Ключевые люди




Дата11.02.2017
Размер33.2 Kb.
Просмотров84
Скачиваний0

79
КЛЮЧЕВЫЕ ЛЮДИ
май · 2014 78
КЛЮЧЕВЫЕ ЛЮДИ
май · 2014
ALMA MATER
Инна Гурьянова | фото автора и ЮУрГУ
Глеб РАДЧЕНКО, кандидат физико-математических наук, доцент, декан факультета вычислительной математики и информатики, Южно-Уральский государственный универ- ситет (Национальный исследовательский университет)
«Приготовьтесь, сейчас будет очень, очень шумно!» — примерно так уже 6 лет в суперкомпьютерном центре
ЮУрГУ начинают экскурсии по машинным залам, за железными дверьми которых бесперебойно шумят одни из лучших суперкомпьютеров мира. Правда, действительно шумно только от самого старого супер- компьютера (под названием «СКИФ Урал»). Две но- вые системы (хотя они в 30 раз мощнее) практически бесшумны, так как охлаждение в них уже жидкост- ное и вентиляторов в машинных залах нет. Тысячи соединительных проводов, сотни лампочек, десятки железных шкафов и монитор, отображающий состоя- ние системы, — вот как выглядит компьютерное чудо, которое, словно огромный мегаполис, имеет свои законы, связи и транспортные потоки.
Если говорить официально, то суперкомпьютер — это вычислительная система, мощность которой пре- восходит большинство существующих компьютеров на порядок. Чтобы немного похвастаться, покажу вам текущий рейтинг, в который попадают самые мощные суперкомпьютеры планеты (TOP500). Можно подумать: «Ну-у-у, даже смотреть и расстраиваться не буду! Где — Челябинск, а где — самые мощные систе- мы Земли?!» Спешу вас обрадовать: оказывается, у нас в Челябинске, в ЮУрГУ, установлен суперкомпью- тер («Торнадо ЮУрГУ»), который комфортно располо- жился на 127-м месте рейтинга (напомню — в мире!).
Мощности наших суперкомпьютеров доступны каждому, у кого есть Интернет и умение поставить задачу на суперкомпьютер. Но важнее то, что без этих
«компьютерных мозгов» невозможно представить современную науку и производство. Какие же задачи решаются на таких суперкомпьютерах? Суперкомпью- терное моделирование позволяет провести такие экс- перименты, которые невозможно (или крайне сложно) воспроизвести в реальном мире. Везде, где мы можем использовать математическое моделирование вместо реальных экспериментов, могут использоваться супер- компьютеры. Спектр применения весьма обширен: мо- делирование сложных конструкций, сложные модели человеческого тела, модели химических и физических процессов, двигателей внутреннего сгорания и реак- тивных двигателей, моделирование климата, соци- альных явлений, визуализация сложнейших 3D-сцен, решение биржевых задач (роботрейдинг)….
Самый яркий пример — составление прогноза погоды. Чтобы узнать погоду на завтра, можно по- гадать на кофейной гуще, или довериться народным приметам, или подождать ровно один день — тогда точно узнаете, какая погода на улице. А можно загру- зить в суперкомпьютер данные о текущем состоянии погоды, исторические данные, карту давлений, карту ветров, карту температур, и на их основе, примерно через час работы, мы сможем узнать, какова будет ситуация в Челябинске в ближайшие сутки, три дня, неделю и так далее. Причем не только температуру, но и направление ветра, давление, облачность и т.п.
Так, мы можем узнать, например, куда и как будут направлены потоки воздуха вокруг предприятий региона, будут ли какие-то застойные явления у нас в городе, сможем ли мы дышать завтра…
Также суперкомпьютеры позволяют моделировать различные инженерные конструкции, например про- изводить виртуальное моделирование автомобилей и виртуальные краш-тесты (от англ. сrush — «авария»).
Новые модели автомобилей можно проверить сле- дующим образом: вы загружаете геометрию модели
(которая включает в себя всё, от кузова до мельчай- шего винтика в водительском кресле), указываете все материалы, из которых состоят ее детали, формируете виртуальный испытательный стенд (где какие пре- пятствия располагаются), внутрь загружаете модель человека, задаете скорость и направление движения автомобиля и проводите краш-тест внутри суперком- пьютера, что позволяет оценить безопасность авто.
На подобных виртуальных тестах можно выявить недостатки разрабатываемых средств передвижения и устранить их еще до того, как первый тестовый экзем- пляр будет сделан «в железе». А так как для проведения таких виртуальных экспериментов не требуется долгих приготовлений или баснословных затрат на изготовле- ние испытательных образцов, дизайнер может про- верить жизнеспособность своих самых смелых идей в течение нескольких дней или даже часов.
Еще одной интересной задачей, решаемой при помощи суперкомпьютеров, является моделирова- ние человеческого тела. Такие модели позволяют, например, рассчитать, какие возможные повреж- дения ждут человека при том же самом столкнове- нии автомобиля. На наших суперкомпьютерах мы тестируем новые виды одежды, легкие, но прочные бронежилеты, анализируем риски нахождения человека под воздействием мощных электрических полей. А вспомните олимпийцев — как вы думаете, каким способом для них разрабатывается одежда и снаряжение? Верно — именно на суперкомпьютере, ведь экипировка не просто должна быть красивой, удобной и подходящей по размеру. Всё снаряжение олимпийских спортсменов направлено на достиже- ние максимальных результатов. А в современном спорте важным становится превосходство на деся- тые и сотые доли секунды! Тут уже нельзя пренебре- гать такими вещами, как сопротивление воздуха или воды, вязкость снега. Одежда, экипировка и техника, смоделированные на суперкомпьютерных системах, позволяют минимизировать влияние этих факторов, раскрывая новые грани человеческих возможностей. Надо отметить, что хотя точность виртуального эксперимента и высока (особенно если у нас есть качественная модель и точные данные), но математическая модель — это некая абстракция, которая позволяет только оценить характеристики моделируемой системы. Поэтому после серии вирту- альных экспериментов всегда проводятся реальные эксперименты.
Поставлены перед суперкомпьютерами сегодня и вопросы планетарного масштаба: что будет, когда глобальное потепление достигнет своего пика, что произойдет, когда растает шапка Северного полюса, что происходило во Вселенной в момент большо- го взрыва? На пике популярности сейчас задача моделирования человеческого мозга. На данный момент мощности суперкомпьютера недостаточно, чтобы сравниться с человеческим мозгом, потому что мозг — это крайне мощная и сложная система.
Однако есть прогноз, что в период с 2025 по 2050 год все-таки могут появиться вычислительные систе- мы, сопоставимые по мощности с мозгом человека.
Когда это случится, могут быть раскрыты загадки, над которыми бьются ученые: как мозг работает, как происходит мыслительный процесс, что лежит в ос- нове опасных заболеваний мозга. Хотя, если сказать честно, самым главным стимулом для научного про- гресса всегда была и остается жажда знаний. А все открытия — это так, побочный результат удовлетво- рения собственного любопытства.
На сегодняшний день перед суперкомпьютерами поставлены вопросы глобального
масштаба. Без них не обходится ни одно производство, а ученые всего мира все-
рьез верят в то, что однажды мощность суперкомпьютера будет равна мощности
человеческого мозга. Так ли это, и какие открытия делают челябинские ученые?
Ответы на эти вопросы — в нашей постоянной рубрике «Alma Mater».
« М Е ГА М О З Г »
Есть прогноз, что в период с 2025 по
2050 год все-таки могут появиться
вычислительные системы, сопостави-
мые по мощности с мозгом человека.
Одежда олимпийцев разрабатывалась
на суперкомпьютере, ведь вся экипи-
ровка спортсменов направлена на дос -
тижение максимальных результатов.
Суперкомпьютер «Торнадо ЮУрГУ»


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал