Огляд проектів за тематичними напрямами ( як це виглядає з точки зору виконавців проектів )

1. Огляд проектів за тематичними напрямами (як це виглядає з точки зору виконавців проектів) Матеріалознавство (ІПМ ім. І.М. Францевича, Київ; ІПФ, Суми) Програмування, механіка, … (ІК ім. В.М. Глушкова ) Програмування, будівництво, … (ІК ім. В.М. Глушкова ) Радіофізика (ІРЕ ім. О.Я. Усикова, Харків) Фізика напівпровідників (ІФНП ім. В.Є. Лашкарьова) Фізика плазми (ІФП ННЦ «ХФТІ», Харків) Енергетика (ІПМЕ ім. Г.Є.Пухова, Київ) Економіка (ІЕП, Донецьк)

2. Задачі, щовирішуються в проектах і головні результати, які отримано на даний час Використання кластеру, якщо такий є в інституті Використаннягрід-обчислень в проектах Розробка грідівського ПЗ в проектах Потрібність в консультаціях і технічній допомозі з боку ККП і БКЦ

3. ІПМ ім. І.М. Францевича, Київ.Обсяг фінансування – 74 тис. грн. Модернізація існуючого грід-кластера до рівня тематичного грід-вузла«Перспективні матеріали» як базового для віртуальної організації «Матеріалознавство перспективних матеріалів» • Мультімасштабнемоделювання поведінки композиційних матеріалів при наноіндентувані, інтенсивних статичних і динамічних навантаженнях і діях; комп'ютерного моделювання направленої кристалізації евтектичних сплавів • Головні результати • Проведено: • першопринципнірозрахункищільностістанів для ряду високоентропійних багатоатомних сплавів, • моделювання направленої кристалізації евтектичних сплавів LaB6-MeB2 (Me=Zr,Ti): • закуплено і встановленообчислювальний сервер; • розробленадокументація дляреєстраціївіртуальноїорганізації; • розроблен веб-сайт віртуальноїорганізації. • Як в Вашомупроектівикористовуєтьсясамегрід? • Спроби запуску задач в ВО “BITP” поки, на жаль, були не успішними. • Чирозроблялось будь-яке грідівськепрограмнезабезпечення, сервіси для користувачів, веб-сайти)? • Розроблен веб-сайт віртуальноїорганізації. • Чипотрібнадопомога з боку ККП у виконанні проекту? • Так, допомоганеобхідна для організації запуску задач в грід-середовищі

4. ІПФ, Суми. Обсяг фінансування – 94 тис. грн. Впровадження грід-технологій для вирішення задач мультимасштабного моделювання мікроструктурних перетворень в матеріалах реакторної техніки • Розроблення нових, встановлення та адаптація існуючих програмних кодів для проведення мультимасштабного моделювання мікроструктурних перетворень в реакторних матеріалах при опроміненні. • Головні результати • Проведено моделювання процесів структуроутврення в системі точкових дефектів для матеріалів, що піддаються сталій дії опромінення. • Розвинено формалізм для послідовного опису мікроструктурних перетворень і фазового розшарування у системах, що перебувають у сильно нерівноважних умовах, викликаних дією опромінення. • Використання грід та грід-кластеруІПФ • Розроблені програмні коди для моделювання динаміки дефектів адаптовано для використання у грід-середовищі та апробовано із залученням обчислювальних потужностей віртуальної організації MULTISCALE та потужності грід-кластеруІПФ. • Встановлено програмний пакет LLAMPS для проведення моделювання поведінки та мікроструктурних перетворень конкретних кристалічних систем методами молекулярної динаміки в грід-середовищі, • Встановлено програмний пакет PARADIS для проведення моделювання дислокаційного ансамблю за різних умов механічного навантаження конкретних кристалічних систем. • Чи потрібна допомога з боку ККП у виконанні проекту? • Так. Грід-кластер ІПФ НАН України не ідентифікується в статистиці УНГ

5. ІК ім. В.М. Глушкова. Обсяг фінансування – 84 тис. грн. Н.к.: В.С.Дейнека Розробка математичного та програмного грід-орієнтованого забезпечення для моделювання та прикладних досліджень в галузях механіки, ідентифікації нанопористих матеріалів, біометрії та криптоаналізу. • Створення пакету програм моделювання тривимірних процесів усталеної та неусталеної теплопровідності, пружності та термопружності багатокомпонентних тіл (з прошарками), орієнтованого на виконання багатоваріантного моделювання. • Зокрема, в 2012 р. – створення математичних моделей задач усталеної теплопровідності в багатокомпонентних просторових суцільних середовищах та розробка програмного забезпечення багатоваріантного моделювання цих процесів (розробка розрахункових модулів, орієнтованих на розподілені обчислення в грід-мережі). • Крім того, проектом передбачено створення грід-орієнтованого програмного забезпечення для здійснення криптоаналізу, розробка спеціалізованих лабораторних практикумів по застосуванню грід-технологій в межах навчальних курсів ТНТУ та створення навчального посібника з курсу «Паралельні та розподілені обчислення». • Головні результати • Розроблено математичні моделі задач усталеної теплопровідності в багатокомпонентних просторових суцільних середовищах. • Розроблено архітектуру програмного забезпечення багатоваріантного моделювання процесів теплопровідності, орієнтованого на розподілені обчислення в грід.

6. Розроблено формати файлів вхідних та вихідних даних, схему зберігання даних розв’язуваної задачі в оперативній пам’яті. Написано програмні модулі для роботи з цими форматами. Виконується програмна реалізація обчислювальних алгоритмів згідно розробленої архітектури. • Обґрунтовано та розроблено грід-орієнтоване математичне та програмне забезпечення, що реалізує метод “сендвіч-атаки” на алгоритм Kasumi, алгебраїчний криптоаналіз та метод повного перебору. • Розроблено спеціалізований лабораторний практикум по застосуванню грід-технологій в межах курсів «Паралельні та розподілені обчислення» та «Системне програмне забезпечення» для студентів напряму 6.050102 — Комп'ютерна інженерія, а також для магістрів спеціальності 8.05010201- Комп'ютерні системи та мережі в межах курсу «Інформаційні системи паралельної та розподіленої обробки даних». Підготовано до друку навчальний посібник з курсу «Паралельні та розподілені обчислення». • Як в Вашому проекті використовується саме грід? • Грідвикористовується в якості обчислювального ресурсу для розв’язування цього набору задач. • В межах робіт проекту, що виконуються ТНТУ, грід використовується для апробацій результатів досліджень та забезпечення елементів навчального процесу • Як використовується Ваш грід-кластер? • Ведуться роботи з підключення кластерного комплексу ТНТУ до УНГ з метою його використання в навчальному процесі та в рамках науково-дослідних робіт кафедри. • Чи потрібна допомога з боку КП у виконанні проекту? • Надання методичних рекомендацій щодо адміністративних дій для роботи в грід. (!!!!)

7. ІК ім. В.М. Глушкова. Обсяг фінансування – 84 тис. грн. Н.к.: О.М. Хіміч Впровадження інтелектуальних інформаційних технологій грід-обчислень в міцнісний аналіз наземних і підземних об’єктів, моделювання складних систем та навчання. Впровадження в грід-мережіНАН України інтелектуальних інформаційних технологій аналізу міцності наземних і підземних об’єктів, моделювання складних систем, створених на основі базового прикладного програмного забезпечення (БППЗ). Проект ґрунтується на результатах, одержаних при виконанні в 2010-2011 рр. проекту «Інтелектуалізація інформаційних технологій кластернихобчислень в грід-середовищі». Головні результати Реалізовано в Грід-мережі НАН України програмний комплекс для розв’язання задач міцнісного аналізу об’єктів. Проведено моделювання міцності наземних та підземних об’єктів, зокрема розрахунку міцності захисної оболонки ядерного реактору на обчислювальних ресурсахУкраїнського національного гріду – Інпарком-256 та СКІТ-3. Розширено бібліотеку основних компонентів БППЗ, адаптованих для виконання на гібридних кластерах з графічними прискорювачами. Розроблено і включено до складу БППЗ кластерного комплексу компоненти у вигляді бібліотеки наближення функцій на основі найкращої чебишовської апроксимації. Чи розроблялося будь-яке грідівське програмне забезпечення, сервіси для користувачів, веб-сайти? Розроблено прикладний грід-сервіс для користувачів на основі проміжного програмного забезпечення (middleware) ARC (Advanced Recource Connector) для надсилань завдань на виконання, запиту стану завдання, отримання результатів обчислень тощо.

8. ІРЕ, Харків. Обсяг фінансування – 95 тис. грн. Н.к.: П.М. Мележик Розробка нових методів та програмного комплексу грід-обчислень для задач радіофізики, біофізики та фізики твердого тіла. Чисельне моделювання засобами грід-технологій низки біологічно активних речовин: аналіз топології розподілення електронної густини для визначення зарядів на атомах; визначення можливих механізмів стабільності міжмолекулярних комплексів досліджених сполук, а також конформаційної динаміки фрагментів ДНК у розчині та білково-нуклеїнових комплексів з різним типом деформації структури подвійної спіралі ДНК. У галузі радіофізики: побудова алгоритмів розрахунку характеристик двовимірно-періодичної дифракційної ґратки з метою їх подальшої імплементації в грід-оріентоване програмне забезпечення. Головні результати З використанням програмних пакетів GAMESS та ORCA для сполук були розраховані парціальні атомні заряди та заряди, що відтворюють електростатичний потенціал молекул. Методом молекулярноїдинамікиз використанням програми NAMD виконуєтьсямоделюваннявигинистоїдеформації ДНК у комплексі з пуриновимрепресором. Розробленозагальнуобчислювальну схему для розрахунку характеристик одношаровоїперіодичноїструктури. Як в Вашомупроектівикористовуєтьсясамегрід? Більшість квантово-хімічних розрахунків з використанням ПЗ ORCA було проведено у віртуальної організації Compuchemgridua.

9. Як використовується Ваш грід-кластер? • Кластер використовується для доступу в ВО Compuchemgridua, локальних паралельних обчислювань у пакетах GAMESS та NAMD, розробки та тестуванню грід-орієнтованого ПЗ. Ресурси кластеру надаються ВО Compuchemgridua, Virgo.ua та для індивідуальних проектів, що не підпадають під існуючі ВО. • Чирозроблялось будь-яке грідівськепрограмнезабезпечення, сервіси для користувачів, веб-сайти)? • Так, одним з основних завдань проекту є розробка грідівського ПЗ для галузі радіофізики. • Якщо виконувалася модернізація кластеру, яке обладнання і на яку суму  закуплено. Чи встановлено і вже працює це обладнання? • Для модернізації кластеру закуплено 4 жорстких дисків на загальну суму 11,0 тис. грн. Обладнання встановлено і працює.

10. ІФНП ім. В.Є. Лашкарьова. Обсяг фінансування – 85 тис. грн. Н.к.: О.Є.Бєляєв Інтеграція розрахункових потужностейІФН НАН Україниу національну грід-інфраструктуру та створення програмного забезпечення для моделювання електричних і оптичних характеристик напівпровідникових матеріалів і приладних структур Проведеннямоделюванняелектричних та оптичниххарактеристик напівпровідниковихматеріалів з використаннямметодівМонте-Карло та DFT ab-initioпакетівпрограм. Модернізаціялокальноїмережі для наданнядоступу до розрахунковихпотужностейзовнішнімкористувачам та грід-користувачам. Головні результати Завершена модернізаціялокальноїмережі та зовнішніхканалівпідключення дата-центру ІФН. Створенноновий домен: diagnostics.kiev.uaНаданий доступ до розразунковихпотужностей кластера групам: Інститутнадтвердихматеріалівім. Бакуля НАНУ, Інститутфізичноїхіміїім. Л.В. ПисардевсикогоНАНУ,Інститітядернихдосліджень НАНУ.Забезпечно за 2012р. прорахунокбільше 1000 задач різноїскладності. Якщовиконуваласямодернізація кластеру, яке обладнання і на яку суму  закуплено. Чивстановлено і вжепрацюєцеобладнання?Витрачено50 тис. грн. на закупку модулів до комутаторівсерії HP ProCurve9300m, якіна даний момент встановленні і успішнопрацюють.Чипотрібнадопомога з боку ККП у виконанні проекту?Через брак коштів не можемозапуститиспроектованупритяжну-витяжну систему вентиляціїповітря в дата-центрі, що є причиною нестабільноїроботикластера. Потрібнасума ~200 тис. грн.

11. ІФП ННЦ «ХФТІ». Обсяг фінансування – 65 тис. грн. Н.к.: Д.Л.Греков Модернізація грід-кластеру Інституту фізики плазми ННЦ ХФТІ та оснащення його програмним забезпеченням для розрахунків з фізики плазми Координаційний комітет стислий звіт Інституту фізики плазми не отримав. Кластер ІФП не спостерігається в моніторингу

12. ІПМЕ ім. Г.Є.Пухова. Обсяг фінансування – 65 тис. грн. Н.к.: В.Ф. Євдокимов Створення методів моніторингу, збору та аналізу даних в енергетичній галузі на базі грід-центру з питань енергетики • Проект скерований на використання грід-технологій збору та зберігання розподіленої первинної інформації в газо-, нафто-, електроенергетиці, що орієнтовані на побудову бази даних для моделювання режимів роботи як об’єднаної енергосистеми (ОЕС) України в цілому, так і окремих енергетичних об’єктів. Задача, що вирішується – побудова моделі та прикладного програмного забезпечення для моделювання динамічних режимів магістральних газопроводів з метою передбачення нестандартних режимів та аварійних ситуацій. • Головні результати • На основі моделі лінійної частини газопровідної системи, що була реалізована в 2011 р., створено модель вузла трубопроводу і програми моделювання динамічних режимів трубопровідної мережі. • На даному етапі по закінченні підготовки тестових і презентаційних задач, систему можна буде використовувати для моделювання ситуацій, що не потребують детальних даних, наприклад, визначити зміни температури та тиску газу в часі в вузлах мережі при зміні подачі/розходу газу. • Як в Вашому проекті використовується саме грід? • Модель трубопровідної мережі створена для роботи в асинхронному режимі з розподілом завдань на вузли грід-системи. Цей режим на даний час є в стадії налаштування в системі з кластером Інституту математики НАН України.

13. Як використовується Ваш грід-кластер? • Грід-вузол ІПМЕ ім. Г.Є. Пухова НАН України безперервно функціонує в цілодобовому режимі, надаючи свої обчислювальні ресурси грід-користувачам УНГ. • Прикладами задач, які оброблялися з використанням грід-кластеру в 2012 році є: • моделювання динамічних режимів трубопровідних систем з організацією асинхронного ітераційного процесу; • метод неповної столбцово-рядковоїфакторизації розріджених матриць великої розмірності для економічних застосувань; • криптографічні методи посилення закриття інформації із застосуванням MPI-бібліотек пакета IntelClusterToolkit; • моделювання криптографічних алгоритмів на базі еліптичних кривих; • молекулярно-динамічне моделювання взаємодії низькоенергетичнихнаночастинок та іонів з об'ємними мішенями; дослідження методів паралельної компресії відеоінформації високої чіткості. • Чи розроблялось будь-яке грідівське програмне забезпечення, сервіси для користувачів, веб-сайти)? • Відповідно до задачі проекту в 2012 році проводились роботи зі створення графічного інтерфейсу користувача для моделювання динамічних режимів трубопроводів. ПО розраховано на персональний комп‘ютер, який зв‘язано з кластером ІПМЕ ім.Г.Є.Пухова НАН України, що виступає хост-машиною в програмі моделювання трубопроводів. Інтерфейс користувача розроблено на основі ОС Open SUSE та пакету QT4. • Чи потрібна допомога з боку ККП у виконанні проекту? • Так. З боку ККП колектив потребує консультацій з питань переходу на нове програмне забезпечення, а саме EMI.

14. ІЕП. Обсяг фінансування – 65 тис. грн. Н.к.: Р.М. Лепа Розробка системи розподілених обчислень ситуаційних економіко-математичних моделей в ГРІД • Розробка програмного забезпечення прогнозування економічного розвитку адміністративно-територіальних одиниць України та країни в цілому, адаптованого до розподіленої обробки даних у ГРІД; • розробка системи ситуаційного моделювання економічних процесів, орієнтованої на розподілені обчислення в грід-мережі; • розробка ГРІД порталу «Український економічний ГРІД»; • придбання системного блоку Intel Core i7 3770 (3.2GHz); RAM 16Гб; HDD: 2Тб та монітору: Dell ST2220T. • Головні результати • В стислому звіті наведено очікувані результати, а не ті, що є отриманими у 2012 р. • Як саме використовується грід у проекті? • Використання грід здійснюється за допомогою розробленого програмного забезпечення, функція якого обробляти існуючі економіко-математичні моделі розподілені у грід середовищі. Програмне забезпечення розробляється з підтримкою праці великої кількості користувачів одночасно, яким необхідно постійно отримувати актуальні прогнози по розвитку кількох областей України або країни в цілому. Програмне забезпечення аналізує запити користувача та, відповідно від складності запиту, проводить прогнозування на локальному кластері або в грід. • Чи розроблялось будь-яке грідівське програмне забезпечення, сервіси для користувачів, веб-сайти? • Здійснюється розробка програмного забезпечення прогнозування, адаптованого до розподіленої обробки даних у ГРІД. Ведеться робота над розробкою ГРІД порталу «Український економічний ГРІД» та веб-інтерфейсу системи прогнозування.

15. Інфраструктура інформаційно-аналітичної системи супроводження бюджетного процесу на регіональному рівні

16. Висновки. Згідно із стислими звітами змістовна частина проектів виконується більш-менш успішно. Більш детально і прискіпливо звіти буде розглянуто на звітній конференції- презентації в січні наступного року. Але складається враження, щодо реального широкого використання саме грід-обчислень, стан справ виглядає не стільки оптимістичним. Відповіді на питання ККП про використання гріду дуже не конкретні. Хотілося б знати більш детально, які задачі, кількість задач, що вирішувались як грід-задачі, які чисельні результати отримані саме за допомогою гріду. Ці питання мають бути чітко висветленими в річних звітах і будуть поставленими в січні на конференції кожному доповідачу. Будь ласка, готуйтесь. Ще є час для цього.

17. Мета Програми – не стільки побудова кластерів і використання їх локально для вирішення науково-практичних задач, скільки вирішення таких задач, для яких потрібні технології розподілених обчислень. Це має бути головною і обов’язковоюціллю проектів наступного року. Тільки такі проекти матимуть шанси виграти конкурс. Пропозиція адміністраторам кластерів: більш активно звертайтеся до БКЦ, до колег з інших кластерів, вирішуйте проблеми терміново, час плине душе швидко. Пропозиція до технічного сектору БКЦ. Розробити достатньо детальну методичну інструкцію «How to» для адміністраторів грід-кластерів.