#KR-920 — Информационно-вычислительный комплекс на базе многопроцессорного кластера

Название проекта: Информационно-вычислительный комплекс на базе многопроцессорного кластера
Создан Центр высокопроизводительных вычислений. Основным назначением Центра высокопроизводительных вычислений является оказание научных, методических и практических услуг исполнителям проектов МНТЦ по проведению численных экспериментов, компьютерному моделированию и обработке больших объемов информации в различных областях знаний.

Актуальность проекта

Фундаментальные и прикладные исследования, проводимые учеными-оружейниками Кыргызстана в рамках действующих конверсионных программ, имеют для Кыргызской Республики стратегическое значение. Новые знания и технологии, создаваемые в процессе исследований, повышают конкурентоспособность Кыргызстана на мировом рынке, помогают рационально использовать природные ресурсы, обеспечивают безопасность населения и регулируют взаимоотношения человека с окружающей средой.

Наиболее значительный вклад в устойчивое развитие этих направлений оказывают региональные проекты МНТЦ. Благодаря реализации этих проектов, ученые Кыргызстана обладают теоретическим и практическим потенциалом мирового уровня в таких сферах научной деятельности, как сейсмология и геофизика, энергетика и создание новых материалов, экология и охрана окружающей среды.

Общий вид кластера и монтажных стоек
Общий вид кластера и монтажных стоек

Вместе с тем, имеется сдерживающий фактор, препятствующий выходу на качественно новый уровень прикладных и технологических разработок в ключевых для Республики направлениях. Суть его состоит в том, что фундаментальные и прикладные исследования в этих областях знаний относятся к категории особо сложных научных задач и требуют, как правило, выполнения чрезвычайно больших объемов вычислений. С подобными задачами могут справиться лишь мощные вычислительные системы суперкомпьютерного уровня, которыми на данный момент Кыргызская Республика не располагает.

Наличие центра высокопроизводительных вычислений открывает перед учеными и специалистами Кыргызстана новые возможности для решения самых сложных задач науки, экономики, долгосрочных прогнозов и предотвращения катастроф. На этапе перехода к рыночной экономике это жизненно необходимо для Кыргызской Республики и является важнейшим фактором, определяющим актуальность данного проекта.

Анимация распространения сейсмических волн

Основные цели и задачи

Конечной целью данного проекта была организация центра высокопроизводительных вычислений как одного из ключевых элементов в общей системе обеспечения фундаментальных и прикладных исследований по региональным программам МНТЦ в Кыргызской Республике. Основные направления деятельности центра:

  • Предоставление исполнителям проектов МНТЦ высокопроизводительных вычислительных ресурсов, в том числе в режиме удалённого доступа.
  • Оказание научно-методических и практических услуг исполнителям проектов МНТЦ по организации и проведению численных экспериментов, компьютерному моделированию, сбору и обработке больших объемов данных с использованием технологий параллельных вычислений.
  • Обеспечение проектов МНТЦ разнообразными видами информационных ресурсов (создание, наполнение и поддержание баз данных, организация и предоставление WEB-хранилищ, WWW-серверов и т.д.).
  • Создание электронных пособий и обучающих программ, разработка справочных руководств и методических рекомендаций по практическому применению параллельных вычислений в различных областях знаний.
  • Разработка прикладного программного обеспечения для проектов МНТЦ, включающих в себя задачи, требующие больших и сверхбольших объемов вычислений.
  • Оказание исполнителям проектов МНТЦ услуг по переводу ранее созданных алгоритмов и программ на суперкомпьютерные технологии с использованием параллельных вычислений.
Анимация возможных напряжений и деформаций в зоне разлома

Объектами исследований проекта стали вопросы построения распределенных вычислительных систем с открытой архитектурой и проблемы разработки прикладных высокопроизводительных программ на базе параллельных вычислительных сред.

Для успешного достижения поставленных целей проект предусматривал:

  • Проведение полного цикла инженерно-технических мероприятий по монтажу, наладке и вводу в эксплуатацию высокопроизводительного кластера и обеспечение его бесперебойной работы.
  • Организацию на базе кластера информационно-вычислительного центра для корпоративного использования в проектах МНТЦ.
  • Создание и развитие программного обеспечения общего назначения для обработки и анализа больших объемов данных, проведения численных экспериментов, компьютерного моделирования и визуализации результатов в задачах сейсмологии, геофизики, материаловедения, картографии и экологии.
  • Разработку и эксплуатацию геоинформационной системы для создания и хранения цифровых геологических карт труднодоступных районов Тянь-Шаня.
Моделирование формы развала горной массы
Моделирование формы развала горной массы

Разработка геоинформационной системы выступает в качестве пилотной задачи для центра высокопроизводительных вычислений. В процессе ее реализации накоплен необходимый практический опыт и отлажена технология разработки прикладного программного обеспечения для пользовательских приложений класса «Grand Сhallenges».

Пример расчета поверхности скольжения
Пример расчета поверхности скольжения

Процесс создания цифровых геологических карт в качестве необходимого и обязательного условия требует одновременного проведения лито-стратиграфических и тектонических исследований. Для этого использованы технологии дешифрирования и обработки космических снимков высокого разрешения, методы космической геодезии и электронные полевые дневники, оснащенные мобильными ГИС. Применение современных технологий позволит накопить огромные объемы геологических данных, которые служат исходным материалом для разнопланового геологического, в частности, тектонического моделирования.

Анимация абсолютных смещений под действием сейсмической нагрузки

Результаты проекта

Реализация целей и задач проекта предоставляет ученым и специалистам-оружейникам Кыргызстана дальнейшие возможности для реализации творческого потенциала и переориентации своих способностей на мирную деятельность.

Создание центра обеспечивает интеграцию Кыргызстана в глобальную информационную среду, направленную на развитие и распространение результатов научных исследований в области методов вычислительного моделирования, алгоритмов, программ и обмен научными данными.

Наличие регионального центра позволяет создавать наиболее совершенные технологии и находить оптимальные решения для различных отраслей экономической и хозяйственной деятельности, что является чрезвычайно важным для Кыргызской Республики в период перехода к рыночной экономике.

Распространение взрывной волны при подрыве скважинных зарядов:  a) t = 50.0 ms Распространение взрывной волны при подрыве скважинных зарядов:  b) t = 100.0 ms Распространение взрывной волны при подрыве скважинных зарядов: c) t = 300.0 ms
a) t = 50.0 ms b) t = 100.0 ms c) t = 300.0 ms
Распространение взрывной волны при подрыве скважинных зарядов

Основные результаты выполнения проекта:

  • Создан информационно-вычислительный центр на базе высокопроизводительного кластера для корпоративного использования в рамках региональных программ МНТЦ.
  • Разработана методическая и нормативная документация, программные, технические и телекоммуникационные средства, регламентирующие и обеспечивающие функционирование центра в режиме удаленного доступа к вычислительным ресурсам.
  • Подготовлены справочные руководства, практические рекомендации и электронные пособия по применению параллельных вычислений в различных областях знаний.
  • Подготовлены специализированные базы данных, Web-хранилища информации, банки стандартных и проблемно-ориентированных программ для выполнения параллельных вычислений.
  • Создано программное обеспечение общего назначения для высокопроизводительных приложений в области сейсмологии, геофизики, материаловедения, картографии и экологии.
  • Подготовлено программное обеспечение геоинформационной системы по цифровому геологическому картографированию труднодоступных регионов Кыргызстана и альбомы крупномасштабных геологических карт горного массива Хан-Тенгри.
  • Организован электронный архив цифровых геологических карт с доступом из сети Интернет.
Экран из слоя предварительно раздробленной породы
Экран из слоя предварительно раздробленной породы

biol.com.ru отзывыкупить радиоуправляемыераскрутка сайта