に答えられて修了

講義の試行のためのSimulation SchoolModScienceModeling

第1回シミュレーション・スクール（2008/3/17〜21)

種々のシミュレーションの紹介
第２回シミュレーション・スクール（2008/6/9〜13)

他分野の計算機シミュレーションを学ぼう
Algorithm
第４回シミュレーション・スクール（2009/1/19〜23)

種々の解法（差分法、有限要素法）
Software
第３回シミュレーション・スクール（2008/8/25〜29)

Hardware

SMASH

計算機科学の基礎から高性能シミュレー
ションへ （MPI、OpenMP）

第１回シミュレーション・スクール
1.

「スーパーコンピュータ開発とその周辺」

横川三津夫（理化学研究所）

2.

「Software for Analysis by Synthesis」

阿草清滋（名古屋大学）

3.

「シミュレーション入門」

小柳義夫（工学院大学）

4.

「計算科学概論と連成解析」

青柳 睦（九州大学）

5.

「地球流体シミュレーション」

陰山 聡（JAMSTEC）

6.

「乱流の計算科学」

金田行雄（名古屋大学）

7.

「天体における流体現象の数値シミュレーション」

廣瀬重信（JAMSTEC）

8.

「生体分子系の第一原理ボトムアップ的シミュレーション」

9.

「超並列シミュレーションが解き明かす超伝導・超流動の特異な性質」

田中成典（神戸大学）

町田昌彦（日本原子力）
11.

「ナノサイエンスにおける計算科学」

寺倉清之（北陸先端）

12.

「社会科学とコンピュータシミュレーション」

小池淳司（鳥取大学）

13.

演習 「神戸大学計算機演習」 「Portable VR-AVS」

講義の試行のためのSimulation School
第２回シミュレーション・スクール
1. 「流体シミュレーション：基本計算手法から並列化と可視化まで」
陰山 聡 （JAMSTEC）
2.

「モンテカルロ法による第一原理電子状態計算」
前園 涼 （北陸先端）

3.

「プラズマ粒子シミュレーションの基礎：荷電粒子群のダイナミクスと電磁界変動をどう一緒に解くか」
臼井英之 （京都大学）

第３回シミュレーション・スクール
1.

「計算機科学の基礎I HPCシステムアーキテクチャ、要素技術の概要とトレンド」

2.

朴 泰祐（筑波大学）「計算機科学の基礎ＩＩ インターコネクトと通信ミドル、性能評価技術など」

3.

末安直樹（富士通）「並列計算の基礎、 ＭＰＩ、並列計算の性能評価」
南里豪志（九州先端科学技術）

4.

「ＯｐｅｎＭＰ、ハイブリッド並列」

合田 憲人（国立情報学）

5.

「量子化学計算 I」

岩田 末廣（豊田理化学）

6.

「並列量子化学計算演習」
本田 宏明氏、稲富 雄一（九州先端科学技術）

7.

「並列計算コンテスト発表」

４大学以外からの参加（東北大学、京都大学、名古屋大学、東海大学）

e-Learningコンテンツの制作と活用

KISSの講演風景

MPMeisterを用いたe‐Learningコンテンツ

コンテンツの活用が重要
１）自習用（予習、復習）
神戸大学計算機の使用方法の説明

２）講演者自身による授業での活用
11月に金沢大学で試行
愛媛大学での集録風景

３）講演者以外による授業での活用

演習による実践教育Simulation SchoolのFollow-up
1.
2.
3.
4.
5.

他人のプログラムの理解プログラム手法を学ぶ演習問題
計算精度を理解する演習問題
プログラムの性能評価する演習問題
PBL （企業からの課題）

Internet教育(1)Interactive PCシステムによる遠隔授業

金沢大学における受講

TV会議

質問室による「指導して学ぶ」

神戸大学受講生

Internet教育(2)

九州大学受講生

SINET3
愛媛大学受講生

金沢大学
受講生

愛媛大学開発ModScience

人材育成の目標

Modeling
Algorithm
SoftwareHardware

SMASH

基礎的な技術を持ち科学に対する飽くなき探求心と豊かな発想力をもつ人材