モンテカルロ多次元積分における並列計算アルゴリズムの研究

蒙特卡罗多维积分并行计算算法研究

基本信息

批准号：
12680363
负责人：
湯浅富久子
金额：
$ 2.3万
依托单位：
The High Energy Accelerator Research Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

素粒子反応自動計算システムでは、散乱断面積の計算におけるモンテカルロ多次元積分が重要な役割を果たす。本研究では、モンテカルロ多次元積分の精度の向上および計算効率の向上を目的として、1.多次元モンテカルロ積分BASESのハイブリッド並列化2.新たな多次元積分アルゴリズムの開発およびその並列化の2つの方向から並列計算アルゴリズムの開発をすすめた。1.および2.で開発した並列化アルゴリズムをコード化し、多次元積分に要する計算時間が大幅に短縮されることを検証した。検証後は自動計算システム(GRACE)へ組み込み、並列化なくしては実用的な時間内に計算結果を得ることが困難であった高次の素粒子反応断面積の計算を行った。本研究では、並列計算試験のため高性能ワークステーション8台からなるファームを構築し、並列化コードの検証、自動計算システムへの組み込みおよび性能評価を、この試験環境で実施した。性能評価により、1.および2.の並列化アルゴリズムが、有効に計算時間を短縮し計算効率を格段に向上させることがわかった。計算時間が短縮したため、より精度をあげた散乱断面積の計算を実行できることも示した。以下に、当該研究期間の活動をまとめた。平成12年度・自動計算システムで用いるファインマングラフによる手法に有効なグラフトポロジー解析ツールの開発・並列計算アルゴリズム試験環境の構築・多次元モンテカルロ積分BASESのハイブリッド並列化平成13年度・新たなモンテカルロ多次元積分アルゴリズム、DICEの開発および並列化平成14年度・自動計算システムへの組込み・実際の素粒子反応断面積の計算に応用

在自动基本粒子反应计算系统中，蒙特卡洛多维积分在计算散射横截面区域中起重要作用。在这项研究中，我们提出了1。多维蒙特卡洛积分基碱基的混合平行化，2。开发了新的多维整合算法和从两个方向开发并行计算算法的开发：1。多维Monte Carlo集成基础的混合平行化。我们已经编码了在1和2中开发的并行化算法，以验证多维整合所需的计算时间大大减少。经过验证后，将数据纳入自动计算系统（GRACE），并计算高阶基本粒子反应的横截面面积，这将在实际时间内很难获得计算结果而无需并行化。在这项研究中，建立了一个由八个高性能工作站组成的农场，用于并行计算测试，并行化代码验证，在此测试环境中进行了自动计算系统的集成和绩效评估。绩效评估表明，在1和2中的平行化算法有效地减少了计算时间，并显着提高了计算效率。还已经表明，计算时间已减少，从而可以更准确地计算散射横截面区域。研究期间的活动在下面总结。 2000年 - 开发用于自动计算系统中的Feynman图方法的移植拓扑分析工具的开发 - 用于平行计算算法的测试环境的构建 - 多维蒙特蒙特卡洛积分基础的混合平行化 - 开发新的蒙特卡洛carlo carlo carlo多维多维整合算法的元素反应 - 计算 - 和并行计算 - 实际计算 - 实际计算 - 实际计算 - 实际计算 - 实际计算 - 实际上计算 -