[Japanese/English]

R package TSSSomp

統計数理研究所

2023年3月28日 (Ver. 1.2.1)



1. はじめに

 Rパッケージ TSSSompは,「FORTRAN77 時系列解析プログラミング」(北川源四郎著/岩波書店) のFORTRANプログラムを基に作成された時系列データ解析のための Rパッケージ TSSS の中の一部の関数の OpenMPを使った並列化版である.多少実行時間がかかる関数を対象とし,当初は時変係数ARモデルの時変分散の推定関数 tvvar() とモデル推定関数 tvar() の並列化のみ (tvvarOMP パッケージ) だったが,TSSS Ver.1.3.0 以降に粒子フィルタおよび平滑化の関数 pfilter(), pfilterNL() が追加された後これらの関数の並列化版も加えた.

本パッケージは,前述の関数のFORTRANソースプログラム内で並列処理可能な箇所にOpenMPを用いて実行時間の短縮を図った tvvarOmp(), tvarOmp(), pfilterOmp() および pfilterNLOmp() の四つの関数からなる.「4. テスト環境と実行結果」にあるように,実行環境と関数により速度向上率は異なる.


2. Rのインストール

 ここでは,Windows版Rのインストール方法について簡単に説明する.Linux版や他のバージョンのインストール方法については,RjpWiki を参照のこと.

(1) 実行ファイル (例えば R-4.2.3-win.exe)をRのサイト CRAN よりダウンロードする.日本国内であれば統計数理研究所 (http://cran.ism.ac.jp/)などのミラーを利用できる.

(2) 実行ファイルをダブルクリックしてインストーラを起動する.表示画面に従ってセットアップに使用する言語を選択「Japanese(OK)」,ライセンスへの同意をチェックし,セットアップ完了画面まで進み(完了)をクリックする.


3. パッケージ TSSSomp のインストールとロード

このパッケージのインストールには,依存パッケージとして TSSS をあらかじめインストールしておくこと必要である.

3.1 Windowsの場合

(1) バイナリファイル TSSSomp_1.2.1.zip を適当なフォルダにダウンロードする.

(2) R(RGui)を起動し(右クリックし「管理者として実行(A)...」),メニュー [Packages] から

   --> Install package(s) from local zip files...
   --> Select files で TSSSomp_1.2.1.zip を選択.

(3) メニュー [Package] から

   --> Load Package...
   --> Select one で TSSSomp を選択.

3.2 Linuxの場合

(1) ソースファイル TSSSomp_1.2.1.tar.gz を適当なディレクトリにダウンロードする.

(2) スーパーユーザになりインストールする.

   # R CMD INSTALL TSSSomp_1.2.1.tar.gz

(3) Rを起動しTSSSompをロードする.

   $ R
   > library(TSSSomp)


4. テスト環境と実行結果

 本パッケージは,Windows 10 (Intel Core i7-8550U)上 R-4.0.2 と Ubuntu 20.04 LTS (Intel Core i7 6700HQ)上 R-4.0.3 とで実行テストを行った.
非並列の場合とスレッド数 8 の場合の例題の処理速度を比較した結果は,以下の通りである.(2021年4月30日時点)

tvvarOmp は Windows 10でおよそ2.2倍,Ubuntu 20.04でおよそ2倍
tvarOmp は Windows 10でおよそ3.2倍,Ubuntu 20.04でおよそ2.6倍
pfilterOmp は Windows 10ではおよそ1.5倍,ubuntu 20.04では変わらない
pfilterNLOmp は Windows 10ではおよそ1.5倍,ubuntu 20.04では変わらない


5. 参考文献

(1) Kitagawa, G. (2010) Introduction to Time Series Modeling. Chapman & Hall/CRC.
(2) Kitagawa, G. (2020) Introduction to Time Series Modeling with Applications in R. Chapman & Hall/CRC.
(3) 北川源四郎 (1993) 「FORTRAN 77 時系列解析プログラミング」 岩波コンピュータサイエンスシリーズ, 岩波書店
(4) 北川源四郎 (2005) 「時系列解析入門」 岩波書店
(5) 北川源四郎 (2020) 「Rによる 時系列モデリング入門」 岩波書店


本パッケージに関するご質問やバグ報告等がありましたら ismrp(at)grp.ism.ac.jp 宛お寄せ下さい.