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グリッドコンピューティングによる数値最適化問題の高速処理

研究報告コード R070000143
整理番号 R070000143
掲載日 2008年4月11日
研究者
  • 合田 憲人
研究者所属機関
報告名称 グリッドコンピューティングによる数値最適化問題の高速処理
報告概要 グリッドは、インターネット等の広域ネットワーク(WAN)上の情報資源(計算機や実験装置等)を安全に安定して容易に利用するための基盤技術である。グリッドの利用者(ユーザ)は、ネットワーク上の情報資源をセキュリティ上安全に、利用したい時に安定して利用することが可能であり、また自分がどのネットワークを経由してどの情報資源を利用しているか等の環境を意識する必要がない、即ち簡単に情報資源を利用したサービスを受けることができる。グリッドコンピューティングは、グリッド上の地理的に分散した複数の計算機を利用して高性能計算を行う技術であり、インターネット上の複数の小規模な計算機を集めることにより得られるスーパーコンピュータ並みの計算能力を利用する、またはより多くの計算資源を用いることにより高性能なスーパーコンピュータでも解けないような未知の大規模問題を解くための計算技術として注目されている。本研究は、グリッドコンピューティングを用いて最適化問題計算を高速に実現する手法を開発することを目的としている。最適化問題は、与えられた制約条件の下で目的関数の値を最小(または最大)にする解を求める問題であり、オペレーションズリサーチ、制御工学、情報工学等の様々な工学分野上の問題を解決するために解かれている。しかしながら、最適化問題計算では、対象とする問題が大きくなるとともに求解に要する計算時間が非常に大きくなり、その計算に数時間から数ヶ月を要する問題も多く、解決が諦められている大規模問題も少なくない。本研究では、このような未解決な最適化問題の求解を実現するための高性能計算技術を開発することにより、大規模最適化問題の求解に貢献することを目指している。また、グリッドコンピューティング技術はまだ黎明期にあり、その応用についても現在では一部のアプリケーションに限られている。本研究では、最適化問題分野に貢献するだけでなく、グリッドコンピューティング技術の新たな応用分野を開拓するという点で計算機科学分野へ貢献することも目指している。
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研究分野
  • 数値計算
  • オペレーションズリサーチの手法
関連発表論文 (1) Kento Aida, Tomotaka Osumi, "A Case Study in Running a Parallel Branch and Bound Application on the Grid," Proc. IEEE/IPSJ The 2005 Symposium on Applications & the Internet (SAINT2005), Feb. 2005 (to appear)
(2) 合田憲人,"PCクラスタ/グリッドコンピューティングによる分枝限定法の高速化",計測自動制御学会第34回自律分散システム部会研究会、2004年12月
(3) 合田憲人,大角知孝,"グリッド上での並列分枝限定法アプリケーション",インターネットカンファレンス2004講演論文集、pp.73-81,2004年10月
(4) 合田憲人,大角知孝,中村心至,"グリッド上での並列分枝限定法アプリケーションの評価",情報処理学会研究報告2004-HPC-99,pp.139-144,2004年7月
(5) 大角知孝,合田憲人,"階層的マスタワーカ方式を用いたグリッドアプリケーションにおける負荷分散の性能評価",情報処理学会研究報告 2004-HPC-99,pp.31-36,2004年7月
(6) 合田憲人、中村心至、"細粒度最適化問題アプリケーションのグリッドテストベッド上への実装",情報処理学会ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウム(HPCS2004),pp.75-76,2004年1月
(7) 合田憲人、"グリッド上での最適化問題求解アプリケーション",情報処理学会連続セミナー2003グリッドコンピューティング,2003年12月
(8) 中村心至,山田真太郎,ニ方克昌,合田憲人,"PCクラスタ上での並列分枝限定法の高速化手法",情報処理学会研究報告2003-HPC-95,pp.125-130,2003年8月
(9) Kento Aida, Wataru Natsume, Yoshiaki Futakata, "Distributed Computing with Hierarchical Master-worker Paradigm for Parallel Branch and Bound Algorithm," Proc. 3rd IEEE/ACM International Symposium on Cluster Computing and the Grid (CCGrid 2003), pp.156-163, May. 2003
(10) 夏目亘,合田憲人,二方克昌,"階層的マスタワーカ方式によるBMI固有値問題のGrid計算",情報処理学会研究報告HPC91-13,pp.73-78,2002年8月
(11) 合田憲人,夏目亘,"Grid計算環境上での数値最適化問題求解のためのアプリケーションスケジューリング",情報処理学会・電子情報通信学会並列処理シンポジウム JSPP2002,pp.163-164,2002年5月
(12) Kenta Aida, Yoshiaki Futakata, Shinji Hara, "High-performance Parallel and Distributed Computing for the BMI Eigenvalue Problem," Proc. 16th IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium (IPDPS 2002), Apr. 2002
(13) Kento Aida, Mitsuhiro Fukuda, Masakazu Kojima, Shinji Hara, Katsuki Fujisawa, Yoshiaki Futakata, " High Performance Grid Computing for Optimization Problems," New Trends in Optimization and Computational Algorithms, pp.83-84, Dec. 2001
研究制度
  • 戦略的創造研究推進事業 さきがけタイプ(旧若手個人研究推進事業を含む)/情報基盤と利用環境
研究報告資料
  • 合田 憲人. グリッドコンピューティングによる数値最適化問題の高速処理. さきがけライブ2004 情報・知能分野 -人間・機械・環境を支える知的情報システムの構築を目指して 講演要旨集 「情報基盤と利用環境」領域 第1期研究者(研究期間2001-2004), 2005. p.1 - 10.

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