СОВРЕМЕННЫЕ GRID – ТЕХНОЛОГИИ
Первая фаза вычислительного проекта GRID для LHC была одобрена на Совете ЦЕРН. Сегодня важно не только иметь доступ к информации, но и распределенным образом обpaбатывать ее. Четыре гигантских детектора этого ускорителя - ALICE, ATLAS, CMS и LHCb - будут накапливать больше чем 10 миллионов гигабайт данных в течение каждого года о событиях, происходящих при столкновении частиц. Это эквивалентно содержанию, примерно, 20 миллионов компьютерных компакт - дисков.
Ведущие российские исследовательские центры различных ведомств ведут работы по проекту LHC, как по созданию самого ускорителя, так и всех четырех его детекторов. На выполнение соответствующих заказов по проекту LHC задействованы десятки российских заводов. В целом вклад России в проект LHC можно оценить в размере 5%.
Научно-исследовательские центры РФ, участвующие в проекте «Большой адронный коллайдер», разpaбатывают два основных направления развития GRID технологий:
- интенсивные операции с базами данных, data intensive GRID (проект DataGRID);
- вычислительный computational GRID (проект EuroGRID), в котором создаваемая инфраструктура нацелена на достижение максимальной скорости расчетов за счет глобализации распределения (распараллеливания) вычислений.
Концепция GRID (название по аналогии с электрическими сетями - electric power grid) предполагает создание компьютерной инфраструктуры нового типа, обеспечивающей глобальную интеграцию информационных и вычислительных ресурсов на основе управляющего и оптимизирующего программного обеспечения (middleware) нового поколения. Для достижения этой цели создается набор стандартизированных служб для обеспечения надежного, совместимого, дешевого и всепроникающего доступа к географически распределенным высокотехнологичным информационным и вычислительным ресурсам - отдельным компьютерам, кластерам и суперкомпьютерным центрам, хранилищам информации, сетям, научному инструментарию и т.д.
Важнейшим является междисциплинарный хаpaктер GRID. Имеется довольно много общего в вычислительных потребностях различных областей научных исследований - развиваемые технологии применяются в физике высоких энергий, космофизике, микробиологии, экологии, метеорологии, различных инженерных приложениях (например, в самолетостроении). Схожие проблемы наблюдаются и в других областях. Например, NASA реализует для своих нужд сеть высокопроизводительных компьютеров, роботизированных устройств массовой памяти, высокоскоростных каналов связи, научных инструментов и продвинутых интерфейсов для пользователя под названием Information Power Grid.
В настоящее время кроме LHC идет подготовка нескольких научных экспериментов нового поколения - эксперименты с использованием интерферометров для регистрации гравитационных волн бинарных пульсаров, новых сверхсвезд и иных экзотических объектов (эксперимент LIGO), а также автоматизированная цифровая космическая съемка с очень высоким разрешением (более 1012 пикселей), которая позволит значительно развить систематическое изучение звезд, галактик и крупномасштабных космических структур (эксперимент SDSS) для создания подробного каталога астрономических данных. Все эти эксперименты рассчитаны на длительный период и предполагают накопление и последующую обработку массивов данных.
Требования к вычислительным и архивным ресурсам для этих экспериментов различны. Процессорные затраты, необходимые для LIGO составляют несколько петафлопов. Объемы данных у LHC будут значительно больше, чем у LIGO, а у LIGO - значительно больше, чем у SDSS.
Среди основных направлений использования computational GRID на данный момент можно выделить:
- распределенные супервычисления, решение очень крупных задач, требующих огромных процессорных ресурсов, памяти и т.д.;
- «высокопоточные» вычисления (High - Throughput Computing), позволяющие организовать эффективное использование ресурсов для небольших задач, утилизируя временно простаивающие компьютерные ресурсы;
- вычисления «по требованию» (On-Demand Computing), крупные разовые расчеты;
- вычисления с привлечением больших объемов распределенных данных (Data-Intensive Computing), например, в метеорологии, астрономии, физике высоких энергий;
- коллективные вычисления (Collaborative Computing).
К общим хаpaктеристикам потребностей, которые делают оправданной организацию вычислительных архитектур типа Data intensive GRID, можно отнести следующие:
- большие объемы данных, распределенных по различным научным центрам, странам и континентам;
- участие большого количества специалистов в обработке данных из разных институтов и университетов;
- информация, которую следует проанализировать, имеет сложную структуру;
- алгоритмы обработки информации имеют нетривиальный хаpaктер (объем программ составляет миллионы строк текста);
- наконец, масштабируемость базового программного обеспечения (фактически, всего того, что лежит ниже прикладного уровня), которое должно устойчиво работать как на настольной машине, так и на суперкомпьютере.
Как прогнозируется, эволюционные изменения в полупроводниковых технологиях и архитектуре микропроцессоров приведут в ближайшие пять лет к десятикратному увеличению вычислительных мощностей. Уже сегодня возможности рядовых пользователей, подключенных к цифровым каналам связи с предоставлением комплексных услуг, сравнимы с теми возможностями, которыми обладали суперкомпьютерные центры 10-15 лет назад.
Технологическое основание для создания Grid - инфраструктур дают уже существующие волоконно-оптические сети, высокопроизводительные процессоры, параллельные архитектуры, протоколы связи, математическое обеспечение распределенных структур, механизмы обеспечения безопасности.
В НовГУ создана лаборатория "GRID-ТЕХНОЛОГИИ В СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКЕ".
Ее задачами являются:
1.Подготовка научных сотрудников, программистов и инженеров по направлениям:
- обработка и анализ экспериментальных данных с ускорителя LHC;
- работа по созданию программного обеспечения для проекта DATAGRID,
- работа по созданию программного обеспечения для моделирования физических процессов;
- работа по проекту распределенных вычислений EuroGRID.
2.Проведение работ:
- создание и развитие российского сегмента DATAGRID;
- моделирование экспериментов на детекторах ALICE, ATLAS, CMS;
- обработка экспериментальных данных с этих детекторов, а также с детектора TOTEM.
3. Создание программного обеспечения для DATAGRID и EuroGRID.
4. Создание программного обеспечения для моделирования физических процессов взаимодействия адронов и ядер при сверхвысоких энергиях.
5. Создание программного обеспечения для триггеров редких процессов в рассеянии адронов и ядер.
На основе этих конкретных задач лаборатория также может готовить специалистов по использованию технологии GRID в других областях науки и техники, в частности, в экологии, экономике, энергетике, машиностроении, медицине, биологии.
Новгородский государственный университет включен в сеть Grid. Вычислительные ресурсы доступны для использования всеми участниками сети.
Для этого были осуществлены следующие работы:
1. Произведена установка и настройка вычислительного элемента сети GRID и сопутствующих сервисов, а именно:
- Computing Element - система управления вычислительными ресурсами, распределением заданий, аутентификацией хостов и пользователей сети,
- Storage Element - система хранения исходных экспериментальных данных и данных, полученных в результате обработки,
- Monitoring BOX - распределенная система мониторинга отдельных хостов сети GRID и сети в целом,
- Сервисы: SSH, Firewall, VPN, Hosts Autoupdate (система обновления ПО с помощью apt-get).
2.Все имеющиеся хосты зарегистрированы в сети GRID, для них получены соответствующие OpenSSL - сертификаты в Regional Certification Authority.
3.Получен сертификат пользователя, который был зарегистрирован в виртуальной организации RDIG (Russian Data Intensive Grid).
4.Локально устранены мелкие недоработки системы автоматического развертывания сайтов (совокупности сервисов в рамках одного вычислительного центра), связанных с тем, что ПО для сети GRID находится еще в стадии разработки и предварительного тестирования.
Работа представлена на научную конференцию «Новые технологии и современные системы автоматизации», Тунис, 12-19 июня 2005 г., поступила в редакцию 29.04.2005г.
Статья в формате PDF
129 KB...
07 09 2026 0:30:54
Статья в формате PDF
334 KB...
06 09 2026 8:36:26
Статья в формате PDF
111 KB...
05 09 2026 16:53:25
Статья в формате PDF
106 KB...
04 09 2026 12:31:12
Статья в формате PDF
251 KB...
03 09 2026 17:56:33
Тюменский регион является одним из лидеров по уровню экономического развития. Устойчивое развитие его обеспечит сбалансированное решение социально-экономических задач, проблем сохранения окружающей среды в целях удовлетворения потребностей нынешнего и будущего поколений. Реализация перехода на путь стабильного развития потребует в дальнейшем формирования новой стратегии, которая оказалась бы экологически и экономически сбалансированной.
...
02 09 2026 6:49:23
Статья в формате PDF
146 KB...
01 09 2026 18:50:12
Статья в формате PDF
254 KB...
31 08 2026 6:17:46
Статья в формате PDF
661 KB...
30 08 2026 4:37:42
Статья в формате PDF
89 KB...
29 08 2026 12:46:46
На примере самозарастания песчаных карьеров Ленобласти рассматривается гипотеза преимущественного поселения растений-колонистов в «safe sites» – микроместообитаниях, наиболее благоприятных для растений.
...
27 08 2026 4:58:21
Статья в формате PDF
105 KB...
26 08 2026 3:18:46
Статья в формате PDF
116 KB...
25 08 2026 11:28:56
Приведены результаты научных исследований сохранения и улучшения экологического состояния агроландшафтов Казахстана. Проведены экспериментальные работы с учетом дифференциации зональных систем земледелия. Исследования показали, что оценка в эрозионных агроландшафтах адаптивности основной обработки богарных светло-каштановых почв на уровне мезо – и микроландшафтных условий, вспашка более эффективна в северных и восточных экспозиций склонов, где плотность пахотного слоя была в среднем за вегетацию зерновых культур в основном на 0,02–0,04 г/см3 меньше по сравнению с плоскорезной обработкой. На склонах южной и западной экспозиций наоборот плоскорезная обработка способствовала снижению уплотненности почвы, на 0,03–0,05 г/см3 и повышению ее противоэрозионной устойчивости в 1,2–1,5 раза. На склонах северной и восточной экспозиции вспашка обеспечивает более эффективную борьбу с сорняками, а плоскорезная – на южных и западных склонах более высокое и равномерное накопление снега и рациональное использование влаги. Важнейшим звеном улучшения экологии почв является оптимизация севооборотов. В статье предлагается построить севооборот по количеству оставляемого в почве органического вещества, каждым предшественником. Для совершенствования севооборотов рекомендуется сидерация, уплотненные посевы, размещение многолетних и однолетних трав, применения органических удобрений и др.
...
24 08 2026 17:37:59
Статья в формате PDF
107 KB...
23 08 2026 9:21:39
Статья в формате PDF
107 KB...
21 08 2026 2:42:39
Статья в формате PDF
115 KB...
20 08 2026 23:39:10
Статья в формате PDF
249 KB...
19 08 2026 12:16:36
Понятие время является важнейшим понятием, как физики, так и философии. Актуальность этой проблемы обусловлена тем, что до сих пор, несмотря на широкий круг исследований, не сложилось твердо закрепленного представления о времени. В статье делается попытка раскрыть сущность понятия времени и связать меру времени с движением. За меру времени механического движения предлагается выбрать путь, пройденный, например, концом стрелки часов, участвующей не только в собственном движении относительно циферблата, как это принято, но и в сложном движении, включающем движение часов как целое относительно внешнего наблюдателя. Синхронизация хода часов производится по периодам их движений в соответствие с принятым эталоном времени. Рассматривается случай, когда часы движутся относительно внешнего наблюдателя с постоянной скоростью. Такой подход к проблеме времени позволяет понять его непрерывность и бесконечность.
...
17 08 2026 6:44:20
Анализ данных литературы свидетельствует о том, что инициирующими патогенетическими факторами развития гестоза являются недостаточность инвазии трофобласта в стенку матки и неполноценность плацентации, то есть ограничение ее поверхностной плацентарной площадкой. Последнее обусловлено генетически детерминированными факторами, в частности, аномалиями структуры интегринов, приводящими к нарушению инвазии трофобласта в децидуальную оболочку матки, в том числе в маточно-плацентарные артерии. При этом в сосудах плаценты и субплацентарной зоны сохраняются мышечные элементы, реагирующие развитием спазма и ишемии на действие вазопрессорных нервных и гумopaльных влияний.
...
16 08 2026 18:25:30
ФРИ-терапия (СЕМ-терапия) основана на использовании материалов с управляемой энергетической структурой (CEM – Controlled Energy Material). Излучателем сверхслабых излучений КВЧ-диапазона при интенсивности 10–16–10–20 Вт/см2 является диод Ганна. Представлена оценка влияния фонового миллиметрового излучения на стафилококки, на нативную кровь, а также на вегетативный статус пациента гипертонической болезнью в сравнительном аспекте по графикам циркадных ритмов пульса при приеме: препаратов, не влияющих на ритм сердца; структурированной воды, активированной посредством аппарата «Cem-Tech»; полной дозы препарата лодоза; воды, содержащей информацию о порошкообразном лодозе. Рассмотренная индивидуальная динамика параметров ритмограммы, вычисленных на основе регистрации 500 межпульсовых интервалов, оценивалась с вычислением показателей уровня статистической значимости различий. Показано, что прием препарата Лодоз и воды содержащей информацию о препарате Лодоз сопровождается сходными изменениями, как частоты пульса, так и внутренней структуры информационного паттерна HRV. Динамика параметров ритма сердца свидетельствует о мобилизации холинергических механизмов регулирования.
...
15 08 2026 7:55:22
Статья в формате PDF
244 KB...
13 08 2026 13:39:23
Статья в формате PDF
326 KB...
12 08 2026 7:10:18
Костная ткань обладает целым рядом уникальных физических свойств. Наиболее ценными с производственной точки зрения, представляются только некоторые из них: жесткость, твердость, упругость, эластичность. Наш научный интерес проявился на два основных свойства: жесткость и эластичность.
...
11 08 2026 4:41:42
Статья в формате PDF
124 KB...
10 08 2026 1:36:52
Статья в формате PDF
299 KB...
08 08 2026 12:10:35
Статья в формате PDF
102 KB...
07 08 2026 3:18:48
Статья в формате PDF
118 KB...
06 08 2026 11:23:32
Статья в формате PDF
103 KB...
05 08 2026 10:20:45
Статья в формате PDF
106 KB...
04 08 2026 9:40:24
В северо-восточных предгорьях Алтая на междуречье Бии и Катуни скважиной вскрыты плиоценовые озерные отложения. Литологические, минералогические, геохимические особенности этих отложений и ископаемая фауна моллюсков указывают на значительное похолодание и увлажнение климата по сравнению с теплым и аридным позднемиоценовым временем. По температурным условиям климат плиоцена мог быть близким современному климату в этом районе, но с годовым количеством осадков в два раза ниже.
...
03 08 2026 22:15:49
Статья в формате PDF
112 KB...
02 08 2026 2:14:14
Статья в формате PDF
121 KB...
01 08 2026 10:26:17
Статья в формате PDF
157 KB...
31 07 2026 14:46:35
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
