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18 関係: 並列化、プログラム (コンピュータ)、ベクトル、ベクトル化率、ベクトル計算機、ベクタ形式、コンパイラ、コンピュータ、スーパースカラー、ソフトウェアパイプライン、第一原理バンド計算、行列、計算機工学、配列、High Performance Fortran、NEC SX、SIMD、Vec作用素。
並列化
並列化（へいれつか）は、コンピュータにおいて、同時に複数の演算処理を実行すること（並列計算）によって処理のスループットを上げるプログラミング手法である。.
プログラム (コンピュータ)
ンピュータプログラム（英：computer programs）とは、コンピュータに対する命令（処理）を記述したものである。コンピュータが機能を実現するためには、CPUで実行するプログラムの命令が必要である。 コンピュータが、高度な処理を人間の手によらず遂行できているように見える場合でも、コンピュータは設計者の意図であるプログラムに従い、忠実に処理を行っている。実際には、外部からの割り込み、ノイズなどにより、設計者の意図しない動作をすることがある。また設計者が、外部からの割り込みの種類を網羅的に確認していない場合もある。.
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ベクトル
ベクトル（）またはベクター（） ベクトルは Vektor に由来し、ベクターは vector に由来する。物理学などの自然科学の領域ではベクトル、プログラミングなどコンピュータ関係ではベクターと表記される、という傾向が見られることもある。また、技術文書などではしばしばJIS規格に準拠する形で、長音を除いたベクタという表記が用いられる。 は「運ぶ」を意味するvehere に由来し、18世紀の天文学者によってはじめて使われた。 ベクトルは通常の数（スカラー）と区別するために矢印を上に付けたり（例： \vec,\ \vec）、太字で書いたりする（例： \boldsymbol, \boldsymbol）が、分野によっては矢印も太字もせずに普通に書くこともある（主に解析学）。 ベクトル、あるいはベクターに関する記事と用法を以下に挙げる。.
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ベクトル化率
ベクトル化率（ベクトルかりつ）は、プログラムの実行において、 ベクトル命令で実行可能な時間／全てスカラー命令で実行した場合の総計算時間 のことである。.
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ベクトル計算機
ベクトル計算機 (ベクトルけいさんき) は、ベクトル演算（SIMDを参照）を行えるコンピュータのこと。特に（狭義では）ベクトル演算のための高性能でパイプライン化された実行ユニットを持ち、その演算能力を可能な限り発揮できるように全てが設計されたアーキテクチャを持つスーパーコンピュータを指す。広義にはSIMDによる、ベクトルを対象とした並列演算も指す。以下、主に狭義の、すなわちパイプラインによるベクトル計算機について述べる。 ベクトル計算機のプロセッサを ベクトルプロセッサ (Vector Processor) または アレイプロセッサ (Array Processor) と呼ぶ。ベクトルプロセッサは数値演算を複数のデータに対してパイプラインにより次々と実行できる。ベクトルプロセッサは科学技術計算分野でよく使われ、特に1980年代から1990年代にかけてのスーパーコンピュータでは一般的であった。、ベクトルプロセッサを名乗るプロセッサは少ないが（特にスーパコンピュータでは、パイプライン形のベクトルプロセッサはSXシリーズを残すのみである）、SIMDと呼ばれる並列ベクトル演算を行う機能を備えたマイクロプロセッサは多い。グラフィックスやマルチメディアのため、とメーカーはうたっており、実際そのように使われていることは多いが、研究発表などとしては科学技術計算への利用やコンパイラ最適化による利用なども見られる。200x年代後半頃から、GPUによる汎目的計算 (GPGPU) が行われるようになってきている。.
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ベクタ形式
ベクタ形式（ベクタけいしき、）は、コンピュータグラフィックスなどにおいて、画像を円や直線などのような解析幾何的な「図形」の集まりとして表現する形式である。平面をスキャンし、その各点の濃淡の集まりによって画像を表現する「ラスタ形式」（ビットマップ画像）と対置される。それを描画する操作として（仮想の）絵筆を動かすようなスタイルになることから、ドロー形式、ドローグラフィックなどとも呼ばれる。.
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コンパイラ
ンパイラ（英:compiler）とは、コンピュータ・プログラミング言語の処理系（言語処理系）の一種で、高水準言語によるソースコードから、機械語に（あるいは、元のプログラムよりも低い水準のコードに）変換するプログラムである。.
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コンピュータ
ンピュータ（Computer）とは、自動計算機、とくに計算開始後は人手を介さずに計算終了まで動作する電子式汎用計算機。実際の対象は文字の置き換えなど数値計算に限らず、情報処理やコンピューティングと呼ばれる幅広い分野で応用される。現代ではプログラム内蔵方式のディジタルコンピュータを指す場合が多く、特にパーソナルコンピュータやメインフレーム、スーパーコンピュータなどを含めた汎用的なシステムを指すことが多いが、ディジタルコンピュータは特定の機能を実現するために機械や装置等に組み込まれる組み込みシステムとしても広く用いられる。電卓・機械式計算機・アナログ計算機については各項を参照。.
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スーパースカラー
パイプライン概念図 Alpha プロセッサを搭載 スーパースカラー(superscalar，スーパースケーラ)とは、プロセッサのマイクロアーキテクチャにおける用語で、複数の命令を同時にフェッチし、複数の同種のあるいは異種の実行ユニットを並列に動作させ、プログラムの持つ命令レベルの並列性を利用して性能の向上を図るアーキテクチャである。.
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ソフトウェアパイプライン
フトウェアパイプライン（英: software pipelining なので正確には「パイプライン化」）は、コンピュータ・プログラムの最適化技法のひとつで、パイプライン化された（命令パイプラインの記事を参照）プロセッサの実行ユニットで効率良く実行できるように命令スケジューリングできるよう、プログラムを変形するという手法である。高度なコンパイラではコンパイラ最適化により行われることもあるが、一般にはしばしば、多数回繰り返されるが1回の処理内容がごくわずかなループ（画像処理や信号処理などには多い）について、手作業で、一種のアウト・オブ・オーダー実行のようなプログラムの書換え（ループの繰返しをまたいで、コードの順序を前後に入れ替えることが多い）を行う。アーキテクチャによっては、その仕様にソフトウェアパイプラインを特に意識した要素があるものもあり、特にインテルのIA-64アーキテクチャが著名である。.
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第一原理バンド計算
一原理バンド計算（だいいちげんりバンドけいさん）は、実験結果に依らないで（第一原理）計算が遂行されるバンド計算である。第一原理電子構造計算、第一原理電子状態計算、あるいは単にバンド計算とも言う。 第一原理バンド計算手法には、様々なものがある。主に、擬ポテンシャル+平面波基底によるものと、全電子による電子状態計算手法とがある。全電子手法には、LMTO法、APW法、線形化 APW 法（LAPW法）、KKR法とそのフルポテンシャル版などがある。.
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行列
数学の線型代数学周辺分野における行列（ぎょうれつ、matrix）は、数や記号や式などを行と列に沿って矩形状に配列したものである。行の数と列の数が同じ行列はが成分ごとの計算によって与えられる。行列の積の計算はもっと複雑で、2 つの行列がかけ合わせられるためには、積の左因子の列の数と右因子の行の数が一致していなければならない。 行列の応用として顕著なものは一次変換の表現である。一次変換は のような一次関数の一般化で、例えば三次元空間におけるベクトルの回転などは一次変換であり、 が回転行列で が空間の点の位置を表す列ベクトル（1 列しかない行列）のとき、積 は回転後の点の位置を表す列ベクトルになる。また 2 つの行列の積は、2 つの一次変換の合成を表現するものとなる。行列の別な応用としては、連立一次方程式の解法におけるものである。行列が正方行列であるならば、そのいくつかの性質は、行列式を計算することによって演繹することができる。例えば、正方行列が正則であるための必要十分条件は、その行列式の値が非零となることである。固有値や固有ベクトルは一次変換の幾何学に対する洞察を与える。行列の応用は科学的な分野の大半に及び、特に物理学において行列は、電気回路、光学、量子力学などの研究に利用される。コンピュータ・グラフィックスでは三次元画像の二次元スクリーンへの投影や realistic-seeming motion を作るのに行列が用いられる。は、古典的な解析学における微分や指数関数の概念を高次元へ一般化するものである。 主要な数値解析の分野は、行列計算の効果的なアルゴリズムの開発を扱っており、主題は何百年にもわたって今日では研究領域も広がっている。行列の分解は、理論的にも実用的にも計算を単純化するもので、アルゴリズムは正方行列や対角行列などといった行列の特定の構造に合わせて仕立てられており、有限要素法やそのほかの計が効率的に処理される。惑星運動論や原子論では無限次行列が現れる。関数のテイラー級数に対して作用する微分の表現行列は、無限次行列の簡単な例である。.
計算機工学
計算機工学（けいさんきこうがく、英語：Computer Engineering、コンピュータ工学）は、計算機科学と、電子工学などのコンピュータの実現に必要となる工学分野を組み合わせた学問分野である。たとえば、コンピュータの設計者は、ハードウェアやソフトウェアについての科学やそれらの統合に関しての他に、ある程度の電子工学などの知識を必要とする（さらには冷却などについても考える必要があるかもしれない）。従って、電子工学の中でも、いわゆる「弱電」を主とし、電気工学寄りな部分（いわゆる「強電」）や物理学的側面には、一般には重きを置かない（たとえばスーパーコンピューティングのための高速素子の研究など、例外もある）。計算機工学の中心はコンピュータの設計に関する部分であり、マイクロプロセッサからスーパーコンピュータまでの回路設計やシステム設計を含む。また、それだけでなくコンピュータシステムを様々なシステムに組み込む（組込みシステム）ことも計算機工学の一部である。例えば、自動車にはコンピュータやデジタル機器がいくつも搭載されている。 計算機工学に含まれるタスクとして、リアルタイムマイクロコントローラ向けの組込みソフトウェア開発、VLSIチップ設計、アナログセンサー関連、プリント基板設計、オペレーティングシステム設計などがある。ロボットはコンピュータと様々な電気的システムを活用するため、計算機工学者がロボット工学を研究することも多い。.
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配列
この記事では、コンピュータ・プログラムにおいて配列（はいれつ、array）と呼ばれているデータ構造およびデータ型について説明する。計算科学方面ではベクトルという場合もある。また、リストも参照。一般に、添え字で個々の要素を区別する。.
High Performance Fortran
High Performance Fortran (HPF)は、Fortran 90を拡張し、並列処理対応を盛り込んだものである。ライス大学の計算機科学者ケン・ケネディが主導するHigh Performance Fortran Forum(HPFF)により仕様が策定され、1993年5月に仕様の初版が公表された。.
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NEC SX
SXシリーズは日本電気 (NEC) が開発・提供しているスーパーコンピュータのシリーズで、主戦力級のベクトル型スーパーコンピュータとして、世界で唯一生き残っているシリーズである。2016年2月現在の最新モデルは2013年11月発売のSX-ACE（続き番号としてはSX-10に相当）である。 1983年にSX-2と下位モデルのSX-1を発表、1985年に出荷したのがシリーズのはじまりである。さらに廉価版のSX-0もラインナップされた。その後は主力機の新世代ごとに、末尾の数字を1つずつ増やしていた。サフィックスの数字や英字は、サブモデルや改良版（SX-2A、SX-3Rなど）やサーバモデル（SX-4B、SX-5S）や小型モデル（SX-6i、SX-8i）等を示す。 TOP500首位で話題となった地球シミュレータの初代システムは本シリーズのSX-5、2代目システムはSX-9/E、そして3代目となる現行システムはSX-ACEがベースである。.
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SIMD
SIMDの概念図PU.
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Vec作用素
vec作用素（英: vec operator）とは 行列 の要素を 次元列ベクトルの形に配置し直す作用素である。vec作用素は行列の微分を行うのに便利なことがある。 行列 を 次元列ベクトル \mathbf_i;i.
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