計算機実習のための環境整備

必要な環境

• 「計算機実験ハンドブック」に書いてあることが、自分のPC上で一通り試せるような環境を準備する
  • プログラミング (オフライン・リモート利用)
    • エディタ、コンパイラ(C, C++, Fortran, BLAS/LAPACK, MPI/OpenMP)
  • 計算結果のプロット (オフライン利用)
    • gnuplot (python/matplotlib, MATLAB でも可)
  • 文書(レポート、論文)の作成 (オフライン・クラウド利用)
    • LaTeX (TeX Live あるいは Overleaf)
  • ネットワークの利用 (ECCSなどの大学の計算機にリモートアクセスできる環境)
    • ターミナル、SSH
  • インタプリタ環境 (オフライン・クラウド利用)
    • MATLAB、Python
  • 他の講義や実験で必要な計算機環境の整備についても、できるだけサポート

推奨環境

自分で環境を用意できるのであれば、基本何を使ってもよい

しかし、個別の環境をサポートすることは不可能。問題が生じた時は、まず推奨環境で試した上で質問

サポートする側とされる側で同じ環境が揃っていることが重要

• ceenv (VirtualBox版) + Overleaf
  • Mac (Intel), Windowsで動作
  • 注: Apple Silicon (M1/M2)では現状動作しない
• ceenv (Docker版) + Overleaf
  • Mac (Intel/Apple Silicon)で動作
  • 原理的にはWindowsでも動作するはずだが、スクリプト未整理
• 上記のceenv以外にもWSL2 (Windowsの場合)やHomebrew (macOSの場合)などを使って、必要な環境を揃えることが可能である
  • Windows: WSL2の導入 [西村俊祐氏(物理学科2020年進学)による]
  • macOS: Homebrewによる環境構築
• 上記に加えて、オンライン授業・実習を効果的に行うために、UTOL, Slackなどを活用する

準備

• UTokyo Account (東大限定)
  • これがないと UTAS にも UTOL にもアクセスできない
• ECCSクラウドメール (@g.ecc.u-tokyo.ac.jp) (東大限定)
• 「計算機実験」Slack (「計算機実験」限定)
  • 参加方法は UTOL で通知
• ceenv (Computer Experiment Environment) (VirtualBox版)
  • VirtualBox仮想環境。UNIX全般、C, C++, Fortran, Python, 並列化プログラミング環境がこれ一つで揃う
  • ダウンロードサイズは1.5GB程度
  • インストール方法 https://github.com/cmsi/MateriAppsLive/wiki/ceenv
  • MateriApps LIVE! (VirtualBox版)は ceenv に加えて、いろいろな物質科学シミュレーションも実行できる環境一式が揃っている (ただしサイズは少し大きい 〜2.6GB)
  • 注: Apple Silicon (M1/M2)では現状動作しない
• ceenv (Computer Experiment Environment) (Docker版)
  • Docker Image。UNIX全般、C, C++, Fortran, Python, 並列化プログラミング環境がこれ一つで揃う
  • インストール方法 https://github.com/cmsi/MateriAppsLive/wiki/ceenv-docker
  • Mac (Intel/Apple Silicon)で動作
  • 原理的にはWindowsでも動作するはずだが、スクリプト未整理
• (あるいはceenvの代わりに) WSL2 (Windowsの場合)やHomebrew (macOSの場合)などを利用
  • Windows: WSL2の導入 [西村俊祐氏(物理学科2020年進学)による]
  • macOS: Homebrewによる環境構築
• LaTeX (計算機実験ハンドブック 第3章)
  • LaTeX環境の整備
• Gnuplot (計算機実験ハンドブック 1.4節)
  • ceenv (gnuplotインストール済み)
  • Ubuntu (WSL2) (sudo apt install gnuplotでインストールできる)
  • Homebrew (macOS) (brew install gnuplotでインストールできる)
  • 単体でのインストール
• SSHリモートアクセス (計算機実験ハンドブック 1.2節)
  • ECCSへのリモートアクセス (東大限定)
  • 知の物理学研究センターワークステーション(ai)へのSSHリモートアクセス (「計算機実験」限定)
• MATLAB あるいは Python など、インタープリタ言語の一つに慣れておくと便利
  • 電卓としての利用、図の描画、行列演算、数式処理、任意精度計算、など
  • MATLABのインストールと利用方法
  • Pythonはceenv、あるいはGoogle Collaboratoryを利用