Проект № У0044/1631 Федеральной целевой программы «Интеграция науки и высшего образования России на 2002-2006 годы»

Цель проекта состояла в формировании в результате совместной деятельности Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского (ННГУ) и Института прикладной физики РАН (ИПФ РАН) комплексной системы подготовки кадров в области суперкомпьютерных технологий для вузов и научных организаций Нижегородского региона. Выполнение проекта обеспечило расширение фундаментальных и прикладных научных исследований, требующих проведения значительных трудоемких вычислений, а также организацию подготовки высококвалифицированных специалистов, способных проводить математическое моделирование и вычислительные эксперименты на суперпроизводительных вычислительных системах.

Основные результаты выполнения проекта состоят в следующем:

• Создан Нижегородский распределенный Центр суперкомпьютерных вычислений на базе имеющихся в ННГУ и ИПФ РАН высокопроизводительных кластерных систем, в составе которого открыты учебно-научные лаборатории:

- лаборатория высокопроизводительных компьютерных систем ННГУ;

- лаборатория информационных технологий ИПФ РАН.

• Разработаны системные программные средства, реализующие систему управления кластером,  которая обеспечивает повышение эффективности параллельных вычислений на гетерогенных многопроцессорных системах кластерного типа.

• Предложена общая модель численного решения сложных оптимизационных задач на суперкомпьютерных вычислительных системах, охватывающая многие классы задач принятия решений, важные в теоретическом и практическом плане. Созданы новые параллельные алгоритмы анализа многоэкстремальных задач оптимизации на основе рекурсивной схемы редукции размерности, дано их теоретическое обоснование, получены оценки эффективности распараллеливания, подтве

  ржденные вычислительными экспериментами на кластерной системе.

• Выполнено моделирование нелинейной динамики дискретных активных нейроноподобных решеточных сред, разработаны не имеющие аналогов параллельные методы и программные средства исследования моделей, проведены расчеты практических задач на вычислительном кластере ННГУ.

• Разработаны оригинальные алгоритмические и программные средства параллельных вычислений для расчета псевдосимметрии кристаллических структур. Получены теоретические оценки эффективности распараллеливания, проведен вычислительный эксперимент на 100 кристаллических структурах, показавший хорошее согласование с теоретическими оценками.

• Созданы новые методы параллельных вычислений для исследования физических свойств высокотемпературных сверхпроводников. Построены теоретические оценки эффективности методов. Выполнен вычислительный эксперимент по изучению двухмерных вихревых структур, возникающих в сверхпроводящем образце. В результате проведенных расчётов изучены двухмерные вихревые структуры, возникающие в сверхпроводящем образце.

На приведенном графике показана зависимость эффективности параллельных вычислений от количества N вихрей в плёнке в случае двух процессоров. Точками отмечены экспериментально полученные значения эффективности, соединенные сглаженной кривой. Жирная линия соответствует аппроксимации точек теоретической кривой. В физически интересном случае, когда число вихрей порядка ~102 на образец, параллельный алгоритм обеспечивает высокую эффективность работы на многопроцессорных системах. Нерегулярное поведение связано с высокой сложностью и нелинейностью алгоритма, моделирующего статические вихревые структуры.

 

• Разработаны эффективные параллельные алгоритмы и ориентированные на кластерную архитектуру программные средства для решения нелинейных задач нестационарного деформирования конструкций, имеющих широкое распространение на практике.

• В рамках формирования комплексной системы подготовки кадров в области суперкомпьютерных технологий для вузов и научных организаций Нижегородского региона открыта подготовка по лицензированному направлению высшего профессионального образования 511900 — «Информационные технологии», которая открыта в ННГУ в порядке эксперимента  на основании Приказа Министерства образования РФ.

• Разработан рабочий учебный план направления 511900 на основе подготовленного ранее типового учебного плана, выполненного в соответствии с рекомендациями Экспертной комиссии Министерства образования РФ по подготовке специалистов в области высокопроизводительных вычислений и с учетом рекомендаций Computing Curricula 2001 международных организаций IEEE-CS и ACM.

• Развернута переподготовка специалистов в области современных компьютерных технологий  на базе Отделения дополнительной профессиональной подготовки ННГУ.
  

 

<< вернуться  |   Документ от: 21.08.2012 10:40