N 36 (4026) от 17 сентября 2010:

• 108-я сессия Ученого совета
• К 100-летию со дня рождения М.Г.Мещерякова
• Школа по нейтронографии
• LHC: модели уже построены, дело за экспериментаторами
• Ереванский физический институт: прошлое и будущее
• Все, или почти все о гриде: в Дубне, в России, в мире
• В России будет свой коллайдер
• К 80-летию Нодара Амаглобели
• Новости ОЭЗ
• Год продержаться, да два простоять
• Концерты
• НОВОСТИ

Версия N 36 в формате pdf

Проекты ХХI века

Все, или почти все о гриде: в Дубне, в России, в мире

(Продолжение. Начало в NN 33, 34, 35.)

Традиционно на конференции был представлен ряд пленарных докладов об использовании грид-систем в различных приложениях. Особое место занимает доклад по новому российскому проекту ГридННС, выполняемому в рамках федеральной целевой программы "Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008-2010 годы", представленный А.Крюковым (НИИЯФ МГУ) от участников проекта: НИИЯФ МГУ, РНЦ "Курчатовский институт", ОИЯИ и ПИЯФ РАН. Цель работы - обеспечение географически распределенных научных и инженерных коллективов - участников национальной нанотехнологической сети (ННС) возможностью эффективного удаленного использования информационной, коммуникационной и вычислительной инфраструктуры. ГридННС - полномасштабная грид-инфраструктура, базирующаяся на специально разработанном промежуточном программном обеспечении (ППО), учитывающем особенности прикладной области, и Globus Toolkit (v.4.2). Большая часть основных грид-сервисов разработана самостоятельно. ППО ГридННС является оригинальной разработкой, направленной на удовлетворение ключевых запросов в области наноиндустрии. Сегодня ГридННС объединяет 10 ресурсных центров (более 8000 ядер) по всей стране.

В докладе директора Института математических проблем биологии РАН (Пущино) В.Д.Лахно было представлено и обосновано новое направление исследований в сфере конструирования основных элементов разных электронных устройств на основе молекулы ДНК. Разрабатываются теоретические подходы и методы суперкомпьютерного моделирования элементной базы нанобиоэлектроники, которая уже в самом ближайшем будущем должна придти на смену кремниевым технологиям в электронике, приблизившимся к своему технологическому пределу. Использование суперкомпьютеров и грид-технологий, по утверждению В.Д.Лахно, является базой для вычислений и конструирования нанобиоэлектронных устройств.

Доклад В.М.Волохова, Д.А.Варламова, А.В.Волохова, А.В.Пивушкова, Г.А.Покатовича, Н.Ф.Суркова (Институт проблем химической физики РАН, Институт экспериментальной минералогии РАН, Черноголовка, Россия) "Вычислительная химия в грид-средах" наглядно продемонстрировал на ряде примеров существование разных классов вычислительных задач: как распадающихся на совокупность независимых заданий, так и являющихся единой большой задачей. Продемонстрирована применимость грид-технологий для решения первого класса задач на распределенных полигонах. Показаны примеры адаптации стандартных прикладных квантово-химических пакетов (GAMESS-US, Gaussian-03, CPMD, Dalton-2) и авторских программ для запусков в различных распределенных средах. Были представлены разработанные авторами новые методики вычислений: метод формирования "пучков" формально независимых заданий и метод создания "виртуальных контейнеров" для работы в гетерогенных вычислительных средах.

Создан портал для развития распределенных вычислений в области химической физики в рамках федеральной целевой научно-технической программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" и комплексной программы президиума Российской академии наук "Разработка фундаментальных основ создания научной распределенной информационно-вычислительной среды на основе технологии GRID". Он позволяет пользователям получить облегченный доступ к различным грид-сервисам и ресурсам с помощью веб-браузера. В докладе приведены примеры проведения распределенных (в том числе параллельных) вычислений в различных средах и на различных вычислительных полигонах. Проведенные работы позволили создать в рамках грид-технологий вычислительную среду для крупномасштабных расчетов в области вычислительной химии на нескольких высокопроизводительных распределенных полигонах.

В докладе Л.А.Калиниченко, С.А.Ступникова и А.Е.Вовченко (ИПИ РАН) был представлен семантический грид, основанный на предметных. В рамках проекта СИНТЕЗ, разрабатываемого в ИПИ РАН, реализована семантическая грид-инфраструктура. Это надстройка над виртуальной организацией АстроГрид, которая рассматривается авторами как информационный грид, нацеленный на поддержку виртуальных обсерваторий.

Предложенная инфраструктура значительно расширяет обычный взгляд на семантический грид путем введения точно определенных значений для ресурсов данных и сервисов, связанных с конкретной предметной областью. Для реализации такого подхода создан промежуточный слой предметных посредников в грид-инфраструктуре виртуальной обсерватории для решения научных задач над множеством интегрируемых посредниками неоднородных распределенных информационных ресурсов, таких как базы данных, программные сервисы, онтологические спецификации. Введение такого промежуточного слоя призвано решить ряд семантических проблем взаимодействия ученого, решающего задачу в некоторой предметной области, и разнообразных релевантных задаче результатов наблюдений и средств их обработки. Промежуточное программное обеспечение (ППО) посредников расположено между приложением/пользователем и АстроГрид. Созданная инфраструктура используется для решения задач астрономии. Однако ППО посредников не зависит от конкретного информационного грида и может быть интегрировано с любой подобной системой.

Впервые на конференции были представлены доклады от группы сотрудников университета имени Аристотеля (Салоники, Греция), руководимой директором исследовательского отдела математического факультета университета профессором И.Антониу. Доклад М.Вафопулуса и И.Антониу "Веб как сложная распределенная система" относится к новому направлению исследований, называемому Web-Science. Эта инициатива по созданию науки, объединяющей изучение социальных и технических аспектов развития всемирной паутины, была выдвинута Тимом Бернесом-Ли в 2006 году в Массачусетском технологическом институте. Понимание Web'а отстает от темпов его развития, которое касается как использования определенных языков и протоколов, так и большого влияния, которое оказывает Web на общество. Традиционные виды человеческой деятельности, включая образование, изменились кардинально под его влиянием. Возникла необходимость разработать научную дисциплину для понимания сущности взаимосвязей между Web'ом и обществом, от технических протоколов до социального поведения (в сети), обеспечить продолжение дальнейшего развития Web'а, которое принесет пользу обществу. Необходимость как анализа, так и практических разработок требует по существу междисциплинарного подхода и моделирования Web'а как распределенной сложной системы. Работы по исследованию статистических и динамических особенностей Интернет трафика (проведенные совместно с сотрудниками ЛИТ ОИЯИ) и открытие характерных его особенностей позволили найти в сетевой структуре много общих свойств с биологическими, экономическими и социальными системами. В докладе были представлены результаты первых попыток моделирования эволюции Web'а на базе теоретических и экономических подходов и определены направления дальнейших исследований.

В докладе В.Карагианиса и его коллег (Греция) был предложен метод исследования топологических свойств и эволюции сетей научных коллабораций. Последние два десятилетия это направление привлекает все большее внимание исследователей из разных предметных областей. Систематические исследования характеристик, эволюции и функционирования сложных сетевых структур: электросети, телефония, Интернет, грид, Web и т.д., - необходимы для эффективного их использования и развития. Эмпирические измерения и результаты, относящиеся к топологическим свойствам и динамике эволюции, безотносительно от предметной области, в которой они получены, полезны для создания новых системных подходов, применимых к различным сложным распределенным системам. В качестве примера в докладе был изложен анализ научной сети, сформировавшейся из авторов и соавторов публикаций в трудах ежегодной конференции Института статистики Греции с 1990 по 2009 гг. и представленной в виде графа с 755 вершинами и 963 ребрами. В докладе было отмечено, что в грид-компьютинге статистические свойства структуры сети могут играть важную роль в производительности сети. Изучение статистических свойств как сети, так состава виртуальных организаций, могут оказаться полезными для оптимизации работы последних.

(Окончание следует.)

В.В.ИВАНОВ, директор ЛИТ ОИЯИ, председатель оргкомитета конференции,
Т.А.СТРИЖ,ученый секретарь ЛИТ ОИЯИ,
фото Павла КОЛЕСОВА.