JPH10154136A

JPH10154136A - シミュレーションプログラムの実行支援方法およびプログラム割り当て方法

Info

Publication number: JPH10154136A
Application number: JP34230596A
Authority: JP
Inventors: Nobutoshi Sagawa; 暢俊佐川; Mikio Nagasawa; 幹夫長澤; Shigeo Ihara; 茂男井原; Katsuro Kikuchi; 克朗菊地; Masahiko Hirao; 雅彦平尾; Kirin Ka; 希倫何; Satoshi Ito; 智伊藤; Yoshio Suzuki; 芳生鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-12-25
Filing date: 1996-12-24
Publication date: 1998-06-09

Abstract

(57)【要約】【課題】複合シミュレーションを実行しやすくする。【解決手段】各シミュレーションプログラムにデータ変
換ライブラリ（６０７，６０８）をリンクさせて、複数
のシミュレーションプロセスとして実行し、各シミュレ
ーションプロセスに対応して各データ変換プロセス（６
０３，６０４）を実行する。シミュレーションプロセス
間でシミュレーション結果データを交換する場合に、送
信元のシミュレーションプロセスに対するデータ変換プ
ロセス（６０３，６０４）が送信先のシミュレーション
プロセスを決定する。送信先のシミュレーションプロセ
スに対するデータ変換プロセスが、送信元のシミュレー
ションプロセスの基底と送信先のシミュレーションプロ
セスの基底との違いを吸収するためのデータ変換をこの
データに施す。並列計算機に適したプログラムの割り当
て方法も示す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、計算機上で物理
現象を模擬的に再現する複数の数値シミュレーションプ
ログラムが相互に連携しながら実行されるように、それ
らのシミュレーションプログラムの実行を支援する方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の要素計算機（プロセシングユニッ
ト、以下ではＰＵと略す）を高速ネットワークで連結
し、同時に動かすことにより処理速度を向上させようと
する並列計算機が市販されるようになっている。シミュ
レーション対象領域を適当に分割して各ＰＵに部分領域
を割り当て、各ＰＵにその部分領域のシミュレーション
を実行させることにより並列計算機の高速性を有効に引
き出すことができる。

【０００３】並列計算機は、ＰＵからのメモリ空間のア
クセス方法によって二つのグループに大別できる。一つ
は全ＰＵがすべてのメモリ空間にアクセスできる共有メ
モリ型であり、もう一つは各ＰＵがそれに付随するメモ
リ空間のみをアクセスできる分散メモリ型である。数値
シミュレーション分野では、計算速度を上げて大規模問
題を解くことに主眼が置かれているので、主に分散メモ
リ型並列計算機の利用が検討されている。並列計算機に
おいてシミュレーション領域を複数のＰＵに分割して担
当させる場合、それぞれのＰＵにおいてシミュレーショ
ンの実行途中で、データを交換する必要がある。たとえ
ば、そのようなデータは物理量の計算結果である。たと
えば、ある部分領域の境界部分に位置する格子点での物
理用の計算値をその隣接の部分領域での境界付近の格子
点での物理量の値の計算に使用される。分散メモリ型並
列計算機では、ＰＵ間のデータのやりとりをすべてプロ
グラム中に記述する必要がある。ここでＰＵ間で受け渡
されるデータをメッセージと呼ぶ。並列計算機用プログ
ラムでは、他のＰＵで必要となるデータを自ＰＵが生成
する場合はそれを生成した時点で送信し、他のＰＵの所
有するデータが自ＰＵで必要となる場合にはそれを必要
とする時点で受信するような指示を各ＰＵのプログラム
中に明示的に記述しなくてはならない。多くの並列計算
機システムでは、このようなＰＵ間のメッセージの送受
信をサポートする目的で、通信ライブラリと呼ばれる関
数（あるいはサブルーチン）群が予め用意されており、
通信はＣやＦＯＲＴＲＡＮなどのプログラムからの関数
コールとして記述できるようになっている。

【０００４】通信ライブラリの中には、異なる並列計算
機ハードウエア上にインプリメントされ、事実上の標準
としての通信環境を提供するものも現れている。米国Ｏ
ａｋＲｉｄｇｅＮａｔｉｏｎａｌＬａｂｏｒａｔｏ
ｒｙで開発されたＰＶＭ（ＰａｒａｌｌｅｌＶｉｒｔ
ｕａｌＭａｃｈｉｎｅ）や、近年多くの団体を巻き込
んで新たに標準化が進んでいるＭＰＩ（Ｍｅｓｓａｇｅ
ＰａｓｓｉｎｇＩｎｔｅｒｆａｃｅ）はその例であ
る。これらの通信ライブラリをコールすることにより書
かれた並列プログラムは、異なる並列計算機上でも再コ
ンパイルして動作させることができる可能性（可搬性）
が高い。

【０００５】シミュレーションプログラムを複数のＰＵ
で実行する場合、部分領域のシミュレーションを担当す
る複数のプロセスを複数のＰＵで実行することになる。
ＰＶＭでは、各ＰＵ上で実行中のプロセスにはＰＶＭ内
で一意につけられたプロセス識別情報（ＰＩＤ）が付与
される。ＰＵ間のメッセージには、本来のデータに加え
て、このＰＩＤおよびメッセージごとに利用者が付与で
きるメッセージＩＤ（ＭＩＤ）が付属する。従って、利
用者が適切なＰＩＤとＭＩＤを定めながら通信を行なう
ような並列プログラムを作成すれば、各々のメッセージ
がＰＵ間で混信無く受け渡されることになる。

【０００６】ＰＶＭのような通信ライブラリは、本来の
並列計算機以外にネットワークで接続された複数のワー
クステーション上に実装することもでき、簡便に仮想的
な並列計算環境を提供することができる。このように複
数の異なるハードウエア上に通信ライブラリを稼働させ
る場合には、ハードウエアごとに内部データ表現が異な
る可能性がある。すなわち、ネットワーク接続された複
数のワークステーションが異なるＣＰＵやオペレーティ
ングシステム（ＯＳ）を用いていれば、同じプログラム
中の整数や実数と言ったデータ型でも内部のビット表現
が異なることが考えられる。このような場合にも通信ラ
イブラリの利用者が内部データ表現の細部を気にせずに
通信を行なえるように、通信ライブラリの内部でデータ
表現を必要に応じて自動的に変換する機能が提供されて
いる。ＰＶＭプロセスに適当なデータ変換の機能を持た
せれば、その後ユーザプロセスから送られてくるメッセ
ージに適当な変換を施しながら相手プロセスにこれを伝
えることが可能となる。このような構成ではＯＳやＣＰ
Ｕの差異がＰＶＭプロセスによって吸収されるため、ユ
ーザのプログラムのそれらからの独立性が高くなる。

【０００７】なお、一つのシミュレーションプログラム
のシミュレーション領域を分割し、分割で得られる複数
の部分領域に関するシミュレーションを複数のプロセッ
サにより並列に実行させる場合に、各部分領域のメッシ
ュの細かさが隣接する部分領域とは異なるがある。特開
平４―３３６３６９号公報には、各部分領域の境界上の
離散点で算出した物理量を隣の部分領域のシミュレーシ
ョンに反映するために、その物理量をその隣の部分領域
の境界上の離散点の値に変換する回路を設け、この回路
により得られるデータを隣のプロセッサに転送する技術
が記載されている。ここでは、入力装置、出力装置の両
方から境界の個数および形状データを入力し、演算装置
により変換行列を作成し、それを用いて上記変換を行っ
ている。

【０００８】数値シミュレーションは、着目する物理量
の空間内の分布を求めることを目的とする。物理量の表
現方法によって、数理シミュレーションを大きく二つに
分けることができる。一つは連続系のシミュレーショ
ン、もう一つは粒子系のシミュレーションである。連続
系のシミュレーションでは、求めるべき物理量をｆ、空
間を（ｘ，ｙ）（３次元では（ｘ，ｙ，ｚ））のような
座標で表わし、問題をｆ（ｘ，ｙ）の満たすべき方程式
を解くことに帰着させる。このような方程式としては、
電磁場を記述するマクスウェル方程式や、流体場を記述
するナビエ・ストークス方程式などが知られている。こ
の方程式は通常偏微分方程式の形をとり、ごく単純な場
合を除いては解析的に解を求めることはできない。従っ
て、計算機を用いて問題ごとの近似解を数値的に求める
ことになる。計算機上でｆ（ｘ，ｙ）の分布を数値的に
表現するためには、関数の離散化という概念を導入す
る。離散化とは、本来連続な関数を、有限個の数値で近
似的に代表させる操作である。空間上のｆの分布を離散
化するためには、空間に網目（メッシュ）をかぶせ、メ
ッシュの各点における値の集合でｆを表現することが行
なわれる。

【０００９】メッシュの一例は（ｘ，ｙ）空間を互いに
直交する複数の直線により格子状に分割して得られるメ
ッシュであり、直交格子とも呼ばれる。この場合、各格
子線は直線であり、互いに直交しているが、より一般的
な状況では、格子線は一般には曲線であってもよい。そ
れらの格子点上での物理量の値を値的に求める手法は差
分法と呼ばれる。これに対し、他のメッシュの例は、３
辺形や４辺形よりなる任意の形のメッシュであり、非構
造格子と呼ばれる。非構造格子に分割された領域での物
理量の値を求める手法の代表的なものとしては有限要素
法が挙げられる。有限要素法では格子点を節点と呼び、
各３辺形や４辺形を要素と呼ぶ。また、連続系シミュレ
ーションの特殊な例としては、メッシュを用いる代わり
に既知の単純な関数（例えば３角関数）の線型和として
ｆを表現する方法も知られている。この場合には、メッ
シュ点での関数値に対応する離散値は各関数に対する係
数の値と考えることができる。

【００１０】上に記載した構造格子あるいは非構造格子
の格子点は、その点における物理量を算出する位置であ
り、一般的に離散点とも呼ばれる。離散点の集合を基底
あるいはシミュレーション基底と呼ぶ。差分法または有
限要素法によるシミュレーションを適用される格子点の
集合を差分基底あるいは有限要素基底と呼ぶこともあ
る。また、一つのシミュレーションプログラムが、それ
ぞれ異なる部分シミュレーション領域を担当する複数の
シミュレーションプロセスとして並列計算機上で実行さ
れる場合、各シミュレーションプロセスの担当する部分
シミュレーション領域に属する一群の離散点をそのシミ
ュレーションプロセスの基底と呼ぶ。

【００１１】一方粒子系のシミュレーションでは、物理
量を空間内に分布する粒子の運動としてとらえる。各粒
子は、材料シミュレーションにおける原子、あるいは天
体シミュレーションにおける星などの物理的な実体に対
応させ、運動方程式など物理の第１原理を直接用いて系
を記述する場合が多い。計算量を節約するために、いく
つかの粒子をまとめて一つの仮想的な粒子で代表させる
ような手法がとられることもある。個々の粒子の位置
は、時刻ｔを独立変数として、座標（ｘ（ｔ），ｙ
（ｔ），ｚ（ｔ））およびその時間微分で記述される。
従って、粒子系シミュレーションで主に解く必要がある
のは、時間に関する常微分方程式となる。この場合も、
粒子数が数個以上の系では解析解を求めることは困難で
あり、現実的な規模の問題を解くためには計算機を用い
た数値的な解法によらざるを得ない。なお、この粒子系
シミュレーションでは、粒子の集合がこのシミュレーシ
ョンの基底となる。

【００１２】連続系シミュレーションと粒子系シミュレ
ーションでは、物理現象を異なるスケールで捉えている
と考えられる。粒子系シミュレーションが物理現象の構
成要素個々のミクロな動きに着目するのに対し、連続系
シミュレーションは同じ現象をよりマクロに捉え、統計
的な挙動を問題にしている。同一の物理現象を双方の方
法で解くことができる場合もあるが、取り扱う問題のサ
イズや規模に応じて使い分けるなど、相補的に利用され
ることが多い。ある程度複雑で工業的にも興味深い物理
現象を正確に解析する場合には、同時に生起する複数の
物理現象の連成効果を考慮に入れたシミュレーション
や、粒子系と連続系のような異種のパラダイムを組み合
わせたシミュレーション（複合シミュレーション）を行
なうことが望ましい。例えば、流体関連機械の設計に際
しては、流体の流れのパターンの、粒子系シミュレーシ
ョンによる解析とそれに起因する振動の、連続系シミュ
レーションによる解析を同時に実行できることが可能で
ある。

【００１３】従来、複数の物理現象を解析する必要が生
じた場合や、異なるシミュレーション手法を組み合わせ
る必要が生じた場合には、一般に以下のようなアプロー
チのいずれかが選択されてきた。（１）各々のシミュレーションに対応した複数の利用者
プログラムを入手し、これらを書き換えて、さらに統合
して、複合シミュレーションプログラムを作成する。（２）二つのシミュレーションプログラムを統合するこ
となく、交互に実行し、それらの間でデータを交換す
る。

【００１４】二つのシミュレーションプログラムを統合
しない場合、それらのシミュレーションプログラムのシ
ミュレーション対象領域が重複する部分領域に属する、
一方のシミュレーションプログラムによる計算結果デー
タを、他方のシミュレーションプログラムに送る必要が
ある。具体的な方法として、一方のシミュレーションプ
ログラムの出力をファイルなどに格納し、必要に応じて
それを他方のシミュレーションプログラムの入力形式に
変換し、これを繰り返すことによって複合シミュレーシ
ョンと同様の効果を得る技術が知られている。

【００１５】なお、複数のシミュレーションプログラム
Ａ，Ｂを統合しないで別々に実行させようとした場合、
一方のシミュレーションプログラムＡのシミュレーショ
ン結果データを他方のシミュレーションプログラムＢが
使用するには、それらのシミュレーションプログラムの
基底が異なるために、その結果データはそのままでは使
用できない。すなわち、シミュレーションプログラムＡ
の結果データはその基底上で定義されたデータであるた
め、このデータをシミュレーションプログラムＢの基底
上で定義された別の形式に変換しなければならない。こ
のデータ変換をするには、それぞれのシミュレーション
プログラムは相手のシミュレーションプログラムの基底
を構成する一群の離散点の座標と自己の基底を構成する
一群の離散点の座標との間の位置関係が用いられる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】（１）のように各々の
シミュレーションプログラムを解読し、統合するために
は、従来の単一の計算機を対象とした場合でも非常に多
くの手間が必要となる。並列計算機のためのプログラム
は格段に複雑となることから、このようなアプローチを
並列計算機向けに採用することはきわめて困難な状況に
ある。

【００１７】一方、（２）のようにプログラムの入出力
をファイル経由で結合することは、そのようなファイル
の標準形式を定めることにより可能となる。しかし、並
列計算機上の数値シミュレーションでは、解は各ＰＵに
分散して持たれることが多い。これをシミュレーション
プログラムが交代する度にファイルに落とし、しかるの
ちに再分配することは、シミュレーションの効率を落と
す原因となりやすい。特に複数のシミュレーションプロ
グラムを繰り返し呼んで収束解を得たい場合などは、入
出力および再分配のボトルネックの影響は深刻である。

【００１８】さらに、前述したように、複数のシミュレ
ーションプログラムＡ，Ｂを統合しないで別々に実行さ
せようとした場合、一方のシミュレーションプログラム
の計算結果データを、他方のシミュレーションプログラ
ムの基底上で定義されたデータに変換しなければならな
い。従って、利用者は従来単独で使用していたシミュレ
ーションプログラムを、このデータ変換のために互いの
基底に関する基底情報を用いてそのデータ変換を実行で
きるように書き換えなければならない。しかも、このデ
ータ変換は、複合シミュレーションに使用する二つのシ
ミュレーションプログラムのシミュレーションの種類、
たとえば、差分法によるシミュレーション、有限要素法
によるシミュレーション、粒子系のシミュレーションの
組み合わせにより異なるために、複合シミュレーション
に使用する相手のシミュレーションプログラムごとにプ
ログラムを書き換えなければならない。このデータ変換
の問題は、それらのシミュレーションプログラムを一つ
の計算機上で実行させるか複数の計算機上で実行させる
かに依らないで生じる問題である。

【００１９】複数のシミュレーションプログラムを統合
しないで実行するときの他の問題は、それらのシミュレ
ーションプログラム間のデータの交換を高速に行えるよ
うにすることである。このためには、それらのシミュレ
ーションプログラムを複数の計算機上で並行して実行
し、それらの実行途中で、一方のシミュレーションプロ
グラムが生成したデータを通信により他方のシミュレー
ションプログラムに転送可能にすることがシミュレーシ
ョン時間の点で最も望ましい。

【００２０】ＰＶＭのような並列計算機のための通信ラ
イブラリは、並列プログラム中でＰＵ間のメッセージの
受け渡しを容易にかつ可搬性良く記述するのに役立って
きた。しかし、複合シミュレーションを対象とした複雑
なプログラムを作成するためには、その記述レベルは低
位に過ぎると考えられる。利用者は、通信ライブラリを
用いてもなお、従来の計算機に対する以上の手間をかけ
て複合シミュレーションプログラムを作成せざるを得な
い。

【００２１】すなわち、複数の計算機上で複数のシミュ
レーションプログラムをそれぞれシミュレーションプロ
セスとして実行する場合、ＰＶＭを使用したとしても、
各ＰＵ上で実行中のシミュレーションプロセスは他のＰ
Ｕ上で実行中の他のシミュレーションプロセスとの送信
要求あるいは受信要求を通信相手ごとに記載しなければ
ならない。これらの通信要求は通信相手に対して定めら
れたプロセスＩＤと利用者が定めたメッセージＩＤを指
定しなければならない。従って、通信先が多いほどこの
ような通信要求をシミュレーションプロセスの中に記述
しなければならないために、利用者の作業が多くなる。
しかも、通信相手は、シミュレーション対象領域あるい
は算出しようとする物理量を支配する物理方程式あるい
はシミュレーション手法により異なるために、利用者は
シミュレーションごとに、プログラムを書き換えなけれ
ばならないという大きな問題がある。

【００２２】並列計算機上で、複数のシミュレーション
プログラムのそれぞれを複数のシミュレーションプロセ
スにより連携して実行させようとした場合、この通信先
の指定の問題は極端に難しくなる。すなわち、シミュレ
ーションプログラムＡに属する各シミュレーションプロ
セスがシミュレーションプログラムＢに属するいずれの
シミュレーションプロセスとデータを交換するかを決定
しなければならない。一般には、シミュレーションプロ
グラムＡの各シミュレーションプロセスの部分シミュレ
ーション領域とシミュレーションプログラムＢ内のいず
れのシミュレーションプロセスの部分シミュレーション
領域とが重複しているかを検出して、この通信先を決め
る必要がある。ところがこの重複はシミュレーションプ
ログラムＡとシミュレーションプログラムＢのシミュレ
ーション対象領域の相互の位置関係により異なる。この
ため、この通信先の決定のためのプログラムの書き換え
の手間は大きい。

【００２３】複数のシミュレーションプログラムを異な
る計算機で実行する場合に起きる他の問題は、複数のシ
ミュレーションプログラムをオープンなネットワークで
接続された複数のプロセッサ上で実行させた場合の、計
算結果データの機密保持である。

【００２４】複数のシミュレーションプログラムを異な
る計算機で実行する場合に起きるさらに他の問題は、複
数のシミュレーションプログラムを複数のプロセッサに
ロードする場合に、プログラムの実行効率を高めるよう
に各プログラムをロードする計算機をいかに選択するか
である。

【００２５】以上に述べたいろいろの問題は、既存のシ
ミュレーションプログラムを修正して複合シミュレーシ
ョンを実行する場合だけでなく、新規に複合シミュレー
ションのために複数のシミュレーションプログラムを作
成する場合にも全く同様に問題となる。

【００２６】本発明の目的は、複数のシミュレーション
プログラムを、それぞれを単独で実行する場合に比べて
あまり大きく変更することなく、並列に実行させられる
ように、これらのプログラムの実行を支援する方法を提
供することである。本発明のより具体的な目的は、複数
のシミュレーションプログラムのそれぞれの基底の相違
を保証するためのデータ変換手順をそれぞれのシミュレ
ーションプログラムが有さなくても、それらを異なる計
算機上で並列に実行可能にするシミュレーションプログ
ラム実行支援方法を提供することである。本発明のより
具体的な他の目的は、複数のシミュレーションプログラ
ムのそれぞれを複数のシミュレーションプロセスとして
複数の計算機上で実行させる場合に、各シミュレーショ
ンプロセスによる演算結果データの送信先のシミュレー
ションプロセスを個別に指定する必要をなくす、シミュ
レーションプログラム実行支援方法を提供することであ
る。

【００２７】本発明の他の目的は、複数のシミュレーシ
ョンプログラムをオープンなネットワークで接続された
複数のプロセッサ上で実行させた場合に好適なシミュレ
ーション結果データに対する機密保持方法を提供するこ
とである。本発明の他の目的は、複数のシミュレーショ
ンプログラムを複数のプロセッサにロードする場合に、
プログラムの実行効率を高めるように各プログラムをロ
ードするプログラムロード方法を提供することである。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるシミュレーションプログラムの実行支
援方法の望ましい態様では、複数のシミュレーションプ
ログラム（あるいはプロセス）に対応してプログラム間
データ通信支援プログラム（あるいはプロセス）が起動
され、複数のシミュレーションプログラム（あるいはプ
ロセス）の一つが演算結果データを生成したときに、該
複数のシミュレーションプログラム（あるいはプロセ
ス）の内の、その演算結果データを使用する少なくとも
一つの他のシミュレーションプログラム（あるいはプロ
セス）の基底上で定義されたデータに上記生成されたデ
ータを該プログラム間データ通信支援プログラム（ある
いはプロセス）が変換し、得られる上記データを該他の
シミュレーションプログラム（あるいはプロセス）に転
送する。

【００２９】このデータ変換のために、各シミュレーシ
ョンプログラム（あるいはプロセス）からその各シミュ
レーションプログラム（あるいはプロセス）が使用する
基底に関する基底情報をこのプログラム間データ通信支
援プログラム（あるいはプロセス）が事前に受け取り、
各シミュレーションプログラム（あるいはプロセス）か
ら受け取った基底情報に基づいて、各シミュレーション
プログラム（あるいはプロセス）の基底と他のシミュレ
ーションプログラム（あるいはプロセス）の基底の間の
位置関係を判別する。該データ変換は、該演算結果デー
タを算出した該一つのシミュレーションプログラム（あ
るいはプロセス）の基底と該演算結果データを使用する
該他のシミュレーションプログラム（あるいはプロセ
ス）の基底との間の上記判別された位置関係に依存して
実行される。

【００３０】また、本発明の他の態様では、プログラム
間データ通信支援プログラム（あるいはプロセス）が、
いずれか一つのシミュレーションプログラム（あるいは
プロセス）が生成するであろう演算結果データを使用す
る他のシミュレーションプログラム（あるいはプロセ
ス）を事前に検出し、その一つのシミュレーションプロ
グラムが現に演算結果データを生成したときに、そのデ
ータを、上記検出された他のシミュレーションプログラ
ム（あるいはプロセス）に転送する。上記の転送先のプ
ログラム（あるいはプロセス）の検出のための、上記プ
ログラム間データ通信支援プログラム（あるいはプロセ
ス）が、これらのシミュレーションプログラムから、そ
れらが使用する基底に関連する情報を事前に受け取り、
これらの受け取った情報に基づいて上記検出を行う。

【００３１】以上に述べたプログラム間データ通信支援
プログラムは、シミュレーションプログラム以外の他の
複数のプログラム（あるいはプロセス）間の通信の支援
にも適用できる。また、本発明では、シミュレーション
結果データの機密保護のために、いずれかのシミュレー
ションプログラムで算出された結果データを他のシミュ
レーションプログラムに送る前に上記データ変換プログ
ラムにより暗号化し、上記他のシミュレーションプログ
ラムが、この暗号化された結果データを解読し、解読後
のデータを上記他のシミュレーションプログラムに転送
する。また、本発明では、複数のシミュレーションプロ
グラムを複数のプロセッサ上で実行させるときに、それ
らの実行効率を高めるために、それらのシミュレーショ
ンプログラムが必要とする種々のリソースの使用量とそ
れらのプロセッサが持っているリソース量とに基づい
て、それらのシミュレーションプログラムをロードすべ
きプロセッサを選択する。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るシミュレーシ
ョンプログラムの実行支援方法を図面に示したいくつか
の実施の形態を参照してさらに詳しく説明する。なお、
以下においては、同じ参照番号は同じものもしくは類似
のものを表わすものとする。また、発明の第２の実施の
形態以降においては、発明の第１の実施の形態との相違
点を主に説明するに止める。

【００３３】＜発明の実施の形態１＞（１）装置と動作の概要本発明に係るシミュレーションプログラムは、例えば図
２で示されるような並列計算機３２０１上で実行され
る。並列計算機３２０１は複数のプロセシングユニット
（ＰＵ）８０１から８０９とそれらを結ぶネットワーク
８２０によって構成される。ＰＵの個数は任意である
が、以下では、たとえば９台とする。ネットワーク８２
０は、図では格子状に示してあるが、本発明の実施に関
しては任意の二つのＰＵ間で通信ができればよく、種類
は問わない。しかし、ネットワーク８２は、ハイパクロ
スバネットワークのごとく、複数のメッセージを並列に
転送可能な高速のネットワークであることがシミュレー
ション実行時間の点でより望ましい。各ＰＵは主要な構
成要素として、ＣＰＵ３２０３、メモリ３２０５、およ
びディスク３２０４を持ち、分散メモリ型の並列計算機
を構成する。また、並列計算機３２０１の外部には、そ
れへのコマンド投入などを行なうためのコンソール３２
０２が付属する。利用者のシミュレーションプロセスや
本実施の形態に特徴的な構成要素であるデータ変換プロ
セス、データ変換ライブラリは通常ディスク３２０４上
に格納されており、利用者のコンソールからのコマンド
投入によって各ＰＵのメモリ上にローディングされ、各
ＣＰＵによって実行される。

【００３４】図１に本実施の形態で実行されるプログラ
ムの例を示している。本実施の形態では、二つのシミュ
レーションプログラムＡとＢが実行され、それらにより
シミュレーションＡとＢが複合して実行されると仮定す
る。シミュレーションＡとＢは、例えば差分法シミュレ
ーション、有限要素法シミュレーションである。シミュ
レーションプログラムＡとＢはいずれも複数のシミュレ
ーションプロセスとして実行される。たとえば、シミュ
レーションプログラムＡは、ＰＵ８０１から８０６にロ
ーディングされた６個のシミュレーションプロセスＡ
（６０５）として実行され、シミュレーションプログラ
ムＢは、たとえば、ＰＵ８０７から８０９にローディン
グされた３個のシミュレーションプロセスＡ（６０６）
として実行される。各ＰＵには、そこにローディングさ
れているシミュレーションプロセスＡまたはＢに対応し
て、データ変換プロセス６０３または６０４がロードさ
れている。これらのデータ変換プロセスは、シミュレー
ションプロセス間のデータ通信を支援するためのプログ
ラムである。しかし、本実施の形態あるいは他の実施の
形態ではそれらのプログラムを簡単化のためにデータ変
換プログラムあるいはデータ変換プロセスと呼ぶことが
多い。

【００３５】シミュレーションプロセスＡまたはＢは、
利用者により作成されたシミュレーションプログラムＡ
またはＢからコンパイルとリンクを経て生成されたもの
である。このリンク時にデータ変換ライブラリ６０７ま
たは６０８と結合されされて実行形式に変換され、実行
時に計算機上にロードされることにより形成される。こ
れらのデータ変換ライブラリはそれにリンクされたシミ
ュレーションプロセスとそのシミュレーションプロセス
に対応するデータ変換プロセスとの間で引き渡すべきデ
ータあるいは要求等を中継する働きをする。

【００３６】データ変換プロセスとデータ変換ライブラ
リを上に述べたように使用するためにためには、予め以
下のファイルを記憶した磁気ディスク、あるいは磁気テ
ープ等の記録媒体が使用される。すなわち、上記データ
変換ファイルの実行形式ファイル、データ変換ライブラ
リのアーカイブファイル（コンパイルされたものであっ
て、シミュレーションプログラムとリンクできる形式に
まとめられたもの）およびデータ変換ライブラリのヘッ
ダファイル（このライブラリで使用される変数の型の宣
言、定数の定義などをまとめたもの）。これらが前述の
磁気ディスク３２０４に移動されて使用される。

【００３７】実行時にはさらに、データ変換プロセス６
０３，６０４を予め（例えばデーモンとして）起動して
おく。各ＰＵのシミュレーションプロセス６０５または
６０６が実行を開始するとデータ変換ライブラリ６０７
または６０８がシミュレーションプロセス６０５または
６０６と、データ変換プロセス６０３または６０４とを
ソフトウエア的な通信路で結合する。さらに二つのデー
タ変換プロセス６０３または６０４はソフトウエア的な
通信路で結合され、異なるシミュレーションプログラム
に属する二つのシミュレーションプロセス６０５、６０
６はデータ変換ライブラリ６０７、６０８とデータ変換
プロセス６０３、６０４を介してデータのやりとりを行
なう。

【００３８】なお、データ変換プロセスを介したこのよ
うな通信は異なるシミュレーションプログラムに属する
シミュレーションプロセス間のデータの受け渡しのため
に行われる。同じシミュレーションプログラムＡ（また
はＢに属するシミュレーションプロセス間のデータの交
換は、従来技術と同様にＰＶＭなどを用いて行われる
が、本実施の形態では、そのデータ交換に関係するプロ
グラム部分の構造と動作の説明は省略する。

【００３９】データ変換プロセス６０３、６０４は、シ
ミュレーションプロセス６０５，６０６間でのデータ交
信に際し、自動的にデータの送信先を決定し、かつデー
タを変換する機能を提供する。ここでデータの変換と
は、一方のシミュレーションプログラムにより算出され
た、そのシミュレーションプログラムの基底の上で定義
されたデータを、他方のシミュレーションプログラムの
基底上で定義されたデータに変換する操作を指し、たと
えば、有限要素法基底上で求められた解を差分法基底上
にマッピングする。そのために、後に詳しく説明するよ
うに、各シミュレーションプロセス６０５または６０６
がどのような基底を用いるかを対応するデータ変換プロ
セス６０３または６０４に予め登録しておく。データ変
換プロセス６０３または６０４は、異なるシミュレーシ
ョン基底の組み合わせに対する複数の変換規則を内蔵し
ており、データ変換プロセスの初期化時に、ＰＵ８０１
から８０６上のシミュレーションプロセス６０５とＰＵ
８０７から８０９上のシミュレーションプロセス６０６
が互いにそれぞれに登録された基底に関する情報を連絡
しあい、ＰＵ８０１から８０６の各々上のシミュレーシ
ョンプロセス６０５とＰＵ８０７から８０９の各々上の
シミュレーションプロセス６０６との間で後にデータ交
換をするときに、内蔵された変換規則の内、どれを利用
すべきかを決定する。この変換規則は、送信側となるシ
ミュレーションプロセスと受信側となるシミュレーショ
ンプロセスの組に対して決定される。

【００４０】本実施の形態では、データを受信したデー
タ変換プロセスが、受信したデータに変換規則を適用し
てデータを変換する。具体的には、あるＰＵ上のデータ
変換プロセス６０３（または６０４）がそれに対応す
る、送信側のシミュレーションプロセス６０５（または
６０６）から、そのシミュレーションプロセスの基底上
で定義された演算結果データを受け取ると、これを受信
側のシミュレーションプロセス６０６（または６０５）
に対応するデータ変換プロセス６０４（または６０３）
に転送する。データ変換プロセス６０４（または６０
３）は、先に決定した、シミュレーションプロセス６０
５から６０６へ転送されたデータに対して先に決定した
変換規則によりこの転送された演算結果データを、受信
側のシミュレーションプロセス６０６（または６０５）
の基底上で定義されたデータに変換を施し、その結果を
受信側のシミュレーションプロセスに送る。このデータ
変換機能が各データ変換プロセスに組み込まれているの
で、シミュレーションプロセスには、データ変換のため
のプログラム部分を組み込まなくてもよいことになる。
しかも、各データ変換プロセスは、複数の変換規則を使
用しているので、異なるシミュレーションプログラムの
組み合わせに対してもそのまま使用できる。

【００４１】データ変換プロセス８５１による交信先の
決定の概要は以下の通りである。図３（ａ）に有限要素
法シミュレーションプログラムと差分法シミュレーショ
ンプログラムを同時に実行する際のそれぞれのプログラ
ムが使用する基底の例を示す。格子状のメッシュ９０１
は差分法シミュレーションプログラム用の基底であり、
円形のメッシュ９０２は有限要素法用シミュレーション
プログラムの基底である。このような複数の基底系を用
いてオーバーラップした部分のデータを交換しながら交
互に問題を解くことにより、複合シミュレーションが可
能となる。

【００４２】この複合シミュレーションは、特に障害物
回りの気流の解析などに用いられて効果がある。障害物
付近の気流の乱れの大きい領域を形状適合性の高い有限
要素法で、遠方の広い領域を高速な差分法で解くことに
より、演算量を減らしながら高い精度を得ることができ
る。さて、この２種類のシミュレーションを並列計算機
で実行する場合、それぞれの基底を空間的に分割してＰ
Ｕに割り当てる。このような空間分割は、シミュレーシ
ョンに先立ち利用者がプログラム中、あるいはプログラ
ムに与えるデータ中で決定しておく。

【００４３】図１の並列計算機の例では、差分法のシミ
ュレーションプロセスを６個のＰＵで、有限要素法のシ
ミュレーションプロセスを３個のＰＵで実行することに
なる。それぞれの基底は例えば図３（ｂ）の点線のよう
に空間分割することができる。以下、領域９１１は図１
のＰＵ８０４に、領域９１２はＰＵ８０７に、領域９１
３はＰＵ８０５に割り当てられるとして説明を進める。
シミュレーションプロセスからデータ変換プロセスに基
底を登録する際には、このように空間分割された基底の
内、当該プロセスの担当部分のみを登録すればよい。各
ＰＵ上のデータ変換プロセス６０３または６０４はこの
登録を受け付けると、そのデータ変換プロセスが属する
シミュレーションプログラムと異なるシミュレーション
プログラムに属する他のＰＵ上のデータ変換プロセス６
０４または６０３と基底に関する情報の交換を行ない、
自プロセスの通信相手となるものを探す。

【００４４】本明細書では基底に関する情報を一般的に
基底情報と呼ぶ。本実施の形態では、後に述べるごと
く、基底に関する具体的な情報として、基底座標範囲情
報および基底構成格子点情報をデータ変換プロセス間で
交換する。これらの二つの基底に関連する情報も基底情
報と呼ぶことがある。さて、本例では領域９１２を受け
持つ、ＰＵ８０７上のデータ変換プロセス６０４は、他
のシミュレーションプロセスが稼働しているＰＵ８０１
―８０６上のデータ変換プロセスに対して、その担当計
算領域が自プロセスの担当領域と重なっているか問い合
わせる。その結果、領域９１１と９１３を担当するＰＵ
８０４と８０５上のデータ変換プロセス６０３から肯定
の返信を受け、それらのデータ変換プロセスを今後の交
信先として認識する。このように、各シミュレーション
プロセスが担当するシミュレーション領域と他のシミュ
レーションプロセスが担当するシミュレーション領域の
重複をその各シミュレーションプロセスに対応するデー
タ変換プロセスが他のデータ変換プロセスと連携して判
定し、この結果に基づいて各データ変換プロセスが対応
するシミュレーションプロセスが算出した結果データの
送信先のシミュレーションプロセスを決める。この結
果、各シミュレーションプロセスは、送信先のシミュレ
ーションプロセスを決定するプログラム部分を含まなく
てもよい。単に送信先のプログラムを指定する送信要求
を含めばよい。

【００４５】なお、図１では各ＰＵにシミュレーション
プロセスを一個のみ配したが、複数のシミュレーション
プロセスを各ＰＵに割り当てることも可能である。たと
えば、シミュレーションＡ，Ｂが交互に実行されるよう
な場合には、一つのシミュレーションプロセスＡとデー
タ変換プロセスとの組とシミュレーションプロセスＢと
データ変換プロセスとの組を一つのＰＵに配置すること
でＰＵの利用効率を上げることができる。ＰＵへのプロ
セスのマッピングのこのような変更は、並列計算機のＯ
Ｓのプログラムローディング機能を用いたり、あるいは
利用者自身が簡単なシェルスクリプト（コマンドを列挙
したファイル）を書いたりすることにより容易に実現で
きる。

【００４６】（２）全体の処理の流れ図４に、図１のシステムを使用する場合に利用者の行な
うべき処理の流れを示す。利用者はまず、各シミュレー
ションプログラムのシミュレーション対象領域に基底
（メッシュ）を生成し、それをどのように複数の並列プ
ロセスに分配するか決定する（ステップ３３０１）。続
いて、利用者は図１のシステムに使用するための複数の
シミュレーションプログラムを生成する。各シミュレー
ションプログラム中には、本来の計算部分以外に、デー
タ変換ライブラリに対するコール文を挿入する。このよ
うにして作成したシミュレーションプログラムをコンパ
イルし、データ変換ライブラリとリンクすることにより
実行形式ファイルを生成する（３３０２）。次に、どの
プロセッサ上でデータ変換プロセスを起動するかを指定
する起動ファイルを作成し（３３０３）、起動用プロセ
スを用いてデータ変換プロセスを起動する（３３０
４）。ステップ３３０３、３３０４は、利用者自身が行
なう代わりに、システム管理者などが事前に行なってお
いても良い。最後に、３３０２にて作成したシミュレー
ションプログラムを起動し、シミュレーションを実行
し、結果を得る（３３０５）。

【００４７】（３）シミュレーションプログラムの構造シミュレーションプログラムＡまたはＢはそれを実行す
る全ＰＵにおいて同じプログラムが実行されるように記
述された、いわゆるＳＰＭＤタイプで書かれるので、利
用者はシミュレーションプログラムＡ，Ｂを作成すれば
よい。利用者は、各プログラム中で、他のプログラムと
のデータの受け渡しが必要となる部分についてデータ変
換ライブラリを関数呼び出しするためのコール文を挿入
する。

【００４８】図５に、本実施の形態を利用するために利
用者が記述するシミュレーションプログラムの概略を示
す。以下では、このプログラムがシミュレーションプロ
セスとして実行された時の処理を説明する。まず、シミ
ュレーションプログラムの初めの部分で、データ変換プ
ロセスを初期化するためのコール文を発行する（ステッ
プ７１１）。次に、予め作成されたシミュレーション基
底（メッシュ）をファイルから読み込む（ステップ７１
２）。アプリケーションによっては、基底をファイルか
ら読み込むのではなく、内部で生成することも可能であ
る。次いで、読み込まれた（あるいは生成された）シミ
ュレーション基底をデータ変換プロセスに登録するため
のコール文を挿入する（ステップ７０１）。登録すべき
シミュレーション基底は、シミュレーションに先立ち、
利用者がプログラム中、あるいはプログラムから読み込
まれるデータ中で決定しておく。

【００４９】計算の途中でシミュレーション基底を変化
するようにシミュレーションプログラムが構成されてい
る場合、たとえば、時間的に位置が変わる移動メッシュ
を使用する場合などには、メッシュを変えるごとに、こ
れらのコール文を繰り返し呼ぶようにシミュレーション
プログラムを構成する。このようにシミュレーションプ
ログラムの実行途中でメッシュが切り替わると、そのシ
ミュレーションプログラムの計算欠陥データの送信先が
変わりうるが、本実施の形態では、メッシュの変更の都
度、データ変換プロセスが新たな送信先を決定してくれ
ることになり、シミュレーションプログラム自体はこの
ときにも上記３つのコール分以外に特別のプログラム部
分を有さなくてもよい。

【００５０】続いて、シミュレーションの主要部分を記
述する。複合シミュレーションの場合、この部分は通常
繰り返しループ（７０５）となる。ループの内側で、ま
ず他のシミュレーションプロセスに前回の計算結果（繰
り返し初回の場合は初期値）を送信し（７０２）、次い
で自プロセスの主要シミュレーション部分を従来の方法
で実行し（７０３）、その結果を他のシミュレーション
プロセスに送信する（７０４）。ここで、ステップ７０
２、７０４の送受信はデータ変換ライブラリへのコール
文により行なう。これを解が収束するまで繰り返し、最
終結果を得る。ただし、他のシミュレーションプロセス
が終了する以前に計算を完了するとデッドロックが発生
するので、全シミュレーションプロセス終了まではダミ
ーの送受信を繰り返す（７０６，７０７，７０８）。シ
ミュレーションが終了した時点で、データ変換ライブラ
リを終了する（７１０）。

【００５１】（４）データ変換ライブラリデータ変換ライブラリ６０７，６０８は、それが結合さ
れたシミュレーションプロセスとそれに対応するデータ
変換プロセスとの間のデータおよび要求等の中継を行
う。データ変換ライブラリは、データ変換プロセスを、
シミュレーションプロセスから利用可能にするために設
けられている。すなわち、シミュレーションプロセスか
らデータ変換ライブラリ中の関数をコールさせ、データ
変換ライブラリによりその関数に対応したメッセージを
データ変換プロセスに送らせる。同様にその対応するデ
ータ変換プロセスからのメッセージを対応するシミュレ
ーションプロセスにデータ変換ライブラリから通知させ
る。

【００５２】以下では、ライブラリの利用者が自プログ
ラムからライブラリの提供する関数をコールするときの
引数、および戻り値を説明する。なお、以下の例ではプ
ログラム言語としてＣを想定するが、ＦＯＲＴＲＡＮな
ど他の手続き型言語についてもほぼ同様なインターフェ
ースを適用することができる。関数の名称は一例であ
り、利用者が通常使用する名称と重ならない配慮をすれ
ばどのように定めてもよい。関数名の前に付いている型
名は、関数の戻り値の型を表わす。すなわち、ｖｏｉｄ
は戻り値無しを示す。なお引数の前にある、ｃｈａｒは
文字型の引数、ｉｎｔは整数型の引数、ｄｏｕｂｌｅは
倍精度実数型の引数を示す。＊はその変数がポインタ型
であることを示す。

【００５３】（ａ）ｖｏｉｄｄｅｘ＿ｉｎｉｔｉａｌ
ｉｚｅ（ｃｈａｒ＊ｓｉｍｎａｍｅ）この関数は、データ変換ライブラリおよびデータ変換プ
ロセスを初期化する。利用者は並列プログラムの最初の
部分でこの関数を１度コールする。２度以上コールした
場合の結果は不定である。ｓｉｍｕｎａｍｅ：関数を呼び出したシミュレーション
プログラムの名称を指定する。

【００５４】（ｂ）ｖｏｉｄｄｅｘ＿ｒｅｇｉｓｔｅ
ｒ＿ｑｕａｎｔｕｍ（ｃｈａｒ＊ｍｅｓｈｔｙｐｅ，
ｉｎｔ＊ｍｅｓｈｃｏｕｎｔ，ｉｎｔ＊ｍｅｓｈｎ
ｏ，ｄｏｕｂｌｅ＊ｍｅｓｈｄａｔａ，ｉｎｔ＊ｍ
ｅｓｈｔｏｐｏｌ，ｉｎｔ＊ｒａｎｇｅ）この関数は、データ変換プロセスにシミュレーションの
基底を登録する。基底の登録は１度のみ行なう。登録し
た基底を変更する場合には、後述のｄｅｘ＿ｕｎｒｅｇ
ｉｓｔｅｒ＿ｑｕａｎｔｕｍを先にコールし、登録を取
り消しておく必要がある。各引数の意味と与え方は以下
の通りである。

【００５５】ｍｅｓｈｔｙｐｅ：この引数は基底の種類
を示し、「ｆｄｍ」、「ｆｅｍ」、「ｐａｒｔｉｃｌ
ｅ」のいずれかを与える。「ｆｅｍ」は基底が有限要素
法メッシュであることを、「ｆｄｍ」は差分法メッシュ
であることを、「ｐａｒｔｉｃｌｅ」は粒子であること
を示す。図６（ａ）に基底が「ｆｅｍ」の場合について
本引数の例を示す。ｍｅｓｈｃｏｕｎｔ：この引数は、基底のサイズに関す
る情報の配列を指定する。配列の第１要素には、基底の
次元である１、２または３のいずれかを代入する。第２
要素には、第１引数が「ｆｄｍ」である場合には、この
関数の呼び出し元のシミュレーションプロセスが担当す
る格子点の数、「ｆｅｍ」である場合にはこの関数の呼
び出し元のシミュレーションプロセスが担当する節点の
数、「ｐａｒｔｉｃｌｅ」である場合にはこの関数の呼
び出し元のシミュレーションプロセスが担当する粒子数
を入れる。以下では、基底がｆｄｍである場合の格子
点、基底がｆｅｍであるの節点、基底が粒子系の場合の
粒子をまとめて簡単に格子点と呼ぶ。第３要素は第１引
数が「ｆｅｍ」である場合にのみ意味を持ち、この関数
の呼び出し元のシミュレーションプロセスが担当する要
素数を入れる。図６（ｂ）は第１引数が「ｆｅｍ」の場
合について本引数の例である。ｍｅｓｈｎｏｄｅｓ：この引数は、この関数の呼び出し
元のシミュレーションプロセスが担当する格子点の番号
のリストを代入する。図６（ｃ）に本引数の例を示す。

【００５６】ｍｅｓｈｄａｔａ：この引数は、基底の座
標を示すデータの配列を指定する。この関数の呼び出し
元のシミュレーションプロセスが担当する格子点のｘ座
標リスト、ｙ座標リスト、ｚ座標リストを順に代入す
る。基底の次元が１または２である場合はそれぞれｙ、
ｚ座標およびｚ座標は必要ない。図６（ｄ）に本引数の
例を示す。ｍｅｓｈｔｏｐｏｌ：この引数は、第１引数が「ｆｅ
ｍ」の場合に、基底全要素のトポロジカルオーダーの配
列を指定する。トポロジカルオーダーとは、有限要素法
の各４辺形または３辺形（３次元では４面体、プリズム
または立方体、１次元では線分）の要素がどの節点より
構成されるかを定義し、各要素につき要素番号、要素を
構成する節点数とそれらの番号のリストとの組よりな
る。図６（ｅ）に第１引数が「ｆｅｍ」の場合について
本引数の例を示す。

【００５７】（ｃ）ｖｏｉｄｄｅｘ＿ｕｎｒｅｇｉｓ
ｔｅｒ＿ｑｕａｎｔｕｍ（）この関数は、データ変換プロセスへのシミュレーション
基底の登録を取り消す。以降、必要があれば再度ｄｅｘ
＿ｒｅｇｉｓｔｅｒ＿ｑｕａｎｔｕｍをコールして基底
を登録し直すことができる。

【００５８】（ｄ）ｖｏｉｄｄｅｘ＿ｓｅｎｄ（ｄｏ
ｕｂｌｅ＊ｄａｔａ）この関数は、他のシミュレーションプロセス群の内、自
シミュレーションプロセスが担当する基底と空間的にオ
ーバーラップする基底を担当しているものにデータを送
信する。このデータは、多くの場合シミュレーション結
果データであり、そうでない例は、配列の初期値などで
ある。引数の意味は以下の通りである。ｄａｔａ：この引数は、送信すべきデータの配列を指定
する。データの個数は登録した基底の格子点数（あるい
は節点数、粒子数）と等しくなければならない。この配
列は、登録した格子点すべてについてのデータを格子点
番号順に保持する。なお、シミュレーションプロセス
は、この関数呼び出しでは、このデータを送信すべき他
の一つまたはシミュレーションプログラムに属するシミ
ュレーションプロセスを個別に指定する必要はない。デ
ータ変換プロセスが、送信先のシミュレーションプロセ
スを決定するようになっている。

【００５９】（ｅ）ｖｏｉｄｄｅｘ＿ｒｅｃｅｉｖｅ
（ｄｏｕｂｌｅ＊ｄａｔａ）この関数は、他のシミュレーションプロセスから送られ
たデータを受信する。本関数はブロッキング動作をし、
必要なデータがすべて到着するまで関数から戻らない。
引数の意味は以下の通りである。ｄａｔａ：この引数は、受信すべきデータを格納する配
列を指定する。受信されるデータの個数は登録した基底
の全格子点数（あるいは節点数、粒子数）と等しいの
で、配列はそれを格納するのに十分な大きさを確保して
おく必要がある。

【００６０】次にデータ変換ライブラリ６０７，６０８
の実装方法を説明する。このライブラリの主要な働きは
シミュレーションプロセスとデータ変換プロセスとの間
の情報のやりとりを中継することであり、処理の本体の
大部分は、次節以降に説明するデータ変換プロセス中で
行なわれる。シミュレーションプロセスとデータ変換プ
ロセスの間でのメッセージのやりとりは、特定のビット
パターン（プロトコル）を用いて行なう。プロトコルの
実現方法は任意であるが、本実施の形態ではメッセージ
の種類を示す１バイトのヘッダと、それに引き続く不定
長のメッセージ本体、およびメッセージの終了を示す１
バイトのトレーラよりなるものとする。図７（ａ）に、
本プロトコルの一般形を示す。

【００６１】（ａ）ｄｅｘ＿ｉｎｉｔｉａｌｉｚｅ（ｃ
ｈａｒ＊ｓｉｍｎａｍｅ）この関数は、データ変換プロセスとの接続を確立し、そ
の初期化を行なう。本実施の形態では、プロセス間でデ
ータをやりとりする手段として、ソケット（ＴＣＰ／Ｉ
Ｐ）による通信を利用する。接続確立の手順は通常のソ
ケットによる通信に準ずる。すなわち、前述のようにシ
ミュレーションプロセス起動時にはデータ変換プロセス
はすでに立ち上がっている。このデータ変換プロセス
は、予め設定したポート番号にてａｃｃｅｐｔシステム
コールで接続待ち状態にある。本ライブラリ関数はその
ポート番号に対してｃｏｎｎｅｃｔシステムコールを発
行しソフトウエア的な通信路の確立を行なう。次いで、
その送信路を用いてデータ変換プロセスを初期化するた
めの要求メッセージを送信する。本メッセージの例を図
７（ｂ）に示す。メッセージは本体がなく、初期化要求
を示すヘッダとトレーラのみである。

【００６２】（ｂ）ｄｅｘ＿ｒｅｇｉｓｔｅｒ＿ｑｕａ
ｎｔｕｍ（ｃｈａｒ＊ｍｅｓｈｔｙｐｅ，ｉｎｔ＊
ｍｅｓｈｃｏｕｎｔ，ｉｎｔ＊ｍｅｓｈｎｏ，ｄｏｕ
ｂｌｅ＊ｍｅｓｈｄａｔａ，ｉｎｔ＊ｍｅｓｈｔｏ
ｐｏｌ，ｉｎｔ＊ｒａｎｇｅ）この関数は、シミュレーション基底に関するデータ登録
要求をデータ変換プロセスに通知し、基底データを送信
する。メッセージは、各引数ごとに一つずつ、計５個発
行する。メッセージの例を図７（ｃ）から（ｇ）に示
す。これらは、図６（ａ）から（ｅ）に示した本ライブ
ラリ関数の引数の各々にヘッダとトレーラを付けた形と
なっている。

【００６３】（ｃ）ｄｅｘ＿ｕｎｒｅｇｉｓｔｅｒ＿ｑ
ｕａｎｔｕｍ（）この関数は、シミュレーション基底の登録を解消するメ
ッセージをデータ変換プロセスに送信する。メッセージ
の例を図７（ｈ）に示す。メッセージは、本体がなく、
登録解消要求を示すヘッダとトレーラのみである。

【００６４】（ｄ）ｄｅｘ＿ｓｅｎｄ（ｄｏｕｂｌｅ＊
ｄａｔａ）この関数は、データ変換プロセスにデータ送信要求メッ
セージを送る。メッセージの例を図７（ｉ）に示す。

【００６５】（ｅ）ｄｅｘ＿ｒｅｃｅｉｖｅ（ｄｏｕｂ
ｌｅ＊ｄａｔａ）この関数は、データ変換プロセスにデータ受信要求メッ
セージを送り、データ変換プロセスから送り返されてく
るデータ受信応答メッセージ中に格納されるデータを引
数ｄａｔａでポイントされる配列に格納する。データ受
信要求メッセージの例を図７（ｊ）に、データ受信応答
メッセージの例を図７（ｋ）に示す。

【００６６】（ｆ）ｄｅｘ＿ｅｘｉｔ（ｃｈａｒ＊ｓ
ｉｍｎａｍｅ）この関数は、データ変換プロセスとの接続を切断する。
メッセージの例を図７（ｌ）に示す。

【００６７】（５）データ変換プロセスの起動データ変換プロセス６０３または６０４は、起動時に図
１に示すように並列計算機のそれぞれのＰＵに配置さ
れ、かつすべてのデータ変換プロセスのペアがソフトウ
エア的に通信路で結ばれた状態になっている必要があ
る。本実施の形態ではこの条件を満たすために、まずデ
ータ変換プロセスの起動用プロセスをいずれかのＰＵ上
に一つ立て、ここから全てのデータ変換プロセスを起動
する。起動用プロセスの立ち上げは利用者がコマンドラ
インから行なうか、並列計算機の起動時にデーモンとし
て自動的に立ち上がるようにしておく。起動用プロセス
は当該並列計算機にシステム管理用の特別なＰＵが存在
する場合にはそのＰＵ上に、存在しない場合は任意のＰ
Ｕ上に立ち上げる。いずれの場合でも、データ変換プロ
セスを起動すべきＰＵのアドレスとデータ変換プロセス
実行形式ファイルへのパスとのペアを一覧表にした起動
ファイルを、起動ＰＵ上に用意しておく。起動用プロセ
スは、起動されるとこれを読み込んで処理を進める。起
動ファイル１２の例を図８に示す。「１３３．１４４．
２０．２１」などはＰＵのアドレスであり、「／ｕｓｒ
／ｌｏｃａｌ／ｂｉｎ／ｄａｔａｅｘｄ」などはディス
ク上に格納されたデータ変換プロセス実行形式ファイル
へのパスである。この例では８個のＰＵ上にデータ変換
プロセスを起動することを指示しており、初めの４個と
次の４個とでは実行形式ファイルへのパスが異なってい
る。システムオペレータもしくは利用者が、実行形式フ
ァイルは予め各ＰＵの指定されたパスにコピーしてお
く。

【００６８】図９には、起動用プロセス１３の処理の流
れを示す。まず、起動ファイルを読み込み、ＩＤを０に
セットする（１３０１，１３０２）。このとき、レコー
ドをカウントして全ＰＵ数を得る。このＩＤは各データ
変換プロセスの識別通し番号として使用するものであ
る。続いて、起動ファイル１２中の各ペアについて（１
３０７）、プロセスＩＤをまずインクリメントし（１３
０３）、リモートシェルなどによって、そのペア内のプ
ロセッサアドレスを持つＰＵ内の、そのペア内のパス上
にあるデータ変換プロセスを立ち上げる（１３０４）。
各データ変換プロセスは、立ち上がると起動プロセス１
２用にソケットを生成し、予め定めたポート番号（例え
ば３００１）でａｃｃｅｐｔ待ちとなる。起動プロセス
１３は、このソケットに対してｃｏｎｎｅｃｔシステム
コールにより接続を確立する（１３０５）。その後、こ
の通信路を用いてそのデータ変換プロセスにプロセスＩ
Ｄと全ＰＵ数を通知し、かつ起動ファイル１２内の全Ｐ
Ｕのアドレスを送信する（１３０６）。この処理の結
果、起動ファイル１２により指定された各ＰＵ上にデー
タ変換プロセスが立ち上がり、各データ変換プロセスは
システムで一意なプロセスＩＤとシミュレーションに使
用する全ＰＵのアドレスのコピーを持つことになる。デ
ータ起動プロセスは役目を果たし、終了する。

【００６９】次いで、図１０を参照して、データ変換プ
ロセス６０３または６０４が互いに接続を確立する処理
の流れを説明する。まず、上記起動プロセス１２の処理
に対応して、起動プロセス１２から情報を受信するため
のソケットを生成し、接続を待つ（１４０１）。接続が
確立したならば、起動プロセス１２から自データ変換プ
ロセスのＩＤ、全ＰＵ数ｎ、および全ＰＵのアドレスを
受信する（１４０２）。次いで全ＰＵアドレスの各々に
対して相互接続用のソケットを生成する（１４０３）。
以降、ＰＵのすべてのペアの間でソケットを用いた通信
路の確立を行なう。通信路は、ペアとなるＰＵの内、一
方から他方へのみ張れば双方向の通信が可能なので、相
手ＰＵのＩＤが自ＩＤより小さいものについては接続要
求待ちとし、大きいものについては接続要求を発行する
（１４０４，１４０５）。さらに、自ＰＵ上のシミュレ
ーションプロセスとの接続に備えるため、そのシミュレ
ーションプロセスとの交信用のソケットを予め定めたポ
ート番号を用いて生成し、そのソケットでａｃｃｅｐｔ
システムコールを発行して接続待ち状態とする（１４０
６）。以上の処理により各ＰＵ上のデータ変換プロセス
６０３または６０４が起動され、かつすべてのＰＵ上の
データ変換プロセス間で通信路が確立する。これによ
り、各データ変換プロセス６０３または６０４と任意の
シミュレーションプロセス６０５または６０６との接続
準備が整ったことになる。

【００７０】（６）データ変換プロセスの動作図１１を用いてデータ変換プロセスの処理の流れを説明
する。すでに説明したように、シミュレーションプログ
ラムのｄｅｘ＿ｉｎｉｔｉａｌｉｚｅライブラリ関数コ
ールにより、データ変換ライブラリは予め設定したポー
ト番号に対してｃｏｎｎｅｃｔシステムコールを発行す
るので、すでに立ち上がっているデータ変換プロセスの
ａｃｃｅｐｔシステムコールがこれをキャッチして通信
路を確立する。通信路の確立後、各データ変換プロセス
６０３または６０４は、対応するシミュレーションプロ
セス６０５または６０６から対応するデータ変換ライブ
ラリ６０７または６０８を経由して送られる要求メッセ
ージによって起動されるイベントループに入る。以下で
は、このようにシミュレーションプロセスからライブラ
リを経由して送られてくるメッセージを単にシミュレー
ションプロセスから送られてくるメッセージと呼ぶこと
がある。イベントループは無限ループであり（１５０
１）、通常はメッセージ受信待ち状態にある（１５０
２）。メッセージを受け取るとその種類に応じた処理に
分岐し（１５０３）、処理を終了するとまたメッセージ
待ち状態に戻る。図７（ａ）で示したように、対応する
シミュレーションプロセスからのメッセージの先頭１バ
イトがヘッダとしてその種類を表わすように構成されて
いるので、これを調べることにより分岐を行なうことが
できる。対応するシミュレーションプロセスからの要求
メッセージは６種類あるので、分岐先も６通り（１５０
４から１５０９）用意する。

【００７１】以下、シミュレーションプロセスから各種
要求メッセージを受けた場合のデータ変換プロセスの処
理について説明する。（ａ）初期化処理（１５０４）各データ変換プロセスは、対応するシミュレーションプ
ロセスから初期化要求メッセージ１１０２を受け取る
と、内部のすべてのテーブル（図２４に示すテーブル群
２８０１）をクリアする。また、与えられたシミュレー
ション名称を変数に格納する。（ｂ）基底登録処理（１５０５）基底登録処理は二つの部分よりなる。第１は対応するシ
ミュレーションプロセスより送られる基底情報を格納す
る処理１５０５Ａであり、第２は他のＰＵ上のデータ変
換プロセスと基底情報を付き合わせて空間的に基底がオ
ーバーラップするシミュレーションプロセスを探しだ
し、データ送受信時の交信先を決定する処理１５０５Ｂ
である。まず、基底情報の格納処理１５０５Ａについて
図１２を用いて説明する。データ変換プロセスは、対応
するシミュレーションプロセスから１メッセージ読み込
み（１６０１）、メッセージヘッダが０ｘ０２（図７
（ｃ）参照）であることを確認する（１６０２）。メッ
セージの残りの部分が「ｆｄｍ」、「ｆｅｍ」、「ｐａ
ｒｔｉｃｌｅ」のいずれかによってそれぞれの読み込み
処理に分岐する（１６０３から１６０５）。図１３にｆ
ｅｍ読み込み処理１６０４の詳細を示す。まず、第２の
メッセージより次元数ｄ、節点数ｍおよび要素数ｅを得
て、それに基づいてｍａｌｌｏｃなどのメモリ確保関数
を用いて節点番号格納用の長さｍの配列、節点座標格納
用の長さｍの配列およびトポロジカルオーダー格納用の
配列を確保する（１７０３から１７０５）。後続のメッ
セージを次々と読み込みながら、確保した配列中に上記
データを順次代入していく（１７０６から１７１１）。
これによって、各シミュレーションプロセスの持つ基底
情報の必要な部分を対応するデータ変換プロセス中にコ
ピーすることができる。ｆｄｍ読み込み処理（１６０
３）、ｐａｒｔｉｃｌｅ読み込み処理（１６０５）も、
トポロジカルオーダーに関する処理１７０５、１７１
０、１７１１がないことを除けば、図１３と同様であ
る。

【００７２】次いで、交信先決定処理１５０５Ｂについ
て図１４を参照して説明する。各データ変換プロセス
は、この交信先決定処理において、自データ変換プロセ
スに対応するシミュレーションプロセスが担当する基底
（以下、簡単化のためにこれをそのデータ変換プロセス
が担当する基底と呼ぶことがある）と、他のすべてのデ
ータ変換プロセスが担当する基底に重なりがあるかを調
べる。図１０にてすでに説明したとおり、データ変換プ
ロセス中のｉ番目のソケットはＩＤがｉのデータ変換プ
ロセスにつながれている（図１０、ステップ１４０
３）。この交信先決定処理においてはこの接続を利用し
て全データ変換プロセス間で、それぞれのデータ変換プ
ロセスが受け持つ基底に関する基底情報を交換し、それ
らの情報を用いて各データ変換プロセスが、それに対応
するシミュレーションプロセスが生成したデータの送信
先のデータ変換プロセスを決定する。

【００７３】まず、自データ変換プロセスが担当する基
底に関する情報として、その座標範囲を求める（１８０
０）。基底の座標範囲とは、基底の格子点、節点あるい
は粒子の各方向座標の最大値と最小値の組のことであ
る。２次元では、基底の担当範囲を囲むバウンディング
ボックスに対応する。この座標範囲は、二つのデータ変
換プロセスの担当基底間のオーバーラップの有無の判定
に用いる。ループ１８０１は、まずｉ番目のソケットに
着目し、ソケットにつながった相手データ変換プロセス
に、自プロセスのシミュレーション名称を送信し、相手
プロセスからそのシミュレーション名称を受信する（１
８１１，１８１２）。自プロセスと相手プロセスのシミ
ュレーション名称を比較し、これらが異なる場合には以
下の処理を行なう（１８１３）。ソケットにつながった
相手データ変換プロセスに基底に関する基底情報とし
て、上記基底座標範囲を表わす情報を送信し、相手プロ
セスから送られる同様の基底座標範囲情報を受信する
（１８０２，１８０３）。受信した基底座標範囲とステ
ップ１８００にて求めた自データ変換プロセスの基底座
標範囲を比較し、オーバーラップの有無を判定し、判定
結果を相手データ変換プロセスに通知する（１８０４，
１８０５）。次いで、相手データ変換プロセスの判定結
果を受信する（１８０６）。

【００７４】相手データ変換プロセスからオーバーラッ
プありを通知された場合には、相手データ変換プロセス
に自データ変換プロセスの基底に関する基底情報とし
て、基底を構成する格子点の情報（基底構成格子点情
報）を送信する（１８０７）。相手データ変換プロセス
にオーバーラップありを通知した場合には、相手データ
変換プロセスが基底構成格子点情報を送り返してくるの
で、これを受け取って、相手データ変換プロセスにつな
がれたソケット番号と共に自データ変換プロセスが実行
しているＰＵ内のメモリに格納する（１８０８）。ここ
で送受信される基底構成格子点情報は、図６（ａ）から
（ｅ）で示した情報と同一であり、基底データ読み込み
処理と基底データ格納処理は図１３および図１２に示し
た処理と同一である。

【００７５】以上の処理で、各データ変換プロセスは、
基底間にオーバーラップのある場合、自プロセスと相手
プロセスとの二つの基底に関する基底情報として、それ
らの基底に関する二つの基底構成格子点情報を持つこと
になる。この二つの基底構成格子点情報を用いて、基底
のオーバーラップ状態を詳細に規定するテーブルを生成
する（１８０９）。この処理１８０９の詳細については
後述するが、本処理の最終段階でデータ変換プロセス内
に生成されるテーブル群２８０１を模式的に図２４に示
す。対応するシミュレーションプロセスから登録された
そのシミュレーションプロセスが担当する基底の情報
（２８０２）と、基底のオーバーラップする他のデータ
変換プロセスに１対１に対応するソケット番号１００、
基底構成格子点情報１２０とオーバーラップテーブル２
００の組（２８０３，２８０４．．）が格納されること
になる。以上の処理を各ｉについて繰り返し、データ変
換プロセスは、自分が保持する基底とオーバーラップす
る基底を持つ各データ変換プロセスについて、オーバー
ラップ状態を規定するテーブルを保持する。

【００７６】次に、オーバーラップテーブルの構成と作
成処理１８０９の詳細について説明する。図１５に示す
ように、自データ変換プロセスに登録された基底の種類
と、相手プロセスから受け取った基底の種類との組み合
わせで、９通りの座標変換処理１９０５―１９１３を用
意する。

【００７７】まず、ｆｅｍｔｏｆｄｍ変換１９０６
を図１６を用いて説明する。説明のための基底（すなわ
ち差分法、有限要素法におけるメッシュ）として図１７
に示したものを用いる。まず、自データ変換プロセスの
分担する差分用基底２００２の各格子点が相手データ変
換プロセスの分担する有限要素用基底２００１のいずれ
かの要素に含まれるかを調べる。含まれるならば（２２
０３）、その格子点の番号、その要素を構成する節点の
番号、およびその格子点のその要素内での局所座標をオ
ーバーラップテーブル２００（図２１）に格納する（２
２０４，２２０５，２２０６）。オーバーラップテーブ
ル２００は、図１８に示すように、格子点番号２１０
１、要素構成節点番号２１０２、格子点の要素内局所座
標２１０３を組にして列挙したテーブルである。例え
ば、図１７において格子点１８は節点２１１，２１２，
２５４，２５３よりなる要素の内部に存在し、その局所
座標は０．５，０．５であるので、この格子点に対し
て、図１８のオーバーラップテーブル２００の内容は、
その第１列に示すものとなる。なお、格子点の要素内局
所座標２１０３は以下のように求める。当該要素を構成
する４節点の座標を（ａｘ，ａｙ）、（ｂｘ，ｂｙ）、
（ｃｘ，ｃｙ）、（ｄｘ，ｄｙ）とし、格子点の座標を
（ｎｘ，ｎｙ）とし、局所座標を（ｇｚ，ｅｔ）とする
と、有限要素法の要素内補間関数の定義より以下の方程
式が成り立つ。ａｘ（１＋ｇｚ）（１＋ｅｔ）＋ｂｘ（１＋ｇｚ）（１−ｅｔ）＋ｃｘ（１−ｇｚ）（１−ｅｔ）＋ｄｘ（１−ｇｚ）（１＋ｅｔ）＝ｎｘａｙ（１＋ｇｚ）（１＋ｅｔ）＋ｂｙ（１＋ｇｚ）（１−ｅｔ）＋ｃｙ（１−ｇｚ）（１−ｅｔ）＋ｄｙ（１−ｇｚ）（１＋ｅｔ）＝ｎｙ未知量はｇｚ、ｅｔのみなので、本方程式によりその値
を定めることができる。なお、要素が３辺形の場合、あ
るいは１、３次元の場合でも、適当な要素内補間関数を
用いることで同様の処理を行なえる。

【００７８】ｆｄｍｔｏｆｅｍ変換処理１９０８を
図１９を用いて説明する。説明用の基底としては、上と
同様に図２１示すものを用いる。まず、自データ変換プ
ロセスの分担する有限要素用基底２００１の各節点が相
手データ変換プロセスの分担する差分用基底２００２を
構成するいずれかの４辺形（以下升目と呼ぶ）に含まれ
るかを調べる。含まれるならば（２４０３）、その節点
の番号、その升目を構成する格子点の番号、およびその
升目を構成する各格子点からその節点までの距離をオー
バーラップテーブル２００（図２０）に格納する（２４
０４，２４０５，２４０６）。オーバーラップテーブル
２００は、図２０に示すように、節点番号２３０１、升
目構成格子点番号２３０２、升目構成格子点から節点ま
での距離２３０３を組にして列挙したテーブルである。
例えば、図１７において節点２１１は格子点５，１７，
１８，６よりなる升目の内部に存在し、その升目の各格
子点からの距離は１．２，０．８，１．３，１．５であ
るので、図２０のオーバーラップテーブル２００の第１
列の内容が構成できる。

【００７９】ｐａｒｔｉｃｌｅｔｏｆｄｍ変換処理
１９０７を図２１を用いて説明する。なお、説明のため
の基底として図２６に示したものを用いる。まず、自デ
ータ変換プロセスの分担する差分用基底２５０１の各格
子点のコントロールボリュームを定める。このコントロ
ールボリュームはその格子点の勢力範囲のことであり、
その格子点回りの升目の中点を結んで得られる。さら
に、相手データ変換プロセスの分担する粒子がいずれか
の格子点のコントロールボリュームに含まれるかを調
べ、含まれるならば（２７０３）、その格子点の番号、
その粒子の番号をオーバーラップテーブル２００（図２
３）に格納する（２７０４，２７０５）。オーバーラッ
プテーブル２００は、図２３に示すように、その格子点
番号２６０１と粒子番号のリスト２６０２を組にして列
挙したテーブルである。例えば、図２６において格子点
１８のコントロールボリューム２５０２には粒子４５
３，４７８，４８５，４９８，５２４が含まれるので、
図２３のオーバーラップテーブル２００の第１列の内容
が構成できる。図１５の他の変換処理１９０５，１９０
９―１９１３も処理１９０６―１９０８と同じであるの
でそれらの説明を省略する。

【００８０】（ｃ）基底登録解除処理１５０６各データ変換プロセスは、対応するシミュレーションプ
ロセスから基底登録解除要求メッセージ１１０８（図７
（ｈ））を受け取ると、基底登録解除処理１５０６を行
なう。本解除処理では、基底登録処理１５０５で作成し
た基底情報およびオーバーラップテーブル２００をクリ
アする。

【００８１】（ｄ）送信処理１５０７各データ変換プロセスは、対応するシミュレーションプ
ロセスからの送信要求メッセージ１１０９（図７
（ｉ））を受信すると、そのメッセージが指定する送信
すべきデータを相手データ変換プロセスへ送信する処理
１５０７を行なう。本処理１５０７は、上記基底登録処
理１５０５にて作成された相手データ変換プロセスに関
する情報（図２４中２８０３，２８０４）を参照し、そ
こに格納されたソケット番号の各々に対して送信要求メ
ッセージ１１０９（図７（ｉ））を転送する。なお、本
実施の形態ではデータ基底の変換は相手データ変換プロ
セスで行ない、送信元のデータ変換プロセスは行わな
い。なお、以上において、送受信が同期しない場合でも
ソケット（ＴＣＰ／ＩＰ）の機能で問題は発生しない。
通常のソケット通信の場合と同様に受信が先に出た場合
には、相手データ変換プロセスで送信が発行されるまで
当該データ変換プロセスは送信をブロックする。送信が
先に出た場合には、メッセージはＯＳにバッファリング
される。

【００８２】（ｅ）受信処理１５０８各データ変換プロセスは、対応するシミュレーションプ
ロセスからの受信要求メッセージ１１１０（図７
（ｊ））を受信すると、データを相手データ変換プロセ
スから受信する処理１５０８を行なう。この処理の流れ
を図２５に示す。まず、上記基底登録処理１５０５にて
作成された相手データ変換プロセスに関する情報（図２
４中２８０３，２８０４）を順次参照し（２９０１）、
そこに格納されたソケット番号１００のソケットから送
信されてくるデータを読み込む（２９０２）。このデー
タは相手の基底上で定義されているので、これを先に作
成したオーバーラップテーブル２００を参照して自基底
上のデータに変換する（２９０３）。変換方法について
は後述する。変換されたデータは、ｍｅｓｈｎｏｄｅｓ
（図６（ｃ）中の１００３）を参照して、担当格子点数
分の要素を持つ実数配列に格納する。ループ２９０１が
終了した時点ではすべての担当格子点に関するデータが
決定しているはずなので、これをメッセージ１１１１
（図７（ｋ））の形にしてシミュレーションプロセスに
送信する。シミュレーションプロセスは本メッセージを
受け取ることにより受信待ち状態から抜けて次の処理に
進む。

【００８３】さて、データ変換処理２９０３について例
を用いて説明する。データ変換処理２９０３は、自デー
タ変換プロセスの基底と相手データ変換プロセスの基底
との組み合わせによって、図１５に示した９通りのオー
バラップテーブルの作成手順に対応した９通りのデータ
変換処理を用意する。まず、ｆｅｍデータからｆｄｍデ
ータへの変換を図２６を参照して説明する。この場合、
ステップ２９０３で使用するオーバーラップテーブルと
して、図２２に示したオーバラップテーブルがすでに交
信先決定処理１５０５Ｂによって用意されている。従っ
て、このテーブルを用いて相手プロセスから与えられた
ｆｅｍ基底上のデータをｆｄｍ基底に変換すればよい。
すなわち、図２６において、オーバーラップテーブル２
００中に登録された各格子点につき（３００１）、同テ
ーブルに格納された格子点回りの複数の節点番号を有す
る複数の節点でのデータを受信したデータから選択する
（３００２）。次いで、同テーブル中の局所座標を参照
して、これらの節点上のデータを補間して上記格子点上
の値を求める（３００３）。補間は、次式による。ただ
し、Ｖは補間された変数値、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４
は、反時計回りに順次位置する４つの節点での補間前の
変数値である。

【００８４】Ｖ１（１＋ｇｚ）（１＋ｅｔ）＋Ｖ２（１
＋ｇｚ）（１−ｅｔ）＋Ｖ３（１−ｇｚ）（１−ｅｔ）
＋Ｖ４（１−ｇｚ）（１＋ｅｔ）＝Ｖｆｄｍデータからｆｅｍデータへの変換の場合には、図
２４に示すオーバーラップテーブル２００を用いればよ
い。図２６と同様の処理によりこのテーブルに登録され
た節点番号２３０１を有する各節点を含む升目を構成す
る４つの格子点上のデータ値を選択し、これらの格子点
から節点までの距離２３０３の逆数を用いてこれらの４
つのデータ値を加重平均することにより、上記節点上で
のデータ値を求めることができる。ｐａｒｔｉｃｌｅデ
ータからｆｄｍデータへの変換の場合には、図２３のオ
ーバラップテーブル２００を用いて変換を行なう。この
テーブルに登録された格子点番号２６０１の格子点の回
りの粒子２６０２上でのデータ値を選択し、それらを平
均することにより上記格子点での値を求めることができ
る。このように、各相手プロセスごとに基底登録処理時
に決定したオーバーラップテーブルを用いて、容易に基
底の変換が行なえる。

【００８５】（ｆ）終了処理１５０９各データ変換プロセスは、対応するシミュレーションプ
ロセスからデータ変換プロセスとの接続を遮断すること
を要求するメッセージ１１１０（図７（ｌ））を受信す
ると、イベントループ終了フラグを立てて、データ変換
プロセスとの接続を遮断する。

【００８６】＜実施の形態１の変形例＞本発明は、上記
実施の形態に限られず、以下に述べるいろいろの変形例
およびその他の変形例がある。（１）送信元データ変換プロセスによるデータ変換上記実施の形態では、データ変換処理を受信側プロセス
に対して設けられたデータ変換プロセスにて行なうとし
て説明したが、データ変換処理を送信側プロセスに対し
て設けられたデータ変換プロセスにて行なうことも可能
である。この場合には、送信側のデータ変換プロセス
は、送信先のデータ変換プロセスから、それが担当する
基底の情報を受信し、送信元のデータを送信先の格子点
のでデータに変換するのに使用するデータオーバラップ
テーブルを作成する。

【００８７】（２）送信元での送信すべきデータの選択上記実施の形態では、送信元のシミュレーションプロセ
スが要求した演算結果データを送信元のデータ変換プロ
セスから送信先のデータ変換プロセスに全て送った。し
かし、送信先のシミュレーションプロセスが実際に使用
するのは、送信先のシミュレーションプロセスのシミュ
レーション領域と送信元のシミュレーションプロセスの
シミュレーション領域の重複する部分に関連するデータ
である。従って、送信元のデータ変換プロセスが、送信
先のデータ変換プロセスのが担当する基底に関する基底
構成格子点情報を受信し、自データ変換プロセスが担当
する基底に関する基底構成格子点情報とに基づいて、相
手のシミュレーションプロセスが使用するデータを受信
すべきデータから選択して送信してもよい。この方法に
依れば、送信するデータの総量が減少するので、データ
変換プロセス間のデータ転送時間が低減される。この場
合、この選択されたデータに対して相手のデータ変換プ
ロセスによりデータ変換を行わせてもよいが、上記変形
例１に記載のように送信元のデータ変換プロセスでデー
タ変換を行い、変換で得られたデータを、送信してもよ
い。

【００８８】（３）異なる計算機システムへの適用上記実施の形態は、図１のように複数のシミュレーショ
ンプログラムのそれぞれが複数のプロセッサで並列に実
行される場合を説明したが、本発明は、他の計算機シス
テムにも適用できる。たとえば、各シミュレーションプ
ログラムをそれぞれ単独のプロセッサで実行される場合
についても、何等変更を加えることなく適用が可能であ
る。たとえば、複数のシミュレーションプログラムを互
いに異なるプロセッサ上で実行する。各シミュレーショ
ンプログラムを少なくとも一つのシミュレーションプロ
セスとして一つのプロセッサ上で実行し、それに対応し
て定めたデータ変換プロセスをそのプロセッサ上で実行
させる。このとき、他のシミュレーションプログラムと
それに対応するデータ変換プロセスの組を他のプロセッ
サ上で実行させる。

【００８９】さらに、本発明は、複数のシミュレーショ
ンプログラムが単独のプロセッサで実行される場合につ
いても、何等変更を加えることなく適用が可能である。
この場合にも、一つのシミュレーションプログラムを少
なくとも一つのシミュレーションプロセスとして一つの
プロセッサ上で実行し、これに対応するデータ変換プロ
セスも同じプロセッサ上で実行する。他のシミュレーシ
ョンプログラムも同じプロセッサ上で同じように実行す
る。

【００９０】（４）他の領域への適用上記の実施の形態では、図１７や図２２に示すように、
複数の基底が空間的にオーバーラップする事例を用いて
説明を行なった。本発明はそれ以外に、複数のシミュレ
ーションがその境界を介して物理量をやりとりする場合
にも全く同様に適用することができる。たとえば、図２
７（ａ）は、太線で囲まれた凹型の領域３１０１で生起
する物理現象と、それ以外の領域３１０２で生起する現
象とを同時に解析する場合の基底の例である。基底は界
面で連続であっても不連続であってもよい。両領域は隣
接しているが、陽なオーバーラップはない。このような
場合でも、凹領域のシミュレーション基底（図２７
（ｂ））とそれ以外の部分の基底（図２７（ｃ））をそ
れぞれシミュレーションプロセスに割り当てれば、それ
らの間の物理量の交換は両基底のオーバーラップ領域
（この場合には線領域、図２７（ｂ），（ｃ）で太線３
１０３，３１０４で示す）を介して行なうことが可能と
なる。上記実施の形態で説明したデータ変換ライブラ
リ、データ変換プロセスは、このような問題に対しても
何ら変更なくそのまま適用することができる。

【００９１】（５）サブルーチン形式での実行上記実施の形態では、各シミュレーションプログラム
は、複数のシミュレーションプロセスとして実行され、
それぞれに対応するデータ変換プロセスが実行された。
こうして、各データ変換プロセスはそれが対応するシミ
ュレーションプロセスとは独立のプログラムとして実行
された。この結果、シミュレーションプログラムの実行
は対応するデータ変換プロセスの実行あるいは中断には
直接には影響されないという利点もある。さらに、各デ
ータ変換プロセスが、対応するシミュレーションプロセ
スの基底と他のシミュレーションプロセスの基底に関す
る情報を管理するので、シミュレーションプロセス自体
はこのような情報のための配列を使用しなくてもよいと
いう利点がある。従って、そのような配列をシミュレー
ションプログラムが使用する場合に比べて、シミュレー
ションプロセスはそれを実行する計算機のメモリの容量
の制約を受ける度合いが減るという利点もある。

【００９２】しかし、上記実施の形態では、データ変換
プロセス間での多量のデータの通信を要するために、通
信に要する時間が増大し、結局、シミュレーション時間
を増大するという問題を含んでいる。この問題を解決す
るには、データ変換プロセスが実行する処理を実行する
プログラムを、シミュレーションプログラムのサブルー
チンとして実行させることも有効である。すなわち、各
シミュレーションプログラムのサブルーチンとして、上
記データ変換プロセスが行った処理を実行するデータ変
換のためのプログラムを各シミュレーションプログラム
にサブルーチンとして使用する。このときには、先に使
用したデータ変換ライブラリは使用しなくてもよい。こ
のようなサブルーチンを含むシミュレーションプログラ
ムを実行すると、各シミュレーションプログラムのサブ
ルーチンもそのプログラムの一部として実行される。各
シミュレーションプログラムからのサブルーチンコール
でもって、先に実施例におけるデータ送信要求、データ
受信要求その他の要求の代わりにすることができる。さ
らに、異なるシミュレーションプログラムに含まれる複
数のサブルーチン間でデータを交換することにより、先
の実施の形態における、データ変換プロセス間のデータ
交換の代わりとすることができる。この結果、データ交
換の時間が先の実施の形態よりも高速化される。なお、
各サブルーチンが異なるシミュレーションプログラムの
基底の関係等の情報を表わす配列を使用し、それを含む
シミュレーションプログラム自体はこの配列を使用する
必要がないので、上記実施の形態での利点である、シミ
ュレーションプログラムがメモリの容量の制約を受けに
くくすると言う利点はこの変形例でも生きている。

【００９３】（６）さらに、発明の実施の形態１の技術
は、シミュレーションプログラムに限らず、通常の計算
機プログラムを複数個相互に連携させてネットワーク接
続された複数の計算機上で実行する場合にも同様にして
適用可能である。たとえば、シミュレーション以外のた
めにデータを扱う二つのプログラム（あるいはプロセ
ス）であって、互いに異なるデータ項目を扱うものに適
用できる。発明の実施の形態１のデータ変換プログラム
（あるいはプロセス）が、これらの二つのプログラム
（あるいはプロセス）の一方が生成したデータに含まれ
る複数のデータ項目から、他方のプログラム（あるいは
プロセス）が要求するデータ項目が選ばれるように、第
１のプログラム（あるいはプロセス）が生成したデータ
を第２のプログラム（あるいはプロセス）のためのデー
タに変換するのに使用できる。これらのプログラム（あ
るいはプロセス）が扱うデータ項目に関する情報をこれ
らのプログラム（あるいはプロセス）から予めデータ変
換プログラム（あるいはプロセス）が受け取っておくこ
とにより、このデータ変換プログラム（あるいはプロセ
ス）は上に述べた選択を行うことができる。

【００９４】さらに、発明の実施の形態１で述べた、デ
ータ変換プログラム（あるいはプロセス）による転送先
プログラムの選択も、シミュレーションプログラム以外
の複数のプログラム（あるいはプロセス）に適用でき
る。すなわち、それらのプログラム（あるいはプロセ
ス）が扱うデータに関する情報をデータ変換プログラム
（あるいはプロセス）が予めそれらのプログラム（ある
いはプロセス）から受け取り、これらのプログラム（あ
るいはプロセス）の一つが生成するであろうデータをど
のプログラム（あるいはプロセス）に転送すべきかをこ
れらの情報に基づいて判断できる。従って、その一つの
プログラム（あるいはプロセス）から現にデータが生成
されたときに、データ変換プログラム（あるいはプロセ
ス）は、その生成されたデータを、上記判断に従って選
んだ他のプログラム（あるいはプロセス）に転送するこ
とができる。

【００９５】＜発明の実施の形態２＞従来技術では、大
規模な単一プログラムによる数値シミュレーションや、
シミュレーションのプログラムがお互いに入りこんだ形
で使われる複合（数値）シミュレーションに適し、しか
もネットワーク上で数値シミュレーションのプログラム
やデータのセキュリティを確保する方法はなかった。ま
た、あるプログラムがコンピュータウイルスに感染した
ときにネットワーク全体に広がらないように同じ種類の
プログラムの持つべき免疫システムについても導入はさ
れていなかった。本実施の形態では、ネットワーク上
で、単一あるいは複合的な数値シミュレーションを容易
に達成できる環境を構築するとき、プログラムやデータ
のセキュリティを確保し、かつ一部のデータやプログラ
ムがコンピュータウイルスに感染したときにネットワー
ク全体に広がらないように同じ種類のプログラムの持つ
べき免疫システムを確立するための暗号化方法および免
疫方法を示す。

【００９６】具体的には、本実施の形態では、実施の形
態１で使用したデータ変換プロセス６０３，６０４にセ
キュウリティプロセスとして働くプログラム部分（以
下、これをセキュリティプロセス部分と呼ぶことがあ
る）を付加し、データ変換ライブラリ６０７，６０８に
そのセキュリティプロセスとシミュレーションプロセス
との間のデータおよび要求を中継する機能を有するセキ
ュリティライブラリとして働くプログラム部分（以下、
これをセキュリティライブラリ部分と呼ぶことがある）
を追加したものである。以下では、データ変換プロセス
の内、元のデータ変換プロセスの機能に関する部分はそ
のままデータ変換プロセスあるいはデータ変換プロセス
部分と呼ぶことがある。同様に、データ変換ライブラリ
の内、元のデータ変換ライブラリの機能に関する部分は
そのままデータ変換ライブラリあるいはデータ変換ライ
ブラリ部分と呼ぶことがある。従って、以下でも実施の
形態１で使用した図１他の図面を参照して、本実施の形
態における装置とプログラムの動作を説明する。

【００９７】各データ変換プロセス６０３または６０４
は、対応するシミュレーションプロセスからのデータ送
信要求を受けたときに、先に述べた送信先のシミュレー
ションプロセスを決定した後に、その送信先のシミュレ
ーションプロセスごとに決められた第１の暗号キーを用
いて、送信すべきデータを暗号化して送信する。送信先
のデータ変換プロセスは、そのデータを受信したとき
に、その暗号化されたデータをその送信先のシミュレー
ションプロセスごとに決められた第２の暗号キーを用い
て解読し、解読後のデータに対して先に述べたデータ変
換を施して、その結果得られるデータを、対応する送信
先のシミュレーションプロセスに転送する。

【００９８】暗号化、復号化に関する解説はたとえば、
Ｍ．Ｅ．ヘルマン、サイエンス（日本語版）ｐ１００―
１１２、１９７９年１０月号、第１００頁から第１１２
頁あるいはこれに対応する、サイエンティフィック・ア
メリカン第２４１巻、第２号、第１３０頁から第１３９
頁にある。あるいはサイエンティフィック・アメリカン
第２２８巻、第５号、第１５頁から第２３頁参照。より
詳細な文献として、日経マグロヒル社発行「ネットワー
ク・セキュリティ」がある。たとえば、その第１７頁か
ら第２７頁参照。（原著書：Ｄ．Ｗ．Ｄａｖｉｅｓａ
ｎｄＷ．Ｌ．ＰｒｉｃｅのＳｅｃｕｒｉｔｙｆｏｒ
ＣｏｍｐｕｔｅｒＮｅｔｗｏｒｋｓ（１９８４、Ｊ
ｏｈｎＷｉｌｅｙａｎｄＳｏｎｓ，Ｌｔｄ．）。
詳細に入る前に用語の定義をしておく。

【００９９】平文データ（プログラム）：まだ何も暗号
に関連した操作をしていない原データ（プログラム）暗号データ（プログラム）：平文データ（プログラム）
に暗号をかけたデータ（プログラム）暗号化：暗号をかけること復号化：暗号をかけたものをもとに戻すことキー：暗号化や復号化を行うときに使う鍵解読／盗聴：キーを受け取ってない第三者が暗号データ
（プログラム）を解読すること暗号化と同時に、いま実行しようとしているシミュレー
ションプロセスで利用するシミュレーションプログラム
と同じものがネットワーク全体で、どこのサイトに分布
しているかをネットワークにつながれたサーバにアクセ
スしてチェックする。これは関係しているプロセス同士
通信し合っても同じである。

【０１００】暗号化には多くの種類があるが、例えば公
開キーと秘密キーにより暗号化を行う場合を以下に述べ
る。公開鍵暗号法では、平文を暗号化するときに使うキ
ーと暗号文を復号化するキーが異なり、暗号化するとき
に使うキーは外部、例えばネットワーク中のサーバへ公
開し、復号化するキーだけを秘密にする方法である。暗
号化専用キーを公開キー（ｐｕｂｌｉｃｋｅｙ）と呼
び、復号化専用キーを秘密キー（ｓｅｃｒｅｔｋｅ
ｙ）と呼ぶ。公開キーと秘密キーは一つのデータ群から
構成されていて、同じ組み合わせでしか利用できない。
他の組み合わせでは無矛盾性が保証できない。

【０１０１】最も標準的で、信頼性のある公開鍵暗号法
は、ＲＳＡ方式と言われるものである。本実施例ではこ
の方法を採用する。ＲＳＡ方式の原理は二つの大きな素
数の掛け算は単純であるが、そのようにして得た数を反
対に素因数分解するのは極度に難しく現実的には解が得
られないという数学原理を基礎にする。同じＲＡＳ方式
でも扱う素数の積を素因数分解するのが難しいことを利
用する以外にもいろいろのものがあるが、それらを使用
することもできる。

【０１０２】本実施の形態で用いるセキュリテイプロセ
ス部分には２種類ある。一つは、ネットワークで利用し
ようとするハードウエアの使用許可をハードウエアのオ
ペレーティングシステムから得られるようにハードウエ
アの使用可能をつかさどるハードウエアアベイラブルプ
ロセス部分（ハードウエア用プロセス部分）である。こ
のプロセス部分は、使用可能なハードウエアが決まるだ
けで、手に入れようとしたハードウエアでどのようなプ
ログラムを実行するかには関係しない。ネットワークの
進歩とともに、あるサーバ自身からはあるプログラムＡ
の入出力を伴う利用はできないが、別のプログラムＢを
介してなら利用可能であるという状況は起こりうる。言
い換えれば、あるハードウエアではプログラムＡの計算
実行だけは許すがそのままでプログラムＡの入出力まで
はできないことがありうる。このような場合にはいくつ
かのプログラムの結合に関しては、ハードウエアには依
存しない別個の認証システムが必要になる。そこで本実
施の形態では、ハードウエアの使用可能をつかさどるハ
ードウエアアベイラブルプロセス部分の他に、プログラ
ムアベイラブルプロセス部分（ソフトウエア用プロセス
部分）を用意する。本実施の形態では従来のハードウエ
アに対する認証だけでなくソフトウエア同士の認証もあ
わせて行える点に特徴がある。

【０１０３】ハードウエアアベイラブルプロセス部分で
は、利用者によるシミュレーションプログラムを実行す
る前処理プログラムのなかで、自分が利用しようとする
ネットワーク上での計算機から利用権限を得る。あるい
は、別に走らせているより一般的なプロセス（例えばデ
ーモンとして）のなかですでに利用を可能とする権限を
得ている。このプロセス部分は、計算だけかあるいは自
由に入出力ができるか、など利用形態をテーブルに持
つ。すなわち、公開キーＫＨＡ＋としてプログラムＡで
使うハードウエア群のＩＤ群が含まれたものを持ち、秘
密キーＫＨＡ−として、同じくプログラムＡで使うハー
ドウエア群の認証を得るためのパスワード群の暗号化さ
れてあるものが入っているものを持つ。ここでは公開キ
ーＫＨＡ＋や秘密キーＫＨＡ−は複数のノードプロセッ
サＰ１，Ｐ２，Ｐ３，，，に対する認証キー（ＫＨＡ１
＋，ＫＨＡ２＋，ＫＨＡ３＋，，，）および（ＫＨＡ１
−，ＫＨＡ２−，ＫＨＡ３−，，，）を含んでいる。プ
ロセスＡが特定のノードプロセッサＰｎを利用しようと
するときは使いたい旨の信号を暗号なしで（あるいはＰ
ｎの用意した公開キーを用いて）Ｐｎに送る。Ｐｎは自
分の持つ秘密キーでプロセスＡからの信号を復号化し、
了承の旨の信号をプロセスＡの公開キーＫＨＡｎ＋で暗
号化してプロセスＡに送る。プロセスＡではＰｎから送
られてきた暗号に秘密キーを適用して復号化する。Ｐｎ
を使える権限の確認がこれでできる。プロセスＡが使用
したいすべてのノードプロセッサに対してこの操作をお
こない、すべてのノードプロセッサから認証を受けては
じめてこれらのプロセッサを使用する権限を得る。ここ
では、ハードウエアアベイラブルプロセス部分での利用
確認の認証にも、ＲＳＡ方式を用いたが、一般には、商
用に使われることの多いＤＥＳ（ＤａｔａＥｎｃｒｙ
ｐｔｉｏｎＳｔａｎｄａｒｄ）によって認証を得るこ
とが多い。

【０１０４】セキュリテイプロセス部分で、ハードウエ
アアベイラブルプロセスで計算を実行できるレベルの認
証と、以下に述べるプログラムアベイラブルプロセス部
分で他のプログラムを利用できる認証の両データがとも
に利用可能なときのみ以下のプロセスが実行され、プロ
グラムＡとプログラムＢによるシミュレーションが可能
になる。このためには、プロセスＡは、プロセスＢを使
いたい旨の信号を、プロセスＢの公開キーＫＳＢ＋で暗
号化してプロセスＢに送る。プロセスＢではプロセスＡ
から送られてきた暗号に自分の秘密キーＫＳＢ−を適用
して復号化する。プロセスＢはプロセスＡに使用権限を
与えないときには連絡しない。プロセスＡに使用権限を
与える場合には、権限を与える旨の信号をプロセスＡの
公開キーＫＳＡ＋を用いて暗号化してプロセスＡに送
る。プロセスＡではプロセスＡの秘密キーＫＳＡ−を用
いて、プロセスＢからの暗号を復号化する。これでプロ
セスＢを使える権限の確認ができる。プロセスＢもプロ
セスＡを使いたいときには同じように権限を得る。

【０１０５】プログラムアベイラブルプロセス部分で
は、次のデータ構造を持つ。すなわち、プログラムＡの
プログラムアベイラブルプロセス部分では、自分が結合
するプログラム（例えばＢのプログラム）の公開暗号キ
ーをデータとして持ち、そのほかにネットワークに存在
する自分自身のコピーのいくつか（あるいは全て）（こ
こではプログラムの分身群と呼ぶ）の公開暗号キーをデ
ータとして持つ。これらキーのデータはプロセス自身が
持って必要なときにのみ通信しあうか、あるいは、信頼
の置けるサイトのサーバにデータベースとして保存して
おく。一方、暗号化されたデータを復号化する復号化キ
ー（秘密キー（ｓｅｃｒｅｔｋｅｙ））も同様にサー
バにデータベースとして保存しておいてもよいが、ある
プロセスのなかにデータとして持たせる。ただし、特定
のデータサーバを用意して公開キーのデータを蓄えるか
あるいは必要なときに各プロセス同士で連絡しあい公開
キーを、通信しあうかはユーザが選択できるようにす
る。

【０１０６】シミュレーションで送受信されるデータは
一般に膨大であり、他プロセスからくるシミュレーショ
ンの実行に必要なデータは圧縮されている。元のデータ
を圧縮し、圧縮されたデータの一部について暗号化す
る。別なデータを圧縮した後では別のやり方で暗号化す
る部分を決定する。そのうちシミュレーションで送受信
されるデータは膨大であるので圧縮したデータ全てにつ
いて、暗号化すると演算時間がむだであるので、図２８
および図２９に示す画面を使用してユーザの指示により
圧縮したデータ全体を暗号化するかあるいはその一部に
ついてのみ圧縮するか暗号化のタイミングを選択する。
また、このようなデータをシステムがデフォルト値で持
ち、暗号化および免疫方法をシステムが乱数を発生させ
て、乱数と方式タイミングを簡単な関数関係において、
使用する方式、および利用するタイミングを自動的にコ
ントロールするかは選択できる。

【０１０７】図２８の１３３０は暗号化の設定の仕方を
画面で示す時のインターフェースの例である。また、図
２９の１４４０はデータの属性の決定や暗号化の範囲の
設定の仕方を示す画面でのインターフェース例である。
図２８では、公開キー、秘密キー、キー更新のタイミン
グを、ユーザが画像で指定する例を示す。図２８ではユ
ーザが選択肢の内で斜線部分をマウスで選択したことを
表わす。同様に、図２９では、あるプロセスでのデータ
の属性１４４４および暗号化の範囲１４４６をユーザが
指定する例を示す。

【０１０８】秘密キーにだれかが触ろうとしたり、セキ
ュリテイプロセス部分あるいは、プログラムアベイラブ
ルプロセス部分をコピーしようとしたときには、起動し
ているプロセス（デーモン）は自動的に消滅する。この
ときユーザにウオーニング（警告）を送り、それと同時
にネットワークに存在する自分自身と同じプログラムの
コピーのいくつか（プログラムの分身群）同士で通信し
て、分身群データを参照してプログラムＡの新しいプロ
セスが起動されないようにロックする。ロックの解除は
特定のスーパーバイザのみが可能とする。より具体的に
は、ウイルスや盗聴者が狙いやすいようファイルの読み
込み、書き込み、転写、ダミー暗号プロセスの発行等、
計算機のオペレーティングシステムと頻繁に情報をやり
とりをしているが、実は何の役にも立っていないダミー
のプログラムを各セキュリテイプロセス部分につけ、そ
のプログラムに監視プロセスを並行して走らせる。監視
プロセスの変化の有無によって、ウイルス感染あるいは
盗聴者の有無を調べる。感染あるいは盗聴が確認できた
らセキュリテイプロセス部分のなかに情報として蓄えら
れているハードウエアアベイラブルプロセス部分の情報
およびプログラムの分身群のデータから相互に連絡しあ
う。

【０１０９】セキュリテイプロセス部分が故意あるいは
偶発的にコピーされたかどうかを検証する処理の実施例
について述べる。セキュリテイプロセス部分は自己の属
するプロセスに対して、認証なしでプログラムに使用権
限、データ送信あるいはデータ受信要求をしてくるプロ
グラムには応答しない。これにより、侵入プログラムや
偶発的なコピーは防げる。あるプログラム（例えばＡ）
のプロセスに対し、データ転送要求は出してくるが、自
分からデータを送信してこないプロセスＸに対しては、
セキュリテイプロセス部分が監視し、設定してある頻度
を越えた場合には、セキュリテイプロセス部分は検疫を
以下の手順で行う。この検疫のために各々のプロセスは
他のプロセスとのやりとりをデータベースあるいは自己
プロセス部分に記録する。データベースあるいは自己の
記録に対して順次統計解析を行い、有為にデータのやり
とりが異常であるプロセス部分を見つける。異常である
可能性のあるプロセスＸに対し、本来のデータ転送以外
に、プロセスＡはわざとデータをプロセスＸに送り、そ
のデータに対する簡単な数学的操作をプロセスＸに要求
し、変換したデータを他のプロセス全て（例えばＣと
Ｄ）に送るよう要求する。プロセスＸがデータを送れな
ければ、ＣとＤから認証をもらっていないので侵入者と
判断し、ＣとＤのプロセスはプロセスＸから送られてき
たデータをプロセスＡに送り返し、その内容をＡがチェ
ックし、内容があっていれば侵入者ではないと判断す
る。以下、この操作処理を繰り返す。

【０１１０】以下、本実施の形態の詳細を、実施の形態
１と異なる点にみについて説明する。本実施の形態で使
用するシミュレーションプログラムは、図５と以下の点
で異なる。ステップ７０１で使用するコール文により、
ユーザが入力したデータおよび公開キーや分身プロセス
の公開キーデータもデータ変換ライブラリに登録する。
データ変換ライブラリに含まれる関数呼び出しとその引
数に関しては、本実施の形態は以下の点でのみ実施の形
態１と異なる。

【０１１１】関数ｖｏｉｄｄｅｘ＿ｒｅｇｉｓｔｅｒ
＿ｑｕａｎｔｕｍ（）により、セキュリテイプロセス
部分にいろいろのセキュリテイデータを画面を使用して
入力する。前述の図２８ではセキュリテイプロセス部分
の秘密キーと公開キーの保存場所（１３３２，１３３
４）、およびキー更新１３３６のタイミング１３３８を
ユーザに選択させる。図２９では暗号化の範囲１４４６
として、セキュリテイプロセスの秘密キーと公開キーに
よる暗号化と復号化をデータの何％に対して、どれだけ
の頻度で行うかをユーザに指定させる。入力がない無指
定の場合には、シミュレーションデータの転送量の、た
とえば０．０１％に対して暗号化と復号化を行う。また
頻度は乱数の発生によりシステムによってランダムに行
われる。また特定のサイトとのみ暗号化復号化を行いた
いときには以下で述べるデータ変換プロセスの後で、特
定サイトを関数ｖｏｉｄｄｅｘ＿ｒｅｇｉｓｔｅｒ＿
ｑｕａｎｔｕｍ（ｎｕｍ，ｉｄｓ）で指定する。この関
数は、暗号化、復号化を行いたいときのノードプロセッ
サおよびサイトを限定する。ここでｎｕｍは特定したい
ノードプロセッサの数。ｉｄｓはそのＩＤ番号である。
なお、データ変換ライブラリとデータ変換プロセスの間
のメッセージは、実施の形態１のものと同じものが使用
される。データ変換プロセスの起動も実施の形態１と同
じである。データ変換プロセスが互いに接続を確立する
処理の流れも図１０と同じである。ただし、処理１４０
１から１４０５によるデータ接続においても先に説明し
たＲＳＡ方式によるハードウエアアベイラブルプロセス
部分の処理が完了する。

【０１１２】また、ステップ１４０２におけるデータ受
信時には、受信すべきデータは、自データ変換プロセス
の公開キーで暗号化されたものを受信し、自データ変換
プロセスが持っている秘密キーを用いて復号化する。そ
の後データのやりとりを行う場合には同様にＲＳＡ方式
で、暗号化および復号化を行う。ステップ１４０４，１
４０５により、図２８および図２９のデータに基づき、
暗号化のタイミングや手続きに必要なデータを格納す
る。データ変換プロセス間の通信路が確立された後は、
実施の形態１と同様にして図１１に従ってデータ転送が
行われる。

【０１１３】本実施の形態でのデータ転送では、送信側
のデータ変換プロセスがデータを暗号化して転送し、受
信側のデータ転送プロセスがそれを複合化する点で実施
の形態１と異なる。すなわち、送信すべき相手のハード
ウエア（ノードプロセッサ）とソフトウエアに対して、
送るべきデータあるいはすでに圧縮されたデータの全部
または一部に対して、相手の公開キーを用いて情報を暗
号化する。送信側は、暗号化した情報とそうでない情報
を区別するインデックスもつける。ソフトウエアが同一
のときは単に送信すべき相手のハードウエア（ノードプ
ロセッサ）を考慮して暗号化すればよい。一方、図１１
のステップ１５０８では、受信側のデータ変換プロセス
が、受け取るべきデータあるいはすでに圧縮されたデー
タの全部または一部に対して、図２８および図２９でユ
ーザが定義した、暗号化するデータの範囲の入力データ
に従って、暗号化しない情報と、暗号化した情報を区別
し、インデックスをつける。インデックス情報も暗号化
して他プロセスに送る。さらに、ここで、自分の秘密キ
ーを用いて相手から送られてきた暗号化情報を復号化す
る。ソフトウエアが同一のときは単に受信すべき相手の
ハードウエア（ノードプロセッサ）を考慮して復号化す
ればよい。

【０１１４】なお、実施の形態２では、セキュリティプ
ロセス部分がデータ変換プロセスの一部に含まれたが、
データ変換プロセスとは別にセキュリティプロセスを実
行してもよい。その場合には、データ変換プロセスとセ
キュリティプロセスとはソフトウエア的な通信路で接続
し、相互に通信しながらデータ転送を実行させる。ま
た、以上に述べた処理の内、セキュリティプロセス部分
に関する処理をセキュリティプロセスに対して実行すれ
ばよい。

【０１１５】本実施の形態によれば、ネットワーク上で
のプログラムのセキュリティが保たれ、利用形態が単純
化されつつしかも利用権限を明確にできるので、ネット
ワークを使ったプログラム実行が容易になり、不正使用
を防げるため、不正使用による経済的ダメージを減らす
ことができる。

【０１１６】＜発明の実施の形態３＞本実施の形態は、
それぞれが異なるリソース量を持つ複数の計算機によっ
て構成されるシステムにおいて、協調動作する複数の要
素プログラム（例えば、シミュレーションプログラム）
からなる複合プログラムを実行する際、実行効率が向上
するよう各要素プログラムを計算機に割り当てるのに適
したプログラムローディング方法を提供する。すなわ
ち、本実施の形態では、複数台のプロセッサユニット
（ＰＵ）なる計算機システムを構成する複数のＰＵの各
について、ＣＰＵ能力、ディスクＩ／Ｏ能力そしてメイ
ンメモリ量と言った計算機リソースおよび投入する要素
プログラムの負荷の大きさ、ファイルＩ／Ｏ量そしてメ
モリ消費量と言ったプログラムの必要とするリソース消
費量を事前に登録もしくは、自動で取得し、プログラム
投入時にその時点での各ＰＵの利用状況と上記リソース
消費量を基に要素プログラムを割り当てるＰＵを選択す
る。各ＰＵの利用状況の取得は、リソース消費状況を監
視するデーモンプロセスを登録されたＰＵで走らせてお
きこのデーモンプロセスに問い合わせることにより行
う。また、投入するプログラムのリソース消費量が不明
の場合、リソース消費情報を次回以降で使用できるよう
プロファイリングする。プロファイリングは、上記リソ
ース監視デーモンプロセスにプログラムのリソース消費
量の取得を依頼することにより行う。以下、本実施の形
態の詳細を説明する。

【０１１７】図３０において、計算機リソースデータベ
ース１０１に保持された、計算機群が持っているリソー
スの量、プログラムリソースデータベース１０２に保持
された各要素プログラムのリソース消費量およびプログ
ラム投入時における計算機の利用状況（グラフ１０３で
示す）から投入する複合プログラムを効率良く実行でき
るよう各要素プログラムを計算機に割り当てる。ここ
で、計算機の利用状況の取得は、いずれかの計算機に常
駐するリソース監視デーモン１０４により行う（１０
５）。リソース監視デーモンでは、ＯＳのシステムコー
ルを利用して、計算機の利用状況を取得・保持する。ま
た、リソース監視デーモンは、上記複合プログラムの実
行状況を監視し、プログラムリソースデータベースの自
動登録も行う（１０５）。

【０１１８】図３１において、投入する複合プログラム
について各要素プログラムの実行形式へのパスを記述し
たファイルおよび使用する計算機を特定するＩＰアドレ
ス（または、ホスト名）を記述したファイルが利用者側
で用意されてローダープログラム（以下、ローダーシス
テム）に渡される（ブロック２０１）。ローダーシステ
ムは、ファイルに記述された計算機群についてそれぞれ
現在使用可能かどうかを調べて使用可能な計算機を抽出
する（２０２）。ここで、使用可能な計算機とは、利用
者がプログラム投入のコマンドを入力してホストとなっ
ている計算機から物理的かつ論理的に繋がっている計算
機である。使用不可能な計算機とは、ホストとなる計算
機と当該計算機との間に有効な経路がない計算機であ
る。使用不可能になる具体的な場合としては、計算機が
ネットワークに接続されていない場合、計算機がネット
ワークコプロセッサ（ネットワークを流れるデータの宛
先の確認や転送を専門に行うプロセッサユニット）を持
っているときはそのコプロセッサが故障している場合、
計算機が停止している場合、計算機とのネットワークが
一部損傷している場合などがある。

【０１１９】次に、各要素プログラムのリソース消費量
を取得する。リソース消費量は、負荷の大きさ、メモリ
消費量、平均ファイルＩ／Ｏ量（以下、ファイルＩ／Ｏ
量とする）、平均要素プログラム間通信量（以下、通信
量とする）である。具体的には、負荷の大きさは、プロ
グラム中に現れる四則演算の総数である。三角関数や平
方根などの算術関数等は、四則演算数に換算する。メモ
リ消費量は、プログラムが消費するメモリ量である。こ
れは、プログラムのコード、スタックやデータの総量に
相当するが、データが大部分を占めるので、簡単化のた
めにメモリ消費量には、プログラムが処理するデータの
量を用いる。平均ファイルＩ／Ｏ量は、プログラム中に
現れるファイル入出力すなわちディスク入出力の一回当
たり平均量である。平均通信量は、要素プログラム間の
メッセージ交換のデータ入出力の一回当たりの平均量で
ある。これらのリソース消費量の情報は全てプログラム
リソースデータベース１０２に登録されており、このデ
ータベース１０２から取得する。ここで、新規のプログ
ラムの場合、リソース消費量の情報はプログラムリソー
スデータベース１０２に登録されていない。このような
場合は、上記複合プログラムを構成する要素プログラム
にリソース消費量の情報が登録されているものがあれ
ば、その情報を基に適当な値を設定する。上記複合プロ
グラムを構成する要素プログラムにリソース情報が登録
されているものがない場合は、プログラムリソースデー
タベース１０２中の他の要素プログラムのリソース消費
量の情報を基に適当な値を設定する。これは、例えば、
登録されている要素プログラムの平均値を設定する。

【０１２０】リソース消費量の情報がなにも登録されて
いない場合は、均一のリソース消費量と仮定する。さら
に、このようにリソース消費量の情報がプログラムリソ
ースデータベース１０２に登録されていない場合は、上
記複合プログラムの実行中にリソース情報の自動取得機
構により上記リソース消費量を採取し、プログラムリソ
ースデータベース１０２に反映させる。このリソース消
費量の自動取得機構については、後で説明する。また、
これらのリソース消費量の情報は、利用者が定義するこ
とも可能である。この場合、リソース消費量の情報とし
て、データベース１０２の情報と利用者の情報のどちら
かを優先させたり、両者の情報を重み付け加算して利用
することも出来る。ここでは、利用者のリソース消費量
の情報を優先的に用いるものとする。さらに、リソース
消費量が不明の場合、利用者に対話的に問い合わせるこ
とにより、実行時ではなく、実行前に取得する方法も考
えられる（２０３）。

【０１２１】次に、各計算機のリソース量を得る。リソ
ース量は、ＣＰＵ能力、メインメモリ量、ディスクＩ／
Ｏ能力そしてネットワークＩ／Ｏ能力である。具体的に
は、ＣＰＵ能力は、プロセッサの演算能力で、単位時間
当たりに実行可能な演算量である。ここで挙げているシ
ミュレーションプログラムでは、浮動小数点計算が主で
あるので、ここでは、ｆｌｏｐｓ（１秒間当たりの浮動
小数点演算数）を用いる。メインメモリ量は、プロセッ
サの持つメインメモリ量である。ディスクＩ／Ｏ能力
は、そのプロセッサでプログラムがディスクＩ／Ｏを行
う際の、データ転送レートである。このデータとして
は、ディスクＩ／Ｏ性能がピーク時の値を用いる。ネッ
トワークＩ／Ｏ能力は、プロセッサ間を結合するネット
ワークのデータ転送レートである。このデータとして
は、ネットワーク転送レート性能がピーク時の値を用い
る。これらのリソース量の情報は、全て計算機リソース
データベース１０１に保持されており、このデータベー
ス１０１から参照される。新規の計算機のように、リソ
ース量の情報が登録されていない場合、他の計算機でリ
ソース量情報が登録されているものがあれば、その情報
を基に適当な値を設定する。これは、例えば、登録され
ている計算機の平均値を設定する。他の計算機のリソー
ス情報が登録されていない場合、均一のリソース量を持
つ計算機と仮定する。また、これらのリソース量情報
は、利用者が定義することも可能である。この場合、リ
ソース量情報は、リソースデータベース１０１の情報と
利用者の情報のどちらを優先するか、もしくは両者の情
報を個々に重みを持たせて反映させることも可能であ
る。ここでは、利用者の情報を優先的に用いるものとす
る（２０４）。

【０１２２】次に、各計算機について現在の利用状況
を、リソース監視デーモンから得る。利用状況として
は、ＣＰＵ、メモリ、ディスクＩ／Ｏそしてネットワー
クＩ／Ｏ等の計算機リソースの利用状況である（２０
５）。具体的には、ＣＰＵ利用率、メインメモリの空メ
モリ量、平均ディスクＩ／Ｏ量、平均ネットワークＩ／
Ｏ量である。ここで、平均ディスクＩ／Ｏ量とは、１秒
当たりのディスクＩ／Ｏ量で、平均ネットワークＩ／Ｏ
量は、１秒当たりのネットワークＩ／Ｏ量である。最後
に、上記リソース情報を基に上記複合プログラムを計算
機に割り当て、実際に複合プログラムをローディング、
実行する（２０６）。

【０１２３】以下、計算機リソースデータベース１０１
およびプログラムリソースデータベース１０２の構成、
リソース監視デーモン、プログラム割り当ての詳細、リ
ソース情報の自動取得機構について詳細に説明する。ま
ず、これらリソースデータベース（１０１、１０２）の
構成とリソース監視デーモンを説明する。図３２（ａ）
（ｂ）は計算機リソースデータベース１０１の構成を示
す。本データベースは、リソース情報取得機構が取得し
たリソース情報および利用者がファイルにより指定した
リソース情報を保持してプログラム投入時にプログラム
割り当てのために参照される。図３２（ａ）は、ＰＵの
リソース量を示したもので、テーブルの左から順に、Ｐ
Ｕ番号３０１、ＣＰＵ能力３０２、メインメモリ量３０
３、ディスクＩ／Ｏ能力３０４およびネットワークＩ／
Ｏ能力３０５を示している。図３２（ｂ）は、ＰＵ間の
ネットワークリソースのリソース量を示したもので、左
から順にネットワークトポロジ３１１、ＰＵの並び３１
２およびネットワークバンド幅３１３である。図３２
（ｃ）は、プログラムリソースデータベース１０２の構
成を示したもので、要素プログラムごとに、テーブルの
左から順に、要素プログラムの位置３２１、負荷の大き
さ３２２、メモリ消費量３２３、ファイルＩ／Ｏ量３２
４および通信量３２５からなることを示している。これ
らの図および後に説明する図において、Ｍはｍｅｇａ
（１０の６乗）を表わす。

【０１２４】リソース監視デーモンは、大別して２個の
機能を持つ。第１には、ＰＵの計算機リソース利用状況
（図３０のグラフ１０３で示す）を定期的に取得する機
能である。この情報は、ホストとなるコンソール計算機
を通じて与えられ、プログラムをローディング、実行す
る際に、その時点でのＰＵの計算機リソースの利用状況
の情報としてローダープログラム１０６に通知される。
第二には、特定のプログラムが消費するリソース量を取
得する機能である。これにより、任意のプログラムが要
求するリソース量の取得を行ない、プログラムリソース
データベース１０２へ登録を行なう１０５。また、上記
リソース情報の取得は、ＯＳに用意されているシステム
コールを利用し、ＯＳから取得する。本リソース監視デ
ーモンは、予め利用者が登録した利用可能な計算機群
（２０１により取得）についてそれぞれ起動しておく。
この起動は、シェルスクリプト等を用いて行なう。

【０１２５】次に、計算機リソース利用状況を定期的に
取得する機能について説明する。本機能が取得する計算
機リソース情報は、ＣＰＵ利用率、空きメモリ量、平均
ディスクＩ／Ｏ量そして平均ネットワークＩ／Ｏ量であ
る。これらの情報は、定期的に取得され第３０図のプロ
グラムリソースデータベース１０２に保存される。図３
３に本データベースの構成を示す。ここでは、ＯＳから
リソース情報を取得する時間間隔を１００秒とした。４
０１―４０３はＣＰＵ利用率を、４１１―４１３は空き
メモリ量を、４２１―４２３は平均ディスクＩ／Ｏ量
を、４３１―４３３は平均ネットワークＩ／Ｏ量を、そ
れぞれ示している。また、各量における３個の構成要素
４０１―４３１、４０２―４３２および４０３―４３３
は、それぞれ、現在のリソース利用状況、５分前のリソ
ース状況および１０分前のリソース状況を示している。
ただし、リソース情報取得の時間間隔やテーブルに保持
する時間間隔の設定は任意である。

【０１２６】次に、特定のプログラムが消費する計算機
リソース量を取得する機能について説明する。本機能が
取得するリソースは、ＣＰＵ負荷、メモリ消費量、ファ
イルＩ／Ｏ量そして通信量である。本機能は、プログラ
ムについてのリソース消費量情報が利用者によって設定
されていない場合に実行される。また、プログラムの実
行時間を事前に知ることは出来ないので、リソース量採
取の時間間隔は、プログラム投入の初期では細かくし、
プログラムの実行が進むにつれて次第に荒くしていく方
法をとる。

【０１２７】以下、第３０図の２個のリソースデータベ
ース１０１および１０２に全てのリソース情報が登録さ
れている場合を想定してプログラムの割り当て手順を詳
細に説明する。本実施の形態で用いる一台の並列計算機
の構成は、図３０に示すように、９個のＰＵ５０１―５
０９からなる分散メモリ型で、それぞれのＰＵは、メッ
シュ状のネットワーク５１３により相互結合されてい
る。なお、本図ではメッシュ状に９個のＰＵが相互結合
されている並列計算機を用いているが、本実施の態様に
関してはネットワークトポロジ、ＰＵの個数とも任意で
ある。また、ＰＵ５０７を介してローダープログラムを
有するコンソールマシンが接続されている。ＰＵ５０７
―５０９にはそれぞれディスク装置５１０―５１２が接
続されているものとする。この場合、ＰＵ５０７―５０
９以外のＰＵは、ＰＵ５０７―５０９を経由して行うた
め、ディスクＩ／Ｏ性能は、ＰＵ５０７―５０９よりも
劣ることになる。この計算機上で実行させる複合プログ
ラムの例として複合シミュレーションを用いる。これ
は、実施の形態１でも説明したように、２種類のシミュ
レーションプロセスＡ，Ｂが結果を交換しながら動作す
る複合プログラムである。

【０１２８】本実施の形態では、各ＰＵが使用可能であ
り、かつ、ＰＵのリソース量および各要素プログラムの
リソース消費量はすでに登録されているものとする。従
って、以下では、図の３０のブロック２０５および２０
６に相当する処理について詳細に説明する。リソース情
報を図３４に示す。図３４（ａ）および（ｂ）は図３０
の並列計算機の各ＰＵのリソース量を示し、図３４
（ｃ）は各要素プログラムのリソース消費量をそれぞれ
示したものである。具体的には、図３４（ａ）は、各Ｐ
Ｕ６０１についてＣＰＵ能力６０２、メモリ量６０３、
ディスクＩ／Ｏ能力６０４、ネットワークＩ／Ｏ能力６
０５を示し、同図（ｂ）はＰＵ間のネットワークについ
て、ネットワークの構成６１１およびバンド幅６１２を
示したものである。本例では、ＰＵ５０１―５０９は互
いにメッシュ状に結合されており、そのネットワークの
バンド幅は、５０Ｍｂｉｔ／ｓｅｃであることを示して
いる。図３４（ｃ）は、各要素プログラムについて、実
行形式ファイルの位置６２１、負荷の大きさ６２２、メ
モリ消費量６２３、ファイルＩ／Ｏ量６２４、通信量６
２５そして生成するプロセスの数６２６を示している。
また、シミュレーションプログラムＡ，Ｂをそれぞれｓ
ｉｍＡ，ｓｉｍＢとしている。本例では、ｓｉｍＡプロ
グラムを二つのプロセスとして、ｓｉｍＢプログラムを
４つのプロセスとして実行するよう指定している。

【０１２９】図３５に割り当ての手順２０６（図３１）
の詳細を示す。まず、登録された各ＰＵのリソース利用
状況を取得する（ブロック７０１）。リソースの具体的
な項目としては、前述した、ＣＰＵ利用率、空きメモリ
量、平均ディスクＩ／Ｏ量そして平均ネットワークＩ／
Ｏ量である。これらのリソース量の取得は、前述したリ
ソース監視デーモンに問い合わせることにより行う。取
得されたリソース利用状況を図３６に示す。図３６は、
各ＰＵ８０１について、取得したＣＰＵ利用率８０２、
空きメモリ量８０３、平均ディスクＩ／Ｏ量８０４そし
て平均ネットワークＩ／Ｏ量８０５を示している。

【０１３０】次に、ＰＵのリソース量と上記で取得した
現在のリソースの利用状況から、プログラム投入時にお
ける各ＰＵリソース量を算出する（７０２）。図３７に
算出結果を示す。図３７は、プログラム投入時の各ＰＵ
９０１について、プログラム投入時におけるＣＰＵ余力
９０２、空メモリ率９０３、ディスクＩ／Ｏ未利用率９
０４、ネットワークＩ／Ｏ未利用率９０５を示してい
る。これらの具体的な算出方法は、それぞれ以下の通り
である。ＣＰＵ余力９０２＝ＣＰＵ能力６０２×（１−ＣＰＵ利
用率８０２）空メモリ率９０３＝空きメモリ量８０３÷メインメモリ
量６０３ディスクＩ／Ｏ未利用率９０４＝１−（平均ディスクＩ
／Ｏ量８０５÷ディスクＩ／Ｏ能力６０４）ネットワークＩ／Ｏ未利用率９０５＝１−（平均ネット
ワークＩ／Ｏ量８０５÷ネットワークＩ／Ｏ能力６０
５）次に、要素プログラムの割り当て優先度を計算する（７
０３）。割り当てるべき複数の要素プログラムを、それ
ぞれに対して決定された割り当て優先度の大きなものか
ら順に一つづつＰＵに割り当てる（７０４）。最後に、
この割り当てたＰＵにその要素プログラムをローディン
グする。これは、遠隔実行コマンド（ｒｓｈ）等を用い
て行う。

【０１３１】要素プログラムの割り当て優先度は、要素
プログラムの実行時間が長くなるほどそのプログラムの
優先度が高くなるように決定する。一般にプログラムの
実行時間は、そのプログラムのリソース消費量の総量が
大きいほど長くなる。従って、本実施の形態では、各要
素プログラムの使用するリソース消費量の総量が大きい
ほど、そのプログラムの優先度を高くするように、各要
素プログラムのリソース消費量に基づいて、その要素プ
ログラムの割り当て優先度を決める。各要素プログラム
をＰＵに割り当てるときにこの要素プログラムが複数種
類のリソースの内、どの種類のリソースを一番多く必要
としているかを判別し、その種類のリソースの余力をよ
り多く持つＰＵへその要素プログラムを割り当てる。

【０１３２】具体的には、割り当て優先度は以下のよう
にして決定される。図３８を参照するに、初期化処理と
して、割り当てキューのエントリを、生成するプロセス
数分だけ確保する（１００１）。割り当てキューには、
割り当てが行われる要素プログラムが登録され、優先的
に割り当てを行うプログラム順にキューイングされる。
割り当てキューの構成については後述する。また、１０
０２〜１００４の優先順位決定の際に参照されるリソー
ス間の重み付けを行う値を各々設定する。この値は、予
め、計算機管理者もしくは利用者によって設定される。
本例では、リソース間の重みは、それぞれ、１、１．
７、１０および５を設定する。次に各要素プログラムご
とにプログラムの割り当ての優先順位の計算を行う（１
００２〜１００４）。要素プログラムの割り当て優先順
位は、評価関数により各要素プログラムのリソース消費
量の総量（総合実効リソース消費量）を評価し、評価さ
れた総合実効リソース消費量が最も大きい要素プログラ
ムの割り当て優先順位を最も高くする（１００５）。

【０１３３】本実施の形態では、各要素プログラムが使
用する複数種類のリソースのそれぞれの消費量、すなわ
ち、ＣＰＵ負荷の大きさｃｐｕ、メモリ消費量ｍｅｍ、
平均ファイルＩ／Ｏ量ｉｏ、および平均要素プログラム
間通信量ｎｅｔをそれぞれ重みｗ―ｃｐｕ、ｗ―ｍｅ
ｍ、ｗ―ｉｏおよびｗ―ｎｅｔをつけて加算したものを
総合実効リソース消費量の一例とする。重みｗ―ｃｐ
ｕ、ｗ―ｍｅｍ、ｗ―ｉｏおよびｗ―ｎｅｔは、異なる
リソース間でのリソース要求の大小を比較するために導
入したパラメータである。このパラメータは、計算機の
管理者が用意された並列プログラムのベンチマークをプ
ロファイリングを取りながら実行し、その結果により、
調整する。具体的には、メッセージ交換のための待ち時
間が多いと言った場合には、通信に対する要求が相対的
に大きいことを示しているので、通信の加重を大きくす
る。

【０１３４】基本的には、割り当て優先度は、実行時間
がより多く掛かる要素プログラムに、大きな割り当て優
先度を与える。この実行時間は、要素プログラムが必要
とするリソース使用量の総量（総合実効リソース消費
量）が大きいほど長くなると言える。しかし、異なる種
類のリソースの大きさとそれが実行時間におよびす影響
度はリソースにより異なる。従って、本実施の形態で
は、上記のように、各要素プログラムが必要とする複数
種類のリソースの消費量と上記の重みとの積和を総合実
効リソース消費量の例として使用する。従って、各要素
プログラムの実行時間が長くなるほど、そのプログラム
の総合実効リソース消費量が大きくなるように、上記は
重みの値を調整することが望ましい。本実施の形態で
は、この割り当て優先度を、複数の要素プログラムの総
合実効リソース消費量には依存して決定するが、各ＰＵ
のリソース余力に依存しては決めない。もし、複数のＰ
Ｕのリソース余力にも依存して割り当て優先度を決定す
るとなると、複数のプログラムと複数のＰＵの組み合わ
せを変えて、各プログラムの実行時間を評価する必要が
ある、しかし、プロセッサの総数および割り当てるべき
プログラムの総数が多くなると、この組み合わせの数が
非常に多くなり、実用的な計算時間内で各プログラムの
割り当て優先度を決定することは困難となる。このため
に、本実施の形態では、この割り当て優先度の決定には
ＰＵのリソース余力を考慮しないことにより、割り当て
優先度の計算を簡単化している。この結果、本実施の形
態は、実行時間が最大のプログラムに最大の割り当て優
先度を与えることを保証するものではないが、比較的実
行時間が大きなプログラムに最大の割り当て優先度を与
えることができる。

【０１３５】以上のようにして各要素プログラムの割り
当て優先度を計算した後、割り当て優先順位の高い要素
プログラムから割り当てキューに登録する（１００
５）。各要素プログラムは、割り当てキューには図３９
（ａ）に示す形式の情報でもって登録される。この割り
当てキューの各エントリは、そのエントリに登録された
各要素プログラムへのポインタ１１０１の他、そのプロ
グラムの割り当て優先度の計算時に使用した、そのプロ
グラムが使用する各リソースとそのリソースに対する重
みとの積を、各リソース種別ごとの割り当て優先度とし
てその値の大きい項から順にこのエントリ内のフィール
ド優先度１（１１０２）、優先度２（１１０３）、優先
度３（１１０４）および優先度４（１１０５）にそれぞ
れ登録する。この順序付けは、上記プログラムが消費す
る各種計算機リソースについて、どのリソースを最も必
要としているかを示すものであり、プロセスの割り当て
の際に、要素プログラムが必要とするリソースに重点を
置いて割り当て先のＰＵを決定するのに用いられる。

【０１３６】本例では、シミュレーションプログラムｓ
ｉｍＡ，ｓｉｍＢの総合実効リソース消費量は、以下の
通りになる。ただし、この式でもＭは、ｍｅｇａ（１０
の６乗）を表わす。ｓｉｍＡの総合実効リソース消費量＝５０Ｍ×１＋２０Ｍ×１．７＋０Ｍ×１０＋１０Ｍ×５＝１３４ＭｓｉｍＢの総合実効リソース消費量＝１００Ｍ×１＋３０Ｍ×１．７＋１０Ｍ×１０＋１０Ｍ×５＝３０１Ｍ従って、ｓｉｍＢを優先的に割り当てることになる。な
お、各要素プログラムを割り当てキューに登録するとき
には、複数プロセスをｆｏｒｋ（ｆｏｒｋ数６２６が２
以上）する要素プログラムの場合は、ｆｏｒｋ数分だけ
この要素プログラムを割り当てキューに登録する。図３
９（ｂ）は、割り当てキューに、プログラムｓｉｍＡ，
ｓｉｍＢにそれぞれ属する４個、２個のプロセスが登録
されている場合を例示している。

【０１３７】各要素プログラムの、ＰＵへの割り当て
は、上記優先順位に従って行う。図４０にその手順を示
す。まず、割り当てキューから割り当て未完了のプロセ
スを取り出す（１２０２）。割り当てるＰＵの決定は、
割り当てるべきプログラムを最も短い時間で実行する可
能性のあるＰＵを割り当てる。しかし、複数のＰＵでの
実行時間は、各ＰＵの各リソースの余力と割り当てるべ
きプログラムが消費する各リソースの消費量とに依存す
る。しかし、全ＰＵの全リソース余力を使用して、それ
ぞれのＰＵでのそのプログラムの実行時間を推定するこ
とは、プロセッサの数が多いと、多くの時間が掛かる。
従って、そのプログラムが消費する複数のリソースの消
費量が、そのプログラムの実行時間におよびす影響を表
わす個別実効リソース消費量を判断し、その大きさをリ
ソース割り当て優先度として使用する。先に割り当て優
先度を算出するときに使用した、そのプログラムの種々
のリソースの消費量をそれぞれに対する重みとの積を、
それぞれのリソースの個別実効消費量の一例として使用
する。このリソース割り当て優先度が最も大きなリソー
スの余力が大きいＰＵにそのプログラムを割り当てる。
この結果、リソース別割り当て優先度によるプロセッサ
の選択は、割り当てるべきプログラムの実行時間が最小
となるＰＵにそのプログラムを割り当てることを保証す
るものではないが、そのプログラムの実行時間が比較的
小さいＰＵにそのプログラムを割り当てることができ
る。

【０１３８】上記プロセッサの割り当てのために、上記
割り当てキューに各プログラムを登録するときに、その
プログラムが消費する複数のリソースのリソース割り当
て優先度を順に登録した。具体的には、ＰＵの割り当て
に当たりっては、割り当てキューから取り出したプロセ
スの優先度１のリソースの余力が最も多いＰＵにそのプ
ロセスを割り当てる。ＰＵを割り当てる際、複数のＰＵ
の、この優先度１に該当するリソース種別の余力が同一
の場合には、それらのＰＵの中で、最も未利用率の高い
ＰＵに割り当てる。未利用率も同一だった場合には、該
当するこれらのＰＵについて、優先度２、優先度３、優
先度４と再帰的に適用し、割り当てを行う。優先度４の
時点でも同一のリソース量を持つＰＵが存在する場合に
は、最も先にエントリされているＰＵに割り当てる。本
例における始めの要素プログラム割り当ての場合、割り
当てを行う要素プログラムが／ｕｓｅｒｓ／ｔａｒｏ／
ｗｏｒｋ／ｓｉｍＢであり、優先度１がＣＰＵであるの
で、割り当ての現時点で最もＣＰＵ余力の高いＰＵへ割
り当てることになる。本例では、５０４〜５０９が割り
当て候補となり、順に優先度２、優先度３、優先度４と
適用していくと、５０７および５０９が候補となる。結
果としては、先に登録されている５０７に割り当てるこ
とになる。

【０１３９】次に、割り当てられたＰＵについて、割り
当て後のリソース余力を再計算する（１２０７）。ここ
では、以下の式により計算する。割り当て後のＣＰＵ余力＝割り当て前のＣＰＵ余力−
（ＣＰＵ負荷の大きさ÷Ｌ）割り当て後の空メモリ量＝割り当て前の空メモリ量−メ
モリ消費量割り当て後のディスクＩ／Ｏ能力＝割り当て前のディス
クＩ／Ｏ能力−（ファイルＩ／Ｏ量÷Ｍ）割り当て後のネットワークＩ／Ｏ能力＝割り当て前のネ
ットワークＩ／Ｏ能力−（通信量÷Ｎ）ここで、上式中のＬは、ＰＵのＣＰＵ能力とＣＰＵ負荷
量を関係付ける値である。例えば、ＣＰＵ能力が１００
のＰＵでＣＰＵ負荷の大きさが１００の要素プログラム
を５プロセス実行した時にＣＰＵ利用率が１００（ＣＰ
Ｕフル稼働）となった場合、Ｌの値は、５となる。ここ
では、簡単のため全てのＰＵでそれぞれ５と仮定する。
同様に、Ｍは、ディスクＩ／Ｏ能力とファイルＩ／Ｏ量
を、関係付ける値で、ディスクＩ／Ｏ能力が１００でフ
ァイルＩ／Ｏ量が１００の要素プログラムを５プロセス
実行した時にファイルＩ／Ｏの利用率が１００（ディス
クＩ／Ｏフル稼働）となる場合、Ｍの値は、５となる。
ここでは、簡単のため全てのＰＵでそれぞれ５と仮定す
る。同様に、Ｎは、ネットワークＩ／Ｏ能力と通信量
を、関係付ける値で、ネットワークＩ／Ｏ能力が１００
で通信量が１００の要素プログラムを５プロセス実行し
た時にネットワークＩ／Ｏの利用率が１００（ネットワ
ークＩ／Ｏ＋フル稼働）となる場合、Ｎの値は、５とな
る。ここでは、簡単のため全てのＰＵでそれぞれ５と仮
定する。

【０１４０】図４１に要素プログラムを一つ割り当てた
時の割り当て後のＰＵのリソース量を示す。１３０１が
上記手順で要素プログラムを一つ割り当て後のＰＵのリ
ソース量である。以下、全ての要素プログラムの割り当
てが完了するまで繰り返す。割り当ての結果を図４２に
示す。この例では、シミュレーションプログラムｓｉｍ
Ａ，ｓｉｍＢをそれぞれ２個、４個のシミュレーション
プロセスとしてそれぞれ２個、６個のＰＵに割り当てる
ことになる。従って、これらのシミュレーションプログ
ラムを実施の形態１で説明した方法で実行させるには、
次のようにすればよい。これらのシミュレーションプロ
グラムをそれぞれ２個あるいは４個のＰＵに実施の形態
１において説明した方法でそれらのプログラムがプロセ
スとしてロードする。その後、実施の形態１で示したデ
ータ変換プログラムをこれらの６個のＰＵにプロセスと
してロードする。その後これらのＰＵ内で、これらのシ
ミュレーションプロセスおよびデータ変換プロセスをそ
れぞれプロセスとして起動する。こうして、実施の形態
１で説明した動作が開始される。

【０１４１】以上に示したごとく、本実施の形態によれ
ば、複数のプログラムの内、比較的実行時間が大きいプ
ログラムに優先的にＰＵを割付け、しかも、各プログラ
ムには、その割り当て時点で比較的短時間でそのプログ
ラムの実行を終了することができるＰＵを割り当てるこ
とができるので、複数のプログラムのいずれかの、いず
れかのＰＵでの実行時間が極端に遅くなると言うことを
防げる。従って、各ＰＵの負荷の割り当てを均等に近く
することができる。しかも、前述した、割り当て優先度
の評価においては、前述のような簡単な計算でもって、
各プログラムの優先度を算出できる。さらに、各プログ
ラムにＰＵを割り当てるときには、リソース別割り当て
優先度の使用により、割り当てるべきＰＵの選択時間を
簡単にできる。

【０１４２】

【発明の効果】本発明によれば、計算機システム上で複
数のシミュレーションプログラムを連携して実行させる
場合に、シミュレーションプログラム間のデータの交換
およびそれらのシミュレーションプログラムの基底が異
なることに由来するデータ変換を、データ変換のための
プログラムにより支援するので、シミュレーションプロ
グラム自体は単独で実行する場合と比べて小さな変更で
すむ。従って、複数のシミュレーションプログラムを連
携させて複合シミュレーションを実行しやすくなる。

【０１４３】また、並列計算機等の複数のプロセッサユ
ニットにより構成される計算機システムにおいて、シス
テムの性能が有効に利用されるようにプログラムを割り
当てることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシミュレーションプログラム実行
支援方法が適用される複数のシミュレーションプログラ
ムがロードされた並列計算機の全体構成図。

【図２】本発明を適用するシミュレーションプログラム
を実行する並列計算機システムの構成図。

【図３】（ａ）は二つのシミュレーションプログラムが
使用する矩形格子と非矩形格子の例を示す図。（ｂ）は
（ａ）に示された領域を二つのシミュレーションプログ
ラムのそれぞれ用に分割して得られる複数の部分領域を
示す図。

【図４】図１のシステムでの処理の全体の流れ図。

【図５】本発明に係るシミュレーションプロセスの流れ
図。

【図６】（ａ）はデータ変換ライブラリに対する関数呼
び出しの引数（ｍｅｓｈｔｙｐｅ）を示す図。（ｂ）は
データ変換ライブラリに対する関数呼び出しの引数（ｍ
ｅｓｈｃｏｕｎｔ）を示す図。（ｃ）はデータ変換ライ
ブラリに対する関数呼び出しの引数（ｍｅｓｈｎｏｄｅ
ｓ）を示す図。（ｄ）はデータ変換ライブラリに対する
関数呼び出しの引数（ｍｅｓｈｄａｔａ）を示す図。
（ｅ）はデータ変換ライブラリに対する関数呼び出しの
引数（ｍｅｓｈｔｏｐｏｌ）を示す図。

【図７】（ａ）はデータ変換プロセスとデータ変換ライ
ブラリ間のメッセージの基本構造を示す図。（ｂ）から
（ｌ）はデータ変換プロセスとデータ変換ライブラリ間
の他の一つのメッセージの構造を示す図。

【図８】起動ファイルの例を示す図。

【図９】起動用プロセスの処理の流れ図。

【図１０】データ変換プロセスの処理の内、通信路確立
処理の流れ図。

【図１１】データ変換プロセスの処理の内、データ変換
処理の流れ図。

【図１２】図１１の基底情報格納処理の流れ図。

【図１３】図１２のｆｅｍデータ読み込み処理の流れ
図。

【図１４】図１１の交信先決定処理の流れ図。

【図１５】図１４のオーバーラップテーブル作成処理の
流れ図。

【図１６】図１５のｆｅｍｔｏｆｄｍ変換の流れ図

【図１７】図１６の変換を適用する有限要素基底と差分
基底の例を示す図。

【図１８】図１６の変換で得られるオーバーラップテー
ブルの例を示す図。

【図１９】図１５のｆｄｍｔｏｆｅｍ変換の流れ
図。

【図２０】図１９の変換で得られるオーバーラップテー
ブルの例を示す図。

【図２１】図１５のｐａｒｔｉｃｌｅｔｏｆｄｍ変
換の流れ図。

【図２２】図２１の変換を適用する粒子基底と有限要素
基底の説明図。

【図２３】図２１の変換で得られるオーバーラップテー
ブルの例を示す図。

【図２４】データ変換プロセスにより生成されるテーブ
ル群を示す図。

【図２５】データ変換プロセスの受信処理の流れ図。

【図２６】データ変換プロセスのデータ変換処理の流れ
図。

【図２７】（ａ）は隣接する二つの基底の説明図。
（ｂ）は二つの基底の一方の説明図。（ｃ）は二つの基
底の他方の説明図。

【図２８】本発明の第２の実施の態様で使用する、暗号
化条件を設定するための画面を示す図。

【図２９】本発明の第２の実施の態様で使用する、デー
タ属性と暗号化範囲を設定するための画面を示す図。

【図３０】本発明の第３の実施の態様で使用する計算機
システムの概要を示した図。

【図３１】図３０のシステムでの全体の処理手順のフロ
ーチャート。

【図３２】（ａ）は計算機リソースデータベース（１０
１）に保持された、プロセッサユニットのリソース量を
示す図。（ｂ）は計算機リソースデータベースに保持さ
れた、ネットワークリソース量を示す図。（ｃ）はプロ
グラムリソースデータベース（１０２）の構成を示す
図。

【図３３】図３０のシステムで使用する計算機の時系列
利用状況データベースの構成を示す図。

【図３４】（ａ）は図３０のシステムの各プロセッサユ
ニットが有するいろいろのリソースとその数値例を示す
図。（ｂ）は図３０のシステムの各プロセッサユニット
が有するネットワークのリソース量の数値例を示す図。
（ｃ）は図３０のシステムにロードすべき複数のシミュ
レーションプログラムが要求するリソース量とその数値
例を示す図。

【図３５】図３１のプログラム割り当て処理（２０６）
のフローチャート。

【図３６】図３０のシステムの各プロセッサユニットが
有する、プログラム投入時の利用状況の数値例を示した
図。

【図３７】図３０のシステムの各プロセッサユニットが
有する、プログラム投入時のリソース量の数値例を示す
図。

【図３８】図３５のプログラム割り当ての優先順位決定
処理（７０３）のフローチャート。

【図３９】（ａ）は図３８の処理が使用する割り当てキ
ューの構造を示す図。（ｂ）は図３８の処理により決定
された割り当て優先順位の例を示す図。

【図４０】図３５の、割り当て優先順位に基づく要素プ
ログラム割り当て処理（７０４）のフローチャート。

【図４１】図３０のシステムで、要素プログラムを一個
プロセッサユニットに割り当てた後の計算機リソース量
の例を示す図。

【図４２】本発明の第３の実施の形態により決定された
プロセッサ割り当ての結果を示す図。

フロントページの続き (72)発明者菊地克朗東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者平尾雅彦東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者何希倫東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者伊藤智東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者鈴木芳生東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のシミュレーションプログラムを協調
して実行するのを支援するシミュレーションプログラム
の実行支援方法であって、各シミュレーションプログラ
ムは、少なくとも一つの物理量の、シミュレーション対
象の領域に属する基底上で定義された値を生成するよう
にプログラムされ、さらに、上記方法は上記計算機シス
テムにより実行される複数のステップからなり、該複数
のステップは、各シミュレーションプログラムからその各シミュレーシ
ョンプログラムが使用する基底に関連する基底情報をプ
ログラム間データ通信支援プログラムにより受け取り、該複数のシミュレーションプログラムの各々から受け取
った上記基底情報に基づいて、各シミュレーションプロ
グラムの基底と他のシミュレーションプログラムの基底
の間の位置関係を上記プログラム間データ通信支援プロ
グラムにより判別し、いずれか一つのシミュレーションプログラムが生成し
た、そのシミュレーションプログラムの基底上で定義さ
れた演算結果データを、該複数のシミュレーションプロ
グラムの内、その演算結果データを使用する少なくとも
一つの他のシミュレーションプログラムの基底上で定義
されたデータに該プログラム間データ通信支援プログラ
ムにより変換し、上記変換ステップで得られる上記データを該他のシミュ
レーションプログラムに該プログラム間データ通信支援
プログラムにより転送するステップを有し、該変換ステップは、該演算結果データを生成した該一つ
のシミュレーションプログラムの基底と該演算結果デー
タを使用する該他のシミュレーションプログラムの基底
との間の上記判別ステップで判別された位置関係に依存
して実行される。
【請求項２】上記変換ステップは、該演算結果データを生成した上記一つのシミュレーショ
ンプログラムが使用する基底の種類と該演算結果データ
を使用する上記他のシミュレーションプログラムが使用
する基底の種類との組に対応する一つのデータ変換手順
を選択し、選択されたデータ変換手順に従って、上記演算結果デー
タを変換するステップを有し、上記一つのデータ変換手順は、データ変換すべき演算結
果データを生成するシミュレーションプログラムにより
使用される可能性がある予め定められた複数の基底の一
つとその演算結果データを使用するシミュレーションプ
ログラムにより使用される可能性のある予め定められた
複数の基底の種類一つとをそれぞれ含む複数の組に対応
して予め定められた複数のデータ変換手順から選択され
る請求項１記載のシミュレーションプログラムの実行支
援方法。
【請求項３】上記演算結果データの一部を上記プログラ
ム間データ通信支援プログラムにより選択するステップ
をさらに有し、上記変換ステップは、該選択された一部の演算結果デー
タに対して実行され、上記一部の演算結果データは、上記演算結果データを生
成した上記一つのシミュレーションプログラムのシミュ
レーション対象領域の内、上記演算結果データを使用す
る上記他のシミュレーションプログラムのシミュレーシ
ョン対象領域に重複する部分に関連するデータからな
り、上記選択ステップは、上記演算結果データを生成した上
記一つのシミュレーションプログラムの基底と、上記演
算結果データを使用する上記他のシミュレーションプロ
グラムの基底の間の、上記判別ステップで判別された位
置関係に依存して行われる請求項１記載のシミュレーシ
ョンプログラムの実行支援方法。
【請求項４】上記一つのシミュレーションプログラムが
生成する演算結果データを使用する少なくとも一つの他
のシミュレーションプログラムが上記複数のシミュレー
ションプログラムの中にあるか否かを上記プログラム間
データ通信支援プログラムにより検出するステップをさ
らに有し、上記検出ステップは、上記一つのシミュレーションプロ
グラムのベースと上記他のシミュレーションプログラム
のベースの間の、上記判別ステップで判別された位置関
係に基づいて行われ、上記転送ステップは、他の一つのシミュレーションプログラムが上記検出ステ
ップで検出されたときには上記一つのシミュレーション
プログラムが生成した上記演算結果データを当該検出さ
れた他の一つのシミュレーションプログラムに該プログ
ラム間データ通信支援プログラムにより転送し、複数の他のシミュレーションプログラムが上記検出ステ
ップで検出されたときには、上記一つのシミュレーショ
ンプログラムが生成した上記演算結果データを該検出さ
れた複数の他のシミュレーションプログラムの各々に該
プログラム間データ通信支援プログラムにより転送する
ステップよりなり、上記変換ステップは、他の一つのシミュレーションプログラムが上記検出ステ
ップで検出されたときには、上記一つのシミュレーショ
ンプログラムが生成した上記演算結果データを、該検出
された他のシミュレーションプログラムの基底上で定義
されたデータに該プログラム間データ通信支援プログラ
ムにより変換し、複数の他のシミュレーションプログラムが上記検出ステ
ップで検出されたときには、上記一つのシミュレーショ
ンプログラムが生成した上記演算結果データを、該検出
された複数の他のシミュレーションプログラムの各々の
基底上で定義されたデータに該プログラム間データ通信
支援プログラムにより変換するステップよりなる請求項
１記載のシミュレーションプログラムの実行支援方法。
【請求項５】上記判別ステップで判別される上記位置関
係は、各シミュレーションプログラムのシミュレーショ
ン対象領域が他のシミュレーションプログラムのシミュ
レーション対象領域に少なくとも一部重複しているか否
かの情報を含み、上記検出ステップは、上記演算結果データを生成した上
記一つのシミュレーションプログラムのシミュレーショ
ン対象領域に対して少なくとも一部重複する領域をシミ
ュレーション対象領域とする少なくとも一つの他のシミ
ュレーションプログラムがあるか否かを上記一つのシミ
ュレーションプログラムと上記他のシミュレーションプ
ログラムとの間の上記判別された位置関係に基づいて該
プログラム間データ通信支援プログラムにより判別する
ステップを有する請求項４記載のシミュレーションプロ
グラムの実行支援方法。
【請求項６】上記変換ステップは、該演算結果データを
生成した上記一つのシミュレーションプログラムから出
力された、上記演算結果データの送信要求に応答して実
行され、上記転送ステップは、該演算結果データを使用する上記
他のシミュレーションプログラムが出力した、演算結果
データの受信要求に応答して実行される請求項１記載の
シミュレーションプログラムの実行支援方法。
【請求項７】該複数のシミュレーションプログラムの各
々の基底と他のシミュレーションプログラムの基底との
間の、上記判別ステップで判別される上記位置関係は、
該各シミュレーションプログラムの基底を構成する複数
の離散点と、該他のシミュレーションプログラムが使用
する基底を構成する複数の離散点との間の位置関係を含
む請求項１記載のシミュレーションプログラムの実行支
援方法。
【請求項８】該各シミュレーションプログラムの基底を
構成する該複数の離散点と、該他の一つのシミュレーシ
ョンプログラムが使用する基底を構成する該複数の離散
点との間の上記位置関係は、（ａ）該各シミュレーショ
ンプログラムの基底を構成する該複数の離散点の各々と
その各離散点の近傍に位置する該他のシミュレーション
プログラムが使用する基底に属する複数の離散点の間の
距離と、（ｂ）該他の一つのシミュレーションプログラ
ムの基底を構成する該複数の離散点の各々とその各離散
点の近傍に位置する該各シミュレーションプログラムが
使用する基底に属する複数の離散点の間の距離との内の
少なくとも一方を含む請求項７記載のシミュレーション
プログラムの実行支援方法。
【請求項９】各シミュレーションプログラムは、少なく
とも一つのシミュレーションプロセスとして実行され、
もって該複数のシミュレーションプログラムは複数のシ
ミュレーションプロセスとして実行され、上記プログラム間データ通信支援プログラムは、それぞ
れ該複数のシミュレーションプロセスの一つに対応した
複数のプログラム間データ通信支援プロセスとして実行
される請求項１記載のシミュレーションプログラムの実
行支援方法。
【請求項１０】上記受け取るステップは、各シミュレーションプロセスの基底情報を、そのシミュ
レーションプロセスからそれに対応するプログラム間デ
ータ通信支援プロセスに通知し、各プログラム間データ通信支援プロセスに対応する一つ
のシミュレーションプロセスから通知されたその一つの
シミュレーションプロセスの基底情報を、その各プログ
ラム間データ通信支援プロセスにより他のプログラム間
データ通信支援プロセスに通知するステップを含み、上記判別ステップは、各プログラム間データ通信支援プロセスに対応する上記
一つのシミュレーションプロセスから通知されたその一
つのシミュレーションプロセスの基底情報と、該各プロ
グラム間データ通信支援プロセス以外の他のプログラム
間データ通信支援プロセスから通知された、該他のプロ
グラム間データ通信支援プロセスに対応する他のシミュ
レーションプロセスの基底情報とに基づいて、その各プ
ログラム間データ通信支援プログラムに対応する上記一
つのシミュレーションプロセスの基底と該他のシミュレ
ーションプロセスの基底との間の位置関係を、該各プロ
グラム間データ通信支援プロセスにより判別するステッ
プを有し、上記変換ステップは、上記演算結果データを生成した一
つのシミュレーションプロセスに対応する一つのプログ
ラム間データ通信支援プロセスとその演算結果データを
使用する他のシミュレーションプロセスに対応する他の
プログラム間データ通信支援プロセスの内の一方により
実行され、上記方法は、上記一つのプログラム間データ通信支援プ
ロセスからその演算結果データを使用する上記他のシミ
ュレーションプロセスに対応する上記他のプログラム間
データ通信支援プロセスに演算結果データを送信するス
テップをさらに有し、上記送信される演算結果データは、上記変換ステップが
上記一つのプログラム間データ通信支援プロセスにより
実行されるときには、上記変換ステップの実行により得
られる上記データであり、上記変換ステップが上記他の
プログラム間データ通信支援プロセスにより実行される
ときには、上記一つのシミュレーションプロセスが生成
した上記演算結果データである請求項９記載のシミュレ
ーションプログラムの実行支援方法。
【請求項１１】上記方法は、上記一つのシミュレーショ
ンプロセスにより生成される演算結果データを使用する
他の一つまたは複数のシミュレーションプロセスがある
か否かを、上記一つのシミュレーションプロセスに対応
する上記一つのプログラム間データ通信支援プロセスに
より検出するステップをさらに有し、上記検出ステップは、上記一つのプログラム間データ通
信支援プロセスにより上記判別ステップで判別された上
記一つのシミュレーションプロセスと他のシミュレーシ
ョンプロセスとの間の位置関係に基づいて行われ、上記演算結果データを送信する上記ステップは、他の一つのシミュレーションプロセスが上記検出ステッ
プにより検出されたときには、上記一つのシミュレーシ
ョンプロセスが生成した上記演算結果データを、その検
出された一つの他のシミュレーションプロセスに対応す
る一つの他のプログラム間データ通信支援プロセスに上
記一つプログラム間データ通信支援プロセスにより転送
し、複数の他のシミュレーションプロセスが上記検出ステッ
プで検出されたときには、上記一つのシミュレーション
プロセスが生成した上記演算結果データを、上記一つの
プログラム間データ通信支援プロセスにより該検出され
た複数の他のシミュレーションプロセスの一つにそれぞ
れ対応する複数の他のプログラム間データ通信支援プロ
セスに上記一つのプログラム間データ通信支援プロセス
により転送するステップからなり、上記変換ステップは、他の一つのシミュレーションプロセスが上記検出ステッ
プで検出されたときには、該一つのプログラム間データ
通信支援プロセスと該検出された他の一つのシミュレー
ションプロセスに対応する他の一つのプログラム間デー
タ通信支援プロセス内の一方により実行され、複数の他のシミュレーションプロセスが上記検出ステッ
プで検出されたときには、該検出された他の複数のシミ
ュレーションプロセス一つにそれぞれ対応する複数の他
のプログラム間データ通信支援プロセスかまたは該一つ
のプログラム間データ通信支援プロセスにより実行され
る請求項１０記載のシミュレーションプログラムの実行
支援方法。
【請求項１２】各プログラム間データ通信支援プロセス
により実行される上記判別ステップで判別される上記位
置関係は、その各プログラム間データ通信支援プロセス
が対応するシミュレーションプロセスのシミュレーショ
ン対象領域と他のシミュレーションプロセスの一つのシ
ミュレーション対象領域が相互に少なくとも一部重複し
ているか否かの情報を含み、上記一つのプログラム間データ通信支援プロセスにより
実行される上記検出ステップは、上記演算結果データを
生成した上記一つのシミュレーションプロセスのシミュ
レーション対象領域に対して少なくとも一部で重複する
領域をシミュレーション対象の領域とする少なくとも一
つの他のシミュレーションプロセスがあるか否かを上記
一つのシミュレーションプロセスと上記他のシミュレー
ションプロセスとの間の上記判別された位置関係に基づ
いて判別するステップを有する請求項１１記載のシミュ
レーションプログラムの実行支援方法。
【請求項１３】それぞれ該複数のシミュレーションプロ
セスの一つに対応する複数のライブラリが上記計算機シ
ステム内にさらに設けられ、各シミュレーションプロセスからそれに対応するプログ
ラム間データ通信支援プロセスにその各シミュレーショ
ンプロセスの基底情報を通知する上記ステップは、その各シミュレーションプロセスから、そのシミュレー
ションプロセスに対応する一つのライブラリに上記基底
情報を関数呼び出しにより通知し、その一つのライブラリから上記シミュレーションプロセ
スに対応する上記プログラム間データ通信支援プロセス
にその通知された基底情報を通知するステップからな
り、上記演算結果データを使用する上記他のシミュレーショ
ンプロセスへのそれに対応する上記他のプログラム間デ
ータ通信支援プロセスにより上記演算結果データを送信
する上記ステップは、上記他のプログラム間データ通信支援プロセスから、上
記他のシミュレーションプロセスに対応する他のライブ
ラリに上記演算結果データを通知し、上記他のライブラリから上記他のシミュレーションプロ
セスに上記通知された演算結果データを通知するステッ
プを有する請求項１０記載のシミュレーションプログラ
ムの実行支援方法。
【請求項１４】上記一つのプログラム間データ通信支援
プロセスにより上記他のプログラム間データ通信支援プ
ロセスに上記演算結果データを送信する上記ステップ
は、上記一つのシミュレーションプロセスから出力され
た、上記演算結果データの送信要求に応答して実行さ
れ、上記他のプログラム間データ通信支援プロセスによりさ
らに上記他のシミュレーションプロセスに上記演算結果
データを通知する上記ステップは、上記他のシミュレー
ションプロセスから出力された、演算結果データの受信
要求に応答して実行される請求項１０記載のシミュレー
ションプログラムの実行支援方法。
【請求項１５】各シミュレーションプログラムは複数の
シミュレーションプロセスとして実行され、各シミュレ
ーションプロセスは、その各シミュレーションプログラ
ムのシミュレーション対象領域の一部に対してその各シ
ミュレーションプログラムが実行すべきシミュレーショ
ンを実行し、もって該複数のシミュレーションプログラ
ムはそれらの数より多い複数のシミュレーションプロセ
スとして実行され、上記プログラム間データ通信支援プログラムは、それぞ
れ該複数のシミュレーションプロセスの一つに対応した
複数のプログラム間データ通信支援プロセスとして実行
される請求項１０記載のシミュレーションプログラムの
実行支援方法。
【請求項１６】各プログラム間データ通信支援プロセス
が対応する一つのシミュレーションプロセスの基底情報
を他のプログラム間データ通信支援プロセスに通知する
上記ステップは、その一つのシミュレーションプロセス
が属するシミュレーションプログラム以外の他のシミュ
レーションプログラムに属する複数の他のシミュレーシ
ョンプロセスに対応する複数の他のプログラム間データ
通信支援プロセスにその基底情報を通知するステップか
らなり、上記各プログラム間データ通信支援プロセスにより実行
される上記判別ステップは、その各プログラム間データ
通信支援プロセスに対応する一つのシミュレーションプ
ロセスの基底と該一つのシミュレーションプロセスが属
するシミュレーションプログラム以外の他のシミュレー
ションプログラムに属する複数の他のシミュレーション
プロセスの各々の基底との間の位置関係を、該各プログ
ラム間データ通信支援プロセスにより判別するステップ
を有し、その判別は、その各プログラム間データ通信支援プロセ
スに対応する上記一つのシミュレーションプロセスの基
底情報と、該複数の他のシミュレーションプロセスの各
々の基底情報とに基づいて行われる請求項１５記載のシ
ミュレーションプログラムの実行支援方法。
【請求項１７】上記演算結果データを生成した上記一つ
のシミュレーションプロセスが属するシミュレーション
プログラム以外の他のシミュレーションプログラムに属
する他の複数のシミュレーションプロセスの中に、上記
一つのシミュレーションプロセスが生成する演算結果デ
ータを使用する少なくとも一つの他のシミュレーション
プロセスがあるか否かを、上記一つのシミュレーション
プロセスに対応する一つのプログラム間データ通信支援
プロセスにより検出するステップをさらに有し、上記検出は、上記一つのシミュレーションプロセスと上
記他の複数のシミュレーションプロセスの各々との間
の、上記一つのシミュレーションプロセスに対応する上
記一つのプログラム間データ通信支援プロセスにより上
記判別ステップで判別された位置関係に基づいて、上記
一つのプログラム間データ通信支援プログラムにより実
行される請求項１６記載のシミュレーションプログラム
の実行支援方法。
【請求項１８】上記複数のシミュレーションプログラム
と該プログラム間データ通信支援プログラムは、上記計
算機システムに含まれた同一のプロセッサ上で実行され
る請求項１記載のシミュレーションプログラムの実行支
援方法。
【請求項１９】該複数のシミュレーションプログラムの
内の少なくとも複数は、上記計算機システムに含まれた
複数のプロセッサの内の互いに異なるものの上で実行さ
れる請求項１記載のシミュレーションプログラムの実行
支援方法。
【請求項２０】上記複数のシミュレーションプロセスと
該複数のプログラム間データ通信支援プロセスは、上記
計算機システムに含まれた同一のプロセッサ上で実行さ
れる請求項９記載のシミュレーションプログラムの実行
支援方法。
【請求項２１】該複数のシミュレーションプロセス内の
少なくとも一部の複数のシミュレーションプロセスは、
上記計算機システムに含まれた複数のプロセッサの内の
互いに異なるものの上で実行され、各シミュレーションプロセスとそれに対応する一つのプ
ログラム間データ通信支援プロセスは、上記複数のプロ
セッサの内の同一のプロセッサ上で実行される請求項９
記載のシミュレーションプログラムの実行支援方法。
【請求項２２】該複数のシミュレーションプログラムに
対応する上記複数のシミュレーションプロセスの少なく
とも一部の複数は、上記計算機システムに含まれた複数
のプロセッサの内の互いに異なるものの上で実行され、各シミュレーションプロセスとそれに対応する一つのプ
ログラム間データ通信支援プロセスは、上記複数のプロ
セッサの内の同一のプロセッサ上で実行される請求項１
５記載のシミュレーションプログラムの実行支援方法。
【請求項２３】該プログラム間データ通信支援プログラ
ムは、それぞれ該複数のシミュレーションプログラムの
一つに対応したそれぞれのサブルーチンとして実行され
る、上記プログラム間データ通信支援プログラムにより
実行されるべき処理をそれぞれ実行する複数のプログラ
ムからなる請求項１記載のシミュレーションプログラム
の実行支援方法。
【請求項２４】複数のシミュレーションプログラムを協
調して実行するのを支援するシミュレーションプログラ
ムの実行支援方法であって、各シミュレーションプログ
ラムは、それぞれ少なくとも一つの物理量の、シミュレ
ーション対象の領域に属する基底上で定義された値を生
成するようにプログラムされ、さらに、上記方法は上記
計算機システムにより実行される複数のステップからな
り、該複数のステップは、各シミュレーションプログラムからその各シミュレーシ
ョンプログラムが使用する基底に関する基底情報をプロ
グラム間データ通信支援プログラムにより受け取り、該複数のシミュレーションプログラムから受け取られた
上記基底情報に基づいて、各シミュレーションプログラ
ムの基底と他のシミュレーションプログラムの基底の間
の位置関係を上記プログラム間データ通信支援プログラ
ムにより判別し、いずれか一つのシミュレーションプログラムが生成する
演算結果データを使用する少なくとも一つの他のシミュ
レーションプログラムがあるか否かをそれらのシミュレ
ーションプログラムの基底の間の上記判別された位置関
係に基づいて該プログラム間データ通信支援プログラム
により検出し、演算結果データが上記一つのシミュレーションプログラ
ムによりその後生成されたときに、上記検出ステップで
検出された少なくとも一つの他のシミュレーションプロ
グラムに該プログラム間データ通信支援プログラムによ
りその演算結果データを転送するステップよりなる。
【請求項２５】上記判別ステップで判別される上記位置
関係は、各シミュレーションプログラムのシミュレーシ
ョン対象領域が他のシミュレーションプログラムのシミ
ュレーション対象領域に少なくとも一部重複しているか
否かの情報を含み、上記検出ステップは、上記一つのシミュレーションプロ
グラムのシミュレーション対象領域に対して少なくとも
一部で重複する領域をシミュレーション対象の領域とす
る他のシミュレーションプログラムがあるか否かを上記
一つのシミュレーションプロセスと上記他のシミュレー
ションプロセスとの間の上記判別された位置関係に基づ
いて該プログラム間データ通信支援プログラムにより判
別するステップを有する請求項２４記載のシミュレーシ
ョンプログラムの実行支援方法。
【請求項２６】上記演算結果データを転送するステップ
は、他のシミュレーションプログラムが上記検出ステップに
より検出されたときには、上記一つのシミュレーション
プログラムが生成した上記演算結果データを、その検出
された一つの他のシミュレーションプログラムに転送
し、他の複数のシミュレーションプログラムが上記検出ステ
ップにより検出されたときには、上記一つのシミュレー
ションプログラムが生成した上記演算結果データを、該
検出された複数の他のシミュレーションプログラムの各
々に転送するステップからなる請求項２４記載のシミュ
レーションプログラムの実行支援方法。
【請求項２７】各シミュレーションプログラムは、少な
くとも一つのシミュレーションプロセスとして実行さ
れ、もって該複数のシミュレーションプログラムは複数
のシミュレーションプロセスとして実行され、上記プログラム間データ通信支援プログラムは、それぞ
れ該複数のシミュレーションプロセスの一つに対応する
複数のプログラム間データ通信支援プロセスとして実行
される請求項２４記載のシミュレーションプログラムの
実行支援方法。
【請求項２８】上記受け取るステップは、各シミュレーションプロセスの基底情報を、そのシミュ
レーションプロセスからそれに対応するプログラム間デ
ータ通信支援プロセスに通知し、各プログラム間データ通信支援プロセスに対応する一つ
のシミュレーションプロセスから通知されたその一つの
シミュレーションプロセスの基底情報を、その各プログ
ラム間データ通信支援プロセス以外の他のプログラム間
データ通信支援プロセスに該各プログラム間データ通信
支援プロセスにより通知するステップからなり、上記判別ステップは、各プログラム間データ通信支援プロセスに対応する一つ
のシミュレーションプロセスの基底情報と、該各プログ
ラム間データ通信支援プロセス以外の他のプログラム間
データ通信支援プロセスから通知された、該他のプログ
ラム間データ通信支援プロセスに対応する他のシミュレ
ーションプロセスの基底情報とに基づいて、上記一つの
シミュレーションプロセスの基底と該他のシミュレーシ
ョンプロセスの基底との間の位置関係を該各プログラム
間データ通信支援プロセスにより判別するステップを有
し、上記転送ステップは、演算結果データを生成した一つのシミュレーションプロ
セスに対応する一つのプログラム間データ通信支援プロ
セスからその演算結果データを使用する他のシミュレー
ションプロセスに対応する他のプログラム間データ通信
支援プロセスにその演算結果データを送信し、上記他のプログラム間データ通信支援プロセスから上記
他のシミュレーションプロセスに該送信された演算結果
データを転送するステップをさらに有し、上記検出ステップは、上記一つのシミュレーションプロ
セス以外の他の複数のシミュレーションプロセスの中
に、上記一つのシミュレーションプロセスが生成する演
算結果データを使用する少なくとも一つの他のシミュレ
ーションプロセスがあるか否かを、上記一つのシミュレ
ーションプロセスに対応する上記一つのプログラム間デ
ータ通信支援プロセスにより検出するステップを有し、上記検出は、上記一つのシミュレーションプロセスと上
記一つのシミュレーションプロセスが属するにシミュレ
ーションプログラム以外の化のシミュレーションプログ
ラムに属する他のシミュレーションプロセスとの間の、
上記判別ステップで判別された位置関係に基づいて上記
一つのプログラム間データ通信支援プロセスにより行わ
れる請求項２７記載のシミュレーションプログラムの実
行支援方法。
【請求項２９】各シミュレーションプログラムは複数の
シミュレーションプロセスとして実行され、各シミュレ
ーションプロセスは、その各シミュレーションプログラ
ムのシミュレーション領域の一部に対してその各シミュ
レーションプログラムのシミュレーションを実行し、も
って該複数のシミュレーションプログラムはそれらの数
より多い複数のシミュレーションプロセスとして実行さ
れ、上記プログラム間データ通信支援プログラムは、それぞ
れ該複数のシミュレーションプロセスの一つに対応した
複数のプログラム間データ通信支援プロセスとして実行
される請求項２８記載のシミュレーションプログラムの
実行支援方法。
【請求項３０】各プログラム間データ通信支援プロセス
が対応する一つのシミュレーションプロセスの基底情報
を他の複数のプログラム間データ通信支援プロセスに通
知する上記ステップは、その一つのシミュレーションプ
ロセスが属するシミュレーションプログラム以外の他の
シミュレーションプログラムに属する複数の他のシミュ
レーションプロセスに対応する複数の他のプログラム間
データ通信支援プロセスにその基底情報を通知するステ
ップからなり、各プログラム間データ通信支援プロセスにより実行され
る上記判別ステップは、その各プログラム間データ通信
支援プロセスに対応する一つのシミュレーションプロセ
スの基底と該各一つのシミュレーションプロセスが属す
るシミュレーションプログラム以外の他のシミュレーシ
ョンプログラムに属する他の複数のシミュレーションプ
ロセスの各々の基底との間の位置関係を、該各プログラ
ム間データ通信支援プロセスにより判別するステップを
有し、該判別は、その一つのシミュレーションプロセスの基底
情報と、該他の複数のシミュレーションプロセスの各々
の基底情報とに基づいて行われ、上記検出ステップは、上記一つのシミュレーションプロ
セスが属するシミュレーションプログラム以外の他のシ
ミュレーションプログラムに属する他の複数のシミュレ
ーションプロセスの中に、上記一つのシミュレーション
プロセスが生成する演算結果データを使用する少なくと
も一つの他のシミュレーションプロセスがあるか否か
を、上記一つのシミュレーションプロセスに対応する一
つのプログラム間データ通信支援プロセスにより検出す
るステップを有し、上記検出は、上記一つのシミュレーションプロセスと上
記他の複数のシミュレーションプロセスの各々との間
の、上記一つのプログラム間データ通信支援プロセスに
より上記判別ステップで判別された位置関係に基づい
て、上記一つのプログラム間データ通信支援プログラム
により実行される請求項２９記載のシミュレーションプ
ログラムの実行支援方法。
【請求項３１】上記複数のシミュレーションプログラム
と該プログラム間データ通信支援プログラムは、上記計
算機システムに含まれた同一のプロセッサ上で実行され
る請求項２４記載のシミュレーションプログラムの実行
支援方法。
【請求項３２】該複数のシミュレーションプログラムの
内の少なくとも複数は、上記計算機システムに含まれた
複数のプロセッサの内の互いに異なるものの上で実行さ
れる請求項２４記載のシミュレーションプログラムの実
行支援方法。
【請求項３３】該複数のシミュレーションプロセス内の
少なくとも一部の複数のシミュレーションプロセスは、
上記計算機システムに含まれた複数のプロセッサの内の
互いに異なるものの上で実行され、各シミュレーションプロセスとそれに対応する一つのプ
ログラム間データ通信支援プロセスは、上記複数のプロ
セッサの内の同一のプロセッサ上で実行される請求項２
７記載のシミュレーションプログラムの実行支援方法。
【請求項３４】該複数のシミュレーションプログラムに
対応する上記複数のシミュレーションプロセスの少なく
とも一部の複数は、上記計算機システムに含まれた複数
のプロセッサの内の互いに異なるものの上で実行され、各シミュレーションプロセスとそれに対応する一つのプ
ログラム間データ通信支援プロセスは、上記複数のプロ
セッサの内の同一のプロセッサ上で実行される請求項２
９記載のシミュレーションプログラムの実行支援方法。
【請求項３５】該プログラム間データ通信支援プログラ
ムは、それぞれ該複数のシミュレーションプログラムの
サブルーチンとして実行される、上記プログラム間デー
タ通信支援プログラムの処理をそれぞれ実行する複数の
プログラムからなる請求項２４記載のシミュレーション
プログラムの実行支援方法。
【請求項３６】上記演算結果データを生成した上記一つ
のシミュレーションプロセスに対応する上記一つのプロ
グラム間データ通信支援プロセスにより、上記演算結果
データを上記他のプログラム間データ通信支援プロセス
に転送する上記転送ステップは、上記演算結果データを上記他のシミュレーションプロセ
スに依存して定められた暗号化用の第１のキーを使用し
て上記一つのプログラム間データ通信支援プロセスによ
り暗号化し、該暗号化された演算結果データを上記演算結果データを
使用する他のシミュレーションプロセスに対応する他の
プログラム間データ通信支援プロセスに転送し、上記転送された演算結果データを、上記他のシミュレー
ションプロセスに依存して定められた解読用の第２のキ
ーを使用して上記他のプログラム間データ通信支援プロ
セスにより解読するステップからなる請求項２８記載の
シミュレーションプログラムの実行支援方法。
【請求項３７】上記第１、第２のキーは、それぞれ上記
他のシミュレーションプロセスに依存して定められた公
開キーと上記他のシミュレーションプロセスに依存して
定められた秘密キーである請求項３６記載のシミュレー
ションプログラムの実行支援方法。
【請求項３８】複数のプログラムを協調して実行させる
のを支援する複数のプログラムの実行支援方法であっ
て、上記方法は上記計算機システムにより実行される複
数のステップからなり、該複数のステップは、各プログラムからその各プログラムが使用するデータに
関連するデータ関連情報をプログラム間データ通信支援
プログラムにより受け取り、該複数のプログラムから受け取ったデータ関連情報に基
づいて、各プログラムが取り扱うデータと他のプログラ
ムが取り扱うデータの間の関係を上記プログラム間デー
タ通信支援プログラムにより判別し、いずれか一つのプログラムが生成したデータを、該複数
のプログラムの内、そのデータを使用する少なくとも一
つの他のプログラムが使用するデータに該プログラム間
データ通信支援プログラムにより変換し、上記変換ステップで得られる上記データを該他のプログ
ラムに該プログラム間データ通信支援プログラムにより
転送するステップを有し、該変換ステップは、該一つのプログラムが取り扱うデー
タと該他のプログラムが取り扱うデータとの間の上記判
別ステップで判別された関係に依存して実行される。
【請求項３９】複数のプログラムを協調して計算機シス
テムにより実行させるのを支援するプログラムの実行支
援方法であって、上記方法は上記計算機システムにより
実行される複数のステップからなり、該複数のステップ
は、各プログラムからその各プログラムが使用するデータに
関するデータ情報をプログラム間データ通信支援プログ
ラムにより受け取り、該複数のプログラムから受け取られたデータ情報に基づ
いて、各プログラムが使用するデータと他のプログラム
が使用するデータの間の関係を上記プログラム間データ
通信支援プログラムにより判別し、いずれか一つのプログラムが生成するデータを使用する
少なくとも一つの他のプログラムがあるか否かをそれら
のプログラムが使用するデータの間の上記判別された関
係に基づいて、該プログラム間データ通信支援プログラ
ムにより検出し、上記一つのプログラムによりいずれかのデータが生成さ
れたときに、上記生成されたデータを当該検出ステップ
で検出された少なくとも一つの他のプログラムに該プロ
グラム間データ通信支援プログラムにより転送するステ
ップよりなる。
【請求項４０】計算機システムに属する複数のプロセッ
サユニットに複数のプログラムを割り当てる方法であっ
て、上記計算機システムにより実行される複数のステッ
プからなり、該複数のステップは、リソース消費量が大きなプログラムがより先に割り当て
られるように、複数のプログラムのリソース消費量に依
存して、それらのプログラムをプロセッサユニットに割
り当てる順序を決定し、上記割り当て順序に従って上記複数のプログラムをそれ
ぞれ上記複数のプロセッサユニットの一つに順次割り当
てるステップを有し、上記割り当てるステップは、次に割り当てるべきプログ
ラムのリソース消費量と上記複数のプロセッサユニット
が有するリソース余力とからそのプログラムを割り当て
るべき一つのプロセッサユニットを選択するステップを
有する。
【請求項４１】上記割り当て順序を決定するステップ
は、上記複数のプログラムのそれぞれが消費する複数種
類リソースのそれぞれの消費量に依存して、上記割り当
て順序を決定するステップを有する請求項４０記載の割
り当て方法。
【請求項４２】上記複数種類リソースのそれぞれの消費
量から上記割り当て順序を決定する上記ステップは、上記複数のプログラムの各々が消費する複数種類リソー
スのそれぞれの消費量とそれぞれの種類ごとに定めた重
みとの積和の値に依存して、そのプログラムの総合実効
リソース消費量を決定し、総合実効リソース消費量がより大きなプログラムがより
先に割り当てられるように、該複数のプログラムに対し
て決定された複数の総合実効リソース消費量の大きさに
依存して、該複数のプログラムの割り当て順序を決定す
るステップからなる請求項４１記載の割り当て方法。
【請求項４３】一つのプロセッサユニットを選択する上
記ステップは、上記次に割り当てるべきプログラムが消
費する複数の種類のリソースのそれぞれの消費量と該複
数のプロセッサユニットのそれぞれが有する該複数の種
類のリソースのそれぞれのリソース余力とに基づいて、
そのプログラムを割り当てるべき一つのプロセッサユニ
ットを選択するステップを有する請求項４０記載の割り
当て方法。
【請求項４４】上記プロセッサユニットを選択するステ
ップは、上記次に割り当てるべきプログラムが消費する複数の種
類のリソースの内、そのプログラムの消費量が実効的に
最大であるリソースの種別を判別し、上記複数のプロセッサユニットの内、上記判別された種
別のリソースのリソース余力が最大であるプロセッサユ
ニットを選択するステップを有する請求項４３記載の割
り当て方法。
【請求項４５】上記実効的に最大の消費量のリソースの
種別を判別する上記ステップは、上記プログラムの上記複数の種類のリソースのそれぞれ
の消費量とそれぞれの種類ごとに定められた重みとの積
の値により、それぞれのリソースの、個別実効消費量を
生成し、該複数の種類に対して生成された複数の実効個別消費量
の内、値が最大である種類を選択するステップを有する
請求項４４記載の割り当て方法。
【請求項４６】上記次に割り当てるべきプログラムが複
数のプロセスとして実行されるべきプログラムであると
きには、上記次に割り当てられるべきプログラムに対し
て、それらのプロセスの数だけ、上記プロセッサユニッ
トの割り当てるステップを順次実行する請求項４２記載
の割り当て方法。
【請求項４７】計算機システムに属する複数のプロセッ
サユニットに複数のプログラムを割り当てる方法であっ
て、上記計算機システムにより実行される複数のステッ
プからなり、該複数のステップは、リソース消費量が大きなプログラムがより先に割り当て
られるように、複数のプログラムのリソース消費量に依
存して、それらのプログラムをプロセッサユニットに割
り当てる順序を決定し、上記割り当て順序に従って上記複数のプログラムをそれ
ぞれ上記複数のプロセッサユニットの一つに順次割り当
てるステップを有し、上記割り当て順序を決定するステップは、上記複数のプログラムの各々が消費する複数種類リソー
スのそれぞれの消費量とそれぞれの種類ごとに定めた重
みとの積和の値に依存して、そのプログラムの総合実効
リソース消費量を決定し、総合実効リソース消費量がより大きなプログラムがより
先に割り当てられるように、該複数のプログラムに対し
て決定された複数の総合実効リソース消費量の大きさに
依存して、該複数のプログラムの割り当て順序を決定す
るステップを有するもの。
【請求項４８】計算機システムに属する複数のプロセッ
サユニットに複数のプログラムを割り当てる方法であっ
て、上記計算機システムにより実行されるステップから
なり、該ステップは、上記複数のプログラムをそれぞれ上記複数のプロセッサ
ユニットの一つに順次割り当てるステップを有し、上記割り当てるステップは、次に割り当てるべきプログラムのリソース消費量と上記
複数のプロセッサユニットが有するリソース余力とから
そのプログラムを割り当てるべき一つのプロセッサユニ
ットを選択するステップを有し、上記プロセッサユニットを選択するステップは、上記次に割り当てるべきプログラムが消費する複数の種
類のリソースの内、そのプログラムの消費量が実効的に
最大であるリソースの種別を判別し、上記複数のプロセッサユニットの内、上記判別された種
別のリソースのリソース余力が最大であるプロセッサユ
ニットを選択するステップを有する。
【請求項４９】上記実効的に最大の消費量のリソースの
種別を判別する上記ステップは、上記プログラムの上記複数の種類のリソースのそれぞれ
の消費量とそれぞれの種類ごとに定められた重みとの積
の値により、それぞれのリソースの、個別実効消費量を
生成し、該複数の種類に対して生成された複数の実効個別消費量
の内、値が最大である種類を選択するステップを有する
請求項４８記載の割り当て方法。
【請求項５０】上記複数のプログラムは、請求項１に記
載の上記複数のシミュレーションプログラムと請求項１
に記載の上記プログラム間データ通信支援プログラムを
含み、上記決定ステップと上記割り当てステップが上記複数の
シミュレーションプログラムの各々を少なくとも一つ以
上のプロセスとして実行するために、各シミュレーショ
ンプログラムを少なくとも一つ以上のプロセッサに割り
当てるように実行され、上記方法は、上記プログラム間データ通信支援プログラムを、上記複
数のシミュレーションプログラムのいずれかが割り当て
られた複数のプロセッサユニットの各々にプロセスとし
て実行されるように割り当て、上記複数のシミュレーションプログラムと上記プログラ
ム間データ通信支援プログラムが割り当てられた後に、
上記請求項１記載の複数のステップを実行するステップ
をさらに有する請求項４０記載の割り当て方法。