— 61 —ライブラリ・アプリケーションの紹介［大規模科学計算システム］

ラ��ラ���プ��ーシ�ン���
（2012 年 4 月）
共同利用支援係����本センター大規模科学計算システムでは、プログラミングのための科学技術計算ライブラリや、分子軌道計算、構造解析、数式処理、グラフ処理、統計データ解析等の各アプリケーションソフトウェアを、利用者の幅広い要望にお応えしてサービスしています。
この稿では、スーパーコンピュータ・並列コンピュータ上でサービスしているライブラリプログラムとアプリケーションソフトウェアの紹介をします。
サービス一覧表システム
スーパーコンピュータ
SX-9s�per��s��to�o���a���p

並列コンピュータ
Express5800
�en��s��to�o���a���p

プログラミング言語 ラ��ラ�
Fortran90/SX
�S�
C++/SX
�at��e�san �or SX

�プ��ーシ�ン

Fortran95
C++�a�ss�an09�0��SC��ar��SC��ar� �entat
S�S�at�e�at��a������

�S�
�at� �erne� ���rar�

ライブラリ、アプリケーションの紹介は、以下の URL の本センター大規模科学計算システムホームページにも掲載しています。
大規模科学計算システム ホームページ（以下 「ホームページ」）
http://www.ss.isc.tohoku.ac.jp/
本稿中の内容は 2012 年 4 月現在のものですので、ライブラリ、アプリケーションの今後のバージョンアップ
や利用方法の最新情報については、ホームページを随時ご確認下さい。

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SENAC Vol. 45, No. 2（2012.4）

䛤฼⏝䛾๓䛻㻌
䝸䝰䞊䝖䝻䜾䜲䞁㻌
スーパーコンピュータ、並列コンピュータへリモートログインする手順です。SSH（Secure SHell）接続を行います。アプリケーションを利用する際は、並列コンピュータにログインします。GUI アプリケーションを利用する
際は、*8, ࢔ࣉࣜࢣ࣮ࢩࣙࣥࢆ฼⏝ࡍࡿ᪉ἲを合わせてご参照下さい。

ホスト名（FQDN）

OS

日本語環境

スーパーコンピュータ

super.isc.tohoku.ac.jp

UNIX

EUC-JP

並列コンピュータ

gen.isc.tohoku.ac.jp

Linux

UTF-8

SSH は通信路上のデータを暗号化することで安全性を高めたプログラムです。利用している端末が UNIX,
Linux, OS X の場合は通常 SSH クライアントソフトがインストールされているので、すぐに利用できます。インス
トールされていない場合は端末の管理者にご相談下さい。super, gen ともにプロトコル version 1,2 両方ご利用できます。
【UNIX, Linux からのログイン】「ターミナル」、「端末」、「terminal」などと呼ばれるアプリケーションを起動します。コマンドを入力するプロ
ンプトが表示され、コマンドの待ち受け状態になります。
並列コンピュータへのログイン�
(yourhost)$ ssh 利用者番号@gen.isc.tohoku.ac.jp
The authenticity of host 'gen.isc.tohoku.ac.jp (xx.xx.xx.xx)' can't beestablished.
RSA key fingerprint is fd:c2:9a:11:xx:xx:xx:xx:xx:xx:xx:xx:xx:cd:53:9f.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes ※１
Warning: Permanently added 'gen.isc.tohoku.ac.jp,xx.xx.xx.xx' (RSA) tothe list of known hosts.
利用者番号@gen.isc.tohoku.ac.jp's password: パス�ード ※２
Last login: Mon Apr 1 09:26:11 2012 from gen.isc.tohoku.ac.jp[利用者番号@gen ~]$※１ 初めての接続時は問い合わせがありますので、�es を入力します。
※２ 入力した文字は表示されません。
【OS X からのログイン】「ターミナル.app」を起動します。接続方法は上記と同じです。

2

ライブラリ・アプリケーションの紹介— 63 —【Windows からのログイン】
１．SSH クライアントソフトのダウンロードとインストール
SSH クライアントソフトの一つである「Tera Term」というフリーソフトをインストールします。以下のページからダウンロード出来ます。2012 年 4 月現在の最新版は 4.73 です。ダウンロード後インストール作業を行って下さい。
Tera Term ダウンロードページ：

http://sourceforge.jp/projects/ttssh2/

２．サーバへの接続
インストールされた Tera Term を起動すると「新しい接続」ダイアログが表示されます。以下の様に入力・設定し、「OK」ボタンを押して下さい。初めて接続する場合、「セキュリティ警告」のウィンドウが表示されます。表
示されているホスト名が正しいことを確認し、「続行」ボタンを押して下さい。
ホスト(T)：
サービス：
SSH バージョン

gen.isc.tohoku.ac.jp （並列コンピュータの場合）
SSH
SSH2

「SSH 認証」ウィンドウが表示されたら以下の様に入力・設定し、「OK」ボタンを押して下さい。
ユーザ名(N)：
利用者番号
パスフレーズ：
パスワード「プレインテキストを使う(L)」にチェック
以下のプロンプトが表示されるとログインは完了です。

※ 日本語環境を変更する場合は、ツールバーメニューの「設定(S)」→「端末(T)」の「漢字-受信(K)」と「漢字-送信(J)」で設定変更して下さい。

䝅䜵䝹䛾ึᮇタᐃ㻌 㻌
大規模科学計算システムでは、 お勧めの初期環境設定を用意しています。 これによりパスなどの基本的な設定、また各アプリケーションの環境変数等が自動的に設定されます。これは、利用登録時に個々の ID にあらかじめ行っていますので、 通常は作業の必要はありません。
ライブラリやアプリケーションが利用できないという場合には、 この設定が変更されていることが考えられます。 .cshrc ファイル(csh を利用する場合、センターの規定値) または .login ファイル（sh を利用する場合）に、センターで用意している初期設定ファイル /usr/skel/Cshrc または/usr/skel/Login を読み込む設定となっていることを確認して下さい。設定を変更した場合は、設定を反映させるためにログインし直して下さい。

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SENAC Vol. 45, No. 2（2012.4）

䝣䜯䜲䝹㌿㏦㻌 㻌【コマンドラインでのファイル転送】
ローカル端末から「scp」、「sftp」コマンドが利用できます。どちらのコマンドも通信経路上は暗号化されていますので安全性の高いファイル転送が出来ます。利用方法についてはそれぞれのマニュアルをご参照下さい。
【アプリケーションを利用したファイル転送】
ファイル転送を行う代表的なアプリケーションは Linux では「gftp」、Windows では「WinSCP」、OS X では
「Cyberduck」などです。利用方法についてはそれぞれのマニュアルをご参照下さい。アプリケーションの設定において、転送プロトコルは SSH2 を選択して下さい。通信経路上は暗号化されます。
【入出力端末を利用したファイル転送】
センター１F の利用相談室に設置された入出力端末を利用して、USB 接続（USB3.0 対応）の HDD にホーム
ディレクトリのデータをコピーすることが出来ます。センター内ネットワークからのアクセスで、高速なファイルのコピーが可能です。利用方法はセンターまでお問い合わせ下さい。

㻳㼁㻵 䜰䝥䝸䜿䞊䝅䝵䞁䜢฼⏝䛩䜛᪉ἲ㻌GUI を用いたアプリケーション（MSC. Mentat, Mathematica, MATLAB, SAS）の実行には、ローカルマシンに X Window System 環境の設定が必要です。（Mathematica の実行にはフォントパスの設定が必要になる場
合があります。「Mathematica の利用方法」をご参照下さい。）【UNIX, Linux からの利用】
標準で X Window System がインストールされています。ローカル端末から以下の様にログインして下さい。
X Forwarding によりローカル画面にアプリケーション画面が表示されます。
��Mat�ab を��する場合(yourhost) $ ssh –X 利用者番号@gen.isc.tohoku.ac.jp ※１
利用者番号@gen.isc.tohoku.ac.jp's password: パスワード[利用者番号@gen ~]$ matlab※ １ 大文字の“X”です。

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ライブラリ・アプリケーションの紹介【Windows からの利用】
１． 商用のアプリケーションを利用する場合
Windows 用 X サーバは、X サーバソフトとしていくつかのメーカから販売されています。
・ASTEC-X （アステック・エックス）・Exceed（Open Text Exceed オープンテキスト・エクシード）
それぞれの利用方法について詳しくは各社の HP をご参照下さい。
どちらのソフトも無料評価版があります。
※ フォントパスの追加（Mathematica を利用する場合）
Mathematica を利用する場合には、X サーバに tcp/localhost:7100 のフォントを追加する設定をします。 X サーバにフォントサーバを追加する設定は、各 X サーバソフトのマニュアルをご参照下さい。
２． Windows に仮想的な Linux をインストールする場合
Windows に「Oracle VM VirtualBox」（以下「VirtualBox」）という仮想化ソフトウェアをインストールし、その環境に Linux をインストールします。
「VirtualBox」は以下のページからダウンロード出来ます。「VirtualBox platform packages」（現在使用している OS に合ったもの）と「VirtualBox Extension Pack」の両方をダウンロードし、インストールを行って下さい。インストール方法の詳細はマニュアルをご参照下さい。2012 年 4 月 12 日現在の最新版は 4.1.12 です。
VirtualBox ダウンロード：

https://www.virtualbox.org/wiki/Downloads
VirtualBox 4.1.12 の����

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SENAC Vol. 45, No. 2（2012.4）

Linux のディストリビューション、バージョンによっては GUI アプリケーションが正しく表示されない場合があります。センターで動作確認を行っているのは、Debian 6.0.4 (2012.01.28 リリース)です。以下のページからダウンロードし、Virtual Box の仮想環境にインストールして下さい。X Window System の利用だけならインストール CD（470MB）のインストールで可能です。インストール方法の詳細は各マニュアルをご参照下さい。
Debian ダウンロード：

http://www.debian.or.jp/using/Linux をインストール後起動し、Linux の端末から 【UNIX, Linux からの利用】 と同様に利用できます。
Windows �で動作する仮想�����（Debian 6.0.4）【OS X からの利用】
OS X では標準で X Window System 環境の「X11.app」がインストールされていますので、OS X の端末から【UNIX, Linux からの利用】と同様に利用可能ですが、GUI アプリケーションによっては表示の不具合がある
場合があります。その場合は、 Windows に仮想的な Linux をインストールする場合 と同様の方法で、Linux をインストールしてご利用下さい。

6

ライブラリ・アプリケーションの紹介— 67 —

��������������� SX�9Fortran90/SX,C++/SX 用
科学技術計算ライブラリ ���
数学ライブラリ���������� ��� ���������� ���r���5�00
Fortran95,C++ 用
科学技術計算ライブラリ
数学ライブラリ������� ������ �������

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科学技術計算ライブラリ

SENAC Vol. 45, No. 2（2012.4）

���

ASL(Advanced Scientific Library)は、科学技術計算の広範な分野の数値シミュレーションプログラムの作成を強力に支援する数学ライブラリです。ASL を用いることによって、難解な数値計算アルゴリズムの詳細に煩わされること無く高度な科学技術計算プログラムを作成することができます。次のような数値計算分野に対応しています。
＜基本機能＞
格納モードの変換,基本行列演算,最小二乗法,固有値・固有ベクトル,連立 1 次方程式(直接法),連立 1次方程式(反復法),対称連立一次方程式(反復法),非対称連立一次方程式(反復法),フーリエ変換とその応用／時系列分析,微分方程式とその応用,数値微分,数値積分,3 次元境界要素法用の数値積分法,近似・補間,スプライン関数,特殊関数,乱数,ソート・順位付け,方程式の根,極値問題・最適化＜並列処理機能＞
基本行列演算,連立 1 次方程式(直接法),固有値・固有ベクトル,フーリエ変換とその応用／時系列分析,
乱数,ソート･順位付け
プログラミング言語・コンパイラ
スーパーコンピュータ
Fortran90/SX ・ sxf90,sxmpif90
C++/SX ・ sxcc,sxmpicc
並列コンピュータ
Fortran95 ・ f95,mpif95
C++ ・ cc,mpicc
利用方法
ASL ライブラリは自動的にリンクされます。設定は特に必要ありません。
コンパイルはすべて並列コンピュータ上で行います。
プログラムのコンパイルについては、ホームページの「スーパーコンピュータシステム SX-9 利用ガイド」、「並列コンピュータの利用ガイド」をご参照下さい。
スーパーコンピュータ用のコンパイル[gen00 ~]$ sxf90 source.f
ベクトル版 ASL がリンクされます[gen00 ~]$ sxf90 -Pauto source.f 並列版 ASL がリンクされます[gen00 ~]$ sxcc source.c

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ライブラリ・アプリケーションの紹介— 69 —

並列コンピュータ用のコンパイル[gen00 ~]$ f95 source.f＊C、C++言語の場合は、オブジェクトを作成した後、f95 で ASL ライブラリをリンクする。

[gen00 ~]$ cc -c source.c[gen00 ~]$ f95 –cxxlib -nofor_main source.o -laslcint -lasl

マニュアル
PDF 形式のマニュアルを提供しています。
各マニュアルは、並列コンピュータ（gen.isc.tohoku.ac.jp）の以下のディレクトリにあります。並列コンピュータにログイン後、acroread コマンドでご覧下さい。
���������
/usr/ap/ASL-man-super/PDF/ASL/pdf/
�������
/usr/ap/ASL-man-super/PDF/CINT/pdf/

1main.pdf: 基本機能編 第 1 分冊
(格納モードの変換,基本行列演算,最小二乗法,固有値・固有ベクトル)
2main.pdf: 基本機能編 第 2 分冊
(連立１次方程式（直接法）)
3main.pdf: 基本機能編 第 3 分冊
(連立１次方程式（反復法）,対称連立一次方程式(反復法),非対称連立一次方程式(反復法))
4main.pdf: 基本機能編 第 4 分冊
(フーリエ変換とその応用／時系列分析)
5main.pdf: 基本機能編 第 5 分冊
(微分方程式とその応用,数値微分,数値積分,3 次元境界要素法用の数値積分法
近似・補間,スプライン関数)
6main.pdf: 基本機能編 第 6 分冊
(特殊関数,乱数,ソート・順位付け,方程式の根,極値問題・最適化)
8main.pdf: 並列処理機能編(基本行列演算,連立一次方程式(直接法),固有値・固有ベクトル,連立一次方程式(反復法)
フーリエ変換とその応用／時系列分析,乱数,ソート・順位付け)

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数学ライブラリ集

SENAC Vol. 45, No. 2（2012.4）

���������� ��� �� � ���� ������ �������

MathKeisan for SX は NEC のハイパフォーマンス・コンピュータ用に高度に最適化された数学ライブラリ集です。Math Kernel Library は、Intel プラットフォーム用に最適化された数値演算ライブラリです。
MathKeisan for SX および Math Kernel Library に含まれるライブラリは以下のとおりです。
※MathKeisan for SX および Math Kernel Library のいくつかのサブルーチンについては、同機能のものがASL にも含まれています。ASL は、日本電気製マシン用に最適化されたライブラリですので、同機能であれ
ば、ASL の利用をお薦めします。
BLAS

ベクトル、行列の基本演算

LAPACK

高性能コンピュータ用連立一次方程式、固有値解析

ScaLAPACK

連立一次方程式、固有値解析（MPI による並列版、PBLAS を含む）

BLACS

ベクトル、行列の基本演算のためのメッセージパッシングライブラリ

PARBLAS

共有メモリ用の並列版 BLAS （for SX のみ）

CBLAS

BLAS の C インタフェース

SBLAS

スパース BLAS(ACM Algorithm 692 参照)

FFT

HP VECLIB 並びに SGI/CRAY LIBSCI 3.1 のインタフェースを持つ FFTHP VECLIB 並びに SGI/CRAY LIBSCI 3.1 のインタフェースを持つ共有

PARFFT
メモリ用の並列版 FFT （for SX のみ）
METIS

行列、グラフの並べ変え、分割ライブラリ

ParMETIS

行列、グラフの並べ変え、分割ライブラリの並列版(MPI による並列版)

SOLVER

対称疎行列線形問題の直接法ソルバ

ARPACK

大規模固有値解析

プログラミング言語・コンパイラ���������� ��� �� （スーパーコンピュータ）
Fortran90/SX ・ sxf90,sxmpif90
C++/SX ・ sxcc,sxmpicc
���� ������ ������� （並列コンピュータ）
Fortran95 ・ f95,mpif95
C++ ・ cc,mpicc

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ライブラリ・アプリケーションの紹介— 71 —

利用方法
各ライブラリをリンクするには、コンパイル時にオプションを指定します。
それぞれのリンク用オプションについてはマニュアルをご参照下さい。
スーパーコンピュータで LAPACK をリンクする例[gen00 ~]$ sxf90 source.f -llapack -lblas

マニュアル�����K������
HTML 形式のマニュアルを提供しています。
並列コンピュータ（gen.isc.tohoku.ac.jp）にログイン後、以下のコマンドでご覧下さい。

スーパーコンピュータ SX-9 用[gen00 ~]$ w3m /usr/ap/MathKeisan-man/SX-9/J/index.html

����� K����� L�������
以下の URL を参考にして下さい。
インテル MKL ：http://www.xlsoft.com/jp/products/intel/perflib/mkl/

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SENAC Vol. 45, No. 2（2012.4）

䜰䝥䝸䜿䞊䝅䝵䞁㻌
非経験的分子軌道計算プログラム

㻳㼍㼡㼟㼟㼕㼍㼚㻜㻥㻘㻌㻜㻟

Gaussian プリポストシステム

㻳㼍㼡㼟㼟㼂㼕㼑㼣

汎用構造解析プログラム

㻹㻿㻯㻚㻹㼍㼞㼏㻌㻛㻌㻹㻿㻯㻚㻹㼍㼞㼏㻌㻹㼑㼚㼠㼍㼠

構造解析用汎用プリポストソフトウェア

㻹㻿㻯㻚㻼㼍㼠㼞㼍㼚

数式処理プログラム

㻹㼍㼠㼔㼑㼙㼍㼠㼕㼏㼍

科学技術計算言語㻹㻭㼀㻸㻭㻮

データ解析システム㻿㻭㻿

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ライブラリ・アプリケーションの紹介

非経験的分子軌道計算プログラム

��uss���09�0�

Gaussian は、Carnegie-Mellon 大学の Pople を中心として開発された分子軌道計算プログラムパッケージです。広範囲にわたる非経験的モデルおよび半経験的モデルをサポートしています。
本センターの Gaussian には、以下のような特長があります。
* 最大 16 並列までの並列処理が行え、実行時間の短縮が可能です。
* スクラッチファイル(テンポラリファイル)を専用の高速ディスクに置くことにより、ファイル入出力時間が短縮されます。
サービスホスト・バージョン
gen.isc.tohoku.ac.jp ・ Gaussian09 RevC.01
Gaussian03 RevE.01
利用方法
Gaussian のプリポストシステムとして GaussView を提供しています。
以下は Gaussian 利用方法の概要です。
��コマンドGaussian のインプットファイルは、拡張子を .com とします。 (例： e2_01.com )※インプットファイルを Windows のエディタで作成した場合、拡張子.com のファイルは Windows では実
行ファイルと認識されるため、 誤ってダブルクリックなどでインプットファイルを実行しないようご注意下
さい。 また、ファイル転送ソフトで gen に転送する際にはアスキーモードを指定し、転送して下さい。
gen.isc.tohoku.ac.jp にログイン後、 subg09（gaussian03 利用時には、subg03）コマンドに、キュー名と入力プログラム名を指定することにより、バッチリクエストとして実行が行われます。
e2_01.com を解析するコマンド例(subg09 コマンドに入力ファイルを指定する際は拡張子 .com を省きます)[gen00 ~]$ subg09 a16 e2_01

subg09 コマンドで指定できるキュー
キュー名（ジョブクラス）
asa8
a16

利用可能 CPU 数
(並列数)
1
8
16

CPU 時間無制限
無制限
無制限

データの大きさなどにより投入するキューを選択して下さい。

メモリサイズ制限(GBytes)
16
128
256

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SENAC Vol. 45, No. 2（2012.4）

8 ��� 16 並列実行の�定
本センターでサービスしている Gaussian では、8 または 16 並列での並列処理が可能です。大きな分子の解析にぜひご活用下さい。
8または16並列で実行するには、ルートセクションにLink 0コマンドの%NProc=並列数を追加します。
手入力の場合は、テキストエディタで先頭行に追加、 GaussView 等ではインプットファイル作成画面の Link 0 section の項に追加して下さい。
実行時には、subg09 コマンドでキュー a8 または a16 を指定して下さい。
��メモリ量の�定
実行して「メモリ量が足りない」というエラーになった場合は、 Link 0 コマンド %Mem= で使用メモリ量を増やして下さい。
16 並列、メモリ 16GB の設定をしたインプットファイル e2_01.com を実行する例[gen00 ~]$ cat e2_01.com ← インプットファイルの内容を表示%NProc=16← 並列数%Mem=16Gb← メモリ量# RHF/6-31G(d) Pop=Full Test
Formaldehyde Single Point
0 1
C 0. 0. 0.
O 0. 1.22 0.
H .94 -.54 0.
H -.94 -.54 0.
[gen00 ~]$ subg09 a16 e2_01
実行��
計算が終了すると、インプットファイル名に拡張子.log がつけられた結果ファイル (例： e2_01.log )が作成されます。計算結果をはじめ、CPU 時間などの計算機使用量に関する情報もここに含まれます。
正常終了ならば、このファイルの末尾に 「Normal termination of Gaussian 09.」というメッセージが出力されます。
ファイルの末尾を表示する tail コマンドで確認できます。
[gen00 ~]$ �a�� e2_01.�o�:
Job cpu time: 0 days 0 hours 0 minutes 30.7 seconds.
File lengths (MBytes): RWF= 11 Int=
0 D2E=
0 Chk=
8 Scr=
Normal termination of Gaussian 09 at Mon Nov 1 12:00:00 2006.

1

結果ファイルの詳細な見方は、マニュアル等をご参照下さい。

14

ライブラリ・アプリケーションの紹介— 75 —

チェックポイントファイル
チェックポイントファイルは、デフォルトで作成される結果ファイル（.log ファイル）より詳細な結果が出力され、計算のやり直しや結果を画像表示するためなどに使用されます。チェックポイントファイルを出力するには、ルートセクションに Link 0 コマンドの %Chk=チェックポイントファイル名 を追加します。
マニュアル
本センター本館 1 階 利用相談室に以下の資料を備えてあります。
電子構造論による化学の探求 第二版,ガウシアン社,1998
Gaussian 09 User's Reference
Gaussian 09 IOps Reference
Gaussian 09 Online Manual, http://www.gaussian.com/
Gaussian プログラムによる量子化学計算マニュアル ： 堀憲次，丸善出版
すぐできる量子化学計算ビギナーズマニュアル ： 武次鉄也，講談社
すぐできる分子シミュレーションビギナーズマニュアル ： 長岡正隆，講談社
Gaussian プログラムで学ぶ情報化学・計算化学実験 ： 堀憲次，丸善出版

Gaussian プリポストシステム

Gauss�i��

GaussView は、分子軌道計算プログラム Gaussian のプリポストシステムです。
Windows XP、Windows Vista, Windows 7, Linux 搭載のパソコンなどで動作し、入力データの作成、計算結果の可視化を 3 次元的に行うことができます。
バージョン
5.0.9
お申し込み
利用ご希望の方に、 GaussView の CD-ROM を貸し出しいたします。
利用条件
・東北大学内の方
CD-ROM は、お手数ですが Gaussian 利用申請書をホームページよりダウンロードしてご記入の上、当センターまで直接取りにいらして下さい。
利用方法
インストール方法、データ作成方法などについては同梱マニュアルまたは以下のＨＰをご参照下さい。
ヒューリンクス Gauss View 5：

http://www.hulinks.co.jp/software/gaussview/

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SENAC Vol. 45, No. 2（2012.4）

並列コンピュータ gen.isc.tohoku.ac.jp の Gaussian で解析を実行する手順
1. 入力データ作成後、Gaussian のインプットファイル「.com」としてエクスポートします。
2. インプットファイルを gen.isc.tohoku.ac.jp に転送します。
3. gen.isc.tohoku.ac.jp にログインします。
4. subg09 コマンドにより解析を実行します。
5. 結果ファイルを転送し GaussView で表示します。
チェックポイントファイル(.chk)は、Gaussian のユーティリティコマンド formchk により書式付(.fchk)に変換後転送して下さい。

汎用構造解析プログラム

���.�arc � ���.�arc �entat

MSC.Marc は有限要素法による非線形汎用構造解析プログラムです。世界中で広く利用され最も評価を受けているプログラムの一つで、その扱える解析は以下の通り非常に広範囲にわたっています。
非線形／大変形／接触／弾塑性／剛塑性／破壊／熱伝導／動的非線形／境界非線形流体と固体の連成／電気伝導と熱伝導の連成／熱と応力の連成
MSC.Marc Mentat は、汎用構造解析プログラム Marc の会話型プリ／ポストプロセッサとして、有限要素モ
デルの作成および解析結果の表示が行えます。
サービスホスト・バージョン
gen.isc.tohoku.ac.jp ・ MSC.Marc /Mentat 2010.2
利用方法
Marc のプリポストプロセッサとして、Mentat の他に MSC.Patran も提供しています。

run_marc コマンドでの解析実行
実行コマンドMarc の入力ファイルは、拡張子を .dat とします。 (例： job_name.dat )gen.isc.tohoku.ac.jp にログイン後、 run_marc コマンドに入力ファイル名を指定し実行することにより、バッチリクエストとして解析が行われます。
(バッチリクエストは am (Marc 専用、CPU 時間無制限、最大メモリ 16GB)というキューに投入されます)
job_name.dat を解析するコマンド例(run_marc コマンドに入力ファイルを指定する際は拡張子 .dat を省きます)[gen00 ~]$ run_marc -jid job_name -v n   — 77 —

ライブラリ・アプリケーションの紹介

�un_ma�� の������ン
オプション-jid (-j) job_name (必須)説明
入力ファイル名 job_name.dat を指定-cpu 秒数

cpu 時間の制限

-ver
(-v)

yes(デフォルト)no-user (-u) user_name

バッチリクエスト投入前に確認する。
バッチリクエストをただちに投入する。
ユーザサブルーチン user_name.f を指定

その他のオプションは、「マニュアル C 編 プログラム入力 付録 B 表 B-2」 をご参照下さい。
����
バッチリクエストが終了すると、主に以下のようなファイルが作成されます。
job_name.out
job_name.log
job_name.t16
job_name.sts
job_name.batch_err_log(解析結果)(解析ログ)(ポストファイル)(ステータスレポートファイル)(エラーログ)

解析時の指定によって、この他にもファイルが作成されます。
それらのファイルの概要は、「マニュアル C 編プログラム入力 付録 B 表 B-1」 をご参照下さい。

終了番号 (e�it numbe�)
解析結果ファイル( job_name.out )の末尾にある marc exit number により、正常に終了したか、エラー
終了か、またエラー終了の場合はその原因がわかります。
終了番号を確認する(tail コマンドで job_name.out の末尾を表示)[gen00 ~]$ tail job_name.out***********************************************************MSC.Marc Exit number 3004
[gen00 ~]$check marc exit passed17

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SENAC Vol. 45, No. 2（2012.4）

終了番号
3004

説明
正常終了

13

入力データにデータエラーが検出された。

2004

剛体変位が発生している、または全体剛性マトリクス
が非正定マトリクスになっている。

3002

指定したリサイクル数内で収束しない。

この他の番号については、「マニュアル C 編 プログラム入力 付録 A」 をご参照下さい。
プリポストプロセッサ Mentat からの解析実行
Mentat の��
Mentat の起動には、並列コンピュータに接続する際に X forwarding の設定を行う必要があります。

yourhost$ ssh -X ฼⏝⪅␒ྕ@gen.isc.tohoku.ac.jp:[gen00 ~]$ mentat

解析実行
Mentat 上でモデルを作成し、解析のための設定を行った後、メインメニュー

JOBS

->

RUN

->

submit1という操作をすることで、バッチリクエストとして解析を実行します。
(バッチリクエストは a� (Marc 専用、CPU 時間無制限、最大メモリ 16GB)というキューに投入されます)

スタティックメニュー

FILES

->

MARC INPUT FILE WRITEとすることで、run_marc コマンド用入力ファイル( .dat ファイル)を作成することができます。

ライブラリ・アプリケーションの紹介— 79 —

サンプルプログラム
����マニュアル E 編に掲載されている例題が、並列コンピュータ
gen.isc.tohoku.ac.jp の/usr/ap/MSC2010/marc2010.2/demo/にあります。
コピーしてご利用下さい。
������
マニュアル「ユーザガイド」 に掲載されている例題のプロシジャファイルが、
並列コンピュータ gen.isc.tohoku.ac.jp の/usr/ap/MSC2010/mentat2010.2/examples/marc_ug/にあります。
コピーしてご利用下さい。
マニュアル
PDF 形式のマニュアルを提供しています。
各マニュアルは、並列コンピュータ（gen.isc.tohoku.ac.jp） の以下のディレクトリにあります。
並列コンピュータにログイン後、acroread コマンドでご覧下さい。
リリースガイド/usr/ap/MSC2010/mentat2010.2/doc/
release_guide2010r2.pdf: 2010r2 英語版
release_guide2010r1.pdf: 2010r1 英語版
release_guide2010r1_jpn.pdf: 2010r1 日本語版
和文(MSC.Marc2003 版)
vola.pdf
volb.pdf
volc.pdf
vold.pdf
vole.pdf
new_features.pdf
marc_ug.pdf
mt_help_ref.pdf
xsec_adden.pdf/usr/ap/MSC2010/mentat2010.2/doc/japanese/: A 編 理論およびユーザー情報: B 編 要素ライブラリ: C 編 プログラム入力: D 編 ユーザサブルーチンおよび特別ルーチン: E 編 例題集
: 新機能ガイド: ユーザガイド: Mentat 2003 ヘルプリファレンス: ドキュメント補足資料

English version /usr/ap/MSC2010/mentat2010.2/doc/vola.pdf: Volume A：Theory and User Information
volb.pdf: Volume B：Element Library
volc.pdf: Volume C：Program Input
vold.pdf: Volume D：User Subroutines and Special Routinesvole.pdf: Volume E：Demonstration Problems
release_guide.pdf: release Guide19

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SENAC Vol. 45, No. 2（2012.4）

有限要素法プログラム汎用プリポストソフトウェア

����������

MSC.Patran は、有限要素法構造解析プログラム MSC.Nastran 用として開発されたプリポストソフトウェアです。本センターでは Marc の利用をサポートするためにサービスしています。
MSC.Patran は多くの CAD に対応するダイレクトインターフェースを介して、正確で迅速な CAD 形状のインポートが可能です。さらに優れた特長として、高水準のメッシュ作成機能や可視化機能に加え、 Marc との親和性が高いことが挙げられます。
バージョン
MSC.Patran2012 Windows 版，Linux 版
お申し込み
利用条件（以下の条件をすべて満たしている方）
・大規模科学計算システムの利用者番号を持っている方
・本センターでサービスしている Marc のプリポストとして利用する方・東北大学内の方
利用ご希望の方は、共同利用支援係までお問い合わせ下さい。

数式処理プログラム

�����������

Mathematica は Stephen Wolfram によって作られた、プログラミング言語を備えた数式処理システムです。
Mathematica の機能は、数値計算、記号計算、グラフィックスという 3 つに大別でき、この 3 つが一体となって使いやすいインタフェースを提供しています。
サービスホスト・バージョン
gen.isc.tohoku.ac.jp ・ version 8.0.4
利用方法����������� ������� ��
GUI 版の Mathematica の起動には、並列コンピュータに接続する際に X forwarding の設定と、フォントパスの設定を行う必要があります。

yourhost$ ssh -X -L 7100:gen.isc.tohoku.ac.jp:7100 利用者番号@gen.isc.tohoku.ac.jp:[gen00 ~]$ mathematica

20

ライブラリ・アプリケーションの紹介— 81 —

���スト��
yourhost$ ssh 利用者番号@gen.isc.tohoku.ac.jp:[gen00 ~]$ math

Mathematica の基本的な使い方は、 マニュアル・参考資料 や、Web などをご参照下さい。
マニュアル・参考資料
参考資料
本センター本館１階 利用相談室に、以下の資料を備えてあります。
スティーブンウルフラム Mathematica ブック (日本語版) ： トッパン
Mathematica 方法と応用 ： J.W. グレイ，サイエンティスト社
Mathematica プログラミング技法 ： R. メーダー，トッパン
入門 Mathematica ： 日本 Mathematica ユーザー会，東京電機大学出版局
はやわかり Mathematica ： 榊原進，共立出版
もっと Mathematica で数学を ： 吉田孝之，培風館

科学技術計算言語

��T���

MATLAB は高機能な数値計算機能と多彩な可視化機能を備えた技術計算ソフトウェアです。科学的、工学的分野の様々な数値計算(特に行列演算)、データ解析、シミュレーション、およびビジュアライゼーションのための統合環境を提供しています。
サービスホスト・バージョン
gen.isc.tohoku.ac.jp ・ Version 7.14.0 (R2012a)
Toolbox
センターで導入している Toolbox です。
MATLAB
Simulink
Communications Blockset
Communications ToolboxControl
System Toolbox
Extended Symbolic Math
Fixed-Point Toolbox
Fuzzy Logic Toolbox
Image Processing Toolbox
MATLAB Compiler
Model Predictive Control Toolbox
Neural Network Toolbox
Optimization Toolbox
Partial Differential Equation Toolbox
Real-Time Workshop21

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SENAC Vol. 45, No. 2（2012.4）

Robust Control Toolbox
Signal Processing Blockset
Signal Processing Toolbox
Simulink Accelerator
Simulink Control Design
Simulink Fixed Point
Simulink Response Optimization
Simulink Verification and Validation
Spline Toolbox
Statistics Toolbox
Symbolic Math Toolbox
System Identification Toolbox
Wavelet Toolbox

利用方法������ ������� ��
GUI 版の MATLAB の起動には、並列コンピュータに接続する際に X forwarding の設定を行う必要があります。

yourhost$ ssh -X �����@gen.isc.tohoku.ac.jp:[gen00 ~]$ matlab

22

ライブラリ・アプリケーションの紹介— 83 —

�������
GUI を使用せず、コマンドライン上で起動することも出来ます。

(yourhost)$ ssh �����@gen.isc.tohoku.ac.jp:[gen00 ~]$ matlab –nojvm –nosplash –nodesktop -nodisplay< M A T L A B (R) >Copyright 1984-2012 The MathWorks, Inc.
Version 7.14.0.739 (R2012a) 64-bit (glnxa64)
February 9, 2012
To get started, type one of these: helpwin, helpdesk, or demo.
For product information, visit www.mathworks.com.
>>

�������
Matlab の組み込み並列処理機能を使用し、32 並列までの処理が可能です。最大メモリも 512GB まで利用可能です。大規模な計算にご利用下さい。
関数 test を実行するためには以下の様なバッチリクエスト用シェルスクリプトファイルを作成し、job-m というファイル名で保存した例です。ジョブは ��� クラスに投入します。

[gen00 ~] cat job-mЋࢪࣙࣈࣇ࢓࢖ࣝࡢ୰㌟ࢆ⾲♧#PBS –q m32
cd $PBS_O_WORKDIR
matlab –nojvm –nosplash –nodesktop –r test

以下のコマンドでジョブを投入します。

[gen00 ~]$ qsub job-m
Request 1234.job submitted to queue: m32.

MATLAB の基本的な使い方は、 マニュアル・参考資料などをご参照下さい。

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SENAC Vol. 45, No. 2（2012.4）

サンプルプログラム
MATLAB には豊富なデモがありますので、ご利用下さい。
MATLAB 上で、demo コマンドを実行すると、デモ画面が開きます。

マニュアル・参考資料
マニュアル
日本語オンラインマニュアルが公開されています。以下のページをご参照下さい。
http://www.mathworks.co.jp/help/ja_JP/techdoc/index.html
参考資料
本センター本館１階 利用相談室に、以下の資料を備えてあります。
MATLAB による制御理論の基礎 ： 野波健蔵，東京電機大学出版局
MATLAB による制御のためのシステム同定 ： 足立修一，東京電機大学出版局
だれでもわかる MATLAB ： 池原雅章，培風館
はやわかり MATLAB 第 2 版 ： 芦野隆一，共立出版
最新 MATLAB ハンドブック第 3 版 ： 小林一行，秀和システム
MATLAB グラフィックス集 ： 小国 力，朝倉書店
MATLAB と利用の実際 ： 小国 力，サイエンス社
MATLAB の総合応用 ： 高谷邦夫，森北出版
最新使える！MATLAB ： 青山貴伸，講談社
使える！MATLAB/Simulink プログラミング ： 青山貴伸，講談社
MATLAB による画像＆映像信号処理 ： 村松正吾，CQ 出版
Matlab によるグラフ描画 ： 西村竜一 (広報誌 SENAC Vol.37 No.1 (2004-1))
高機能数値計算・可視化機能ソフト MATLAB の基本的な使い方 ： 陳国曜 他(広報誌 SENAC Vol.29 No.4 (1996-10))

データ解析システム���SAS(Statistical Analysis System) は、基本システムである BaseSAS ソフトウェアを中心とした汎用統計パッケージです。
サービスホスト・バージョン
gen.isc.tohoku.ac.jp ・ SAS 9.2

ライブラリ・アプリケーションの紹介— 85 —

導入プロダクト当センターで導入している SAS プロダクトです。
Base SAS
SAS/ETS
SAS/GRAPH
SAS/STAT

利用方法【対話型ディスプレイマネージャでの実行】
対話型ディスプレイマネージャとは、ウィンドウ画面を使って対話形式で SAS システムに命令を与えたり、メッセージを受け取ったりすることの出来る処理モードです。
��� ���
SAS の起動には、並列コンピュータに接続する際に X forwarding の設定を行う必要があります。

yourhost$ ssh -X ฼⏝⪅␒ྕ@gen.isc.tohoku.ac.jp:[gen00 ~]$ sas

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SENAC Vol. 45, No. 2（2012.4）

���、��t��t、�����a� ���t��、�������、�es��ts、������e� の 6 つのウィンドウが開きます。
�����a� ���t�� ウィンドウで、SAS プログラムを作成した後、 �����a� ���t�� ウィンドウ上のメニュー「Run」→「Submit」で、プログラムが実行されます。 結果は ��t��t ウィンドウに出力されます。
【コマンドでの実行】
X Window System 環境がなくても SAS の利用が可能です。
実行コマンドSAS の入力ファイルは、拡張子を .sas とします。 (例： test01.sas )gen.isc.tohoku.ac.jp にログイン後、sas コマンドに入力ファイル名を指定し実行することにより、会話型
処理として実行が行われます。
例）test01.sas を実行する(sas コマンドに入力ファイルを指定する際は拡張子 .sas を省きます)[gen00 ~]$ sas test01

実行��
実行後、カレントディレクトリに 2 つのファイルが作成されます。
test01.lst
test01.log(実行結果)(ログ)

SAS の基本的な使い方は、参考資料などをご参照下さい。
参考資料
本センター本館１階 利用相談室に、以下の資料を備えてあります。
SAS によるデータ解析入門[第 2 版] ： 市川伸一，大学出版会
SAS による共分散構造分析 ： 野田秀樹，東京大学出版会
SAS による実験データの解析 ： 高橋行雄，東京大学出版会
SAS による統計分析 ： 高柳良太，オーム社
データ解析のための SAS 入門 ： 宮岡悦良，朝倉書店
実用 SAS 生物統計ハンドブック ： サイエンティスト社
SAS による統計分析入門 ： 八巻邦次 (広報誌 SENAC Vol.35 No.2 (2002-7))