並列計算と計算機科学間の類似点
並列計算と計算機科学は(ユニオンペディアに)共通で13ものを持っています: チャールズ・バベッジ、プログラミング言語、分散コンピューティング、インターネット、コンパイラ、コンピュータ、コンピュータグラフィックス、解析機関、計算モデル、計算機工学、Folding@home、IEEE、機械学習。
チャールズ・バベッジ
チャールズ・バベッジ(Charles Babbage、FRS、1791年12月26日 - 1871年10月18日)は、イギリスの数学者。分析哲学者、計算機科学者でもあり、世界で初めて「プログラム可能」な計算機を考案した。「コンピュータの父」と言われることもあり、初期の機械式計算機を発明し、さらに複雑な設計に到達した。その完成しなかった機械の一部はサイエンス・ミュージアムに展示されている。1991年、バベッジの本来の設計に基づいて階差機関が組み立てられ、完全に機能した。これは19世紀当時の技術の精度に合わせて作られており、バベッジのマシンが当時完成していれば動作していたことを証明した。9年後、サイエンス・ミュージアムはバベッジが階差機関用に設計したプリンターも完成させた。.
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プログラミング言語
プログラミング言語(プログラミングげんご、programming language)とは、コンピュータプログラムを記述するための形式言語である。なお、コンピュータ以外にもプログラマブルなものがあることを考慮するならば、この記事で扱っている内容については、「コンピュータプログラミング言語」(computer programming language)に限定されている。.
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分散コンピューティング
分散コンピューティング(ぶんさんコンピューティング、英: Distributed computing)とは、プログラムの個々の部分が同時並行的に複数のコンピュータ上で実行され、各々がネットワークを介して互いに通信を行いながら全体として処理が進行する計算手法のことである。複雑な計算などをネットワークを介して複数のコンピュータを利用して行うことで、一台のコンピュータで計算するよりスループットを上げようとする取り組み、またはそれを実現する為の仕組みである。分散処理(ぶんさんしょり)ともいう。並列コンピューティングの一形態に分類されるが、一般に並列コンピューティングと言えば、同時並行に実行する主体は同じコンピュータシステム内のCPU群である。ただし、どちらもプログラムの分割(同時に実行できる部分にプログラムを分けること)が必須である。分散コンピューティングではさらに、それぞれの部分が異なる環境でも動作できるようにしなければならない。例えば、2台の異なるハードウェアを使ったコンピュータで、それぞれ異なるファイルシステム構成であっても動作するよう配慮する必要がある。 問題を複数の部分問題に分けて各コンピュータに実行させるのが基本であり、素数探索や数多く試してみる以外に解決できない問題の対処として用いられているものが多い。分散コンピューティングの例としてBOINCがある。これは、大きな問題を多数の小さな問題に分割し、多数のコンピュータに分配するフレームワークである。その後、それぞれの結果を集めて大きな解を得る。一般的に処理を分散すると一台のコンピュータで計算する場合と比べ、問題データの分配、収集、集計するためのネットワークの負荷が増加し、問題解決の為のボトルネックとなるため、部分問題間の依存関係を減らすことが重要な課題となる。 分散コンピューティングは、コンピュータ同士をネットワーク接続し、効率的に通信できるよう努力した結果として自然に生まれた。しかし、分散コンピューティングはコンピュータネットワークと同義ではない。単にコンピュータネットワークと言った場合、複数のコンピュータが互いにやり取りするが、単一のプログラムの処理を共有することはない。World Wide Web はコンピュータネットワークの例であるが、分散コンピューティングの例ではない。 分散処理を構築するための様々な技術や標準が存在し、一部はその目的に特化して設計されている。例えば、遠隔手続き呼出し (RPC)、Java Remote Method Invocation (Java RMI)、.NET Remoting などがある。.
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インターネット
インターネット(internet)は、インターネット・プロトコル・スイートを使用し、複数のコンピュータネットワークを相互接続した、グローバルな情報通信網のことである。 インターネットは、光ファイバーや無線を含む幅広い通信技術により結合された、地域からグローバルまでの範囲を持つ、個人・公共・教育機関・商用・政府などの各ネットワークから構成された「ネットワークのネットワーク」であり、ウェブのハイパーテキスト文書やアプリケーション、電子メール、音声通信、ファイル共有のピア・トゥ・ピアなどを含む、広範な情報とサービスの基盤となっている。.
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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。.
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。.
コンピュータグラフィックス
ンピュータグラフィックス(computer graphics、略称: CG)とは、コンピュータを用いて作成される画像である。日本では、和製英語の「コンピュータグラフィック」も使われる。.
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解析機関
バベッジ自身が組み立てた解析機関の一部の試作品http://www.sciencemuseum.org.uk/objects/computing_and_data_processing/1878-3.aspx ''Babbage's Analytical Engine, 1834-1871. (Trial model)'' -Science Museum, London。サイエンス・ミュージアム(ロンドン) 解析機関(かいせききかん、analytical engine)は、イギリス人数学者チャールズ・バベッジが設計した、蒸気機関で動くはずだった機械式汎用コンピュータであり、コンピュータの歴史上、重要なステップを刻んだ。 バベッジが解析機関についてはじめて記述したのは1837年であるが、1871年の死去直前まで設計を続けた。資金や政治、法律などの問題があり、この機械は実際には製作されなかった。論理的に解析機関に匹敵する機能を持つ汎用コンピュータは、1940年代にやっと現実のものとなったのである。 この機械はしばしば、当時の工作精度のため製作できなかった、とされる。これはバベッジが機関のための精度が足りないとしていたためもある。しかし、息子のヘンリー・バベッジや現代のサイエンス・ミュージアムによる部分的構築によって、必要なだけの工作精度はあったことが確認されている(特に、現代の再現では、当時の工作機械についての考証のうえで行われている) 。そのため、資金と政府の支援があれば、工作機械の精度に関しては、当時でも製作できたのではないかとされる。ただし、必要な精度がどれだけであるか、といった工学的な考え方は当時まだ無かったことも考慮する必要がある。.
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計算モデル
計算モデル(model of computation)とは、人工的な計算機を含め、計算・推論・証明といった行為を理論的・抽象的に考察するための数理モデルのことである。計算模型とも。 また、抽象機械(abstract machine)と言った場合、主にオートマトン理論での計算システムの理論的モデルを意味する。 計算過程の抽象化は計算機科学と計算機工学で一般に使われる手法である。 計算モデルのもうひとつの定義として、複雑系をコンピュータシミュレーションで研究する際に、自然現象を計算できるようにモデル化したものも意味する。 計算理論において、抽象機械はアルゴリズムの計算可能性や計算複雑性に関する思考実験で使われることが多い。 典型的な抽象機械はチューリングマシンに代表される、入力と出力を定義し、入力から出力を生成するための可能な操作を定義したものである。 より現実の計算機に近づけた機械の定義には命令セット、レジスタ、メモリモデルなども含まれる。現在の一般的なコンピュータ(要するにいわゆるノイマン型)を抽象化した計算モデルとしてはRAMモデルがある。これはインデックス付きのメモリに対してランダムにアクセス可能な計算モデルである。キャッシュメモリが一般化し、そのヒット率が性能に与える影響が大きくなってくると、メモリの階層を前提とした計算モデルが重要となってきた。 ハードウェアとして実装されていない(実装する予定のない)マイクロプロセッサの設計も一種の抽象機械である。特にインタプリタの形式でソフトウェアとして実装されている抽象機械を仮想機械と呼ぶ。 抽象機械を使用することで、実際にシステムを組み立てることなく時間、メモリ使用量など特定の操作の実行に要するリソースを計算で求めることが可能である。.
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。.
Folding@home
Folding@home(FAH、フォールディング・アット・ホーム)は、2000年10月から北アメリカのスタンフォード大学を中心に行われている分散コンピューティングプロジェクトおよび、それに使用されているコンピュータプログラム。 たんぱく質の折りたたみ構造を解析することで、これに関係する様々な疾病(アルツハイマー病、がん、パーキンソン病、狂牛病など)の治療に役立てるのが目的。このプログラムをダウンロードし、パーソナルコンピュータなどで動作させると研究に必要な計算が行われ、その計算結果がインターネットを通じてスタンフォード大学に送られる。また、このプロジェクトではCPUだけでなく、GPGPUによる処理も行う事が出来る。.
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IEEE
IEEE(アイ・トリプル・イー、The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.)は、アメリカ合衆国に本部を持つ電気工学・電子工学技術の学会である。.
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機械学習
機械学習(きかいがくしゅう、machine learning)とは、人工知能における研究課題の一つで、人間が自然に行っている学習能力と同様の機能をコンピュータで実現しようとする技術・手法のことである。.
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上記のリストは以下の質問に答えます
- 何並列計算と計算機科学ことは共通しています
- 何が並列計算と計算機科学間の類似点があります
並列計算と計算機科学の間の比較
計算機科学が91を有している並列計算は、191の関係を有しています。 彼らは一般的な13で持っているように、ジャカード指数は4.61%です = 13 / (191 + 91)。
参考文献
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