Институт динамики систем и теории управления СО РАН УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТ ДИНАМИКИ СИСТЕМ И ТЕОРИИ УПРАВЛЕНИЯ СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РАН

Институт динамики систем и теории управления СО РАН Институт создан 1 ноября 1980 года под названием Иркутский вычислительный центр СО АН СССР (постановлением Совета Министров РСФСР от г. 401 и постановлением Президиума АН СССР от г. 760). Институт был создан на базе Отдела теории систем и кибернетики, организованного в 1975 году при Сибирском энергетическом институте СО АН СССР в соответствии с распоряжением Президиума СО АН СССР от г и постановлением Президиума СО АН СССР от г. 232 «Об организации Вычислительного центра в г. Иркутске». Постановлением Президиума РАН от г. 215 переименован в Институт динамики систем и теории управления СО РАН, постановлением Президиума РАН от г. 274 переименован в Учреждение Российской академии наук Институт динамики систем и теории управления Сибирского отделения РАН (ИДСТУ СО РАН).

Институт динамики систем и теории управления СО РАН Научно-методическое руководство Институтом осуществляют: Отделение нанотехнологий и информационных технологий РАН, Отделение энергетики машиностроения, механики и процессов управления РАН. Координацию проводимых Институтом научных исследований осуществляют: Объединенный ученый совет по нанотехнологиям и информационным технологиям СО РАН, Объединенный ученый совет по энергетике, машиностроению, механике и процессам управления СО РАН.

Институт динамики систем и теории управления СО РАН ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ Постановлением Президиума СО РАН от г. 77 и Уставом ИДСТУ СО РАН, утвержденным г. в соответствии с постановлением Президиума РАН от г. 97 и основными научными направлениями определены: научные основы теории и методов управления; математические методы и информационные технологии исследования динамических систем. Основные направления научной деятельности Института соответствуют направлениям исследований 24 и 31 Программы фундаментальных исследований государственных академий наук на годы, утвержденной распоряжением Правительства РФ от 27 февраля 2008 г. 233-р.

Институт динамики систем и теории управления СО РАН Д и р е к ц и я Ученый совет Научные подразделения Административно-управленческие подразделения БухгалтерияОтдел кадров Отдел делопроизводства Охрана труда Гражданская оборона Редакционно- издательский отдел Библиотека Научно-вспомогательные подразделения Электро- механический отдел Служба уборки здания Вспомогательные подразделения Отд. 1 Нелинейных динамических систем и дифференциальных уравнений Лаб. 1.1 Математических методов анализа свойств динамических систем Отд. 2 Методов управления и исследования операций Отд. 3 Логических методов автоматизации решения задач Отд. 4 Информационных технологий и систем Лаб. 1.2 Математического моделирования динамических систем с распределенными параметрами Лаб. 2.1 Системного анализа и вычислительных методов Лаб. 2.2 Методов невыпуклой оптимизации Лаб. 2.3 Оптимального управления Лаб. 3.1 Параллельных и распределенных вычислительных систем Лаб. 3.2 Дискретного анализа и прикладной логики Лаб. 4.1 Комплексных информационных систем Лаб. 4.2 Методов и систем искусственного интеллекта Лаб. 4.3 Информационных технологий исследования природной и техногенной безопасности СТРУКТУРА

Институт динамики систем и теории управления СО РАН ПРОЕКТЫ

Институт динамики систем и теории управления СО РАН ВАЖНЕЙШИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ Методы качественного исследования эволюционных уравнений и динамических систем и приложений Разработаны методы исследования: управляемых систем (включений) с зависящими от параметра субдифференциальными операторами и невыпуклыми ограничениями на управление; аппроксимаций систем (включений) с субдифференциальными операторами гладкими однозначными системами; задач оптимального управления с невыпуклыми интегрантами на решениях этих систем и их гладких аппроксимаций; разрывных систем в неявной форме; функционально-дифференциальных уравнений с разрывной правой частью; нелинейных алгебро-дифференциальных систем, наследующих качественные свойства линейной системы первого приближения.

Институт динамики систем и теории управления СО РАН Разработаны методы исследования: начально-краевых задач систем квазилинейных уравнений, возникающих в газовой динамике; внутренней устойчивости группировок движущихся объектов (формаций); устойчивости систем разностных и дифференциально-разностных уравнений, применяемых в качестве систем сравнения при динамическом анализе дискретных и непрерывно-дискретных систем; мультикомпонентных нелинейных непрерывно-дискретных управляемых систем; механических систем при нестационарном доминировании диссипативных сил, открывающие новые возможности управления движением объектов в нестационарных силовых полях и с нестационарными законами сопротивления среды. ВАЖНЕЙШИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ Методы качественного исследования эволюционных уравнений и динамических систем и приложений

Институт динамики систем и теории управления СО РАН ВАЖНЕЙШИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ Качественная теория и методы управления с приложениями Разработано релаксационное расширение невыпуклых задач оптимального управления в гильбертовом пространстве, основанное на овыпуклении задачи по управлению. Получено решение ряда задач позиционного управления различными классами управляемых систем: критерий полной управляемости нелинейных алгебро-дифференциальных систем; описание динамики и асимптотики множества достижимости линейных периодических систем с импульсным управлением; приближенное и точное описание множества достижимости нелинейных управляемых систем с измеримыми и импульсными управлениями.

Институт динамики систем и теории управления СО РАН ВАЖНЕЙШИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ Качественная теория и методы управления с приложениями Получены необходимые и достаточные условия глобальной оптимальности в задачах классического и неклассического управления с общими концевыми ограничениями. Разработаны: алгоритмы первого и второго порядков последовательного улучшения управления для задач оптимизации логико-динамических систем, методы решения неклассических задач оптимизации; методы и технологии управления: в задаче группового управления автономными необитаемыми подводными аппаратами в динамически изменяющихся условиях; в задаче управления ориентацией космического аппарата с гиродинами при наличии возможных сингулярных состояний гиросистемы.

Институт динамики систем и теории управления СО РАН ВАЖНЕЙШИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ Теоретические основы и технологии автоматизации решения информационно-вычислительных задач в компьютерных средах Разработаны: оригинальная концептуальная модель разнородной распределенной вычислительной среды; высокоуровневое программное обеспечение и технология его применения, предназначенные для комплексного описания и анализа эффективности функционирования проектируемых распределенных кластерных систем модульного программирования; интеллектные методы и инструментальные средства поддержки парадигм параллельного и распределенного программирования для кластерных вычислительных систем; технология и инструментальный комплекс для организации кластерных Grid; технология крупноблочного распараллеливания SAT-задач для решения задач криптоанализа алгоритмов поточного шифрования в параллельных и распределенных вычислительных средах.

Институт динамики систем и теории управления СО РАН ВАЖНЕЙШИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ Теоретические основы и технологии автоматизации решения информационно-вычислительных задач в компьютерных средах Разработаны: методы, языковые средства, технологии и инструментальные средства автоматизации создания информационных систем с использованием спецификаций структуры БД; методы анализа, обработки и хранения больших объемов пространственных данных; технологии обработки неструктурированных текстовых данных; технологии автоматизации создания информационных систем.

Институт динамики систем и теории управления СО РАН ПУБЛИКАЦИИ

Институт динамики систем и теории управления СО РАН НАУЧНЫЕ КАДРЫ

Институт динамики систем и теории управления СО РАН НАУЧНЫЕ КАДРЫ СРЕДНИЙ ВОЗРАСТ

Институт динамики систем и теории управления СО РАН НАУЧНЫЕ КАДРЫ ВОЗРАСТНАЯ СТРУКТУРА

Институт динамики систем и теории управления СО РАН Институт проводит подготовку научных кадров через аспирантуру по специальностям: – Дифференциальные уравнения, динамические системы и оптимальное управление; – Дискретная математика и математическая кибернетика; – Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям); – Математическое и программное обеспечение вычисли- тельных машин, комплексов и компьютерных сетей; – Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ; – Информационные системы и процессы. ПОДГОТОВКА КАДРОВ

Институт динамики систем и теории управления СО РАН ПОДГОТОВКА КАДРОВ

Институт динамики систем и теории управления СО РАН ДИССЕРТАЦИОННЫЙ СОВЕТ Д по специальностям: – Дифференциальные уравнения, динамические системы и оптимальное управление; – Системный анализ, управление и обработка информации (в технике, экологии и экономике); – Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей. ЗАЩИТА ДИССЕРТАЦИЙ В СОВЕТЕ

Институт динамики систем и теории управления СО РАН ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС Суперкомпьютерный центр коллективного пользования В рамках программы «Суперкомпьютер СО РАН» при ИДСТУ СО РАН создан и функционирует суперкомпьютерный центр (СКЦ) коллективного пользования. Приоритетные направления деятельности СКЦ: информационно-вычислительное обеспечение фундаментальных и прикладных исследований, проводимых институтами ИНЦ СО РАН и вузами Байкальского региона; разработка и внедрение математических и информационных технологий организации высокопроизводительных и распределенных вычислений, в частности, с использованием территориально распределенных ресурсов GRID-сети. За отчетный период введены в эксплуатацию две кластерные вычислительные системы и вычислительный сервер.

Институт динамики систем и теории управления СО РАН ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ КЛАСТЕР МВС-1000/16 Разработчики – ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, ФГУП НИИ «Квант» (Москва). Год ввода в эксплуатацию – Год последней модернизации – Пиковая производительность – 170 GFlops. Реальная производительность на тесте High Performance LINPACK – 105 GFlops. Общее число процессоров – 32. Общее число вычислительных узлов – 16. Суммарный объем оперативной памяти на узлах – 32 GB. Суммарный объем дисковой памяти на узлах – 1280 GB. Конфигурация вычислительного узла: SuperServer 6013P-i, MB Supermicro X5DPR-iG2 1U, 2 CPU Intel Xeon DP 2.667GHz (Prestonia), RAM 2GB, HDD IDE 2x80GB, NIC Myrinet M3F-PCIXD-2. Интерконнект – Myrinet 2000 и Gigabit Ethernet. Удаленный доступ (ssh), пакетный режим (Cleo).

Институт динамики систем и теории управления СО РАН ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ КЛАСТЕР BLACKFORD Разработчик – ИДСТУ СО РАН. Год ввода в эксплуатацию – Год последней модернизации – Пиковая производительность – 1,5 TFlops. Реальная производительность тесте High Performance LINPACK – 924 GFlops (41-е место в 9-ой редакции списка ТОП-50 СНГ, 2008 г.). Общее число вычислительных ядер – 160. Общее число процессоров – 40. Общее число вычислительных узлов – 20. Суммарный объем оперативной памяти на узлах – 160 GB. Суммарный объем дисковой памяти на узлах – 6400 GB. Конфигурация вычислительного узла: Intel Server Chassis SR1500 1U Bensley, MB Intel S5000PAL, 2 CPU Intel Quad-Core Xeon E5345 2,33 GHz (Clovertown), RAM 8x1024MB Fully-Buffered DIMM, HDD SATA 2x160GB, CD-ROM drive. Конфигурация управляющего узла: Intel Server Chassis SR2500 2U Bensley, MB Intel S5000PAL, 2 CPU Intel Quad-Core Xeon E5345 2,33 GHz (Clovertown), RAM 8x1024MB Fully-Buffered DIMM, Intel SAS RAID-контроллер, HDD SAS 3x73GB, DVD/CD-ROM drive. Интерконнект - 2xGigabit Ethernet. Удаленный доступ (ssh), пакетный режим (СУППЗ).

Институт динамики систем и теории управления СО РАН ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ СЕРВЕР НА БАЗЕ ЧЕТЫРЕХ ГРАФИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОРОВ (GPU) NVIDIA TESLA Пиковая производительность на операциях с плавающей точкой с одинарной точностью – 3,73 TFlops. Пиковая производительность на операциях с плавающей точкой с двойной точностью – 312 GFlops. Общее число потоковых ядер – 960. Конфигурация сервера: платформа SuperServer SYS-7046GT-TRF-TC4; CPU 2 x Intel Nehalem 4Core X GHz; RAM 12 x 2 GB RAM DDR3-1333; HDD SATA 8 x 500 GB; RAID-контроллер Adaptec 5805 SATA/SAS; 4 x GPU NVIDIA TESLA C1060. Характеристики GPU NVIDIA TESLA C1060: число потоковых ядер – 240, частота ядра 1.3 GHz, объем специальной памяти 4096 MB. Удаленный доступ (ssh), пакетный режим (Torque). Программное обеспечение: ОС Gentoo Linux; среда программирования CUDA (Developer Drivers for Linux, CUDA Toolkit, GPU Computing SDK); пакет Mathworks MATLAB (v. R2009b) для математических расчетов; графический движок Jacket (v. 1.3), позволяющий запускать стандартный код MATLAB на графических процессорах; GPU-реализации пакетов программ для решения задач молекулярной динамики, квантовой химии и биоинформатики (NAMD, HOOMD и др.).

Институт динамики систем и теории управления СО РАН ПРИМЕРЫ РЕШАЕМЫХ ЗАДАЧ Анализ ДНК последовательностей динофлагеллят (групп микроорганизмов, которые составляют существенную часть сообществ морских и пресноводных одноклеточных) с помощью программного комплекса Parallel MrBayes (Н. В. Анненкова, С. И. Беликов, ЛИН СО РАН). Исследование популяционной структуры байкальских сиговых путем анализа полиморфизма микросателлитных локусов с использованием пакетов MIGRATE и LAMARC. Исследовались демографические параметры популяций, такие как эффективная численность, время дивергенции и миграционные потоки. (С.В. Кирильчик, Л.В. Суханова, Т.В. Беломестных, ЛИН СО РАН). Анализ метагеномных данных методом таксономической классификации нуклеотидных последовательностей с помощью пакета TACOA. Поиск сходств исследуемой нуклеотидной или аминокислотной последовательности с известными генами методом BLAST-анализа. В качестве исходного набора данных был использован препарат метагеномной ДНК, полученный при пиросеквенировании микробного сообщества, ассоциированного с байкальской диатомовой водорослью Synedra Acus. (Ю.П. Галачьянц, ЛИН СО РАН). Исследование в рамках кварковой модели уравнения состояния сильно- взаимодействующей материи при конечной температуре. Для расчетов использовалась нелокальная модель типа Намбу - Иона-Лазинио. Вычислены 1/Nc поправки к кварковому конденсату, массе и константе слабого распада пиона, а также проверены известные низкоэнергетические теоремы. (А.Е. Раджабов, ИДСТУ СО РАН).

Институт динамики систем и теории управления СО РАН ПРИМЕРЫ РЕШАЕМЫХ ЗАДАЧ Разработка новых скоростных методов и параллельных алгоритмов (включая гибридные SAT+ROBDD) для решения задач обращения дискретных криптографических функций. Решение задачи криптоанализа известных систем поточного шифрования, в частности, генератора ключевого потока шифра A5/1. (А.А. Семенов, О.С. Заикин, Д.В. Беспалов, А.С. Игнатьев, ИДСТУ СО РАН). Разработка параллельных алгоритмов решения задач оптимизации. Совместно с Университетом Саннье (Италия) разработан решатель для задач смешанного целочисленного линейного программирования в общем виде. Разработаны специальные параллельные алгоритмы для задачи о p-медиане, задачи поиска максимальной клики, задачи поиска ситуаций равновесия по Нэшу в биматричных играх. (И.Л. Васильев, К.Б. Климентова, А.В. Ушаков, ИДСТУ СО РАН). Разработка методов и инструментальных средств автоматизации параллельного решения дискретных задач в булевых ограничениях, позволяющих в автоматическом режиме строить булеву модель, осуществлять ее декомпозицию на основе анализа структуры булевой функции с последующим параллельным вычислением остаточных функций на кластере. (Г.А. Опарин, В.Г. Богданова, Н.Г. Макеева, ИДСТУ СО РАН).

Институт динамики систем и теории управления СО РАН Среднемесячная загрузка кластера Blackford, вошедшего в 10-ю редакцию списка 50 самых мощных компьютеров России и стран СНГ (ТОП-50), варьировалась в течение года в пределах от 70 до 95%. Распределение машинного времени среди институтов ИНЦ СО РАН в текущем году Лимнологический институт СО РАН (геномика, филогенетика, биоинформатика, молекулярная биология) ~ 50%, Институт динамики систем и теории управления СО РАН (физика плазмы, криптоанализ, дискретная математика) ~ 30%, Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН (квантово- химические расчеты, физика твердого тела) ~ 15%, Остальные < 5%.

Институт динамики систем и теории управления СО РАН ИНТЕГРИРОВАННАЯ ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СЕТЬ ИРКУТСКОГО РЕГИОНАЛЬНОГО НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА В рамках комплексного проекта информатизации науки и образования в ИНЦ СО РАН создана Интегрированная информационно-вычислительная сеть Иркутского научно- образовательного комплекса (ИИВС ИРНОК) с пропускной способностью магистрали до 1Gb/s, с выходом в российские и зарубежные глобальные сети, объединяющая все институты ИНЦ СО РАН и государственные вузы г. Иркутска, а также региональный узел доступа к Сети передачи данных СО РАН (СПД СО РАН), организована точка подключения для сетей Бурятского научного центра СО РАН, Читинского государственного университета и ЧИПРЭК СО РАН. К ИИВС ИРНОК подключен суперкомпьютерный центр.

Институт динамики систем и теории управления СО РАН СХЕМА ИНТЕГРИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННО- ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ ИРНОК

Институт динамики систем и теории управления СО РАН ДИНАМИКА РАЗВИТИЯ ВНЕШНИХ КАНАЛОВ СВЯЗИ ИВС ИРНОК

Институт динамики систем и теории управления СО РАН РАЗВИТИЕ КАБЕЛЬНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ ИИВС ИРНОК

Институт динамики систем и теории управления СО РАН КАНАЛЬНАЯ ИНФРАСТРУКТУРА ИИВС ИРНОК

Институт динамики систем и теории управления СО РАН В 2006 г. на базе ИИВС ИРНОК введена в эксплуатацию первая очередь корпоративной телефонной сети ИНЦ СО РАН единой ведомственной инфраструктуры с общим номерным пространством, объединяющей к настоящему моменту телефонные сети ИДСТУ СО РАН, БМ СО РАН (п. Листвянка), ИСЗФ СО РАН и ИрГТУ. В 2010-м году планируется присоединение сетей Президиума ИНЦ, а также ИСЭМ СО РАН. Имеется возможность использования междугородных голосовых IP-соединений, как через корпоративную телефонную сеть СО РАН, так и через коммерческих провайдеров IP-телефонии. Корпоративная телефонная сеть ИНЦ СО РАН КОРПОРАТИВНАЯ ТЕЛЕФОННАЯ СЕТЬ ИНЦ СО РАН

Институт динамики систем и теории управления СО РАН С 2007 года эксплуатируется система видеоконференц-связи. Проводятся научные семинары с участием представителей нескольких городов, совместные заседания, обсуждения проектов. За время эксплуатации системы, также, организовались дистанционные чтения лекций, виртуальные экскурсии по Байкальскому музею, проводились прямые трансляции выступлений с конференций в сеть Интернет. Заседание Президиума СО РАН в режиме видеоконференции СИСТЕМА ВИДЕОКОНФЕРЕНЦ-СВЯЗИ

Институт динамики систем и теории управления СО РАН В отчетный период Институт участвовал в организации и проведении следующих конференций: IV Всероссийская конференция с международным участием «Математика, информатика и управление», Иркутск, 2-5 ноября 2005 г. VI и VII Байкальские школы-семинары молодых ученых «Математическое моделирование и информационные технологии». Иркутск, 2005 г. II Всероссийская конференция с международным участием «Инфокоммуникационные и вычислительные технологии и системы», Улан-Удэ – оз. Байкал, 1-4 июля 2006 г. Международный симпозиум по обобщённым решениям в задачах управления, Улан- Удэ – оз. Байкал, 5-7 июля 2006 г. VIII Байкальская школа-семинар молодых ученых «Математическое моделирование и информационные технологии», Улан-Удэ – оз. Байкал, 8-12 июля 2006 г. IX Международная Четаевская конференция Аналитическая механика, устойчивость и управление движением, посвященная 105-летию со дня рождения Н.Г. Четаева, Иркутск – оз. Байкал, июня 2007 г. IX Байкальская школа-семинар молодых ученых Математическое моделирование и информационные технологии, Иркутск – Ангасолка, октября 2007 г. НАУЧНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ

Институт динамики систем и теории управления СО РАН Международная конференция «Геоинформатика: технологии, научные проекты», Иркутск, июня 2007 г. Международная конференция «Геоинформатика: технологии, научные проекты», Иркутск, июня 2008 г. Школа-семинар «Нелинейный анализ и экстремальные задачи», Иркутск, июня 2008 г. Школа-семинар молодых ученых «Информационные технологии и моделирование социальных эколого-экономических систем», Иркутск (Россия), Ханх (Монголия), 1-6 октября 2008 г. Всероссийская конференция «Математическое моделирование и вычислительно- информационные технологии в междисциплинарных научных исследованиях», Иркутск, 6-7 июня 2009 г. X Всероссийская конференция молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям, Иркутск (Россия), Ханх (Монголия), 8-11 июня 2009 г. НАУЧНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ

Институт динамики систем и теории управления СО РАН На базе ИДСТУ СО РАН функционирует Учебно-научный центр (УНЦ), созданный совместно с Иркутским государственным университетом (ИГУ) в составе трех кафедр: Проблем управления и информатики, Теории систем, Информационных технологий. В УНЦ ИГУ–ИДСТУ СО РАН проводится подготовка высококвалифицированных специалистов и ведутся совместные исследования в области теории управления, системного анализа, исследования операций и новых информационных технологий. В Учебно-научном центре ежегодно проходят специализацию свыше 50 студентов 3–5-х курсов Института математики, экономики и информатики ИГУ. Сотрудники Института возглавляют 3 кафедры в ИГУ, ведут преподавательскую работу в Байкальском государственном университете экономики и права, Национальном Иркутском государственном техническом университете, Восточно-Сибирской государственной академии образования, Иркутском государственном университете путей сообщения. За отчетный период работниками Института издано 7 учебных пособий. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ВУЗАМИ

Институт динамики систем и теории управления СО РАН ФИНАНСИРОВАНИЕ

Институт динамики систем и теории управления СО РАН СРЕДНЕМЕСЯЧНАЯ ЗАРАБОТНАЯ ПЛАТА

Институт динамики систем и теории управления СО РАН Учреждение Российской академии наук Институт динамики систем и теории управления сохранил и усилил свои позиции по утвержденным ему основным научным направлениям, получены приоритетные результаты: в области методов качественного исследования эволюционных уравнений и динамических систем, в области качественной теории и методов управления с приложениями, в области разработки теоретических основ и технологий информационно- вычислительных задач в компьютерных средах. Институт располагает современным информационно-вычислительным комплексом, позволяющим проводить в рамках ИНЦ СО РАН научные исследования на высоком уровне. Институт обладает квалифицированными научными кадрами, целенаправленная работа с научной молодежью позволила за отчетный период снизить средний возраст научных работников института с 43,9 лет до 42,1 лет (кандидатов наук с 41,4 лет до 38,2 лет).

Институт динамики систем и теории управления СО РАН СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!