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パーソナルコンピューティング時代における APL を用いた連続系
Title Author(s) Citation Issue Date パーソナルコンピューティング時代におけるAPLを用い た連続系シミュレーションパッケージの基本設計概念と アルゴリズム 松浦, 茂 北海道大學工學部研究報告 = Bulletin of the Faculty of Engineering, Hokkaido University, 113: 45-56 1983-02-28 DOI Doc URL http://hdl.handle.net/2115/41787 Right Type bulletin (article) Additional Information File Information 113_45-56.pdf Instructions for use Hokkaido University Collection of Scholarly and Academic Papers : HUSCAP iヒ？f｝｝’道大蛮算二［二‘享：密【∼轟ナF究報発テ Bulletin o’f the Faculty of Engineering， 第113閲辱卜 （lj謬羅…058孟雪三） Hokkaido University， No． 113 （1983） パーソナルコンピューティング時代におけるAPLを用いた連続系 シミュレーションパッケージの基本設計概念とアルゴリズム 松浦 茂 （E31，1−4tl 57 ！，Ti 9 」，3 30 E−1 tS”・i！1’1） Architecture and Algorithm of APL Based Package Program for Continuous System Simulatien in PersoRal Cemputing Age Shigeru MATSUURA 〈Received September 30， 1982） Abstract IR this paper， a self−contained package software for computer simulation of varied types of continuous system is proposed． First， a historical survey is made as to the transltion of simulatioR concepts and it’s practical applications． As a result， i￡ seems that the most lmportant point for a simulation model as to have a one−to−one correspondence between the elements， or submodels， of the model and those of the real physical system． To attain this point in practical simulation technique， the author proposes to start with a circuit representation of a physical system． Then a signal flow graph is conveniently employed in completing an algorithm which enables us to automatically form a purely digital simu1ation model for the original physical system， even if it contains elements with a widely separated time constant． Since APL language is used in the final self−contained package software， and since it consists of a set of module programs， it can be adapted to any type of conventional com− puters， to say nothing of personal computers， in interpretive uses． In this sense， this package， reported here iR detail， can be said to be a novel type of software suitable to the forthcoming personal computing age． 1．ま えがき 近年におけるマイクmプロセッサを始めメモリや周辺機器の発展により，大型機でのクW一ズ ドショップ的な技術計算のあり方から各ユーザが独占使用形態のパーソナルコンピューティング 時代に入ってきた。アナログコンピュータの時代に始まったシミュレーションの概念もコン ピュータの発展に伴い変貌をとげ，シミュレーションという轡葉の使い方も単に結果的対応 が得られればシミュレーションであると表現されるようになってきている。また，特定問題にお ける定形入力と結果表示のみのブラックボックス化したシミュレーションパッケージなど，初 衛生工学科衛生設備＝1二学講座 46 松浦 茂 2 期のシミュレーション概念の確立時に第一義的に想定され，現在でも重要な意義をもつモデルで の一対一の対応概念の必要性などは，姿を消したかに見える。 そこで，大型機の使用可能者のみならずシミュレーションを実務の上で利用するパーソナル コンピュータ使用者にとっても，メモリ容量的な点を除いては差別なくどちらでも使用可能な パーソナル時代でのシミュレーションパッケージを開発するにあたって，一度シミュレーション の原点に立ち帰って考え今後のあり方も含めて検討を試みてみたので，試作パッケージの人言・ 建物・設備系の適用例を含め報告するものである。 2．シミュレーション概念の変遷とパーソナルxeンピューティング時代でのそのあり方 連続系にとってのシミュレーションの概念は，方程式の形が等しいからとするアナロジーに よる電気回路網などを用いた他分野の物理現象の直接相似実験で巧まずして得られた一対一一の対 応性を通じてのシステムの位相幾何学的構造表示の有効性の認識から芽生え，次のアナログコン ピュータの利用にあたって単に微分方程式解析機としての♂f（x）／dtn＝a。dn−if（x）／dtn−i＋ …… ﾌ形の演算器接続をするのではなく，一対一の対応性あるモデル構成とその演算器接続を もってシミュレーションが達成されるとして，概念の確立がはかられた時期があった。 しかし，シミュレーションは，アナログコンピュータにおけるプログラムの保存や再現性， 演算精度，大規模システムの対旛性などの点から漸次デジタルコンピュータの発展に伴い移行し， アナログコンピュータの演算器を模擬する形のブロックダイヤグラム指向のシミュレーション言 語が作られ，後にはデジタルコンピュータ利用者の好みに合った数式指向のシミュレーション書 語へと変貌してきた。そこでは，アナログ時代におけるパッチ盤やポテンショメータによる即時 的な会話的使用からの要請であったモデルの対応性への重要視は，バッチ処理の中で薄れ去って しまった。 このような状況は，シミュレーションが研究者個人の道具として用いられる段階ではそれ程大 きな問題点ではないが，コンピュータの普及により，今までの静特性に基づく設計から動特性に よる検討を可能とし，かつ要請される時代になってきた現状では，次のような問題点がある。 設計は必要特性に合致したシステムを求めるというシンセシスであり，与えられたシステムの 動的特性を得るというアナリシスでは，如何にその結果が理解されやすいグラフ化表示などがな されたとしても，現在のコンピュータが解析の方向にしか演算できない以上，シンセシスは人が その結果をモデルに反映させ，その必要とする性能が求められるまで収束させるという疑似的シ ンセシスを取らざるを得ない。このフィールドバックループの中で問題となるのは，モデルへの 返還路の認識とその作業性の容易さであろう。この仕事は熟達した専門家にとってはそれほど問 題とされないかもしれないが，一般の実務者にとってはその難易度は設計の成否に関わる重要な ことである。また，設計での大事な一面である検討過程を含めた全体像の第三者への伝達という ことを考えるなら，専門家の頭脳でモデル認識された過程などを第三者に伝えたり実務者自身が そのような過程を経る能力を養うことを数式モデルのみで行なわんとするのは，設計図の伴わな い架空の実体を設計仕様書のみによって行なわんとすると同様であり，その非能率的であること は明らかである。 これらのことから考えると，アナログ時代の原点に再び立ち帰って，一対一の対応モデルの作成 を意識するのみならず，拘束的に誘導されるアルゴリズムと構造情報の表示が要請されるであろ う。また，この歴史的過程の必然性についてもっと突っ込んだ検討考察を加える必要があろう。 それは，その根底に右脳的と左脳的な思考法の違いが大きく影響していると考えられる。すな 3 パーソナルコンピューテKング時代におけるAPLを用いた連続系 シミュレーションパッケージの基本設計概念とアルゴリズム 47 わち，右脳が得意とする形の認識，立体感覚，直感的・総合的な考え方，想像的・創造的な考え， 音楽や芸術，情熱的な感情に対し，左脳での話すこと，言葉の理解，論理や数学的な考え方，順 序立ててものを考える，分析的な考え方，読む，書く，計算するなどの思考分担を考えるなら， アナログとデジタル両コンピュータの性格に起因するその取扱性とその使用者の適合性によるも のであることがわかる。その意味においては，デジタルコンピュータ時代におけるシミュレーショ ンでは，右脳的思考を始筆にして確保するかという観点から検討すべきであると考える。また， この観点を新たにコンピュータ書語分類のカテゴリーに加えるなら，右脳的思考処理形態を得意 とするものにAPL欝語があり，他は左脳的思考処理警語であると思われる。このことと我国にお ける現在の左脳優先偏向の教育のあり方と合せ考えるなら，H本でのAPL言語の好みにおける 極端性や普及の遅さもうなずけるところである。 シミュレーションの実務での利用に伴い，その要請は二極化されてきたといえる。一つは，大 規模システムへの適用や詳細性能解析への要求へとより高速・大メモリ演算での大型機指向で， 一つはエンドユーザにおける現場でのパーソナル使胴の方向である。しかし，この両極化への対応は 別個のものではなく，むしろ解決策的には同一指向のものである。なぜならば，先に述べた如く， シミュレーションの本質の一つは広い意味でのマンマシンのインタフェースの取り方にあるとい える。そのためには，大型機指向であれ，従来のバッチ処理型から数値計算を大型機で演算こそ すれ，その入出力データ処理はインテリジェンスを有するターミナルによる分散処理での会話性 が望ましく，また，このインテリジェントターミナルをスタンドアUンでも使用可能なパーソナ ルコンピュータで行なうなら，二者の対搭策としては軌を一にするものである。 そして，ここでの使用言語としては，機種に依存しない汎用高級欝語であること，また会話型 警語であると同時に他の言語ともリンク可能であること，さらにシステム記述言語的にパッケー ジ利用時に必ずしもその書語を知らなくてもよいことが望まれるが，APL雷語はそのデータの 処理性の良さや右脳的性格を含め非常に自門に合致するものと考えられる。 ハード的には，高解像度のグラフィック能力を有する大画面を有し，その肝胆上ではマルチタ スクの各プロセッサに対応する仮想ディスプレイ画面の多重表示が可能であり，各仮想画面の重 ね表示の順序の変更や，スクP一ル，拡大・縮小などの個別独立操作のみならず，画面上の合成 やコピーを通じて直接プロセッサ間のデータ移動が可能であるなどの機能が望まれる。また，こ ろらの作業の一連のものをマクロ化して定義三下可能なファンクションキーを含めた多くの直接 的な機能キーを備えていることである。 以上の機能を通じて，大量データの表示や加工処理のみならず，過去のデータとの比較やシス テムの構造性のグラフKック表示などを含め，同一画面上での多重表示と多重処理，さらに数値 データと画像データの同時処理変換など，あたかも人の左右脳が脳梁を通じて協調することに よって効果を発揮する如き同一効果を得ることが可能である。コンピュータ援用ということは頭 脳の外延としてのコンピュータ利用であることも考え得るから，このようなターミナルは，シミュ レーションにおけるマンマシンインタフェースのみならず，CAD・CAE・CAIなどのターミナル としても共通のものとして利用可能な訳である。 3．思考・演算アルゴリズム シミュレーションパッケージで申核となるべきものは，モデルでの一対一の対応認識を通じて， 結果をモデルにフィードバック可能にする過程を，確実に使用者の要求レベルに応じて誘導確保 できるアルゴリズムであると考える。そのためのアルゴリズムとして，物理縢路モデル表現から 48 4 松浦 茂 構造対応をもつ拡張シグナルフv一グラフ表示へ，またその上でのAPL言語の行列演算の能率 を考慮したデジタル演算アルゴリズムの表示とその等価行列演算表示という過程を考え，各レベ ルでの処理・表現内容の違いこそあれ一貫して位相構造性の対応を存続させることによって、上 記で意図した明示的かつ拘束性をもつものが実現し得たと思う。その思考・演算アルゴリズムを， 簡単なタンク・パイプモデルに例をとって具体的に示す。 3．1 回路表示の基本 回路表示にあたって，古くは数式記述形が同一形をとるということに着 目したアナロジー表現が存在するが，ここでは単なる類似形という立場ではなく，一一般物理変数 は位差量と流通量という2種類に分類でき，また対象の特性の最：小構成素子として理想化素子で 近似するとする一般物理回路表現法にもとつくものとする。その表示の概略を表1に示す。ここ で，1／sはミクシンスキーの演算子の立場で記述しているので，演算子としての数の一一部とし てであり，今までの数表現に含ませて表示してある。また，1／§は演算子ではなく，δ（t）に 1／sが作用してできたu（t），すなわち信号そのものであるので，1／sと区別するための筆 者の表現法である。 表1 基本回路表示とそのシグナルフm一グラフ表示 種 類 位差鐙e 変 数 流通最f 表 示 電圧、速度、圧力、温度、濃度など。 ﾂ圃路を一巡して、Σ46＝0が成立つ。 電流、力、流量、熱流、拡散：流束など。 ﾟ点について Σ∫＝0が成立つ。 位差量源 （記駿示）帽ドや 修五逆全一） 号 流通量源 （講表示）。十。亭 （シク”ナルフm一グラフ表示） 亭 抵抗素子 鵬表示島田・ 儲鋸 ） ・ld 源 ε妻 @ ∫ （識示） 素 子 容量素子 f論 （参多惚 ）・ f 子 @ θ2 @ 士撃 ㊥1 ノ （記臓示〉・… （姿徽系 ） ・1 インダクタンス 1 −1 生sc 1 −1 @ マ ㊥王 c2 3．2 アルゴリズム （1）対象システム パイプ内での流速が遅く層流であり，線形性が成立し，かつ流れの質量の有する慣性を無視で きる場合を考える。 水位源 パイプ1 タンク1 パイプ2 タンク2 he，h，，h2 ：水位 ql， q2 ：流量 ん，ん タンク断面積 R1（ ＝・1／G，）， R2（＝1／G2）：パイプ抵抗 qi q2 水位源（he）は一・定 t＝0で払（0），h2（0） 図1 対象システム パーソナルコンピューテ4ング時代におけるAPLを用いた連続系 5 49 シミュレーションパッケージの基本設計概念とアルゴリズム （2＞モデル表示 位差量：や流通量の法則から，水位が位差澱となり，流量が流通量となる。また，タンクが容燈 素子，パイプが低抗素子となる。これらの表示を区12に示す。 h 肱 1∼ h2 呈 1z 豊 ho q h（O） 1 1 釜 1 工 ユ．． 筆工 sA 4ユ s q 棊準レベル （a）タンク （b）パイプ （c）位差量源 図2 素子表示 システムの各素子に対応する回路素子の接合点で，位減量・流通量を等しくなるように素子を 結合連結させることで全体回路とシグナルフローグラフがつくられる。これを図3に示す。 水位源パイプ1タンク1パイプ2タンク2水位源 タンク1 タンク2 ho Ri hi R2 h2 ！ sん 忽 s 図3 回路表示モデルとそのシグナルフor・一グラフ表示 図3のグラフにスケール変換をほどこせば，アナログコンピュータの演算器接続図そのもので あるからアナコンでシミュレーションも簡単である。 （3）シグナルフm一グラフのデジタル演算化 シグナルフローグラフ上でのデジタル演算のアルゴリズムは，1／sの演算子をどう取扱うかと いうことである。 幡簡単なアルゴリズムは・蜘寺問樋量を 一・（ （募→二と脈〉）！ ヨ ん。（一1） 一定とする矩形積分法で1／sを考え，zm’＝exp h・（♂） 9㎜1 一1 1 （一s△t）のz形式表現を取入れるなら，図4と なる。この積分関係を図示すれば図5（a）であ り，これは数値演算法的には現時点での接線で 補外する前進オイラー法に桐当する。前進オイ ラー法では時間きざみ幅△tは局部時定数との 兼合いで幅を大きくすることにより，精度が落 ちたり発散計算になってしまう。 図4で流通量にかかわるzrm1を1に変えた場 @ 1 @ α @ ！ 1 G2 C1（0） @ 1 δ 1 At ?’ @ぬ。 A， 処ジ）［㌻ σ1（ガ1） 一1 一1 −19 『9 （1） （一／） （1） 図4 矩形積分法の演算化グラフ 50 6 松浦 茂 h h 合は後退オイラー法で図5（b）に相当し，計算 ’己1（」θ 精度を別にすればAtを自由に大きくとれる 伽・（・h・（・） h，（At＞ 煮1σμ’）一4・｛調） ；∼1 ll，｛O） が，その演算はエクスプリシットからインプり 乙（o） 一 一 一 fz2ω’ シットに変わり，グラフ上ではz−1によって消 細・（・） h，（At＞ 器9・ωつ えたループが生ずることになり，連立方程式上 2（G） ではそれを解くことが必要になる。 h，｛O） ’㍑ 一 一 一 q，｛dt｝ 1（o） 」’（91（o）コ、（o）） Jt（q【（At）一q・（Aのl g！cAO 2（o） （4）収束過程のシグナルフu一グラフ上での 」’σ3（o） 認’q：（At） t e At t 表現 e dt 定献態を勅・にあた・て淑束演算で求・・） 数ﾖ三法 （b）繊イラー法 める一方法として，過度現象の終りが定常値で 図5演算概念図 あるから二形積分法でできるだけ早く定常値に到達させるため，グラフのループでの循環量を消 滅させること，すなわち個々の容量と△tを適当に組合せ選ぶことで可能である。そして，そのと きの容量を仮想演算容量と呼ぶことにする。この演算は，関数分枝の逆転での困難さをそのまま で等価的演算に置き換えたD，内部のブラックボックス的グラフの他グラフとの接続で起き得る 突き合わせ的接続不能の解消を収束的に行なわせることへの拡張利用ができる。これをタンク・ パイプモデルに適用してみると， h，z−i 一 A（t一（ G， ＋ G， ）h，2−i ＝O A， h・z−1一下弓・一・ ・ より tit一 1 dit 1 A， G，十G，， A， 一 G， を得る。この値は少々違っていても，多少収束図6収束演算アルゴリズムのシグナルフu一グラフ表示 演算回数が多くなるだけである。この収束過程 をz−1をy−1に変えることで表わすことにすると図6になる。 非線形の場合でもこの方法は使用でき，たとえばパイプの抵抗が乱流で流量の関数であるとき は，G1， G2が収束計算途中で変化するのでそれに合わせてその都度置き換えてやればよい。 ㈲ 高精度演算アルゴリズム 矩形積分法では演算精度が悪いので，もっと精度のよい演算アルゴリズムを用いるにあたって， シグナルフローグラフ上での延長表現が可能であるものを考えるなら，行列演算的にも思考的に も非常に取扱い易くなる。ここではシグナルフローグラフでのループの解釈として、状態変数（積 分演算子）の初期値や源からのステップ信号がグラフ分枝の矢印に沿ってグラフ上を拡がってい く場合，演算子1／sを通過する度に積分され，tn／n！というように信号形が0時近くでは変形縮 小させられていき，循環消滅する取扱とする。そして，各々の信号値はその点での消滅までの通 過信号値の重ね合せ値であるから，そのときの適当なきざみ幅A￡での値は△tn／n！に経路伝達率 が乗ぜられた級数和の形で求まる。その収束演算をグラフ上で示せばpa 7の如くなる。 また，この演算過程を行列で表現するなら（ただし，APL演算上ではもっと能率よく演算可能 である） 〔懲1］一（召＋撫＋瞬げ＋・・一…÷当泌）〔篇〕 パーソナルコンピューテKング時代におけるAPLを用いた連続系 7 51 シミュレーションパッケージの基本設計概念とアルゴリズム h，（一1） y−1 1 h，（一1） り 9 3i 1 A l 一1 々・（一1） Z”1 h，（ヅ1＞ G， 1 Vl 1h，（e） he qi（y−i） yrmi 1 1 一1 IT1 1 Z−1 1 yml i G， 1 二： 1 K 上 A， q2（ mty） 8t 1 h，（e） 1 IN 1 1・・（y“’） ただし 1 K 一 ん y一’ 1 1 1AAI yml 1 Z−1 ai（g−i） 62（z一”） v v 図7 高精度演算アルゴリズムのシグナルフローグラフ表示 ＋（稚畷堰＋………牽考泌・）〔G個砺 回翻 ただし u一〔一（ G， ＋ G， G，／A，）些雛〕，E・〔12〕 となる。 もしシステムが線形であるなら，この求められた推移行列ともいえる必を掛けることで△t時 間後の変数の推移値が順次求まる。 （6）部分時系列化法 システムダイナミックスの演算にあたって，精度向上と演算時間の節約の一方向として，モデ ル化上でシステムの局部的時定数がなるべくばらつきのないように小さな時定数の部分は省略す るのが普通であったが，近年に至り，解析性能範囲の拡大や適用問題によってはその時定数分布 にばらつきのあるものの演算が要求されることが多くなった。 そのときのきざみ幅△tは最小時定数をもつ部分によって決定されるので，システムが線形で あるならその演算精度を確保しながら，かつ必要であるなら入力変数を含めた任意の変数の情報 を時系列の形で残しながら，忽‘をm回掛け合わせて時間きざみ幅を△T・・m△tとしその新たな 推移行列妙に拡張することによって，全体の時定数に合致したきざみ幅で演算が可能となり，そ の演算時問も大幅に節約可能となる。 その例をm＝3の場合で示せば，pa 8の如くなる。 また，行列で表現すれば次式のようになる。 52 8 松浦 茂 1 1 he he Gio 0まo 6，，／ A ！ h，（2At） G21 h，（3At） Gll l G，， h，（O） it，（At） G，， G21， G12 G， ：， 1 G，2 （；1 L， 1 G2， G，2 h，（ rit） h，（2At） h，（3At） G20 G20 （；20 lzz（e） 1 1 h，（At） h，｛2rit） 44t＝＝［Sl！ Sll G．li］ 1 h，（At） 図8 部分時系列化演算アルゴリズムのシグナルフv一グラフ表示 （ho） （1 o o h，（3At） Gio G，， G，， o h，（3At） G20 G2， G，， o h，（2at） 0 o 1 o h，（At） 0 e e 1 o） tti： o Gn 聾：蕊：］ 1 1］ G，， o もしシステムが非線形部分を含む場合は，線形部分と非線形部分を分離し，線形部分では上記 の演算を適用し，非線形部分の演算値との接合にあたってはエクスプリシット演算，すなわち相 互に演算干渉を生ぜしめないステップ信号の前進形入力として取扱うものとすれば，その演算精 度をなるべく確保するためにその部分に関しては必要に応じて小さなきざみ幅の時系列部による 接続演算にすることも可能である。 4．パッケージの開発での留意点 上記の検討を踏まえて，APLを記述言語として用いたパッケージの試作を行なってみた。開発 を始めた昭和52年初期では国産大型機ではAPL言語は使用できず，また実務一般の立場での使 用では経済的見地も必要とされるので，8ビットマイクnプロセッサ使用のAPLのサブセット をROMにもつ48 KBRAM実装のAPLマシンともいうべきポータブル型パーソナルコン ピュータで行なった。この開発にあたって特に留意された点について簡単に述べてみる。 4。1 汎用モジュール化 APL伊語ではユーザの作るプログラムは定義関数と呼ばれ，その取 扱いは組込関数と何等差別されず，その関数名と必要引数さえキーインすれば即座に単独でも実 行されるし，また他の関数中で使用されてもよいし，単に次の関数の引数を演算するという形で 連結使用されてもよい。このことはモジュール構造を意図しないでも関数そのものがモジュール であり，それは随時単独でも組合せでも会話的にその処理機能を必要とされる引数さえ与えてや れば必要とする結果が得られるので，エンドユーザはAPL言語や演算数学的な知識がなくても 9 パーソナルコンピューティング時代におけるAPLを用いた連続系 シミュレーションパッケージの基本設計概念とアルゴリズム 53 マクロな機能をもつコマンド書語やジェネレータの感覚で使用可能である。そこで，モジュール の製作にあたって，できる限りこのパッケージ用のみならず他のパッケージ用のためや単独での データ処理に使用できるよう汎用性をもたせることにした。 4．2 モデル構成の自由性 モデル構成の自由性を最大限に残して数イ直演算の自動化をという ことになると，現在の数式指向のシミュレーション雷語の形となる。この場合，使用者は対象に 対する数式化能力や結果に対する洞察能力など高度の専門的知識と能力が要求されることにな り，また大型機でなければ使用できず，一般ユーザ向けとは言い難い。一方，それを避けるため， 特定問題における定形入出力の形である定まったパターンで問題を解くことを可能にしたものが 問題別のパッケージである。ここでは初歩者であっても比較的簡単に動的解が得られるので，特 定問題に関与する実務者にとって望ましいものと考えられがちである。しかし，ここで注意しな ければならないのは，その結果は解析であって，設計などシンセシスを考える煮には有効な道具 とはなり得ないことである。 また，回路記述方式もその意味においては，マクロな物理現象は位差量・流通最とシステムの 基本性質を表わす素子でもって物理回路の形に記述することは可能であるが，電気回路網分野以 外では微分方程式記述能力と同様に國路記述能力を必要とする。一方，一般分野では，エンドユー ザにマクロ機能要素として認識されるものはいくつかの回路素子で構成される要素（コンポーネ ンF）であり，必ずしも素子（エレメント）レベルではない。そこで，この要素レベルで既に用 意されているなら，その要素を実物対応の形で組合せ構齢すればよいから比較的容易な手続とな O，またそこでの要素パラメータの関係がシグナルフm一グラフ構造としてすぐ示されることに なれば，結果を対象へとフ4一ルドバックして洞察することは実務者にとってもそう難しいもの ではなくなる。また，この方式でのモデル構成法は，あたかも住宅を建てるとき，コンクリート や木材などの素材から出発する構法，壁パネルが既に工場生産されて現場でそれを接着して建物 を建てるパネル工法によるプレハブ構法，あるいは種々の室ユニットを組合せて構築するユニッ ト住宅構法などがあり，その間取りや形の自由性は後者ほど少なくなるが後者ほど簡単に専門的 能力を有しないでそれなりの建物を建てることができるのと岡等である。もし，回路表現法を用 いたパッケージにおいて，これらの全過程を有し次節で述べられる入力での多レベル性が与えら れるなら，上記の研究者や実務者での両者に亘って必要に応じた使い勝手が可能となる。 4．3 マンマシンインタフェース シミュレーション思考が右脳の外延であるという立場にた つなら，梱互に理解し合える会話のやりとりの場での試行錯誤の容易性の中で初めてそのもてる 能力を発揮できる訳であるから，その入鵬力関係での係わり方，すなわちマンマシンインタフェー スのあり方は非常に重大である。そして，その能力はコンピュータ側のOSやハードに負う所が大 であり，APL’欝語がOS的取扱い含みのマシンインディペンダントな書語であるとはいえ，この 点に関してはハードの影響がないとは酬い得ない。APLのもとでの汎用性を考え機種能力の最大 公約数的な立場をとるなら不満足なものとなり，またハードの発展に追従するのみであるなら汎 用性を失うことになってしまう。 ここでは，その解決法として入出力のあり方に階層性をもたせることとした。それはあたかも コンピュータ言語におけるアセンブラから高級雷語に至るように，ハードの能力に合わせた多レ ベルでの入出力が可能であり，かつ相互聞にトランスレート可能な形を考えるなら，個々の使用 者の状況に合わせて適合可能である。試作では，まず回路記述を数値表現とし，そして先に述べ た認識や使用レベルでの自由性と簡便性を確保するため，コンピュータによる登録番号の自動発 生という形で使用者の意図的努力がなくても自動管理による操作の簡便性と誘導控を可能とし 10 松浦 茂 5・4 た。その概略を，次章の適用例における入力過程の一部である表2で示す。当然のことながら， この入力表や要素表・素子表は常に会話的に取扱われ，一度作成されてからも劉個に修正や削除 が可能であり，そのときは各表の関連部は自動的に修正・削除が連動されるようになっている。 5．人間・建物・設備系への適用例 試作されたパッケージの適用として，筆者の関連分野である省エネルギー問題としての人間・ 建物・設備系への慈用例を挙げてみる。 5．1 実用的精度の検証 自然環境の中での現場施工物を対象とする場合，絶対精度の問題点よ りシステムの動的性格理解や相対的比較などで一一層有効な手段となるものであるが，実務設計の ’ ξしり 一1 望 一 」￥畢 i 鶴 妻 41 42 令 鶉 舞 毘 根 （3SlnY h） 42 16．5nv ＠ 2 m’ 1121 馳 貧 4111 冒 工60 fio 小罷褒 ＠ （glv／’ 天帽匠人1 天井1た，＝ゐ晒 天井（洋繍｝ 21 ll 2 nf 、i罫 31 （sa14J 2好 33 丁 4143 廓 外壁（哲＞ Lノ 3123 e．olrnt ＠ 4145 fo 3121 ＠ ＠ t T 外駅凋ヒ｝ （’ti4） ，擁耐 ？ 4141 外9tt（東） （lll） 36 ふすま 4．68md t 9 鮒笠〔4じ） 2，34m’ ’lc 丼壁〔牝熱嬌離 押入 IS ＠ 4143 き） 14 ＠ 7，42ar t 4．6SmE T 4141 5101 kSefts 1騨晒｝ 26 ’ 澗仕切壁 ＠ ＠ 23 2，34m’ 4．6Sm’ ￠ 5Je1 4Ml 23且 ㊥外美（南1⑤ t ng＝”＠ ＠ 禽 4．68耐 ＠ 十 51e2 外壁（㈲ t 4141 ＠ 床（押入） fK c r：たみ細 32 22 2 rn， 2耐 3126 312S 全 Io ⑧ヒ＋熱le t 12 12nt 51 4221 換気（H戴／卜＞ 2，3 記号： ○内番号は節点爵号 エレメント 鞠一凹 пхdρ鞠一一tll一抗（健はコンダククン尺 fdi） コ／，t 卜翻 一一く∼b一一方向性抵抗（fifC：ま＝ンダクタンス植｝ 一】ト寄簾 金蔽・原 ヨト一定隅田 Qnlt）J 1駝 17 3．28耐 k一 7．68m聖 コ〆f ／ト名 t 鍵 換気（G．5匡1】／h｝ 基 礎 号 窓〔i蓉） 寧 鵬 asxep t ］m rc 3131 面穂 訓 16 3．74nV 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