JP3857576B2 - 高分子材料設計システムおよび高分子材料設計プログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高分子材料設計システムおよび高分子材料設計プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、材料設計や機器設計においては、理論的な実証を行う前の数値解析やシミュレーションが重要である。
【０００３】
解析やシミュレーションを行うプログラム、いわゆる、解析エンジンは、多くのものが流通しており、それぞれの解析エンジンで入出力データを規定している。
すなわち、解析エンジンに応じて、或る定まったデータ形式の入力データに対しては、解析結果として、或る定まったデータ形式の出力データとして出力する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように解析エンジン毎に定まったデータ形式の入出力データとなっているので、データ形式が異なる複数の入力データを解析するには、各データ形式毎に解析エンジンを準備して各解析エンジン毎に解析を行うか、あるいは、或るデータ形式に対応する解析エンジンを準備して異なるデータ形式の入力データは、前記或るデータ形式に変換して解析エンジンで解析を行う必要があり、したがって、解析エンジンの数が多くなったり、変換回数が増えたりするといった難点がある。
【０００５】
また、或る解析エンジンの解析結果を、さらに解析内容が異なる他の解析エンジンで解析するためには、両解析エンジンのデータ形式が異なっている場合には、前記或る解析エンジンに対応したデータ形式の出力データを、前記他の解析エンジンに対応したデータ形式の入力データに変換するプログラムが必要になるといった難点がある。
【０００６】
さらに、解析エンジンを用いた解析結果は、解析エンジン毎に定まったデータ形式の出力データとなっており、かかる出力データは、数値の羅列であって、その数値がどのような意味を持つかを把握するには、マニュアルを参照するなどして調べる必要があり、解析結果の分析が面倒であった。
【０００７】
本発明は、上述のような点に鑑みて為されたものであって、解析エンジンの入出力データのデータ形式を共通化できるようにして効率的な解析を行える環境を提供することを主たる目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上述の目的を達成するために、次のように構成している。
【０００９】
すなわち、本発明の高分子材料設計システムは、分子構造データを解析手段で解析処理して出力する高分子材料設計システムであって、入力データを前記解析手段に入力するための入力用のデータ規定手段と、前記解析手段による解析処理結果を出力データとして出力するための出力用のデータ規定手段とを備え、前記入出力データは、変数の値を含むデータ部と、該データ部のデータを定義する変数名、変数の型、変数の意味および変数の単位を含む定義部とからなるデータ形式であって、複数分子から構成される分子群を表現する変数と、個々の分子は複数の原子から構成され該個々の原子を表現する変数と、分子群を構成する個々の原子の座標、速度、力を表現する変数とを含み、前記入力用のデータ規定手段は、入力データを該定義部で定義されているデータがデータ部のどのデータに相当するかを解析し、定義とデータとを関連付けて前記解析手段の入力データ記憶領域に記憶させ、前記出力用のデータ規定手段は、出力データ記憶領域に定義と関連付けて記憶されている前記解析手段による解析処理結果のデータを読み出し、データ部と該データ部のデータを定義する定義部とからなるデータ形式の出力データとして出力することを特徴とする。また、本発明の高分子材料設計プログラムは、分子構造データを解析手段で解析処理して出力するためにコンピュータを、入力データを前記解析手段に入力する入力用のデータ規定手段として機能させ、前記解析手段による解析処理結果を出力データとして出力する出力用のデータ規定手段として機能させ、前記入出力データは、変数の値を含むデータ部と、該データ部のデータを定義する変数名、変数の型、変数の意味および変数の単位を含む定義部とからなるデータ形式であって、複数分子から構成される分子群を表現する変数と、個々の分子は複数の原子から構成され該個々の原子を表現する変数と、分子群を構成する個々の原子の座標、速度、力を表現する変数とを含み、前記入力用のデータ規定手段は、入力データを該定義部で定義されているデータがデータ部のどのデータに相当するかを解析し、定義とデータとを関連付けて前記解析手段の入力データ記憶領域に記憶させ、前記出力用のデータ規定手段は、出力データ記憶領域に定義と関連付けて記憶されている前記解析手段による解析処理結果のデータを読み出し、データ部と該データ部のデータを定義する定義部とからなるデータ形式の出力データとして出力することを特徴とする。さらに、 [kg] 、 [rad] 、 [J] 、 [kJ] 、 [K] 、 [mol] 、 [nm] をシステムが保有する基本単位系とし、これを組み合わせることで、単位系を定義できることを特徴とする。
【００１０】
本発明によると、解析手段の入出力データを所定のデータ形式としているので、解析エンジンの入出力データのデータ形式を共通化できることになり、従来のように、異なるデータ形式毎に解析エンジンを必要とすることもなく、また、一旦所定のデータ形式に変換した後は、異なる解析内容の解析エンジンであっても、従来のようにデータ形式を変換する必要がなく、変換回数を低減できることになる。さらに、所定のデータ形式は、データ部と該データ部のデータを定義する定義部とからなるので、単なる数値データの羅列である従来例のように、その数値がどのような意味を持つかを把握するために、マニュアルなどを参照することなく、定義部から容易に把握できることになる。
【００１１】
本発明によると、データ部の変数名、型、意味および単位を容易に把握できることになる。
【００１３】
本発明によると、所定のデータ形式のデータを、定義部の定義に関連付けて記憶領域に取り出しやすいように記憶させることができるので、記憶させたデータに対して、編集、表示やその他の処理を容易に行える。
【００１４】
本発明によると、記憶させたデータに対する処理も容易に行えることになる。
【００１５】
本発明の一つの実施態様においては、高分子材料設計システムは、前記記憶領域に記憶されているデータに対して、簡易言語プログラムに従って操作を行うデータ操作手段を備える構成とし、また、高分子材料設計プログラムは、前記コンピュータを、前記記憶手段に記憶されているデータに対して、簡易言語プログラムに従って操作を行うデータ操作手段として機能させるものである。
【００１６】
本発明によると、データ部と定義部とからなる所定のデータ形式に対応して記憶領域にデータが記憶されているので、データに対する様々な操作、例えば、編集、表示、印字といったような操作を簡易言語プログラムで実行させることができる。
【００１７】
また、記憶領域には、変数の値と、その変数名、型、意味および単位とが対応付けて記憶されているので、前記データ操作手段は、より簡易な拡張簡易言語プログラムを用いてデータに対する様々な操作を記述することができ、この拡張簡易言語プログラムを、変換インターフェースを用いて簡易言語に変換して操作を実行することができる。
【００１８】
さらに、頻繁に使用される所定の操作に対応する拡張簡易言語プログラムは、アクションファイルとして格納しておくことにより、前記所定の操作を容易に行えることになる。
【００１９】
本発明の好ましい実施態様においては、高分子材料設計システムは、前記解析手段による解析処理の実行を制御する解析制御手段を備える構成とし、また、高分子材料設計プログラムは、前記コンピュータを、前記解析手段による解析処理の実行を制御する解析制御手段として機能させるものである。
【００２０】
本発明によると、解析処理の開始や終了などを制御することができる。
【００２１】
本発明の他の実施態様においては、高分子材料設計システムは、前記解析制御手段が、前記解析処理の停止および再開を指示するデータが格納されたコントロールファイルおよび変更できる変数を定義するパラメータファイルを含む構成であり、また、高分子材料設計プログラムは、前記解析制御手段による解析処理の停止および再開を指示するデータが格納されたコントロールファイルおよび変更できる変数を定義するパラメータファイルを含むものである。
【００２２】
本発明によると、コントロールファイルの指示に従って解析処理を一旦停止し、パラメータファイルで定義された変数を変更して解析処理を再開することができる。
【００２３】
本発明の更に他の実施態様においては、前記解析制御手段は、解析処理を監視するものである。
【００２４】
本発明によると、長時間に亘る解析処理の実行状態を監視することができる。
【００２５】
本発明の他の実施態様においては、監視する変数を定義するとともに、その変数のデータが、前記所定のデータ形式で更新記憶されるサマリファイルを含むものである。
【００２６】
本発明によると、サマリファイルで定義された変数を監視し、その変数の値をサマリファイルに更新記憶するので、解析経過時間に応じて、監視対象の変数が、どのように変化するかを監視できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一つの実施の形態に係る科学技術計算解析システムの機能の関連を示すブロック図である。
【００２９】
この実施の形態の科学技術計算解析システムは、例えば、コンピュータシステムで構成されており、本発明に係る科学技術計算解析プログラムによって処理が実行されるものであり、入力データファイル１からのデータを入力して解析エンジン２で解析処理し、その結果を，出力データファイル３に出力するものである。
【００３０】
この実施の形態の科学技術計算解析システムでは、異なる解析エンジンを利用する場合であっても、その入出力データの形式を共通化できるようにして効率的な解析を行えるようにするために、次のように構成している。
【００３１】
すなわち、入力データファイル１は、データ部と該データ部のデータを定義するデータ定義部とからなる所定のデータ形式であるＵＤＦ（Ｕｓｅｒ Ｄｅｆｉｎａｂｌｅ Ｆｏｒｍａｔ）形式のファイルとなっている。
【００３２】
このＵＤＦ形式のデータ部は、データの実体となる部分であって、変数（パラメータ）の値から構成され、データ定義部は、データを定義する部分であって、変数名、変数の型、変数の意味および変数の単位などからなり、従来例のような単なる数値の羅列ではなく、定義された順番でデータが配列されている。
【００３３】
なお、ＵＤＦ形式の具体例は、図１７〜図１９に基づいて、後述する。
【００３４】
この実施の形態では、このようなＵＤＦ形式の入力データファイル１を、解析エンジン２に入力するための入力用のデータ規定手段４1を備える一方、解析処理結果を、ＵＤＦ形式の出力データとして出力データファイル３に出力するための出力用のデータ規定手段４2を備えている。
【００３５】
図２は、入力用のデータ規定手段の動作説明に供するフローチャートである。
【００３６】
データ定義部１ａおよびデータ部１ｂからなるＵＤＦ形式の入力データファイル１からファイル入力機能によってテキストデータを取り込む（ステップｎ１）。字句解析（ステップｎ２）、構文解析（ステップｎ３）および意味解析（ステップｎ４）を行うことによって、データ定義部１ａで定義されているデータが、データ部１ｂのどのデータに相当するかを解析し、定義とデータとを関連付けてデータを取り出す易いように入力データ記憶域５に記憶させる。
【００３７】
図３は、以上のようにして取り込んで入力データ記憶域５に記憶した入力データに対する解析エンジン２による解析処理の動作説明に供するフローチャートである。定義と関連付けて入力データ記憶域５に記憶されている入力データの内から解析に必要なデータを、データ抽出機能によって抽出し（ステップｎ１）、解析ループを開始し（ステップｎ２）、解析機能によって解析処理を行い（ステップｎ３）、この実施の形態では、データ更新機能によって、一回の処理毎に、その結果のデータを、ＵＤＦ形式に対応して定義と関連付けて出力データ記憶域６に更新記憶し（ステップｎ４）、解析ループが終了したら終了する（ステップｎ５）。
【００３８】
したがって、出力データ記憶域６には、最終的な解析処理結果の出力データが定義と関連付けて記憶されることになる。
【００３９】
図４は、以上のようにして解析処理が終了して出力データ記憶域６に記憶されているデータを、図１の出力用のデータ規定手段４2を介して出力データファイル３に出力する場合の処理を示すフローチャートである。
【００４０】
ファイル出力機能によって、出力データ記憶域６のバイナリデータである出力データを読み出し、テキストデータであるデータ定義部３ａとデータ部３ｂとからなるＵＤＦ形式にして出力データファイル３に出力する（ステップｎ１）。
【００４１】
解析結果が出力される出力データファイル３は、変数の値からなるデータ部と、その変数名、変数の型、変数の意味および変数の単位などからなるデータ定義部とからなるＵＤＦ形式であるので、従来例に比べて、変数の値の意味を容易に把握することができ、解析結果の分析が容易となる。
【００４２】
また、ＵＤＦ形式では、データを定義できるので、解析エンジンを開発する開発者と解析を行う解析者が、変数の意味を容易に共有化できることになり、それぞれの業務の支援に役立つ。
【００４３】
さらに、従来では、入出力データのデータ形式に応じた解析エンジンとするか、あるいは、入出力データを解析エンジンに応じて変換する必要があったのに対して、ＵＤＦ形式のみの解析エンジンだけでよく、入力データを、一旦ＵＤＦ形式に変換した後は、ＵＤＦ形式のどの解析エンジンでも解析を行えることになり、従来例に比べてデータの変換の回数を低減できることになる。また、出力データをグラフ化する場合にも、従来では、データ形式に応じたプログラムが必要であったけれども、ＵＤＦ形式の対応したプログラムだけで済むことになる。
【００４４】
（実施の形態２）
図５は、本発明の他の実施の形態に係る科学技術計算解析システムの機能の関連を示すブロック図であり、上述の実施の形態に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００４５】
この実施の形態の科学技術計算解析システムは、解析エンジン２による解析処理の実行を制御する解析制御手段としてのコントロール（ＣＯＮＴＲＯＬ）ファイル７を備えるとともに、解析処理において、変更できるパラメータ（変数）を定義するパラメータ（ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ）ファイル８を備えている。
【００４６】
コントロールファイル７は、解析エンジン２による解析処理の開始、終了、停止、再開を指示するデータであり、パラメータファイル８は、変更できるパラメータを定義するものであって、上述の入力データファイル１や出力データファイル３と同様に、データ定義部とデータ部とからなるＵＤＦ形式となっており、入力用のデータ規定手段４1を介して上述の入力データと同様に解析エンジン２に取り込まれる。
【００４７】
図６は、この実施の形態の解析エンジン２による解析処理の動作説明に供するフローチャートである。
【００４８】
先ず、上述の実施の形態と同様に、定義と関連付けて入力データ記憶域５に記憶されているデータの内から解析に必要なデータを、データ抽出機能によって抽出し（ステップｎ１）、解析ループを開始し（ステップｎ２）、解析制御判定機構によって、コントロールファイル７のデータであるコントロールデータ２０を取り込み（ステップｎ３）、そのコントロールデータ２０に応じて、中止、実行あるいは再開のいずれかに制御を分岐し（ステップｎ４）、中止の場合には、解析処理を終了し、実行の場合には、解析機能によって解析処理を行い（ステップｎ５）、データ更新機能によって、一回の処理毎に、その結果のデータを、ＵＤＦ形式に対応して定義と関連付けて出力データ記憶域６に更新記憶し（ステップｎ６）、解析ループが終了したら終了する（ステップｎ７）。
【００４９】
また、ステップｎ３において、コントロールデータ２０に基づいて、解析処理が一時停止され、後述のようにコントロールデータが変更されて再開に制御が分岐されると、上述のパラメータファイル８のデータが取り込まれたパラメータデータ記憶域９からパラメータをデータ抽出機能で抽出してそのパラメータを変更して解析処理を再開するのである（ステップｎ８）。
【００５０】
この実施の形態によれば、解析処理の途中で一時停止し、指定したパラメータを変更して解析処理を再開することができる。
【００５１】
（実施の形態３）
図７は、本発明の更に他の実施の形態に係る科学技術計算解析システムの機能の関連を示すブロック図であり、上述の実施の形態に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００５２】
この実施の形態では、上述の図５の構成において、解析エンジン２による解析処理を監視する解析制御手段としてのサマリ（ＳＵＭＭＡＲＹ）ファイル１０を備えている。このサマリファイル１０は、監視する変数を定義するものであって、上述の入力データファイル１や出力データファイル３と同様に、データ定義部とデータ部とからなるＵＤＦ形式となっており、入力用のデータ規定手段４1を介して上述の入力データと同様に解析エンジン２に取り込まれる。また、このサマリファイル１０は、監視対象とされた変数のデータが、出力用のデータ規定手段４2を介して出力される。
【００５３】
図８は、この実施の形態の解析エンジンによる解析処理の動作説明に供するフローチャートであり、図６に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００５４】
この実施の形態では、解析機能によって解析処理を行い（ステップｎ５）、一回の処理毎に、その結果のデータを、ＵＤＦ形式に対応して定義と関連付けて出力データ記憶域６に記憶する一方、サマリファイル１０で定義された監視対象となる変数のデータについては、定義と関連付けてサマリデータ記憶域１１に更新記憶される（ステップｎ６）。
【００５５】
また、このサマリデータ記憶域１１に更新記憶された監視対象の変数のデータは、例えば、図９の監視制御のフローチャートに示されるように、解析監視ループが開始されると（ステップｎ１）、監視項目表示機能によって、グラフ化して表示することも可能であり（ステップｎ２）、さらに、上述のサマリファイル１０には、監視対象の変数の値が、所定値になったら所要の処理を実行せよという指令を書き込むことができるので、かかる場合には、その監視項目が所定値になったか否かという監視項目判定を行い（ステップｎ３）、その判定結果に応じて、処理起動機能によって所要の処理を実行することもできる（ステップｎ４）。
【００５６】
この実施の形態によれば、監視したい種類のパラメータを、サマリファイル１０で指定することにより、そのパラメータを、グラフ化して表示するといったことができ、効率的に監視できることになる。
【００５７】
（実施の形態４）
本発明の科学技術計算解析システムは、上述の各実施の形態の構成に加えて、図１０の機能関連のブロック図に示される構成を追加してもよい。
【００５８】
すなわち、上述のデータ規定手段４1，４2の機能を利用してＵＤＦ形式のデータに対して所要の操作、例えば、グラフ表示、編集、あるいは、他のデータ形式のデータをＵＤＦ形式に変換するといった操作を行うデータ操作手段１２を設けるのである。
【００５９】
図１１は、このデータ操作手段１２の動作を説明するためのフローチャートである。
【００６０】
ＵＤＦ形式に対応してデータ記憶域１３に記憶されているデータに対して、所要の操作を施す場合には、拡張簡易言語プログラムによって行えるようにしている。
【００６１】
すなわち、拡張簡易言語プログラム１５を、簡易言語変換インタフェースで簡易言語プログラム１６に変換し（ステップｎ１）、ＵＤＦ形式に対応して定義に関連付けてデータ記憶域１３に記憶されているデータをデータ抽出機能によって抽出し（ステップｎ２）、簡易言語実行機能によって簡易言語プログラム１６に従って所要の処理を行って（ステップｎ３）データ更新機能によってＵＤＦ形式に対応して定義に関連付けてデータ記憶域１４に記憶させるのである（ステップｎ４）。
【００６２】
このようにＵＤＦ形式で共通化されていることを利用して、データ記憶域１３に記憶されているデータに対して、拡張簡易言語プログラム１５で所要の操作（処理）を行える。
【００６３】
したがって、所要の操作をさせるためのプログラムの作成が容易となる。
【００６４】
特に、解析システムでは、試行錯誤的に処理を行ってプログラムを作成する必要があり、かかる場合に拡張簡易言語によってプログラムを作成できるので便利である。
【００６５】
また、本発明の他の実施の形態として、試行錯誤の後、最終的に簡易言語のプログラムが決定された後は、アクション（ＡＣＴＩＯＮ）ファイルとして所要の操作を定義してもよい。すなわち、試行錯誤的に作成されて最終的に決定されたプログラムをアクションファイルとして蓄積してもよい。
【００６６】
図１２は、かかるアクションファイルを用いたデータ処理を説明するためのフローチャートである。
【００６７】
アクションファイル１７は、操作を定義する操作定義データ１８と、操作に対応した拡張簡易言語プログラム１９とからなり、選択指定された操作に対応するデータが、データ記憶域１３にあるか否かをデータ指定機能によって判断し（ステップｎ１）、そのデータが存在する場合には、操作選択機能によってアクションファイル１７で選択された操作を選択し（ステップｎ２）、その操作に対応する拡張簡易言語プログラム１９を、上述の実施の形態と同様に、簡易言語変換インタフェースで簡易言語プログラム１６に変換し（ステップｎ３）、ＵＤＦ形式に対応して定義に関連付けてデータ記憶域１３に記憶されているデータを、データ抽出機能によって抽出し（ステップｎ４）、簡易言語実行機能で簡易言語プログラム１６に従って所要の処理を行って（ステップｎ５）データ更新機能によってＵＤＦ形式に対応して定義に関連付けてデータ記憶域１４に記憶させるのである（ステップｎ６）。
【００６８】
次に、上述の各実施の形態に共通する解析エンジン２の解析制御のフローチャートを、図１３に示す。
【００６９】
先ず、解析を開始する場合には、実行する解析エンジン、入力データファイル、出力データファイル、パラメータファイル、サマリファイルを指定し（ステップｎ１）、データ規定機能によって、上述のようにＵＤＦ形式に対応して定義と関連付けて入力データ記憶域５およびパラメータデータ記憶域９にデータが記憶される（ステップｎ２）。
【００７０】
また、解析監視起動機能によって解析監視機能が起動されると（ステップｎ３）、上述の図９の処理が実行される。
【００７１】
さらに、解析エンジン起動機能によって、解析エンジンが起動されると（ステップｎ４）、上述の図８の処理が実行される。
【００７２】
実行監視ループにおいては（ステップｎ５）、解析エンジン監視機能によって解析エンジンが監視され（ステップｎ６）、パラメータデータの変更があると、データ更新機能によってパラメータデータ記憶域９のパラメータデータが更新され（ステップｎ７，ｎ８）、また、コントロールデータの変更があると（ステップｎ９）、コントロールデータ２０が変更される。
【００７３】
次に、本発明の科学技術計算解析システムを具体的な実施例に基づいて説明する。
【００７４】
ここでは、高分子材料設計に適用して▲１▼解析実行前準備、▲２▼解析実行、▲３▼解析結果分析の３段階に沿って説明する。
【００７５】
１．解析実行前準備
（１）解析データ作成
高分子材料設計では、分子構造データを組み合わせて新しい材料の設計を行う。分子構造データは、既存のデータ形式に基づく外部ファイルがよく用いられる。
【００７６】
ここでは、このような既存のデータ形式の外部データファイルからＵＤＦ形式の入力データファイルに取り込むための操作を記述したアクションファイルを利用して簡便に解析用の入力データ（解析データ）を作成するようにしている。
【００７７】
すなわち、図１４および図１５にそれぞれ示される既存のデータ形式であるｍｏｌファイルおよびＰＤＢファイルの分子構造データを、ＵＤＦ形式の入力データファイルに取り込むものである。
【００７８】
この場合、図１６に示されるように、分子構造データの取り込み先のＵＤＦファイルを開いて分子構造データの取り込みアクション、この例でモルキュールビルダー（ＭｏｌｅｃｕｌｅＢｕｉｌｄｅｒ）２１をクリックしてそのアクションプログラムを実行することにより、ＵＤＦ形式に変換されて入力データファイルとしてのＵＤＦファイルに取り込まれる。
【００７９】
図１７〜図１９は、ＵＤＦファイルに取り込まれた結果のテキスト表示の例を示しており、３つの図に分けて示している。
【００８０】
このＵＤＦ形式は、科学技術計算で用いる物理量の定義とデータ値とを緻密かつ効率的に表現するための科学技術計算用のデータ書式である。
【００８１】
ＵＤＦ形式のファイルは、図１７から図１８の略中段に亘って示されるデータ定義部３０と、図１８の略中段以降に示されるデータ部３１とからなる。
【００８２】
データ定義部３０は、使用する単位系定義３２のブロック３４と、データ構造定義３３のブロック３５とからなる。
【００８３】
単位系定義３２は、データ構造定義３３において、使用できる単位を定義するものであり、データ構造定義３３で定義される変数の単位は、単位系定義３２で定義された単位を組み合わせた式を使用して記述することができる。
【００８４】
データ構造定義３３は、変数名、変数の型、変数の意味および変数の単位を定義する。
【００８５】
ＵＤＦにおける変数の基本型は、ｉｎｔ、ｌｏｎｇ、ｓｉｎｇｌｅ、ｆｌｏａｔ、ｄｏｕｂｌｅ、ｓｔｒｉｎｇおよびこれらの配列型であるが、定義されたデータ構造の変数名を、データ構造定義ブロック内の後続の定義において変数の型として用いることができる。
【００８６】
変数の意味は、文字列で記述され、ＧＵＩ環境では変数の説明文として表示させることができる。
【００８７】
ここで、データ構造定義の例を挙げると、例えば、図１８のＶｅｃｔｏｒ３ｄ３６という変数の型は、ｆｌｏａｔという基本型のｘ，ｙ，ｚの３つの変数の組であり、単位は、ｕｎｉｔであると定義されている。ここで、ｕｎｉｔとは、外部から与えられる単位であることを示している。
【００８８】
また、Ｍｏｌｅｃｕｌｅｒ＿Ｃｏｏｒｄ３７という変数の型は、Ｖｅｃｔｏｒ３ｄという変数の型を持つａｔｏｍという変数名の配列であり、単位は、ｕｎｉｔであると定義されている。
【００８９】
また、ｐｏｓｉｔｉｏｎ３８という変数の型は、Ｍｏｌｅｃｕｌｅｒ＿Ｃｏｏｒｄという変数の型を持つｍｏｌという変数名の配列であって、単位は、上述の単位系定義３２で定義されているｓｉｇｍａであると定義されている。さらに、このｐｏｓｉｔｉｏｎ３８は、その意味がＰｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ａｔｏｍｓであると定義されている。
【００９０】
また、Ｓｅｔ＿ｏｆ＿Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ３９は、分子群を表現する変数名であり、Ｍｏｌｅｃｕｌｅという型を持つｍｏｌｅｃｕｌｅという変数名の配列であると定義されており、このＳｅｔ＿ｏｆ＿Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓは複数分子から構成され、個々の分子は複数の原子から構成される。個々の原子は、Ａｔｏｍという変数の型で表現され、図１７に示されるように、このＡｔｏｍという変数の型４０は、Ａｔｏｍ＿ＩＤ、Ａｔｏｍ＿Ｎａｍｅ、Ａｔｏｍ＿Ｔｙｐｅ＿Ｎａｍｅ、Ｃｈｉｒａｌｉｔｙ、Ｍａｉｎ＿Ｃｈａｉｎの５つのデータの並びから構成される。
【００９１】
また、図１８に示されるＳｔｒｕｃｔｕｒｅ４１は、分子群を構成する個々の原子の座標、速度、力を表現する変数である。座標、速度、力は、３次元のベクトルＶｅｃｔｏｒ３ｄの型で表現され、ｘ，ｙ，ｚの３つのデータの並びから構成される。
【００９２】
一方、図１８の略中段以降のデータ部３１は、データブロック４２で記述され、このデータブロック４２内では、データ値をデータ定義部で定義された順に記述され、これによりデータ変数名とデータ値の関連付けを効率的に行うことができる。
【００９３】
このようにデータ部には、定義されたようにデータが並んでいるので、ＵＤＦ変数をプログラムから使用する場合、例えば、変数名：Ｓｅｔ＿ｏｆ＿Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ．ｍｏｌｅｃｕｌｅ［０］．ａｔｏｍ［０］．Ａｔｏｍ＿Ｎａｍｅで、図１８のデータ値４３：”Ｃ１”を参照することができ、また、変数名：Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ｍｏｌ［０］．ａｔｏｍ［２］．ｚで、図１９のデータ値４４：−４．３７４０００１を参照することができる。
【００９４】
このようにしてデータ部の全てのデータを参照する式を作製できることになり、従来のようにマニュアルやプログラムを見る必要がない。
【００９５】
次に、このようにＵＤＦファイルに取り込んだデータに対して、例えば、３Ｄ表示のアクション、この例では、上述の図１６のｓｈｏｗ２２をクリックすることにより、アクションファイルによって図２０に示されるような分子構造の３Ｄ表示が行える。
【００９６】
ＵＤＦファイルには、上述のように、データの変数名、型、意味、単位の定義が行われているので、これらを利用することにより、解析に必要なデータの作成を迅速に行うことができる。
【００９７】
例えば、データ変数の意味を参照する場合には、カーソルで指定して図２１に示されるように、意味を参照することができる。この図２１では、Ｉｎｉｔｉａｌ＿Ｕｎｉｔ＿Ｃｅｌｌ２３をクリックして矩形の領域２４にその説明が表示されている。従来では、変数の意味を知るためには、マニュアルを参照する必要があったけれども、本発明では、ＵＤＦ形式であるので、簡単に変数の意味を参照することが可能となる。
【００９８】
また、一般に入力データの単位系は、解析エンジン毎に異なっており、特定の単位で無次元化されていることが多く、従来では、解析データの作成には、マニュアルを参照して単位系換算計算を行うなどの複雑な作業が必要であったけれども、本発明では、ＵＤＦファイルの定義部に変数の単位系が定義されるので、変換可能な任意の単位系で入力を行い、自動的に解析エンジンが必要とする単位系に変換することが可能となる。例えば、圧力の場合には、図２２に示されるように、Ｐｒｅｓｓｕｒｅ＿Ｓｔｒｅｓｓ２５をクリックすることにより、変換できる単位系が矩形領域２６に表示される。
【００９９】
データの編集においては、同じ編集操作の繰り返しや複雑な手順の編集を行う必要があり、従来は、マクロ機能として編集プログラムに組み込まれることが多かったが、マクロ定義方法が編集プログラムごとに異なり、定義操作自体が複雑になっていたのに対して、本発明では、スクリプト言語の記述と実行を常時行うことができ、編集操作をプログラムすることが容易となる。
【０１００】
例えば、図２３に示されるＡｔｏｍＩＤ２７は、１，２，３，４……と１から始まっているが、解析エンジンによっては、このＡｔｏｍＩＤが０から始まるデータを扱うように作成されている場合があり、かかる場合には、ＡｔｏｍＩＤを、全て−１した値に変更する必要があるが、本発明では、例えば、図２４に示されるスクリプト言語によるアクションファイルによって、アトムＩＤを０から始まる連番に変更することができる。
【０１０１】
これらアクションは、編集時に試行錯誤的に作成することも可能であるが、前もって準備しておくこともでき、これにより、特定のＵＤＦファイルに対する編集操作を、ライブラリ（アクションファイル）として蓄えることができる。
【０１０２】
さらに、スクリプト言語で記述した操作方法をＵＤＦファイル変数と関連付けしたアクションファイルを用いることにより、編集対象に規定された編集操作を間違いなく実行することが可能になる。
【０１０３】
（２）解析エンジン実行状態の監視準備
解析者は、特定の解析目的のもとに、解析エンジンの実行状態を監視する必要がある。
【０１０４】
一般に、解析エンジンの解析出力結果は、膨大であり、この中から特定のデータのみを実行中に取り出すことは困難であることが多い。
【０１０５】
このため、解析エンジンに特定の解析結果データをサマリファイルに出力させることを指示する仕組みにより、効率的に実行状態を監視することが可能となる。
【０１０６】
例えば、図２５のサマリファイルでは、解析ステップ、解析経過時間、解析温度をログ出力させ、解析温度と解析圧力を解析経過時間でグラフプロットすることを指示している。
【０１０７】
解析エンジンは、実行時にサマリファイルを読み込み、指示に従って解析データの一部をサマリファイルに追加する。
【０１０８】
２．解析実行
（１）解析実行開始
解析実行時には、例えば、図２６に示されるように、解析エンジン、入力用ＵＤＦファイル、出力用ＵＤＦファイル、解析パラメータ等を対応する領域にそれぞれ指定入力する。
【０１０９】
（２）解析エンジン実行状態の制御
解析エンジンの実行中は、サマリファイルで指定した特定の解析結果が表示される。
【０１１０】
これらの情報を判断して、実行中断、実行再開、実行終了を行うことが可能である。実行中断時に、解析パラメータの変更を行う場合、パラメータファイルの編集を行う。この編集操作は、ＵＤＦファイルの編集に示したものと同じである。
【０１１１】
（３）解析エンジン実行状態の監視および自動化
サマリファイルの内容を可視化するプログラムにより、例えば、図２７に示されるように指定したパラメータを可視化して詳細に解析状態を監視したり、データの値をチェックし、パラメータファイルを変更した上で、解析継続を行うような自動監視プログラムを作成できる。
【０１１２】
３．解析結果分析
（１）解析結果の可視化
解析結果を分析するために、２Ｄ描画、３Ｄ描画、アニメーションなどの可視化を行う必要がある。これには、スクリプト言語で記述した描画プログラムを利用できる。これらのスクリプト言語の記述と実行を表示画面下部で試行錯誤的に行え、また、アクションとして実行することも可能である。
【０１１３】
例えば、図２８は、分子構造の３Ｄ描画プログラムの例であり、分子構造の３Ｄ描画を行うことができる。
【０１１４】
（２）解析結果の分析プログラム作成・実行
出力ＵＤＦファイルの解析結果を数値計算したり、数値計算結果のグラフ化をスクリプト言語により行うことが可能である。この手順は、解析結果の可視化で示したものと同様に、試行錯誤的に行うことも、アクションから実行することも可能である。
【０１１５】
例えば、図２９に示されるように、特定の２つの原子をマークし、マークされた原子２８，２９を解析経過時間で追跡して軌跡を描画している。
【０１１６】
（３）分析プログラムの蓄積
解析者が分析のために作成したスクリプトは、全てアクションとして蓄積可能である。アクションは、ＵＤＦ変数と関連付けすることにより、選択対象に可能な操作を間違いなく実行することが可能になる。
【０１１７】
アクションファイル作成においては、作成したスクリプトをアクションファイルへ記述する。例えば、図３０は、特定原子の解析経過時間追跡を行うアクションの記述例であり、これにより、マーカー追加、軌跡作成および軌跡描画の３回のアクション操作で描画可能となる。
【０１１８】
また、アクションファイルは、特定のＵＤＦファイルに関連付けることにより、異なる解析エンジンのＵＤＦファイルとの名前の重複を避けることが可能となる。また、複数の解析エンジンに共通なアクションを定義することも可能となる。例えば、図３１に示されるように、ＵＤＦファイルに、下線で示されるようにアクションファイル名を記述しておくことで、このＵＤＦファイルを開くと、指定したアクションを実行できる。
【０１１９】
（その他の実施の形態）
上述の実施の形態では、データ部とデータ定義部とからなるＵＤＦ形式のデータに適用して説明したけれども、本発明の他の実施の形態として、文書構造の指定に使うタグを独自に定義できるＸＭＬに適用してもよい。
【０１２０】
上述の実施の形態では、コンピュータシステムに適用して説明したけれども、本発明の他の実施の形態として、インターネットなどのネットワークを介して接続されたコンピュータによって科学技術計算解析システムを構成してもよい。
【０１２１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、解析手段の入出力データを、データ部と該データ部のデータを定義する定義部とからなる所定のデータ形式としているので、解析エンジンの入出力データのデータ形式を共通化できることになり、従来のように、異なるデータ形式毎に解析エンジンを必要とすることもなく、また、一旦所定のデータ形式に変換した後は、異なる解析内容の解析エンジンであっても、従来のようにデータ形式を変換する必要がなく、変換回数を低減できることになる。
【０１２２】
さらに、所定のデータ形式は、データ部と該データ部のデータを定義する定義部とからなるので、単なる数値データの羅列である従来例のように、その数値がどのような意味を持つかを把握するために、マニュアルなどを参照することなく、定義部から容易に把握できることになり、解析結果の分析等が迅速に行える。
【０１２３】
また、所定のデータ形式のデータを、定義部の定義に関連付けて記憶領域に取り出しやすいよにう記憶させることができるので、記憶させたデータに対して、簡易言語プログラムで編集、表示やその他の操作を容易に行える。
【０１２４】
さらに、解析処理の途中で、解析処理を一旦停止してパラメータを変更して解析処理を再開することができ、また、解析処理において、指定したパラメータを効率よく監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施形態に係る科学技術計算解析システムの機能を示すブロック図である。
【図２】図１の実施の形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図３】図１の実施の形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図４】図１の実施の形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る解析システムの機能を示すブロック図である。
【図６】図５の実施の形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図７】本発明の更に他の実施の形態に係る解析システムの機能を示すブロック図である。
【図８】図７の実施の形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図９】図７の実施の形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図１０】本発明の他の実施の形態に機能を示すブロック図である。
【図１１】図１０の実施の形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図１２】図１０の実施の形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図１４】ｍｏｌファイルの分子構造データである。
【図１５】ＰＤＢファイルの分子構造データである。
【図１６】分子構造データの取り込みアクションの実行画面を示す図である。
【図１７】ＵＤＦ形式の取り込み結果のテキスト表示例を示す図である。
【図１８】ＵＤＦ形式の取り込み結果のテキスト表示例を示す図である。
【図１９】ＵＤＦ形式の取り込み結果のテキスト表示例を示す図である。
【図２０】分子構造の３Ｄ表示画面を示す図である。
【図２１】変数の意味の参照画面を示す図である。
【図２２】単位系を選択した表示画面を示す図である。
【図２３】アクションファイルによる編集操作例の表示画面を示す図である。
【図２４】図２０のアクションファイルの定義例を示す図である。
【図２５】サマリファイルの定義例を示す図である。
【図２６】解析実行開始の表示画面を示す図である。
【図２７】サマリファイルの内容を可視化した表示画面を示す図である。
【図２８】分子構造の３Ｄ描画プログラムである。
【図２９】マークされた２つ原子の軌跡を描画した画面を示す図である。
【図３０】図２６のアクションの記述例を示す図である。
【図３１】ＵＤＦファイルの関連付けの例を示す図である。
【符号の説明】
１ 入力データファイル
２ 解析エンジン
３ 出力データファイル
４1，４2 データ規定手段
７ コントロールファイル
８ パラメータファイル
１０ サマリファイル
１２ データ操作手段
１５ 拡張簡易言語プログラム
１６ 簡易言語プログラム
１７ アクションファイル
【発明の属する技術分野】
本発明は、高分子材料設計システムおよび高分子材料設計プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、材料設計や機器設計においては、理論的な実証を行う前の数値解析やシミュレーションが重要である。
【０００３】
解析やシミュレーションを行うプログラム、いわゆる、解析エンジンは、多くのものが流通しており、それぞれの解析エンジンで入出力データを規定している。
すなわち、解析エンジンに応じて、或る定まったデータ形式の入力データに対しては、解析結果として、或る定まったデータ形式の出力データとして出力する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように解析エンジン毎に定まったデータ形式の入出力データとなっているので、データ形式が異なる複数の入力データを解析するには、各データ形式毎に解析エンジンを準備して各解析エンジン毎に解析を行うか、あるいは、或るデータ形式に対応する解析エンジンを準備して異なるデータ形式の入力データは、前記或るデータ形式に変換して解析エンジンで解析を行う必要があり、したがって、解析エンジンの数が多くなったり、変換回数が増えたりするといった難点がある。
【０００５】
また、或る解析エンジンの解析結果を、さらに解析内容が異なる他の解析エンジンで解析するためには、両解析エンジンのデータ形式が異なっている場合には、前記或る解析エンジンに対応したデータ形式の出力データを、前記他の解析エンジンに対応したデータ形式の入力データに変換するプログラムが必要になるといった難点がある。
【０００６】
さらに、解析エンジンを用いた解析結果は、解析エンジン毎に定まったデータ形式の出力データとなっており、かかる出力データは、数値の羅列であって、その数値がどのような意味を持つかを把握するには、マニュアルを参照するなどして調べる必要があり、解析結果の分析が面倒であった。
【０００７】
本発明は、上述のような点に鑑みて為されたものであって、解析エンジンの入出力データのデータ形式を共通化できるようにして効率的な解析を行える環境を提供することを主たる目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上述の目的を達成するために、次のように構成している。
【０００９】
すなわち、本発明の高分子材料設計システムは、分子構造データを解析手段で解析処理して出力する高分子材料設計システムであって、入力データを前記解析手段に入力するための入力用のデータ規定手段と、前記解析手段による解析処理結果を出力データとして出力するための出力用のデータ規定手段とを備え、前記入出力データは、変数の値を含むデータ部と、該データ部のデータを定義する変数名、変数の型、変数の意味および変数の単位を含む定義部とからなるデータ形式であって、複数分子から構成される分子群を表現する変数と、個々の分子は複数の原子から構成され該個々の原子を表現する変数と、分子群を構成する個々の原子の座標、速度、力を表現する変数とを含み、前記入力用のデータ規定手段は、入力データを該定義部で定義されているデータがデータ部のどのデータに相当するかを解析し、定義とデータとを関連付けて前記解析手段の入力データ記憶領域に記憶させ、前記出力用のデータ規定手段は、出力データ記憶領域に定義と関連付けて記憶されている前記解析手段による解析処理結果のデータを読み出し、データ部と該データ部のデータを定義する定義部とからなるデータ形式の出力データとして出力することを特徴とする。また、本発明の高分子材料設計プログラムは、分子構造データを解析手段で解析処理して出力するためにコンピュータを、入力データを前記解析手段に入力する入力用のデータ規定手段として機能させ、前記解析手段による解析処理結果を出力データとして出力する出力用のデータ規定手段として機能させ、前記入出力データは、変数の値を含むデータ部と、該データ部のデータを定義する変数名、変数の型、変数の意味および変数の単位を含む定義部とからなるデータ形式であって、複数分子から構成される分子群を表現する変数と、個々の分子は複数の原子から構成され該個々の原子を表現する変数と、分子群を構成する個々の原子の座標、速度、力を表現する変数とを含み、前記入力用のデータ規定手段は、入力データを該定義部で定義されているデータがデータ部のどのデータに相当するかを解析し、定義とデータとを関連付けて前記解析手段の入力データ記憶領域に記憶させ、前記出力用のデータ規定手段は、出力データ記憶領域に定義と関連付けて記憶されている前記解析手段による解析処理結果のデータを読み出し、データ部と該データ部のデータを定義する定義部とからなるデータ形式の出力データとして出力することを特徴とする。さらに、 [kg] 、 [rad] 、 [J] 、 [kJ] 、 [K] 、 [mol] 、 [nm] をシステムが保有する基本単位系とし、これを組み合わせることで、単位系を定義できることを特徴とする。
【００１０】
本発明によると、解析手段の入出力データを所定のデータ形式としているので、解析エンジンの入出力データのデータ形式を共通化できることになり、従来のように、異なるデータ形式毎に解析エンジンを必要とすることもなく、また、一旦所定のデータ形式に変換した後は、異なる解析内容の解析エンジンであっても、従来のようにデータ形式を変換する必要がなく、変換回数を低減できることになる。さらに、所定のデータ形式は、データ部と該データ部のデータを定義する定義部とからなるので、単なる数値データの羅列である従来例のように、その数値がどのような意味を持つかを把握するために、マニュアルなどを参照することなく、定義部から容易に把握できることになる。
【００１１】
本発明によると、データ部の変数名、型、意味および単位を容易に把握できることになる。
【００１３】
本発明によると、所定のデータ形式のデータを、定義部の定義に関連付けて記憶領域に取り出しやすいように記憶させることができるので、記憶させたデータに対して、編集、表示やその他の処理を容易に行える。
【００１４】
本発明によると、記憶させたデータに対する処理も容易に行えることになる。
【００１５】
本発明の一つの実施態様においては、高分子材料設計システムは、前記記憶領域に記憶されているデータに対して、簡易言語プログラムに従って操作を行うデータ操作手段を備える構成とし、また、高分子材料設計プログラムは、前記コンピュータを、前記記憶手段に記憶されているデータに対して、簡易言語プログラムに従って操作を行うデータ操作手段として機能させるものである。
【００１６】
本発明によると、データ部と定義部とからなる所定のデータ形式に対応して記憶領域にデータが記憶されているので、データに対する様々な操作、例えば、編集、表示、印字といったような操作を簡易言語プログラムで実行させることができる。
【００１７】
また、記憶領域には、変数の値と、その変数名、型、意味および単位とが対応付けて記憶されているので、前記データ操作手段は、より簡易な拡張簡易言語プログラムを用いてデータに対する様々な操作を記述することができ、この拡張簡易言語プログラムを、変換インターフェースを用いて簡易言語に変換して操作を実行することができる。
【００１８】
さらに、頻繁に使用される所定の操作に対応する拡張簡易言語プログラムは、アクションファイルとして格納しておくことにより、前記所定の操作を容易に行えることになる。
【００１９】
本発明の好ましい実施態様においては、高分子材料設計システムは、前記解析手段による解析処理の実行を制御する解析制御手段を備える構成とし、また、高分子材料設計プログラムは、前記コンピュータを、前記解析手段による解析処理の実行を制御する解析制御手段として機能させるものである。
【００２０】
本発明によると、解析処理の開始や終了などを制御することができる。
【００２１】
本発明の他の実施態様においては、高分子材料設計システムは、前記解析制御手段が、前記解析処理の停止および再開を指示するデータが格納されたコントロールファイルおよび変更できる変数を定義するパラメータファイルを含む構成であり、また、高分子材料設計プログラムは、前記解析制御手段による解析処理の停止および再開を指示するデータが格納されたコントロールファイルおよび変更できる変数を定義するパラメータファイルを含むものである。
【００２２】
本発明によると、コントロールファイルの指示に従って解析処理を一旦停止し、パラメータファイルで定義された変数を変更して解析処理を再開することができる。
【００２３】
本発明の更に他の実施態様においては、前記解析制御手段は、解析処理を監視するものである。
【００２４】
本発明によると、長時間に亘る解析処理の実行状態を監視することができる。
【００２５】
本発明の他の実施態様においては、監視する変数を定義するとともに、その変数のデータが、前記所定のデータ形式で更新記憶されるサマリファイルを含むものである。
【００２６】
本発明によると、サマリファイルで定義された変数を監視し、その変数の値をサマリファイルに更新記憶するので、解析経過時間に応じて、監視対象の変数が、どのように変化するかを監視できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一つの実施の形態に係る科学技術計算解析システムの機能の関連を示すブロック図である。
【００２９】
この実施の形態の科学技術計算解析システムは、例えば、コンピュータシステムで構成されており、本発明に係る科学技術計算解析プログラムによって処理が実行されるものであり、入力データファイル１からのデータを入力して解析エンジン２で解析処理し、その結果を，出力データファイル３に出力するものである。
【００３０】
この実施の形態の科学技術計算解析システムでは、異なる解析エンジンを利用する場合であっても、その入出力データの形式を共通化できるようにして効率的な解析を行えるようにするために、次のように構成している。
【００３１】
すなわち、入力データファイル１は、データ部と該データ部のデータを定義するデータ定義部とからなる所定のデータ形式であるＵＤＦ（Ｕｓｅｒ Ｄｅｆｉｎａｂｌｅ Ｆｏｒｍａｔ）形式のファイルとなっている。
【００３２】
このＵＤＦ形式のデータ部は、データの実体となる部分であって、変数（パラメータ）の値から構成され、データ定義部は、データを定義する部分であって、変数名、変数の型、変数の意味および変数の単位などからなり、従来例のような単なる数値の羅列ではなく、定義された順番でデータが配列されている。
【００３３】
なお、ＵＤＦ形式の具体例は、図１７〜図１９に基づいて、後述する。
【００３４】
この実施の形態では、このようなＵＤＦ形式の入力データファイル１を、解析エンジン２に入力するための入力用のデータ規定手段４1を備える一方、解析処理結果を、ＵＤＦ形式の出力データとして出力データファイル３に出力するための出力用のデータ規定手段４2を備えている。
【００３５】
図２は、入力用のデータ規定手段の動作説明に供するフローチャートである。
【００３６】
データ定義部１ａおよびデータ部１ｂからなるＵＤＦ形式の入力データファイル１からファイル入力機能によってテキストデータを取り込む（ステップｎ１）。字句解析（ステップｎ２）、構文解析（ステップｎ３）および意味解析（ステップｎ４）を行うことによって、データ定義部１ａで定義されているデータが、データ部１ｂのどのデータに相当するかを解析し、定義とデータとを関連付けてデータを取り出す易いように入力データ記憶域５に記憶させる。
【００３７】
図３は、以上のようにして取り込んで入力データ記憶域５に記憶した入力データに対する解析エンジン２による解析処理の動作説明に供するフローチャートである。定義と関連付けて入力データ記憶域５に記憶されている入力データの内から解析に必要なデータを、データ抽出機能によって抽出し（ステップｎ１）、解析ループを開始し（ステップｎ２）、解析機能によって解析処理を行い（ステップｎ３）、この実施の形態では、データ更新機能によって、一回の処理毎に、その結果のデータを、ＵＤＦ形式に対応して定義と関連付けて出力データ記憶域６に更新記憶し（ステップｎ４）、解析ループが終了したら終了する（ステップｎ５）。
【００３８】
したがって、出力データ記憶域６には、最終的な解析処理結果の出力データが定義と関連付けて記憶されることになる。
【００３９】
図４は、以上のようにして解析処理が終了して出力データ記憶域６に記憶されているデータを、図１の出力用のデータ規定手段４2を介して出力データファイル３に出力する場合の処理を示すフローチャートである。
【００４０】
ファイル出力機能によって、出力データ記憶域６のバイナリデータである出力データを読み出し、テキストデータであるデータ定義部３ａとデータ部３ｂとからなるＵＤＦ形式にして出力データファイル３に出力する（ステップｎ１）。
【００４１】
解析結果が出力される出力データファイル３は、変数の値からなるデータ部と、その変数名、変数の型、変数の意味および変数の単位などからなるデータ定義部とからなるＵＤＦ形式であるので、従来例に比べて、変数の値の意味を容易に把握することができ、解析結果の分析が容易となる。
【００４２】
また、ＵＤＦ形式では、データを定義できるので、解析エンジンを開発する開発者と解析を行う解析者が、変数の意味を容易に共有化できることになり、それぞれの業務の支援に役立つ。
【００４３】
さらに、従来では、入出力データのデータ形式に応じた解析エンジンとするか、あるいは、入出力データを解析エンジンに応じて変換する必要があったのに対して、ＵＤＦ形式のみの解析エンジンだけでよく、入力データを、一旦ＵＤＦ形式に変換した後は、ＵＤＦ形式のどの解析エンジンでも解析を行えることになり、従来例に比べてデータの変換の回数を低減できることになる。また、出力データをグラフ化する場合にも、従来では、データ形式に応じたプログラムが必要であったけれども、ＵＤＦ形式の対応したプログラムだけで済むことになる。
【００４４】
（実施の形態２）
図５は、本発明の他の実施の形態に係る科学技術計算解析システムの機能の関連を示すブロック図であり、上述の実施の形態に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００４５】
この実施の形態の科学技術計算解析システムは、解析エンジン２による解析処理の実行を制御する解析制御手段としてのコントロール（ＣＯＮＴＲＯＬ）ファイル７を備えるとともに、解析処理において、変更できるパラメータ（変数）を定義するパラメータ（ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ）ファイル８を備えている。
【００４６】
コントロールファイル７は、解析エンジン２による解析処理の開始、終了、停止、再開を指示するデータであり、パラメータファイル８は、変更できるパラメータを定義するものであって、上述の入力データファイル１や出力データファイル３と同様に、データ定義部とデータ部とからなるＵＤＦ形式となっており、入力用のデータ規定手段４1を介して上述の入力データと同様に解析エンジン２に取り込まれる。
【００４７】
図６は、この実施の形態の解析エンジン２による解析処理の動作説明に供するフローチャートである。
【００４８】
先ず、上述の実施の形態と同様に、定義と関連付けて入力データ記憶域５に記憶されているデータの内から解析に必要なデータを、データ抽出機能によって抽出し（ステップｎ１）、解析ループを開始し（ステップｎ２）、解析制御判定機構によって、コントロールファイル７のデータであるコントロールデータ２０を取り込み（ステップｎ３）、そのコントロールデータ２０に応じて、中止、実行あるいは再開のいずれかに制御を分岐し（ステップｎ４）、中止の場合には、解析処理を終了し、実行の場合には、解析機能によって解析処理を行い（ステップｎ５）、データ更新機能によって、一回の処理毎に、その結果のデータを、ＵＤＦ形式に対応して定義と関連付けて出力データ記憶域６に更新記憶し（ステップｎ６）、解析ループが終了したら終了する（ステップｎ７）。
【００４９】
また、ステップｎ３において、コントロールデータ２０に基づいて、解析処理が一時停止され、後述のようにコントロールデータが変更されて再開に制御が分岐されると、上述のパラメータファイル８のデータが取り込まれたパラメータデータ記憶域９からパラメータをデータ抽出機能で抽出してそのパラメータを変更して解析処理を再開するのである（ステップｎ８）。
【００５０】
この実施の形態によれば、解析処理の途中で一時停止し、指定したパラメータを変更して解析処理を再開することができる。
【００５１】
（実施の形態３）
図７は、本発明の更に他の実施の形態に係る科学技術計算解析システムの機能の関連を示すブロック図であり、上述の実施の形態に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００５２】
この実施の形態では、上述の図５の構成において、解析エンジン２による解析処理を監視する解析制御手段としてのサマリ（ＳＵＭＭＡＲＹ）ファイル１０を備えている。このサマリファイル１０は、監視する変数を定義するものであって、上述の入力データファイル１や出力データファイル３と同様に、データ定義部とデータ部とからなるＵＤＦ形式となっており、入力用のデータ規定手段４1を介して上述の入力データと同様に解析エンジン２に取り込まれる。また、このサマリファイル１０は、監視対象とされた変数のデータが、出力用のデータ規定手段４2を介して出力される。
【００５３】
図８は、この実施の形態の解析エンジンによる解析処理の動作説明に供するフローチャートであり、図６に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００５４】
この実施の形態では、解析機能によって解析処理を行い（ステップｎ５）、一回の処理毎に、その結果のデータを、ＵＤＦ形式に対応して定義と関連付けて出力データ記憶域６に記憶する一方、サマリファイル１０で定義された監視対象となる変数のデータについては、定義と関連付けてサマリデータ記憶域１１に更新記憶される（ステップｎ６）。
【００５５】
また、このサマリデータ記憶域１１に更新記憶された監視対象の変数のデータは、例えば、図９の監視制御のフローチャートに示されるように、解析監視ループが開始されると（ステップｎ１）、監視項目表示機能によって、グラフ化して表示することも可能であり（ステップｎ２）、さらに、上述のサマリファイル１０には、監視対象の変数の値が、所定値になったら所要の処理を実行せよという指令を書き込むことができるので、かかる場合には、その監視項目が所定値になったか否かという監視項目判定を行い（ステップｎ３）、その判定結果に応じて、処理起動機能によって所要の処理を実行することもできる（ステップｎ４）。
【００５６】
この実施の形態によれば、監視したい種類のパラメータを、サマリファイル１０で指定することにより、そのパラメータを、グラフ化して表示するといったことができ、効率的に監視できることになる。
【００５７】
（実施の形態４）
本発明の科学技術計算解析システムは、上述の各実施の形態の構成に加えて、図１０の機能関連のブロック図に示される構成を追加してもよい。
【００５８】
すなわち、上述のデータ規定手段４1，４2の機能を利用してＵＤＦ形式のデータに対して所要の操作、例えば、グラフ表示、編集、あるいは、他のデータ形式のデータをＵＤＦ形式に変換するといった操作を行うデータ操作手段１２を設けるのである。
【００５９】
図１１は、このデータ操作手段１２の動作を説明するためのフローチャートである。
【００６０】
ＵＤＦ形式に対応してデータ記憶域１３に記憶されているデータに対して、所要の操作を施す場合には、拡張簡易言語プログラムによって行えるようにしている。
【００６１】
すなわち、拡張簡易言語プログラム１５を、簡易言語変換インタフェースで簡易言語プログラム１６に変換し（ステップｎ１）、ＵＤＦ形式に対応して定義に関連付けてデータ記憶域１３に記憶されているデータをデータ抽出機能によって抽出し（ステップｎ２）、簡易言語実行機能によって簡易言語プログラム１６に従って所要の処理を行って（ステップｎ３）データ更新機能によってＵＤＦ形式に対応して定義に関連付けてデータ記憶域１４に記憶させるのである（ステップｎ４）。
【００６２】
このようにＵＤＦ形式で共通化されていることを利用して、データ記憶域１３に記憶されているデータに対して、拡張簡易言語プログラム１５で所要の操作（処理）を行える。
【００６３】
したがって、所要の操作をさせるためのプログラムの作成が容易となる。
【００６４】
特に、解析システムでは、試行錯誤的に処理を行ってプログラムを作成する必要があり、かかる場合に拡張簡易言語によってプログラムを作成できるので便利である。
【００６５】
また、本発明の他の実施の形態として、試行錯誤の後、最終的に簡易言語のプログラムが決定された後は、アクション（ＡＣＴＩＯＮ）ファイルとして所要の操作を定義してもよい。すなわち、試行錯誤的に作成されて最終的に決定されたプログラムをアクションファイルとして蓄積してもよい。
【００６６】
図１２は、かかるアクションファイルを用いたデータ処理を説明するためのフローチャートである。
【００６７】
アクションファイル１７は、操作を定義する操作定義データ１８と、操作に対応した拡張簡易言語プログラム１９とからなり、選択指定された操作に対応するデータが、データ記憶域１３にあるか否かをデータ指定機能によって判断し（ステップｎ１）、そのデータが存在する場合には、操作選択機能によってアクションファイル１７で選択された操作を選択し（ステップｎ２）、その操作に対応する拡張簡易言語プログラム１９を、上述の実施の形態と同様に、簡易言語変換インタフェースで簡易言語プログラム１６に変換し（ステップｎ３）、ＵＤＦ形式に対応して定義に関連付けてデータ記憶域１３に記憶されているデータを、データ抽出機能によって抽出し（ステップｎ４）、簡易言語実行機能で簡易言語プログラム１６に従って所要の処理を行って（ステップｎ５）データ更新機能によってＵＤＦ形式に対応して定義に関連付けてデータ記憶域１４に記憶させるのである（ステップｎ６）。
【００６８】
次に、上述の各実施の形態に共通する解析エンジン２の解析制御のフローチャートを、図１３に示す。
【００６９】
先ず、解析を開始する場合には、実行する解析エンジン、入力データファイル、出力データファイル、パラメータファイル、サマリファイルを指定し（ステップｎ１）、データ規定機能によって、上述のようにＵＤＦ形式に対応して定義と関連付けて入力データ記憶域５およびパラメータデータ記憶域９にデータが記憶される（ステップｎ２）。
【００７０】
また、解析監視起動機能によって解析監視機能が起動されると（ステップｎ３）、上述の図９の処理が実行される。
【００７１】
さらに、解析エンジン起動機能によって、解析エンジンが起動されると（ステップｎ４）、上述の図８の処理が実行される。
【００７２】
実行監視ループにおいては（ステップｎ５）、解析エンジン監視機能によって解析エンジンが監視され（ステップｎ６）、パラメータデータの変更があると、データ更新機能によってパラメータデータ記憶域９のパラメータデータが更新され（ステップｎ７，ｎ８）、また、コントロールデータの変更があると（ステップｎ９）、コントロールデータ２０が変更される。
【００７３】
次に、本発明の科学技術計算解析システムを具体的な実施例に基づいて説明する。
【００７４】
ここでは、高分子材料設計に適用して▲１▼解析実行前準備、▲２▼解析実行、▲３▼解析結果分析の３段階に沿って説明する。
【００７５】
１．解析実行前準備
（１）解析データ作成
高分子材料設計では、分子構造データを組み合わせて新しい材料の設計を行う。分子構造データは、既存のデータ形式に基づく外部ファイルがよく用いられる。
【００７６】
ここでは、このような既存のデータ形式の外部データファイルからＵＤＦ形式の入力データファイルに取り込むための操作を記述したアクションファイルを利用して簡便に解析用の入力データ（解析データ）を作成するようにしている。
【００７７】
すなわち、図１４および図１５にそれぞれ示される既存のデータ形式であるｍｏｌファイルおよびＰＤＢファイルの分子構造データを、ＵＤＦ形式の入力データファイルに取り込むものである。
【００７８】
この場合、図１６に示されるように、分子構造データの取り込み先のＵＤＦファイルを開いて分子構造データの取り込みアクション、この例でモルキュールビルダー（ＭｏｌｅｃｕｌｅＢｕｉｌｄｅｒ）２１をクリックしてそのアクションプログラムを実行することにより、ＵＤＦ形式に変換されて入力データファイルとしてのＵＤＦファイルに取り込まれる。
【００７９】
図１７〜図１９は、ＵＤＦファイルに取り込まれた結果のテキスト表示の例を示しており、３つの図に分けて示している。
【００８０】
このＵＤＦ形式は、科学技術計算で用いる物理量の定義とデータ値とを緻密かつ効率的に表現するための科学技術計算用のデータ書式である。
【００８１】
ＵＤＦ形式のファイルは、図１７から図１８の略中段に亘って示されるデータ定義部３０と、図１８の略中段以降に示されるデータ部３１とからなる。
【００８２】
データ定義部３０は、使用する単位系定義３２のブロック３４と、データ構造定義３３のブロック３５とからなる。
【００８３】
単位系定義３２は、データ構造定義３３において、使用できる単位を定義するものであり、データ構造定義３３で定義される変数の単位は、単位系定義３２で定義された単位を組み合わせた式を使用して記述することができる。
【００８４】
データ構造定義３３は、変数名、変数の型、変数の意味および変数の単位を定義する。
【００８５】
ＵＤＦにおける変数の基本型は、ｉｎｔ、ｌｏｎｇ、ｓｉｎｇｌｅ、ｆｌｏａｔ、ｄｏｕｂｌｅ、ｓｔｒｉｎｇおよびこれらの配列型であるが、定義されたデータ構造の変数名を、データ構造定義ブロック内の後続の定義において変数の型として用いることができる。
【００８６】
変数の意味は、文字列で記述され、ＧＵＩ環境では変数の説明文として表示させることができる。
【００８７】
ここで、データ構造定義の例を挙げると、例えば、図１８のＶｅｃｔｏｒ３ｄ３６という変数の型は、ｆｌｏａｔという基本型のｘ，ｙ，ｚの３つの変数の組であり、単位は、ｕｎｉｔであると定義されている。ここで、ｕｎｉｔとは、外部から与えられる単位であることを示している。
【００８８】
また、Ｍｏｌｅｃｕｌｅｒ＿Ｃｏｏｒｄ３７という変数の型は、Ｖｅｃｔｏｒ３ｄという変数の型を持つａｔｏｍという変数名の配列であり、単位は、ｕｎｉｔであると定義されている。
【００８９】
また、ｐｏｓｉｔｉｏｎ３８という変数の型は、Ｍｏｌｅｃｕｌｅｒ＿Ｃｏｏｒｄという変数の型を持つｍｏｌという変数名の配列であって、単位は、上述の単位系定義３２で定義されているｓｉｇｍａであると定義されている。さらに、このｐｏｓｉｔｉｏｎ３８は、その意味がＰｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ａｔｏｍｓであると定義されている。
【００９０】
また、Ｓｅｔ＿ｏｆ＿Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ３９は、分子群を表現する変数名であり、Ｍｏｌｅｃｕｌｅという型を持つｍｏｌｅｃｕｌｅという変数名の配列であると定義されており、このＳｅｔ＿ｏｆ＿Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓは複数分子から構成され、個々の分子は複数の原子から構成される。個々の原子は、Ａｔｏｍという変数の型で表現され、図１７に示されるように、このＡｔｏｍという変数の型４０は、Ａｔｏｍ＿ＩＤ、Ａｔｏｍ＿Ｎａｍｅ、Ａｔｏｍ＿Ｔｙｐｅ＿Ｎａｍｅ、Ｃｈｉｒａｌｉｔｙ、Ｍａｉｎ＿Ｃｈａｉｎの５つのデータの並びから構成される。
【００９１】
また、図１８に示されるＳｔｒｕｃｔｕｒｅ４１は、分子群を構成する個々の原子の座標、速度、力を表現する変数である。座標、速度、力は、３次元のベクトルＶｅｃｔｏｒ３ｄの型で表現され、ｘ，ｙ，ｚの３つのデータの並びから構成される。
【００９２】
一方、図１８の略中段以降のデータ部３１は、データブロック４２で記述され、このデータブロック４２内では、データ値をデータ定義部で定義された順に記述され、これによりデータ変数名とデータ値の関連付けを効率的に行うことができる。
【００９３】
このようにデータ部には、定義されたようにデータが並んでいるので、ＵＤＦ変数をプログラムから使用する場合、例えば、変数名：Ｓｅｔ＿ｏｆ＿Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ．ｍｏｌｅｃｕｌｅ［０］．ａｔｏｍ［０］．Ａｔｏｍ＿Ｎａｍｅで、図１８のデータ値４３：”Ｃ１”を参照することができ、また、変数名：Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ｍｏｌ［０］．ａｔｏｍ［２］．ｚで、図１９のデータ値４４：−４．３７４０００１を参照することができる。
【００９４】
このようにしてデータ部の全てのデータを参照する式を作製できることになり、従来のようにマニュアルやプログラムを見る必要がない。
【００９５】
次に、このようにＵＤＦファイルに取り込んだデータに対して、例えば、３Ｄ表示のアクション、この例では、上述の図１６のｓｈｏｗ２２をクリックすることにより、アクションファイルによって図２０に示されるような分子構造の３Ｄ表示が行える。
【００９６】
ＵＤＦファイルには、上述のように、データの変数名、型、意味、単位の定義が行われているので、これらを利用することにより、解析に必要なデータの作成を迅速に行うことができる。
【００９７】
例えば、データ変数の意味を参照する場合には、カーソルで指定して図２１に示されるように、意味を参照することができる。この図２１では、Ｉｎｉｔｉａｌ＿Ｕｎｉｔ＿Ｃｅｌｌ２３をクリックして矩形の領域２４にその説明が表示されている。従来では、変数の意味を知るためには、マニュアルを参照する必要があったけれども、本発明では、ＵＤＦ形式であるので、簡単に変数の意味を参照することが可能となる。
【００９８】
また、一般に入力データの単位系は、解析エンジン毎に異なっており、特定の単位で無次元化されていることが多く、従来では、解析データの作成には、マニュアルを参照して単位系換算計算を行うなどの複雑な作業が必要であったけれども、本発明では、ＵＤＦファイルの定義部に変数の単位系が定義されるので、変換可能な任意の単位系で入力を行い、自動的に解析エンジンが必要とする単位系に変換することが可能となる。例えば、圧力の場合には、図２２に示されるように、Ｐｒｅｓｓｕｒｅ＿Ｓｔｒｅｓｓ２５をクリックすることにより、変換できる単位系が矩形領域２６に表示される。
【００９９】
データの編集においては、同じ編集操作の繰り返しや複雑な手順の編集を行う必要があり、従来は、マクロ機能として編集プログラムに組み込まれることが多かったが、マクロ定義方法が編集プログラムごとに異なり、定義操作自体が複雑になっていたのに対して、本発明では、スクリプト言語の記述と実行を常時行うことができ、編集操作をプログラムすることが容易となる。
【０１００】
例えば、図２３に示されるＡｔｏｍＩＤ２７は、１，２，３，４……と１から始まっているが、解析エンジンによっては、このＡｔｏｍＩＤが０から始まるデータを扱うように作成されている場合があり、かかる場合には、ＡｔｏｍＩＤを、全て−１した値に変更する必要があるが、本発明では、例えば、図２４に示されるスクリプト言語によるアクションファイルによって、アトムＩＤを０から始まる連番に変更することができる。
【０１０１】
これらアクションは、編集時に試行錯誤的に作成することも可能であるが、前もって準備しておくこともでき、これにより、特定のＵＤＦファイルに対する編集操作を、ライブラリ（アクションファイル）として蓄えることができる。
【０１０２】
さらに、スクリプト言語で記述した操作方法をＵＤＦファイル変数と関連付けしたアクションファイルを用いることにより、編集対象に規定された編集操作を間違いなく実行することが可能になる。
【０１０３】
（２）解析エンジン実行状態の監視準備
解析者は、特定の解析目的のもとに、解析エンジンの実行状態を監視する必要がある。
【０１０４】
一般に、解析エンジンの解析出力結果は、膨大であり、この中から特定のデータのみを実行中に取り出すことは困難であることが多い。
【０１０５】
このため、解析エンジンに特定の解析結果データをサマリファイルに出力させることを指示する仕組みにより、効率的に実行状態を監視することが可能となる。
【０１０６】
例えば、図２５のサマリファイルでは、解析ステップ、解析経過時間、解析温度をログ出力させ、解析温度と解析圧力を解析経過時間でグラフプロットすることを指示している。
【０１０７】
解析エンジンは、実行時にサマリファイルを読み込み、指示に従って解析データの一部をサマリファイルに追加する。
【０１０８】
２．解析実行
（１）解析実行開始
解析実行時には、例えば、図２６に示されるように、解析エンジン、入力用ＵＤＦファイル、出力用ＵＤＦファイル、解析パラメータ等を対応する領域にそれぞれ指定入力する。
【０１０９】
（２）解析エンジン実行状態の制御
解析エンジンの実行中は、サマリファイルで指定した特定の解析結果が表示される。
【０１１０】
これらの情報を判断して、実行中断、実行再開、実行終了を行うことが可能である。実行中断時に、解析パラメータの変更を行う場合、パラメータファイルの編集を行う。この編集操作は、ＵＤＦファイルの編集に示したものと同じである。
【０１１１】
（３）解析エンジン実行状態の監視および自動化
サマリファイルの内容を可視化するプログラムにより、例えば、図２７に示されるように指定したパラメータを可視化して詳細に解析状態を監視したり、データの値をチェックし、パラメータファイルを変更した上で、解析継続を行うような自動監視プログラムを作成できる。
【０１１２】
３．解析結果分析
（１）解析結果の可視化
解析結果を分析するために、２Ｄ描画、３Ｄ描画、アニメーションなどの可視化を行う必要がある。これには、スクリプト言語で記述した描画プログラムを利用できる。これらのスクリプト言語の記述と実行を表示画面下部で試行錯誤的に行え、また、アクションとして実行することも可能である。
【０１１３】
例えば、図２８は、分子構造の３Ｄ描画プログラムの例であり、分子構造の３Ｄ描画を行うことができる。
【０１１４】
（２）解析結果の分析プログラム作成・実行
出力ＵＤＦファイルの解析結果を数値計算したり、数値計算結果のグラフ化をスクリプト言語により行うことが可能である。この手順は、解析結果の可視化で示したものと同様に、試行錯誤的に行うことも、アクションから実行することも可能である。
【０１１５】
例えば、図２９に示されるように、特定の２つの原子をマークし、マークされた原子２８，２９を解析経過時間で追跡して軌跡を描画している。
【０１１６】
（３）分析プログラムの蓄積
解析者が分析のために作成したスクリプトは、全てアクションとして蓄積可能である。アクションは、ＵＤＦ変数と関連付けすることにより、選択対象に可能な操作を間違いなく実行することが可能になる。
【０１１７】
アクションファイル作成においては、作成したスクリプトをアクションファイルへ記述する。例えば、図３０は、特定原子の解析経過時間追跡を行うアクションの記述例であり、これにより、マーカー追加、軌跡作成および軌跡描画の３回のアクション操作で描画可能となる。
【０１１８】
また、アクションファイルは、特定のＵＤＦファイルに関連付けることにより、異なる解析エンジンのＵＤＦファイルとの名前の重複を避けることが可能となる。また、複数の解析エンジンに共通なアクションを定義することも可能となる。例えば、図３１に示されるように、ＵＤＦファイルに、下線で示されるようにアクションファイル名を記述しておくことで、このＵＤＦファイルを開くと、指定したアクションを実行できる。
【０１１９】
（その他の実施の形態）
上述の実施の形態では、データ部とデータ定義部とからなるＵＤＦ形式のデータに適用して説明したけれども、本発明の他の実施の形態として、文書構造の指定に使うタグを独自に定義できるＸＭＬに適用してもよい。
【０１２０】
上述の実施の形態では、コンピュータシステムに適用して説明したけれども、本発明の他の実施の形態として、インターネットなどのネットワークを介して接続されたコンピュータによって科学技術計算解析システムを構成してもよい。
【０１２１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、解析手段の入出力データを、データ部と該データ部のデータを定義する定義部とからなる所定のデータ形式としているので、解析エンジンの入出力データのデータ形式を共通化できることになり、従来のように、異なるデータ形式毎に解析エンジンを必要とすることもなく、また、一旦所定のデータ形式に変換した後は、異なる解析内容の解析エンジンであっても、従来のようにデータ形式を変換する必要がなく、変換回数を低減できることになる。
【０１２２】
さらに、所定のデータ形式は、データ部と該データ部のデータを定義する定義部とからなるので、単なる数値データの羅列である従来例のように、その数値がどのような意味を持つかを把握するために、マニュアルなどを参照することなく、定義部から容易に把握できることになり、解析結果の分析等が迅速に行える。
【０１２３】
また、所定のデータ形式のデータを、定義部の定義に関連付けて記憶領域に取り出しやすいよにう記憶させることができるので、記憶させたデータに対して、簡易言語プログラムで編集、表示やその他の操作を容易に行える。
【０１２４】
さらに、解析処理の途中で、解析処理を一旦停止してパラメータを変更して解析処理を再開することができ、また、解析処理において、指定したパラメータを効率よく監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施形態に係る科学技術計算解析システムの機能を示すブロック図である。
【図２】図１の実施の形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図３】図１の実施の形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図４】図１の実施の形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る解析システムの機能を示すブロック図である。
【図６】図５の実施の形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図７】本発明の更に他の実施の形態に係る解析システムの機能を示すブロック図である。
【図８】図７の実施の形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図９】図７の実施の形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図１０】本発明の他の実施の形態に機能を示すブロック図である。
【図１１】図１０の実施の形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図１２】図１０の実施の形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図１４】ｍｏｌファイルの分子構造データである。
【図１５】ＰＤＢファイルの分子構造データである。
【図１６】分子構造データの取り込みアクションの実行画面を示す図である。
【図１７】ＵＤＦ形式の取り込み結果のテキスト表示例を示す図である。
【図１８】ＵＤＦ形式の取り込み結果のテキスト表示例を示す図である。
【図１９】ＵＤＦ形式の取り込み結果のテキスト表示例を示す図である。
【図２０】分子構造の３Ｄ表示画面を示す図である。
【図２１】変数の意味の参照画面を示す図である。
【図２２】単位系を選択した表示画面を示す図である。
【図２３】アクションファイルによる編集操作例の表示画面を示す図である。
【図２４】図２０のアクションファイルの定義例を示す図である。
【図２５】サマリファイルの定義例を示す図である。
【図２６】解析実行開始の表示画面を示す図である。
【図２７】サマリファイルの内容を可視化した表示画面を示す図である。
【図２８】分子構造の３Ｄ描画プログラムである。
【図２９】マークされた２つ原子の軌跡を描画した画面を示す図である。
【図３０】図２６のアクションの記述例を示す図である。
【図３１】ＵＤＦファイルの関連付けの例を示す図である。
【符号の説明】
１ 入力データファイル
２ 解析エンジン
３ 出力データファイル
４1，４2 データ規定手段
７ コントロールファイル
８ パラメータファイル
１０ サマリファイル
１２ データ操作手段
１５ 拡張簡易言語プログラム
１６ 簡易言語プログラム
１７ アクションファイル
Claims (18)
- 分子構造データを解析手段で解析処理して出力する高分子材料設計システムであって、
入力データを前記解析手段に入力するための入力用のデータ規定手段と、前記解析手段による解析処理結果を出力データとして出力するための出力用のデータ規定手段とを備え、
前記入出力データは、変数の値を含むデータ部と、該データ部のデータを定義する変数名、変数の型、変数の意味および変数の単位を含む定義部とからなるデータ形式であって、複数分子から構成される分子群を表現する変数と、個々の分子は複数の原子から構成され該個々の原子を表現する変数と、分子群を構成する個々の原子の座標、速度、力を表現する変数とを含み、
前記入力用のデータ規定手段は、入力データを該定義部で定義されているデータがデータ部のどのデータに相当するかを解析し、定義とデータとを関連付けて前記解析手段の入力データ記憶領域に記憶させ、
前記出力用のデータ規定手段は、出力データ記憶領域に定義と関連付けて記憶されている前記解析手段による解析処理結果のデータを読み出し、データ部と該データ部のデータを定義する定義部とからなるデータ形式の出力データとして出力することを特徴とする高分子材料設計システム。 - [kg] 、 [rad] 、 [J] 、 [kJ] 、 [K] 、 [mol] 、 [nm] をシステムが保有する基本単位系とし、これらを組合せることで、単位系を定義できることを特徴とする、請求項１記載の高分子材料設計システム。
- 前記記憶領域に記憶されているデータに対して、簡易言語プログラムに従って操作を行うデータ操作手段を備える請求項１または２記載の高分子材料設計システム。
- 前記データ操作手段は、拡張簡易言語プログラムを、前記簡易言語プログラムに変換して前記操作を行う請求項３記載の高分子材料設計システム。
- 前記データ操作手段は、操作を定義する操作定義データと操作に対応した拡張簡易言語プログラムとが格納されたアクションファイルを含む請求項４記載の高分子材料設計システム。
- 前記解析手段による解析処理の実行を制御する解析制御手段を備える請求項１〜５のいずれかに記載の高分子材料設計システム。
- 前記解析制御手段は、前記解析処理の停止および再開を指示するデータが格納されたコントロールファイルおよび変更できる変数を定義するパラメータファイルを含む請求項６記載の高分子材料設計システム。
- 前記解析制御手段は、解析処理を監視する請求項６または７記載の高分子材料設計システム。
- 前記解析制御手段は、監視する変数を定義するとともに、その変数のデータが、前記所定のデータ形式で更新記憶されるサマリファイルを含む請求項８記載の高分子材料設計システム。
- 分子構造データを解析手段で解析処理して出力するためにコンピュータを、
入力データを前記解析手段に入力する入力用のデータ規定手段として機能させ、前記解析手段による解析処理結果を出力データとして出力する出力用のデータ規定手段として機能させ、
前記入出力データは、変数の値を含むデータ部と、該データ部のデータを定義する変数名、変数の型、変数の意味および変数の単位を含む定義部とからなるデータ形式であって、複数分子から構成される分子群を表現する変数と、個々の分子は複数の原子から構成され該個々の原子を表現する変数と、分子群を構成する個々の原子の座標、速度、力を表現する変数とを含み、
前記入力用のデータ規定手段は、入力データを該定義部で定義されているデータがデータ部のどのデータに相当するかを解析し、定義とデータとを関連付けて前記解析手段の入 力データ記憶領域に記憶させ、
前記出力用のデータ規定手段は、出力データ記憶領域に定義と関連付けて記憶されている前記解析手段による解析処理結果のデータを読み出し、データ部と該データ部のデータを定義する定義部とからなるデータ形式の出力データとして出力することを特徴とする高分子材料設計プログラム。 - [kg] 、 [rad] 、 [J] 、 [kJ] 、 [K] 、 [mol] 、 [nm] をシステムが保有する基本単位系とし、これらを組合せることで、単位系を定義できることを特徴とする、請求項１０記載の高分子材料設計プログラム。
- 前記コンピュータを、
前記記憶手段に記憶されているデータに対して、簡易言語プログラムに従って操作を行うデータ操作手段として機能させる請求項１０または１１記載の高分子材料設計プログラム。 - 前記データ操作手段は、拡張簡易言語プログラムを、前記簡易言語プログラムに変換して前記操作を行う請求項１２記載の高分子材料設計プログラム。
- 前記データ操作手段による操作を定義する操作定義データと操作に対応した拡張簡易言語プログラムとが格納されたアクションファイルを含む請求項１３記載の高分子材料設計プログラム。
- 前記コンピュータを、
前記解析手段による解析処理の実行を制御する解析制御手段として機能させる請求項１０〜１４のいずれかに記載の高分子材料設計プログラム。 - 前記解析制御手段による解析処理の停止および再開を指示するデータが格納されたコントロールファイルおよび変更できる変数を定義するパラメータファイルを含む請求項１５記載の高分子材料設計プログラム。
- 前記解析制御手段は、解析処理を監視する請求項１５または１６記載の高分子材料設計プログラム。
- 前記解析制御手段による監視する変数を定義するとともに、その変数のデータが、前記所定のデータ形式で更新記憶されるサマリファイルを含む請求項１７記載の高分子材料設計プログラム。
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