«СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства5/16/20131 ПРОГРАМНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КЛАСТЕРНОГО УРОВНЯ СЕМЕЙСТВА «СКИФ» 03.12.2004 Переславль-Залесский. - презентация

1 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства5/16/20131 ПРОГРАМНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КЛАСТЕРНОГО УРОВНЯ СЕМЕЙСТВА «СКИФ» Переславль-Залесский This presentation will probably involve audience discussion, which will create action items. Use PowerPoint to keep track of these action items during your presentation In Slide Show, click on the right mouse button Select Meeting Minder Select the Action Items tab Type in action items as they come up Click OK to dismiss this box This will automatically create an Action Item slide at the end of your presentation with your points entered.

2 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства5/16/20132 T-FortranT-Fortran

3 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/20133 T-Fortran = Fortran + Т-Система Гладкое расширение языка Fortran Гладкое расширение языка Fortran Программы на T-Fortran могут компилироваться Программы на T-Fortran могут компилироваться штатными Fortran-компиляторами (предназначен для последовательного исполнения T-Fortran-программ) штатными Fortran-компиляторами (предназначен для последовательного исполнения T-Fortran-программ) специализированным компилятором TF2TC (предназначен для параллельного исполнения T- Fortran-программ) специализированным компилятором TF2TC (предназначен для параллельного исполнения T- Fortran-программ) TF2TC: программы на T-Fortran транслируется в программы на T++, способные выполняться в параллельном режиме под управлением Т- Системы TF2TC: программы на T-Fortran транслируется в программы на T++, способные выполняться в параллельном режиме под управлением Т- Системы

4 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/20134 Принцип работы транслятора TF2TC Выделенная частьнадстройка к взятому за основу транслятору f2c

5 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/20135 T-Fortran: поддержано Т-инструкции соответствующие ключевым словам языка T++ Т-инструкции соответствующие ключевым словам языка T++ TVAL Т-переменная TVAL Т-переменная TFUN Т-функция TFUN Т-функция TPTR Т-указатель на Т-переменную TPTR Т-указатель на Т-переменную COMMON-блоки COMMON-блоки Работа с графической библиотекой PGPLOT Работа с графической библиотекой PGPLOT

6 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/20136 T-Fortran, пример программы (1/2) C TVAL res C TVAL res_sum integer width, step, result parameter (width=1024, step=64) integer a, b real res(((width/step)*(width/step))) real res_sum integer rescount, offset_x, offset_x rescount = 1 do a=1, width/step screen_pos_x = 0 do b=1, width/step offset_x = (b-1)*step offset_y = (a-1)*step res(rescount) = render(offset_x, offset_y) rescount = rescount + 1 end do res_sum = 0 do i=1, rescount res_sum = res_sum + res(i) end do result = res_sum;

7 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/20137 T-Fortran, пример программы (2/2) C TFUN render function render(offset_x, offset_y) integer offset_x, offset_y integer ia(64,64) real ia_real character *10 filename character *2 pr_name integer rk, i, j rk = trank() if (rk.le. 9) then filename = char(rk+ichar('0'))//"_rk.res" else pr_name = char(rk/10+ichar('0'))//char(mod(rk,10)+ichar('0')) filename = pr_name//"_rk.res" end if do i=1, 64 do j=1, 64 ia(i,j) = pixel_color(i + offset_x, j + offset_y) end do end do open (33, filename, access='append') write(33,*) offset_x, offset_y, ia close (33) render=1 end

8 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства5/16/20138 MultiGen OpenTS)

9 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/20139 ПО MultiGen

10 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ ПО MultiGen Мультиконформационный анализ биологической активности соединений комбинация Мультиконформационный анализ биологической активности соединений комбинация алгоритм MultiGen: поиск конформеров алгоритм MultiGen: поиск конформеров алгоритм BiS: 3D-QSAR метод моделирования рецептора алгоритм BiS: 3D-QSAR метод моделирования рецептора Организация вычислений на кластере «СКИФ» дает возможность реализации алгоритмов в полном варианте с рассмотрением всех возможных направлений поиска и в широком интервале энергий Организация вычислений на кластере «СКИФ» дает возможность реализации алгоритмов в полном варианте с рассмотрением всех возможных направлений поиска и в широком интервале энергий

11 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ MultiGen: учет конформационного многообразия Мультиконформационная модель агониста 5-HT 1A рецептора (противовоспалительные средства) pIC 50 = p = pIC 50 = 8.00 p = Примеры наиболее и наименее активных конформеров одной молекулы Качество прогноза биологической активности с рассмотрением всех возможных конформеров существенно превосходит результаты существующих работ, например (Guccione S. et al//J.Comput-Aided Mol. Design p

12 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ ПО MultiGen

13 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Иллюстрация схемы Уровень 0 Уровень 1 Уровень 2 Мультиконформационная модель К0 К11К12 К21 К22

14 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Тестовые расчеты на кластере СКИФ реализация ПО MultiGen на Т++ (OpenTS 3.0) National Cancer Institute USA Reg.No. NCI (противоСПИД- ное средство) Компания TOSLAB (Россия-Бельгия) Reg.No. TOSLAB A (противовоспали- тельное средство) National Cancer Institute USA Reg.No. NCI (противоСПИДное средство)

15 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Тестовые расчеты на кластере СКИФ реализация ПО MultiGen на Т++ (OpenTS 3.0) СоединениеАтомов Связей вра- щения Число конфор- меров Время исполнения мин.:с и КПД% 1 узел4 узла16 узлов NCI :33 100% 3:21 71% 1:22 44% TOSLAB A :27 100% 39:23 73% 16:09 45% NCI :19 100% 95:57 69% 34:48 48%

16 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ MultiGen: Апробация 17 статей 17 статей 6 конференций 6 конференций EuroQSAR-2000 (Dusseldorf, Germany, 2000) EuroQSAR-2000 (Dusseldorf, Germany, 2000) From Genes to Drugs via Crystallography (Erice, Italy, 2002) From Genes to Drugs via Crystallography (Erice, Italy, 2002) Jahrestagung der Deutschen Pharmazeutischen Gesellschaft (Berlin, Germany, 2002) Jahrestagung der Deutschen Pharmazeutischen Gesellschaft (Berlin, Germany, 2002) Doktorandentagung (Dusseldorf, Germany, Marz 2003) Doktorandentagung (Dusseldorf, Germany, Marz 2003) I и II Национальные Конференции "Информационно- вычислительные технологии в решении фундаментальных научных проблем и прикладных задач химии, биологии, фармацевтики, медицины" MultiGen получил первые премии в номинации "Моделирование и визуализация" I и II Национальные Конференции "Информационно- вычислительные технологии в решении фундаментальных научных проблем и прикладных задач химии, биологии, фармацевтики, медицины" MultiGen получил первые премии в номинации "Моделирование и визуализация" Сотрудничество: России, Италии, Германии, Великобритании, Бельгии, Швейцарии, Мексике. Сотрудничество: России, Италии, Германии, Великобритании, Бельгии, Швейцарии, Мексике.

17 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ MultiGen: Апробация Результаты использованы в трех успешных защитах Результаты использованы в трех успешных защитах Бургарт Я.В. Функционализированные гетероциклы на основе фторсодержащих 1,3-ди- и 1,2,4- трикарбонильных соединений. Дисс. докт. наук, Уральский государственный технический университет, Екатеринбург, c. Бургарт Я.В. Функционализированные гетероциклы на основе фторсодержащих 1,3-ди- и 1,2,4- трикарбонильных соединений. Дисс. докт. наук, Уральский государственный технический университет, Екатеринбург, c. Гришина М.А. Теоретическое исследование азагетероциклов: анализ реакционной способности и биологической активности. Дисс. канд. наук, Уральский государственный технический университет, Екатеринбург, c. Гришина М.А. Теоретическое исследование азагетероциклов: анализ реакционной способности и биологической активности. Дисс. канд. наук, Уральский государственный технический университет, Екатеринбург, c. Ph.D. Samantha Perspicace, Italy Ph.D. Samantha Perspicace, Italy

18 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ MultiGen/T++: новые возможности Параллельная реализация алгоритма дает возможность существенного расширения круга решаемых задач и получения принципиально новых результатов в исследованиях механизмов действия лекарственных средств. Параллельная реализация алгоритма дает возможность существенного расширения круга решаемых задач и получения принципиально новых результатов в исследованиях механизмов действия лекарственных средств.

19 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства5/16/ Adept-C (Кардиология)

20 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ эксперты ? СКИФ KЭСРВ врач пациент кардиометр 1.Хранение и обработка данных 2.Постановка диагноза 3.Выдача рекомендаций 4.Дистанционное консультирование 1.Хранение и обработка данных 2.Постановка диагноза 3.Выдача рекомендаций 4.Дистанционное консультирование Adept-C: цель проекта

21 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Adept-C: Основные технологии, использованные в проекте Параллельные вычисления (C++, MPI) Параллельные вычисления (C++, MPI) Клиент-серверное взаимодействие (TCP/IP, XML) Клиент-серверное взаимодействие (TCP/IP, XML) Многопоточная обработка множественных запросов с динамической балансировкой нагрузки Многопоточная обработка множественных запросов с динамической балансировкой нагрузки Работа с базой данных (PostgreSQL) Работа с базой данных (PostgreSQL) Использование Java для организация АРМ клиента Использование Java для организация АРМ клиента Работа с внешними устройствами (Кардиометр- МТ) Работа с внешними устройствами (Кардиометр- МТ)

22 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Adept-C: оригинальность По результатам работы получено положительное решение о выдаче патента на изобретение /14(002527) от «Информационно-аналитическая система в области телемедицины» По результатам работы получено положительное решение о выдаче патента на изобретение /14(002527) от «Информационно-аналитическая система в области телемедицины»

23 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Adept-C: функциональная схема

24 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Тестирование реактивности отклика системы на кластере «СКИФ» Результаты тестирования ускорения модели сердечной деятельности на кластере «СКИФ» Adept-C: результаты тестов

25 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства5/16/ FlameFlame

26 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Система мониторинга FLAME. Функции: мониторинг состояния вычислительных модулей (ВМ) мониторинг состояния вычислительных модулей (ВМ) мониторинг статуса линков системной сети мониторинг статуса линков системной сети мониторинг логов сериальных консолей ВМ мониторинг логов сериальных консолей ВМ визуализация контролируемых параметров (метрик) визуализация контролируемых параметров (метрик) автоматические реакции на критические значения метрик (активный мониторинг) автоматические реакции на критические значения метрик (активный мониторинг) управление состоянием ВМ посредством сервисной сети управление состоянием ВМ посредством сервисной сети

27 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ FLAME: схема мониторинга Состояние комплекса = результату вычисления некоего заданного набора функций, каждая из которых зависит от ряда измеряемых параметров контролируемых устройств Состояние комплекса = результату вычисления некоего заданного набора функций, каждая из которых зависит от ряда измеряемых параметров контролируемых устройств Пример функции: логическое "И" от работоспособности всех входящих в комплекс устройств Пример функции: логическое "И" от работоспособности всех входящих в комплекс устройств Конфигурационный файл: Конфигурационный файл: имеет формат XML имеет формат XML содержит описание функций и интервалы повтора их вычислений содержит описание функций и интервалы повтора их вычислений задает структуру формируемых XML-файлов с запрашиваемыми данными задает структуру формируемых XML-файлов с запрашиваемыми данными

28 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ FLAME: структура системы (1/2) Агенты Агенты непосредственно взаимодействуют с ОС и аппаратурой непосредственно взаимодействуют с ОС и аппаратурой запускаются по запросу запускаются по запросу осуществляют сбор и передачу данных менеджеру осуществляют сбор и передачу данных менеджеру Менеджер FLAME Менеджер FLAME поддерживает динамическую БД (хранилище поддерживает динамическую БД (хранилище метрик) метрик) осуществляет сбор, обработку и кеширование данных осуществляет сбор, обработку и кеширование данных передает данные консоли передает данные консоли через сервисную сеть управляет состоянием ВМ через сервисную сеть управляет состоянием ВМ выполняет автоматические реакции на критические значения метрик выполняет автоматические реакции на критические значения метрик

29 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ FLAME: структура системы (2/2) Консоль Консоль клиентская программная компонента клиентская программная компонента реализует визуализацию и управлению реализует визуализацию и управлению запрашивает у менеджера FLAME данные для визуализации запрашивает у менеджера FLAME данные для визуализации передает менеджеру FLAME параметры для управления ВМ передает менеджеру FLAME параметры для управления ВМ предоставляет сериальную консоль для взаимодействия с ВМ предоставляет сериальную консоль для взаимодействия с ВМ Используемые протоколы взаимодействия: SNMP и HTTP. Используемые протоколы взаимодействия: SNMP и HTTP.

30 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ FLAME: работа с сервисной сетью

31 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства5/16/ TDBTDB

32 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ TDB: предтечи и аналоги P2D2: Portable Debugger for Parallel and Distributed Programs, NASA, 1994, Doreen Cheng, Robert Hood [3] P2D2: Portable Debugger for Parallel and Distributed Programs, NASA, 1994, Doreen Cheng, Robert Hood [3] TotalView: Etnus TotalView: Etnus DDT: Distributed Debugging Tool, Streamline Computing DDT: Distributed Debugging Tool, Streamline Computing

33 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ TDB: основные архитектурные принципы Архитектура TDB Архитектура TDB распределенная и многокомпонентная распределенная и многокомпонентная открытая и переносимая открытая и переносимая гибкая гибкая многопользовательская многопользовательская

34 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ TDB: распределенность и многокомпонентность 1) Первичный демон 2) Вторичный демон 3) Центральный сервер 4) Клиентский компонент 5) Сервер отладки

35 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ TDB: открытость и переносимость TDB-протокол (прикладной уровень) TDB-протокол (прикладной уровень) определяет интерфейс взаимодействия различных компонентов ПС TDB; определяет интерфейс взаимодействия различных компонентов ПС TDB; дает возможность использовать различные реализации компонентов: дает возможность использовать различные реализации компонентов: различные реализации клиентских компонентов; возможность поддержки различных базовых отладчиков; возможность поддержки нестандартных программных сред и аппаратных платформ

36 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ TDB: гибкость использование свободно-доступных программных компонентов использование свободно-доступных программных компонентов АСЕ, libxml++, bonobo, libpcre, libgtk2.x, scintilla, gnome-debug-tdb (на основе gnome-debug) АСЕ, libxml++, bonobo, libpcre, libgtk2.x, scintilla, gnome-debug-tdb (на основе gnome-debug) возможность использования коммерческих продуктов возможность использования коммерческих продуктов в качестве большинства компонентов. Пример: сервер отладки в качестве большинства компонентов. Пример: сервер отладки

37 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ TDB: подробности реализации Linux Linux 32-разрядныая архитектура Intel Xeon/AMD Athlon, дистрибутивы: Debian, RedHat 32-разрядныая архитектура Intel Xeon/AMD Athlon, дистрибутивы: Debian, RedHat 64-разрядныая архитектура AMD Opteron, дистрибутив SuSe 64-разрядныая архитектура AMD Opteron, дистрибутив SuSe открытый мост над частными водами поддерживаемые реализации MPI платформы LAM MPI LAM MPI MPICH MPI MPICH MPI SCALI MPI SCALI MPI MP-MPICH MPI MP-MPICH MPI

38 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ GTDB: интерфейс к TDB интуитивность представление информации в легко считываемом, удобном виде многократное увеличение объема поступающей информации

39 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ TDB: поддержка Т-системы Tbreak: пример примитива, ориентированного на Т-систему установка точки останова (breakpoint) установка точки останова (breakpoint) проблема: проблема: засыпание: приостановка выполнения вызова Т- функции по «неготовности» переменных засыпание: приостановка выполнения вызова Т- функции по «неготовности» переменных выбор на исполнение экземпляра Т-функции, готового к выполнению. выбор на исполнение экземпляра Т-функции, готового к выполнению. Останов происходит в другом экземпляре вызова Т- функции Останов происходит в другом экземпляре вызова Т- функции Tbreak: останов происходит только в неявно специфицированном экземпляре вызове Т-функции Tbreak: останов происходит только в неявно специфицированном экземпляре вызове Т-функции

40 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства5/16/ АКТИС ИИ)

41 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ АКТИС: классификация текстов Особенность АКТИС: использование в качестве терминов не только отдельных слов (как это принято обычно), но и осмысленных именных групп. Особенность АКТИС: использование в качестве терминов не только отдельных слов (как это принято обычно), но и осмысленных именных групп. Эксперименты показали, что такой подход приводит к увеличению точности и полноты классификации. Эксперименты показали, что такой подход приводит к увеличению точности и полноты классификации. Реализация системы на кластерной архитектуре показала высокую степень эффективности распараллеливания работы системы Реализация системы на кластерной архитектуре показала высокую степень эффективности распараллеливания работы системы

42 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ АКТИС: классификация текстов

43 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства5/16/ INEX ИИ)

44 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ INEX: извлечение информации Цель: извлечь значимую информацию определенного типа из (больших массивов) неструктурированного текста для дальнейшей аналитической обработки извлечь значимую информацию определенного типа из (больших массивов) неструктурированного текста для дальнейшей аналитической обработки Результат: заполненные структуры данных предопределенного формата (экзофреймы) заполненные структуры данных предопределенного формата (экзофреймы)

45 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ INEX: архитектура системы извлечения информации

46 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ INEX: пример анализа текста ФРАГМЕНТ ЛЕНТЫ НОВОСТЕЙ Японская фирма Victor Company of Japan представила новый DVD-проигрыватель JVC XV-A707 с возможностью воспроизведения дисков DVD-Audio. Подробнее… Компания MAS Elektronik представила новый стационарный DVD-рекордер Xoro HSD R545 со встроенным ТВ-тюнером и возможностью записи дисков стандарта DVD+R/RW. Подробнее…

47 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства5/16/ Синтез фокусированных радиолокационных изображений OpenTS)

48 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Специфика дистанционного зондирования Земли в радиолокационном диапазоне длин волн возможность получения радиолокационного изображения местности, соизмеримого по детальности с фотографией; способность выявлять объекты и различные пространственные структуры под растительным покровом, снегом, льдом, специальными маскировочными средствами; возможность выявления на воде и суше движущихся объектов, включая измерение параметров их движения; независимость от погодных условий и времени суток

49 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Программная система синтеза фокусированных радиолокационных изображений Программная система предназначена для формирования фокусированных радиолокационных изображений из голограмм радиолокационной станции космического базирования «Алмаз». Программа синтеза реализована на языке программирования Т++.

50 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Особенности программной реализации Возможность обработки в режиме автоматической фокусировки изображения Возможность автоматического сохранения полученных результатов с целью ускорения обработки поступающих данных Отображение статистики в нижней части окна Вывод оператору всевозможных сообщений об ошибках

51 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Количество процессоров Время выполнения для режима автофокусировки, с Программная система синтеза фокусированных радиолокационных изображений Зависимость времени обработки радиолокационной голограммы от количества задействованных процессоров

52 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства5/16/ Mоделированиe широкополосных пространственно- временных радиолокационных сигналов OpenTS)

53 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Программная система моделирования широкополосных пространственно-временных радиолокационных сигналов Программная система предназначена для моделирования сигнала с одно- и много- точечной фоно-целевой обстановкой (кадр) на земной поверхности для вводимых пользователем параметров сигнала и съемки. Программа моделирования реализована на языке программирования Т++. Возможность формирования в результате моделирования голограммы и последующая ее обработка с целью получения радиолокационного изображения Возможность сохранения синтезированной голограммы и синтезированного изображения Отображение статистики в нижней части окна Вывод оператору всевозможных сообщений об ошибках Особенности программной реализации:

54 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Программная система моделирования широкополосных пространственно-временных радиолокационных сигналов Количество процессоров Время выполнения при размере моделируемой обстановки 50 х 50 точек, с Зависимость времени синтезирования радиолокационной голограммы от количества задействованных процессоров

55 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства5/16/ Аэромеханика подвижных плохообтекаемых тел OpenTS)

56 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Программный комплекс «Аэромеханика подвижных плохообтекаемых тел» предназначен для моделирования двумерного нестационарного обтекания сплошной жидкой или газообразной средой различных твердых тел при малых дозвуковых скоростях, когда среду можно считать эффективно несжимаемой позволяет моделировать режимы авторотации и автоколебаний тел, имеющих одну вращательную степень свободы (при заданном перемещении точки закрепления) исследовать обтекание тел, имеющих три степени свободы (одну вращательную и две поступательные) и движущихся под действием заданных сил задача важна для областей, в которых необходимо рассматривать нестационарные дозвуковые течения около вращающихся или колеблющихся плохообтекаемых тел и экранов (оперенные тела при поперечном обтекании, ветроэнергетические установки, флюгера, антенные устройства)

57 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Достоинства комплекса Различные режимы работы (последовательный, T-система) Различные режимы работы (последовательный, T-система) Новые алгоритмы и последние достижения механики в области вихревых методов Новые алгоритмы и последние достижения механики в области вихревых методов Удобное задание параметров Удобное задание параметров Визуализация процесса моделирования Визуализация процесса моделирования

58 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Комплекс позволяет задавать разнообразные параметры и контролировать процесс моделирования

59 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Моделирование обтекания вертушки (1 процессор, случай идеальной жидкости при наличии одной вращательной степени свободы) Моделирование обтекания цилиндра (8 процессоров, случай вязкой жидкости при наличии трех степеней свободы) Примеры расчетов

60 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ ТестированиеТестирование Обтекание идеальной средой вертушки с 4 лопастями в течение 500 шагов по времени Обтекание идеальной средой вертушки с 4 лопастями в течение 500 шагов по времени Использовались Использовались Кластер «СКИФ» НИИ механики МГУ Кластер «СКИФ» НИИ механики МГУ LAM MPI LAM MPI компиляция с полной оптимизацией компиляция с полной оптимизацией OpenTS с двумя расширениями OpenTS с двумя расширениями метапланировщик метапланировщик асинхронная память асинхронная память

61 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Ускорение на кластере Процес- соров 1248 Time (sec) КПД % 100%82%66%44%

62 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства5/16/ Поточечное преобразование полутоновых и цветных изображений OpenTS)

63 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Порядок получения и обработки данных дистанционного зондирования Земли Архив данных ДЗЗ Центр обработки спутниковой информации Потребители Научно-исследовательский институт космических систем Служба сбора и распределения заявок Подсистема планирования съемки Станция приема информации Спутник- ретранслятор Рабочая программа Видеоданные КА ДЗЗ Станции управления и контроля Станция приема информации Каналы передачи данных Видеоданные

64 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Поточечное преобразование полутоновых и цветных изображений с целью изменения статистических характеристик изображений и повышения дешифровочных свойств с целью изменения статистических характеристик изображений и повышения дешифровочных свойств Решаемые задачи (1/2): Решаемые задачи (1/2): преобразование вида негатив/позитив; преобразование вида негатив/позитив; расширение динамического диапазона изображения; расширение динамического диапазона изображения; линейное преобразование яркости и контраста изображения; линейное преобразование яркости и контраста изображения; кодирование спектрозональных изображений в ложных цветах; кодирование спектрозональных изображений в ложных цветах; ахроматизация цветных и спектрозональных изображений; ахроматизация цветных и спектрозональных изображений;

65 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Поточечное преобразование полутоновых и цветных изображений Решаемые задачи (2/2): Решаемые задачи (2/2): нормализация статистических характеристик изображения (линейное преобразование параметров распределения сигналов изображения к заданным значениям); нормализация статистических характеристик изображения (линейное преобразование параметров распределения сигналов изображения к заданным значениям); эквализация гистограмм, в результате которой функция распределения результирующего изображения принимает равномерный вид; эквализация гистограмм, в результате которой функция распределения результирующего изображения принимает равномерный вид; псевдоцветовое кодирования, в результате которого полутоновое изображение преобразуется в цветное; псевдоцветовое кодирования, в результате которого полутоновое изображение преобразуется в цветное; декорреляция спектральных компонент цветных и спектрозональных изображений. декорреляция спектральных компонент цветных и спектрозональных изображений.

66 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Основные виды поточечной обработки изображений Исходное полутоновое изображение Расширение динамического диапазона Псевдоцветовое кодирование Исходное полутоновое изображение Декорреляция спектральных каналов Эквализация гистограмм

67 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ АлгоритмАлгоритм Поточечное преобразование элементов изображения изначально ориентировано на параллельную обработку: обработка каждого элемента изображения производится независимо от других Для снижения вычислительной сложности используется метод просмотровых таблиц

68 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Метод просмотровых таблиц 1. Формируется таблица соответствия между значениями кодов исходного и результирующего изображений. Размерность таблицы определяется разрядностью кодовых значений исходного изображения. 2. С использованием таблицы соответствия (просмотровой таблицы) происходит присвоение значений элементам результирующего изображений на основе кодов исходного (реализовано в модуле преобразования изображения на алгоритмическом языке Т++ и исполняется в параллельном режиме).

69 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Результаты тестирования программного комплекса При тестировании программного комплекса была реализована функция псевдоцветового кодирования методом равных насыщенностей. Программа выполнялась на кластере из 16 двухпроцессорных узлов. В результате обработки тестового изображения размерами 14319х13187 сформированы цветные изображения соответствующих размеров. Число НОД Время расчета, с ,7

70 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства5/16/ Компилятор TG++ (OpenTS)

71 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Компилятор TG++ предназначен для компиляции программ, написанных на языке T++ один из входных языков Т-системы (OpenTS) предназначен для компиляции программ, написанных на языке T++ один из входных языков Т-системы (OpenTS) построен на базе известного свободного компилятора GCC, как новый front-end этого компилятора. построен на базе известного свободного компилятора GCC, как новый front-end этого компилятора. ввиду синтаксической близости языка T++ к языку C++, реализация front-end-а языка T++ строилась на основе front-end-а языка C++ ввиду синтаксической близости языка T++ к языку C++, реализация front-end-а языка T++ строилась на основе front-end-а языка C++

72 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 5/16/ Благодарю за внимание! Готов ответить на ваши вопросы...