davis / gtool4 プロジェクト その背景と野望 小高正嗣, 石渡正樹, 林祥介 電脳 davis プロジェクト http://www.gfd-dennou.org/arch/davis

目次 davis プロジェクトの背景と目標 これまでの経過 これからの展望 そもそも何がしたかったのか 何を行ってきたか？ データ構造はどうする 数値モデルはどうする 解析・可視化はどうする　

davis プロジェクトの背景と目標

はじめに davis プロジェクトって何? 以下の製品開発を目指す Development of tools for Analysis and VISualization 多次元データの構造化と可視化 以下の製品開発を目指す 我々にとって使い勝手のよいデータ構造 我々にとって使い勝手のよい解析・可視化ツール

背景：データの嵐 さまざまな形式のデータが多量に氾濫 データ参照コストの増加 衛星観測データ 客観解析データ 数値モデルデータ … このデータ何? いつ, どこで, 誰が作った何のデータなの？ 「見る」ためにはどうすればよい?

例題：数値モデリング

例題：観測とモデルとの比較 Now Printing データ構造を意識せずに扱いたい 客観解析データを初期値にモデルを計算 NCEP/NCAR データ構造を意識せずに扱いたい 客観解析データを初期値にモデルを計算 客観解析データとモデルデータとの差分をとる モデル Now Printing

隣の専門家がわかる情報を 提供すべし 塩谷先生のお言葉 1998/10/23 多次元データの解析と可視化に関するワークショップ （最初の davis ワークショップ）

我々の欲しいモノ みんなで好きに使える数値モデルが欲しい みんなで好きに使えるデータが欲しい みんなで好きに使える解析・可視化ツールが欲しい 理解のための数値モデル 米国製はあちこちに転がっているが… みんなで好きに使えるデータが欲しい 隣の専門家と会話したい データ自身が中身を語ってくれる（自己記述的）と嬉しい みんなで好きに使える解析・可視化ツールが欲しい 売り物は（あまり）使いたくない 実際は、高価なのにイマイチなものが多い かといって GrADS 使うのもねぇ

再び塩谷先生のお言葉 技術的な仕事、教育活動も 研究活動の一環 自作への道へ davis プロジェクト開始

davis 以前の世界 数値モデル： 電脳倶楽部 AGCM5 可視化と解析： GTOOL3 データ構造： GTOOL3 形式 沼口さん作成の大気大循環モデル 可視化と解析： GTOOL3 スパコン仕様なので FORTRAN77 描画に DCL を利用 データ構造： GTOOL3 形式 固定ヘッダー＋データの機種依存バイナリ MT I/O を考慮

davis の世界：目標 みんなで好きに使えるデータ みんなで好きに使える解析・可視化ツール ネットワーク透過であること GTOOL3 形式は機種依存 自己記述的であること みんなで好きに使える解析・可視化ツール 対話的に使えるもの GTOOL3 は FORTRAN77 上記のデータ形式をちゃんと理解してくれる

これまでの経過

davis プロジェクト年表 1998/10 最初のワークショップ 1999/04 JST プロジェクト開始 2000/03 JST 発表会 1998/10 最初のワークショップ 1999/04 JST プロジェクト開始 2000/03 JST 発表会 gtool4 netCDF 規約 dcl-C, dcl-f90, gtool4, RubyDCL のプロトタイプ 2001/06 合同大会 RubyDCL 2002/03 第１回電脳 Ruby ワークショプ GPhys 2003/03 第２回電脳 Ruby ワークショップ gdcl 2004/03 第３回電脳 Ruby ワークショップ gt4f90io, GAVE

方針 データ構造 解析・可視化ツールは DCL をベースに 既存のデータ構造と親和的なものに 可視化情報を含める 階層化された構造 クリック一発でとりあえず絵を描く 解析・可視化ツールは DCL をベースに 階層化された構造 「かゆいところに手が届く」（by 竹広さん) Fortran90 に対応： dcl-f90 数値計算はスパコン C に対応： dcl-C 解析, 描画はワークステーション 対話処理をさせるには C 化しておくのがよい

キャッチフレーズ：クリック一発で絵が描ける gtool4 プロジェクト データ構造の策定と Fortran90 によるツール開発 構成 データ構造：gｔool4 netCDF 規約 数値モデル I/O ライブラリ：gtool_history 解析・描画のコマンドラインツール：gtview キャッチフレーズ：クリック一発で絵が描ける

データ構造 netCDF データ形式を利用 gtool4 netCDF 規約を策定 格子点データを想定 ネットワーク透過 ファイルや変数に任意の属性を与えられる 与え方（規約）は自分たちで考えないといけない すでに利用実績がある COARDS 規約, NCAR CSM 規約 gtool4 netCDF 規約を策定

gtool4 netCDF 規約 http://www.gfd-dennou.org/arch/gtool4/gt4ncconv-current/ 以下のような「属性」を定義 データ名, データの作者, 編集履歴 時空間座標の識別, 平均操作の重み, 欠損値 既存の規約との互換性を考慮 COARDS 規約, NCAR CSM 規約

電脳 Ruby プロジェクト Ruby による解析・可視化ツールの開発 第２回電脳 Ruby ワークショップで出揃う ワークステーション, パソコンで対話的に使えるツールを目指す RubyDCL RubyNetCDF GPhys GAVE … 第２回電脳 Ruby ワークショップで出揃う 2003/03

gt4f90io 電脳 Ruby プロジェクトの成果をふまえて gtool4 から gt4f90io へ 素人さんでも使えそうな雰囲気が伝わってきた gtool4 から gt4f90io へ gtool4 から可視化部分をとりはずす F90 ベースの数値モデルのデータ I/O に特化

これからの展望

隣の専門家と会話するために 道具はそろってきた 規約が重要！ 数値モデルの I/O gt4f90io 解析・可視化 電脳 Ruby 製品 gtool4 netCDF 規約を充実させる たりない属性はまだまだあるはず 道具たちが規約を解釈できるようにする それぞれの製品とも現時点での対応は不十分

みんなで好きに使える数値モデル データ I/O ライブラリ： gt4f90io コードの可読性に着目した試み スペクトルモデル SPMODEL グリッドモデル Grid Modeling System これらをベースに階層的数値モデル群を整備 DCPAM Dennou Club Planetary Atmospheric Model

みんなで好きに使えるデータ データ構造は gtool4 netCDF 規約 で みんなで好きに使える数値モデル開発のために： DCCHART プロジェクト 惑星大気の標準データを確保 我々にとって使い勝手の良い形式で モデルのデータと簡単に差分がとれるように 教科書的な一連の図を作成 世界の常識とその見方を押さえておく 上記を gtool4 規約と電脳 Ruby 製品で実行 同時にそれらを鍛えることを目指す

参考 URL davis プロジェクト gtool4 プロジェクト 電脳 Ruby プロジェクト SPMODEL http://www.gfd-dennou.org/arch/davis/ gtool4 プロジェクト http://www.gfd-dennou.org/arch/gtool4/ 電脳 Ruby プロジェクト http://www.gfd-dennou.org/arch/ruby/ SPMODEL http://www.gfd-dennou.org/arch/spmodel/ DCCHART プロジェクト http://www.gfd-denno.org/arch/dcchart/

メモ