(2) HEC I&A（High End Computing Infrastructure and Applications） 　HEC I&Aでは、連邦政府機関の使命を達成するために必要なハイエンド・アプリケーション・ソフトウェアとコンピューティング・インフラストラクチャに関する研究が行われている。その概要は、以下のとおりである。 コンピューティング環境とツールキット aCe(Architecture Adaptive Computing Environment) [NASA] 　NASAのaCeは、様々なアーキテクチャへのアルゴリズムの適用可能性を改善するために設計された並列データ・コンピューティング環境である。 KeLP(Kernel Lattice Parallelism) [UCSD / NPACI] 　KeLPは、分散記憶型並列コンピューティングシステム上に可搬型の科学用アプリケーションを実装するためのフレームワークである。NSFから資金提供を受けたUCSD（University of California - San Diego）とNPACI（National Partnership for Advanced Computational Infrastructure）が開発した。 Parallel Algorithms and Software for Irregular Scientific Applications [NMSU] 　NSFプロジェクトとして、NMSU（New Mexico State University）は、並列コンピューティング技術とコンピュータ幾何学を適用して、原子間作用などの不規則な科学的アプリケーションに効果的な並列アルゴリズムを開発している。 ACTS(Advanced Computational Testing and Simulation) Toolkit [DOE] 　DOEのACTSツールキットは、並列コンピュータ向けに高性能科学計算用のコードを書く際の助けとなるソフトウェア・ツールである。 Scalable Visualization Toolkits [NPACI] 　NPACI（National Partnership for Advanced Computational Infrastructure）は、様々な科学的規則から得られる膨大なデータセットを描写し可視化し相互作用させるために、スーパーコンピュータをベースとした多様なツールを開発している。 Tools to Explore Geometric Complexity [PUNY] 　NSFからの資金提供を受けたPUNY（Polytechnic University of New York）は、幾何学における複合問題の探求を通じて、幾何学的アルゴリズムの設計・解析のための新規ツールの開発及び既存ツールの改良を行っている。 モデリング・ツール ESMF(Earth System Modeling Framework) [NASA] 　ESMFは、2000年度から始まったプロジェクトで、地球システムのモデリングのための普遍的なフレームワークの開発を通じて、NASAのESS（Earth and Space Science）アプリケーションの相互運用性、性能及び管理のし易さを改善しようとするものである。 Micromagnetic Modeling [NIST] 　NISTは、正確で効率的な微小磁場計算のためのコンピュータツールを開発しており、OOMMF（Object-Oriented Micromagnetic Modeling Framework）と関連ソフトウェアをリリースしている。 Modeling Realistic Material Microstructures [NIST] 　NISTは、物質の微小構造を解析し物理的性質の計測をシミュレートするためのソフトウェアOOF（Object-Oriented Finite-Element Software）を開発した。 Numerical and Data Manipulation Techniques for Environmental Modeling [EPA] 　EPAは、環境モデル計算の基礎となる数値アルゴリズムの性能を改善するため、ベクトル・並列スーパーコンピュータ、並列ソフトウェア・アルゴリズム、通信などを含む並列コンピューティング技術の開発・評価を行っている。 生体医学アプリケーション Neuroscience Imaging 　神経科学分野において、分子や細胞構成器官のモデリングから脳のマッピングに至るまでの幅広い研究が行われている。 MCell [NPACI] 　NPACI（National Partnership for Advanced Computational Infrastructure）は、様々なニューロン・モデリング・システムの研究を支援しており、MCellプロジェクトでは細胞生理学向けのMonte Carloシミュレータ（擬似乱数ベース）を開発した。 最適化されたソフトウェアがUCSD（University of California - San Diego）のクレイT3EとIBMのテラ・フロップス・システムに移植されている。また、MCellはUCSD、University of Tennessee及びORNL（Oak Ridge National Laboratories）の協力のもとに、 40基からなるNetSolveクラスタ上でもテストされている。 Protein Folding [Alliance] 　溶解モデルやカットオフ・モデルなどを用いて、たんぱく質の重なりと相互作用のコンピュータ・シミュレーションを行う研究が、NIHの資金提供により、National Computational Science Alliance（Alliance）の科学者たちによって行われている。 Emerge: Portable Biomedical Information Retrieval and Fusion [NCSA] 　NCSA（National Center for Supercomputing Applications）は、NIHのNCI（National Cancer Institute）とNSFの支援を受けて、癌と遺伝子との関連の研究などに役立てるため、膨大な数のデータ・ソースから関連情報を検索し関連付けるためのプログラムを集めたEmergeを開発している。 航空宇宙アプリケーション CAS(Computational Aerosciences) [NASA] 　NASAのCASプロジェクトは、航空機設計の時間とコストを低減させるため、1,000倍の高速化を可能とするハイエンド・コンピューティング・システムとアプリケーション・ソフトウェアの開発を目指している。 ESS(Earth and Space Science) [NASA] 　NASAは、GSFC（Goddard Space Flight Center）とJPL（Jet Propulsion Laboratory）が担当しているESS研究において、ハイエンド・コンピューティング技術を用いて超高密度の中性子星の衝突から地球環境問題にいたる様々な研究を行っている。 先進化学アプリケーション Understanding Combustion [LBNL] 　DOEのLBNL（Lawrence Berkeley National Laboratory）は、エネルギー問題や環境問題にとって重要な意味を持つ燃焼解析研究の一環として、コンピュータを用いたメタンの燃焼解析を行っている。 量子物理学アプリケーション Ionization by Electron Impact [LBNL / LLNL / UCD] 　DOEのLBNL（Lawrence Berkeley National Laboratory）とLLNL（Lawrence Livermore National Laboratory）及びUCD（University of California - Davis）は、スーパーコンピュータを用いて電子の衝突による水素原子のイオン化の解析を行っている。 気象アプリケーション Hurricane Intensity Prediction [GFDL] 　NOAAのGFDL（Geophysical Fluid Dynamics Laboratory）は、気象予測に関する研究の一環として、コンピュータ・シミュレーションによるハリケーンの強度予測の研究を行っている。 Hurricanes and Global Warming [NOAA] 　NOAAは、GFDLの地球環境モデルとハリケーン予測モデルをリンクさせることによって、地球温暖化とハリケーンの強度の関係に関するシミュレーションを行っている。