СуперЭВМ для геофизиков

СуперЭВМ для геофизиков Наталья Дубова В 1979 году завершена разработка вычислительной системы ПС-2000 В ЦУПе до конца 90-х работал телеметрический вычислительный комплекс, в котором центральная система базировалась на «Эльбрусе-2», а предварительную обработку телеметрической информации осуществляла система ПС-2000 Поиск путей к рекордной производительности ЭВМ требует нестандартных решений. Мы уже рассказывали о реализации в 70-е годы различных принципов параллелизма в архитектуре вычислительных машин, которые позволяли сделать очередной рывок производительности. От миллиона операций в секунду к десяткам и сотне миллионов. Неоднократно упоминалось и о том, что основными пользователями советских суперЭВМ были те организации, которые решали секретные задачи обороны, реализовывали атомную и ядерную программы. Но в 1979 году в стенах Института проблем управления АН СССР завершается разработка высокопроизводительной вычислительной системы ПС-2000, предназначавшейся для сугубо мирных нужд. Аббревиатура ПС означает «перестраиваемые структуры». Так называемыми однородными решающими полями — структурами из однотипных процессорных элементов, способных параллельно обрабатывать данные, — в ИПУ начали заниматься в конце 60-х. Лидером этого направления был ныне академик и директор института Ивери Варламович Прангишвили. Тогдашний директор академик Трапезников дал команде Прангишвили карт-бланш на два года работ. Положительный результат исследований давал зеленую улицу новому направлению, открывал перспективу построения реальной машины. Ну а отрицательный, наоборот, продемонстрировал бы бесперспективность такой разработки. Через два года в активе молодых ученых были теоретически обоснованные принципы построения однородных решающих полей, авторское свидетельство, микроэлектронная реализация однородных структур, публикации в научных журналах и доклад на международном конгрессе. А дальше начинается почти фантастическая для тех лет история. Один из участников разработки Владислав Валентинович Игнатущенко рассказывает, что в 1972 году, на фоне общего потепления советско-американских отношений, интерес к работам ИПУ, уже известным в мире, проявил один из западных лидеров супервычислений, корпорация Co rol Da a. Последняя предложила сотрудничество на паритетных началах: корпорация брала на себя строительство в Союзе заводов по производству новых дисковых носителей и современной элементной базы и трех вычислительных центров коллективного пользования. При этом ответственность за разработку многопроцессорной вычислительной системы с перестраиваемой структурой полностью ложилась на советских специалистов. Этим заманчивым перспективам не суждено было сбыться. В США изменилась политическая ситуация, потепление сменилось похолоданием и работы были закрыты, фактически не начавшись. Однако энтузиазм западной фирмы по поводу отечественной разработки не прошел незамеченным в советских министерских креслах, и с 1975 года началась разработка вычислительной системы ПС-2000 исключительно собственными силами. Совместно с ИПУ в работе приняло участие Северодонецкое НПО «Импульс». Замечательно то, что найденные специалистами из ИПУ принципы однородных решающих полей не требовали сверхмощной элементной базы для создания высокопроизводительной параллельной машины.

Алфавитно-предметный указатель к систематическому каталогу

Ниже приводится список унифицированных подзаголовков, отражаемых под персоналией. А Марксизм-ленинизм жизнь и деятельность А33, А34, А35 произведения А13, А14, А15 материалы о произведениях А193, А194, А195 Б Естественные науки в целом. В Физико-математические науки естествоиспытатель Б(...) специалист в области физико-математических наук В.д(...) математик В1д(...) специалист в области механики В2д(...) физик В3д(...) астроном В6д(...) Г Химические науки химик Г.д(...) Д Науки о Земле специалист в области наук о Земле Д.д(...) картограф Д1д(...) геодезист Д1д(...) геофизик Д21д(...) гидролог Д22д(...) метеоролог Д23д(...) геолог Д3д(...) географ Д8д(...) путешественник Д8д(...) краевед Д891д(...) Е Биологические науки биолог Е.д(...) генетик Е04д(...) биофизик Е071д(...) биохимик Е072д(...) гидробиолог Е082д(...) палеонтолог Е1д(...) анатом Е3д(...) микробиолог Е4д(...) ботаник Е5д(...) зоолог Е6д(...) художник-таксидермист Е6д(...) антрополог Е7д(...) физиолог Е903д(...) Ж Техника и технические науки в целом специалист в области техники Ж.д(...) специалист в области метрологии Ж10... специалист в области технической механики Ж12... специалист в области технической биологии Ж 16... специалист в области технической эстетики Ж18 специалист в области эргономики Ж18 специалист в области материаловедения Ж3... З Энергетика ... »

Большой энциклопедический словарь (Часть 2, ЛЕОНТЬЕВ - ЯЯТИ)

Картонно-бумажный комбинат; металлообрабатывающая, стройматериалов, пищевая промышленность. ОБУХОВ Александр Михайлович (1918-89) - российский геофизик, академик АН СССР (1970). Директор Института физики атмосферы АН СССР (с 1956). Один из создателей современной теории мелкомасштабной турбулентности. Предложил метод канонических корреляций. Труды по физике атмосферы, турбулентности и математической статистике. Государственная премия СССР (1990, посмертно.). ОБУХОВ Павел Матвеевич (1820-69) - российский металлург. Разработал способ производства высококачественной литой стали для артиллерийских орудий. Пушка Обухова, выдержавшая св. 4 тыс. выстрелов, отмечена золотой медалью на Всемирной выставке (1862). С 1863 руководил строительством крупного сталелитейного завода в Санкт-Петербурге (Обуховский сталелитейный завод). ОБУХОВА Надежда Андреевна (1886-1961) - российская певица (меццо-сопрано), народная артистка СССР (1937). В 1916-48 в Большом театре. Партии Марфы ("Хованщина" Мусоргского), Любови ("Мазепа" Чайковского) и др ... »

Метеоритная опасность

В 1961 году биохимик Рудольф Карп, работавший в Мичиганском университете, выступил на VII Лондонской конференции по астрофизике и геофизике и рассказал о невероятных результатах, которые он получил, изучая состав метеоритов, Для того чтобы избежать обвинений в нарушении условий опыта. Карп промывал каждый исследуемый метеорит в двенадцати стерильных растворах, среди которых были растворы различных кислот, перекись водорода и физиологический раствор. Затем в течение нескольких дней метеорит облучали ультрафиолетом, после чего помещали в бактерицидную жидкость, откуда переносили в стерильную камеру, где и проводился непосредственно эксперимент. и вот оказалось, что внутри большинства исследованных «космических камней» находятся. внеземные бактерии! Эти микроскопические живые существа имели кольцеобразную форму с неровной поверхностью. Они могли расти и размножаться. Состоящие из белков, углеводов и липоидов, они во многом напоминали земные бактерии, однако клеточное ядро у них отсутствовало, поэтому оставался неясным способ их размножения. открыть »

Большой энциклопедический словарь (Часть 2, ЛЕОНТЬЕВ - ЯЯТИ)

Труды по прикладной геофизике, охране окружающей среды. Государственная премия СССР (1946, 1969). ФЕДОРОВ Евгений Петрович (1911-93) - дважды Герой Советского Союза (1940, 1945), генерал-майор авиации (1957). В советско-финляндскую войну в дальнебомбардировочной авиации; 24 боевых вылета. В Великую Отечественную войну в дальнебомбардировочной авиации, заместитель командира дивизии; 178 боевых вылетов. ФЕДОРОВ Евграф Евграфович (1880-1965) - российский климатолог, член-корреспондент АН СССР (1946). Сын Е. С. Федорова. Разработал основы комплексной климатологии. ФЕДОРОВ Евграф Степанович (1853-1919) - российский ученый, один из основоположников современной структурной кристаллографии и минералогии, создатель научной школы, академик Российской АН (1919). В классическом труде "Симметрия правильных систем фигур" (1890) впервые вывел 230 групп симметрии кристаллов. Положил начало кристаллохимическому анализу. Разработал классификацию и номенклатуру горных пород и метод кристаллографическго исследования с помощью созданного им прибора - т. н. федоровского столика ... »

Распространение животных на Земле

Согласно Вегенеру, материки до сих пор находятся в движении. К сожалению, многие геологи и геофизики с течением времени пункт за пунктом опровергали предположения Вегенера. Продолжали верить ему лишь немногие биологи, а именно зоогеографы, пытавшиеся реконструировать историю расселения тех групп животных (например, жуков), формирование которых началось еще до разрыва сухопутных связей между материками. Но вот всего несколько лет назад появились новые данные, свидетельствующие в пользу гипотезы дрейфующих материков. Особенно доказательными оказались результаты изучения палеомагнетизма. Со временные методы геофизических исследований позволяют установить, какое направление имели силовые линии магнитного поля Земли во время остывания горных пород. Так как магнитное поле Земли довольно непостоянно, к тому же для некоторых точек характерно более сильное отклонение (магнитное склонение), то при реконструкции магнитного поля получается весьма своеобразная мозаика. Если сравнить результаты, полученные для западного побережья Африки и восточного побережья Южной Америки, их соответствие настолько явно выражено, что сомневаться в существовании прежней связи между этими материками уже нельзя. открыть »

Природно-ресурсный потенциал и отраслевая специализация Тюменской области

Он возвещал о рождении богатыря Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. После триумфа геологов в Березово остро встал вопрос о расширении геофизических, промыслово-геофизических работ и особенно сейсморазведки для поисков и подготовки структур, перспективных на нефть и газ Для ведения поисковых работ в Тюмень съезжались опытные специалисты из других нефтяных районов. Геологи, геофизики, буровики приступили к созданию на севере Западной Сибири первой газовой базы страны. Запасы газа, обнаруженные в Березовском газоносном районе, привлекли внимание руководителей предприятий металлургической промышленности соседних областей, в частности Свердловской, испытывавшей повышенную потребность в газе. Они обратились к тюменским геологам с просьбой ускорить разведку запасов газа, довести их до объемов, достаточных для прокладки газопровода на Урал. Это позволило бы повысить производительность труда металлургов и значительно увеличить производство стали. Проблемы поиска нефти и газа занимали умы ученых Тюмени, Москвы, Новосибирска. открыть »

Компьютерные сети Информационных технологий

Это, в свою очередь, вызвало необходимость в разработке новых информационных технологий. Практика применения персональных компьютеров в различных отраслях науки, техники и производства показала, что наибольшую эффективность от внедрения вычислительной техники обеспечивают не отдельные автономные ПК, а локальные вычислительные сети. 6. Глобальные сети А вот потребность в соединении компьютеров, находящихся на большом расстоянии друг от друга, к этому времени вполне назрела. Началось все с решения более простой задачи — доступа к компьютеру с терминалов, удаленных от него на многие сотни, а то и тысячи километров. Терминалы соединялись с компьютерами через телефонные сети с помощью модемов. Такие сети позволяли многочисленным пользователям получать удаленный доступ к разделяемым ресурсам нескольких мощных компьютеров класса суперЭВМ. Затем появились системы, в которых наряду с удаленными соединениями типа терминал-компьютер были реализованы и удаленные связи типа компьютер-компьютер. Компьютеры получили возможность обмениваться данными в автоматическом режиме, что, собственно, и является базовым механизмом любой вычислительной сети. открыть »

Природные и техногенные катастрофы

Таким образом, тысячи людей оказываются застигнутыми врасплох и буквально перемалываются сверхгорячими потоками грязи, пара и расплавленных обломков, падающим вулканическим пеплом и бомбами. Извержения вулканов нередко начинаются внезапно. В прошлом проблема состояла в том, что на предупреждающие знаки (а именно - землетрясения) не обращали внимания. Даже в наше время люди, находящиеся вблизи вулканов, игнорируют здравый смысл и предупреждения специалистов.2 Землетрясения Твердое основание земной поверхности, лежащее у нас под ногами, если верить признанной повсеместно теории тектонических плит, является не более чем обманом. В соответствии с этим постулатом кажущаяся твердой поверхность Земли на самом деле состоит из постоянно дрейфующих плит. Согласно теории, в основе которой лежат открытия в области геологии, океанографии и геофизики, литосфера, или внешняя земная кора, делится на семь основных плит и двенадцать малых. Каждая из них имеет толщину примерно 100 километров и покоится на менее устойчивом и более мягком слое, который называется астеносферой. На этих плитах хаотично нагромождены континенты, толщина которых составляет 70 километров. открыть »

Экологические проблемы озер в России

Однако гипотеза требует строгих доказательств. По исследованиям геофизиков, в районе Байкала обнаружены магнитные аномалии до 400 гамм. Аналогичные аномалии встречены в районе серединно- атлантического разлома, от оси которого в обе стороны происходит раздвижение материков Африки и Южной Америки. Установлено, что для котловины Байкала также характерны растягивающие силы и расхождение его бортов в противоположные стороны. По косвенным данным некоторых исследователей, скорость такого раздвижения - до 2 см в год, однако прямых подтверждений именно такой скорости пока не получено. На основании этих данных высказана гипотеза, что Байкал - это зарождающийся океан. Если скорость расширения Байкала действительно такова, то через 50-60 млн. лет ширина Байкала-моря окажется около 1000 км - это уже нечто похожее на океан. Однако гипотеза требует строгих доказательств. Гринпис не стесняясь, посягает на основу жизнедеятельности целого региона!!! А Иркутское водохранилище является именно основой всей экономики области. 85% электрической энергии Иркутской области вырабатывается на трех гидроэлектростанциях Ангарского каскада: Иркутской, Братской, Усть- Илимской. открыть »

Проблемы Байкала

Первые русские землепроходцы Сибири употребляли эвенкийское название "Ламу". После выхода отряда Курбата Иванова на берег озера русские перешли на бурятское название "Байгаал". При этом они лингвистически приспособили его к своему языку – Байкал, заменив характерное для бурят "г" на более привычное для русского языка "к". Возраст Байкал – одно из древнейших озер планеты, его возраст ученые определяют в 25 млн. лет. Большинство озер, особенно ледникового и старичного происхождения, живут 10–15 тыс. лет, а затем заполняются осадками и исчезают с лица Земли. На Байкале нет никаких признаков старения, как у многих озер мира. Наоборот, исследования последних лет позволили геофизикам высказать гипотезу о том, что Байкал является зарождающимся океаном. Это подтверждается тем, что его берега расходятся со скоростью до 2 см в год, подобно тому, как расходятся континенты Африки и Южной Америки. Байкал — одно из древнейших озер и самое крупное хранилище пресной воды на планете. Байкал не только огромный резервуар, но и фабрика по подготовке чистой воды. Основной работник и санитар этой природной фабрики — маленький рачок эпишура, который ежегодно пропускает через свой фильтр весь объем полуметрового поверхностного слоя воды. открыть »

Автоматизация проектирования цифровых СБИС на базе матриц Вайнбергера и транзисторных матриц

Как правило, они снабжены быстродействующими портами данных, что дает возможность для непосредственного ввода данных без вмешательства главного процессора. Диапазон вариантов построения матричных процессоров лежит от одноплатных блоков, которые вставляются в существующие ЭВМ до устройств, конструктивно оформленных в виде нескольких стоек, которые по существу представляют собой конвейерные суперЭВМ. Типичными видами применения матричных процессоров является обработка сейсмической и акустической информации, распознавание речи; для этих видов обработки характерны такие операции, как быстрое преобразование Фурье, цифровая фильтрация и действия над матрицами. Для построения относительно небольших более экономичных в работе матричных процессоров используются разрядно-модульные секции АПУ в сочетании с векторным процессором, реализованным на основе биполярного СБИС-процессора с плавающей запятой. Вероятно, в будущем матричные процессоры будут представлять собой матрицы процессоров, служащие для увеличения производительности процессоров сверх пределов, установленных шинной архитектурой. открыть »

Устройство запрета телефонной связи по заданным номерам

Именно такими свойствами и обладают криптографические преобразования, задачей которых является обеспечение математическими методами защиты передаваемых конфиденциальных телефонных сообщений. Даже в случае их перехвата злоумышленниками и обработки любыми способами с использованием самых быстродействующих суперЭВМ и последних достижений науки и техники смысловое содержание сообщений должно быть раскрыто только в течение заданного времени, например, в течение нескольких десятков лет.Общие принципы криптографического преобразования телефонных сообщений Рассмотрим общие принципы криптографического преобразования телефонных сообщений (см. рис.9). X( ) Y( )=Fk} X( ) Рис.9. Обобщенная схема криптографической системы Будем называть исходное телефонное сообщение, которое передается по радио- или проводному каналу, открытым сообщением и обозначать X( ).Это сообщение поступает в устройство криптографического преобразования (шифрования), где формируется зашифрованное сообщение Y( ) с помощью следующей зависимости: Y( ) = Fk - криптографическое преобразование; k - ключ криптографического преобразования, Здесь под ключом криптографического преобразования будем понимать некоторый параметр k, с помощью которого осуществляется выбор конкретного криптографического преобразования Fk. открыть »

Естественнонаучный базис концепции "Золотого миллиарда" в свете информационного обеспечения социума

Собранные в наземных хранилищах или в подземных геологических формациях, радиоактивные отходы также опасны. И не только потому, что они могут стать объектом нападения в случаях военных конфликтов, но и потому, что, попадая в зону действия непрогнозируемых природных «точечных» землетрясений, эти потенциальные источники огромной разрушительной силы могут стать причиной развития неуправляемых процессов. Поскольку все атомные станции располагаются по берегам рек, а все реки текут по местам геологических разломов, то, как утверждают геофизики, человечество, выбравшее атомную энергетику, обречено жить под постоянной угрозой повторения Чернобыля, ведь именно края плит испытывают наибольшие колебания. Таким образом, учеными прогнозируется высокая вероятность повторения в будущем естественных «точечных» землетрясений, подобных Чернобыльскому. Да и военная наука не стоит на месте, уже имеются пути их искусственного вызывания Несмотря на то, что выбор стоит жизни всего человечества, не похоже, что человеческое сообщество согласно и готово отказаться от научно- технического «прогресса», от той культуры, которая заложена в способе его современного существования. открыть »

Лазеры, их применение

По сравнению с существующими средствами радиосвязи и радиолокации лазерные обладают двумя основными преимуществами: узкой направленностью передачи и широкой полосой пропускания передаваемых частот. Сам лазер создает направленный луч (расходимостью ~10'), а прменение оптической системы позволяет сформировать еще более параллельный луч (расходимостью ~2-3''). Один лазерный луч позволяет передавать сигнал в полосе частот ~100 Мгц. Это дает возможность одновременной передачи 200 телевизионных каналов. Первые сведения о применении лазерной локации относятся к 1962 г., когда была осуществлена локация Луны. Увеличение мощности, излучаемой лазером, сделает возможным картографирование поверхности Луны с Земли с высокой точностью (около 1,5 м). Лазерная локация применяется также в геофизике для определения высоты облаков, исследовании инверсионных и аэрозольных слоев в атмосфере, турбулентности и т.п. Лазерные системы навигации и обеспечения безопасности полетов. Одним из основных элементов инерциальных систем навигации, широко используемых в авиации, являются гироскопы, которые в основном и определяют точность системы. открыть »

Жизнь и деятельность Сванте Аррениуса

Жизнь и деятельность Сванте Аррениуса. Главное, что внёс в науку С.Аррениус – это теория электролитической диссоциации и представление об энергии активации в химических реакциях. Его открытия относятся к числу таких, которые составляют базу современной химии. Выдающийся шведский учёный был известен не только как химик. С.Аррениус написал много учебников, научных и научно популярных книг и статей по различным отраслям знания: геофизике и космической физике, астрономии и биологии, физиологии, биохимии и медицине. Но путь к мировому признанию был для С.Аррениуса совсем не прост. Понадобились годы напряжённой работы, твёрдость убеждений, настойчивость в достижении цели, беспримерное трудолюбие и громадная выдержка. С.Аррениус родился 19 февраля 1859 года. Первым его учителем был студент – богослов, который своей строгостью и педантичностью вызвал у маленького ученика неприязнь к религии, сохранившуюся на всю жизнь. В гимназии С.Аррениус был одним из лучших учеников, особенно успешно занимался математикой и физикой. открыть »

Путь православия сегодня

Этот подход современной науки принципиально противоречит христианской картине творения мира Богом из ничего. В этом противоречии сталкиваются два противоположных определения красоты, существующие еще с античности. Первое из них определяет красоту как правильное согласование частей друг с другом. То есть в этом определении первенство отдается единичному - частям, элементарным частицам. Второе определение называет красотой вечное сияние Единого, просвечивающего в материальном явлении. Современная наука полностью отрицает второе определение красоты и строит здание науки на первом определении: "Говоря о математике, мы должны будем прежде всего держаться первой дефиниции. именно здесь лежат корни точного естествознания." (В. Гейзенберг "Значение красоты в точной науке", В кн.: "Шаги за горизонт", с. 269). То есть в основе рациональной науки лежит, хотя и до предела рационализированное определение, но все же определение красоты. Говоря о роли понятия красоты в науке и о иррациональных ее основах интересно привести мнение современного отечественного ученого академика РАН, директора Института геофизики СО РАН С.В. Гольдина: "Существует три формы (три способа) соотнесения себя (человечества) с действительностью: рациональный, эстетический и мистический.Не утверждается, что отдельный человек способен двигаться всеми тремя путями. открыть »

Культурная революция 30-х годов

Вульгарное порой великолепие сталинской неоклассики призвано было выразить силу и мощь тоталитарного государства. Быстро развивается кинематограф. Увеличивается количество снимаемых картин. Новые возможности окрылись с появлением звукового кино. В 1938 г. на экраны выходит фильм С. М. Эйзенштейна "Александр Невский" с Н. К. Черкасовым в главной роли. В кино утверждаются принципы социалистического реализма. Снимаются фильмы на революционную тематику: "Ленин в Октябре" (реж. М. И. Ромм), "Человек с ружьем" (реж. С. И. Юткевич); фильмы о судьбе человека-труженика: трилогия о Максиме "Юность Максима", "Возвращение Максима", "Выборгская сторона" (реж. Г. М. Козинцев); комедии: "Веселые ребята", "Волга-Волга" (реж. С. А. Герасимов), "Свинарка и пастух" (реж. И. А. Пырьев). Огромной популярностью пользовался фильм братьев (в действительности же только однофамильцев, "братья" - своеобразный псевдоним) Г. Н. и С. Д. Васильевых - "Чапаев" (1934 г.). Сложными оказались 30-е годы для отечественной науки. С одной стороны, в СССР разворачиваются масштабные исследовательские программы, создаются новые научно-исследовательские институты: в 1934 г. С. И. Вавилов основал Физический институт АН им. П. Н. Лебедева (ФИАН), тогда же создан Институт органической химии, в Москве П. Л. Капица создает Институт физических проблем, в 1937 г. создан Институт геофизики. открыть »

Основоположники промышленной системотехники

Эта задача была реализована в комплексе ПС2100, производительность которого составляла 1,5 миллиарда операций в секунду. Перед этим в 1981г. госкомиссии был предъявлен геофизический вычислительный комплекс ПС2000 с производительностью 200 миллионов операций в секунду, построенный по принципу - много потоков данных, один поток команд. Он имел до 64 процессорных элементов, структура взаимодействия которых в процессе вычислений определялась алгоритмами задач геофизики. Созданные комплексы заинтересовали специалистов по космическому зондированию природных ресурсов Земли, что продвинуло ПС2000 в область космических исследований и ряд других, не традиционных для "Импульса", областей. В результате к середине 80-х годов "Импульс" поставил на различные объекты более 150 комплексов ПС2000, что немало даже по масштабам серьезных западных фирм. Разработка следующего геофизического комплекса ПС3000, построенного по принципу, - много потоков данных - много потоков команд, - совпала по времени со сворачиванием в распадающемся СССР геофизических исследований, поэтому этот комплекс не был доведен до серийного освоения, и работы по нему были свернуты. открыть »