Preview

Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники

Расширенный поиск

Опыт ФИЦ ИУ РАН в предоставлении облачных сервисов высокопроизводительных вычислений для задач материаловедения

https://doi.org/10.17073/1609-3577-2020-4-311-320

EDN: MELVUO

Аннотация

Для решения задач материаловедения в том числе многомасштабного моделирования для синтеза материалов с заданными свойствами в ФИЦ ИУ РАН создана современная цифровая платформа для научных исследований, представляющая собой совокупность центра компетенций, высокопроизводительного вычислительного комплекса и комплекса научных сервисов, предоставляемых исследователям в виде традиционных облачных услуг в режимах программных (SaaS), платформенных (PaaS) и инфраструктурных (IaaS) сервисов, а также с помощью специфических технологий предоставления исследователям научного сервиса как услуги (RaaS, Research as a Service).
Другими примерами научных областей для которых применяются научные сервисы в совокупности с сервисами высокопроизводительных вычислений являются: биомедицинская химия, кристаллография, компьютерная лингвистика, искусственный интеллект.
В статье приводится описание информационно-вычислительной среды ЦКП «Информатика», составляющей основу инструментально-технологической инфраструктуры для макетирования, а также макета системы управления детерминированными научными сервисами цифровой платформы. 
В статье представлены результаты экспериментальных исследований, проведенных применительно к алгоритмам передачи и промежуточного хранения исходных данных, сервисам обмена данными при взаимодействии с пользователем платформы, облачным научным сервисам высокопроизводительных вычислений, алгоритмам взаимодействия адаптеров обмена данными при обеспечении взаимодействия между платформой, актуальных при решении задач многомасштабного моделирования для синтеза материалов с заданным свойствами.
Полученные результаты позволяют оценить практические аспекты функционирования цифровой платформы для научных исследований, предназначенной для эффективной организации научных исследований и управления научной приборной базой в интересах широкого круга исследовательских коллективов и промышленных потребителей.

Об авторах

С. А. Денисов
Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской академии наук
Россия

ул. Вавилова, д. 44, корп. 2, Москва, 119333

Денисов Сергей Анатольевич — ведущий инженер

 



К. И. Волович
Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской академии наук
Россия

ул. Вавилова, д. 44, корп. 2, Москва, 119333

Волович Константин Иосифович — канд. техн. наук, старший научный сотрудник

 



В. А. Кондрашев
Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской академии наук
Россия

ул. Вавилова, д. 44, корп. 2, Москва, 119333

Кондрашев Вадим Адольфович — канд. техн. наук, заместитель директора



Список литературы

1. Зацаринный А. А., Киселев Э. В., Козлов С. В., Колин К. К. Информационное пространство цифровой экономики России. Концептуальные основы и проблемы формирования / под общ. ред. А. А. Зацаринного. М.: ФИЦ ИУ РАН; ООО «НИПКЦ Восход-А», 2018. 236 с.

2. Зацаринный А. А., Кондрашев В. А., Сучков А. П. Система научных сервисов как актуальный компонент научных исследований // Системы и средства информатики. 2019. Т. 29, № 1. С. 25—40. DOI: 10.14357/08696527190103

3. Zatsarinny A. A., Kondrashev V. A., Sorokin A. A. Approaches to the organization of the computing process of a hybrid high-performance computing cluster in the digital platform environment // CEUR Workshop Proceedings: ITHPC 2019 - Short Paper Proc. 5th International Conference on Information Technologies and High-Performance Computing, Khabarovsk, 16–19 September 2019. V. 2426. Khabarovsk, 2019. P. 12—16.

4. Зацаринный А. А., Кондрашев В. А., Сорокин А. А., Денисов С. А. Методы консолидации научных сервисов // Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2019. Т. 22, № 4. С. 302—307. DOI: 10.17073/1609-3577-2019-4-302-307

5. Волович К. И., Денисов С. А. Основные научно-технические проблемы применения гибридных высокопроизводительных вычислительных комплексов в материаловедении // Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2019. Т. 22, № 4. С. 262—267. DOI: 10.17073/1609-3577-2019-4-262-267

6. Абгарян К. К. Многомасштабное моделирование работы многоуровневых элементов памяти, применяемых для создания нейроморфных сетей // Математическое моделирование в материаловедении электронных компонентов: материалы I международной конференции, Москва, 21–23 октября 2019 г. М.: МАКС Пресс, 2019. С. 53—55. DOI: 10.29003/m682.MMMSEC-2019

7. Абгарян К. К. Информационная технология построения многомасштабных моделей в задачах вычислительного материаловедения // Системы высокой доступности. 2018. Т. 14, № 2. С. 9—15.

8. Кондрашев В. А., Волович К. И. Управление сервисами цифровой платформы на примере услуги высокопроизводительных вычислений // Математическое моделирование и информационные технологии в инженерных и бизнес-приложениях: материалы международной научной конференции, Воронеж, 3–6 сентября 2018 г., Воронеж: Воронежский государственный университет, 2018. С. 217—223.

9. Положение о Центре коллективного пользования «Информатика». URL: https://www.frccsc.ru/ckp (дата обращения: 23.06.2020).

10. Зацаринный А. А., Гаранин А. И., Кондрашев В. А., Волович К. И., Мальковский С. И. Оценка надежности гибридного высокопроизводительного вычислительного комплекса при решении научных задач // Системы и средства информатики. 2019. Т. 29, № 2. С. 135—147. DOI: 10.14357/08696527190212

11. Кондрашев В. А. Архитектура системы предоставления сервисов цифровой платформы для научных исследований // Системы и средства информатики. 2018. Т. 28, № 3. С. 131—140. DOI: 10.14357/08696527180310

12. Zatsarinny A. A., Kondrashev V. A., Sorokin, A. A., Denisov S. A. Scientific services consolidation methods // Russian Microelectronics. 2020. V. 49, N 8. P. 612—616. DOI: 10.1134/S1063739720080144

13. Зацаринный А. А., Кондрашев В. А., Сорокин А. А. Алгоритмы управления сервис-ориентированными процессами детерминированных научных сервисов в гибридных вычислительных средах цифровых платформ // Системы высокой доступности. 2020. Т. 16, № 3. С. 5—17. DOI: 10.18127/j20729472-202003-01

14. Волович К. И. Некоторые системотехнические вопросы предоставления вычислительных ресурсов для научных исследований в гибридной высокопроизводительной облачной среде // Системы и средства информатики. 2018. Т. 28, № 4. С. 98—109. DOI: 10.14357/08696527180410

15. Волович К. И., Денисов С. А., Мальковский С. И. Формирование индивидуальной среды моделирования в гибридном высокопроизводительном вычислительном комплексе // Математическое моделирование в материаловедении электронных компонентов: материалы I международной конференции, Москва, 21–23 октября 2019 г. М.: МАКС Пресс, 2019. С. 21—24. DOI: 10.29003/m682.MMMSEC-2019

16. Волович К. И., Денисов С. А. Подходы к организации вычислительного процесса гибридного высокопроизводительного вычислительного комплекса для решения задач материаловедения // Информатика: проблемы, методы, технологии: материалы XX Международной научно-методической конференции, Воронеж, 13–14 февраля 2020 г. Воронеж: “Научно-исследовательские публикации” (ООО “Вэлборн”), 2020. С. 368—377.

17. Volovich K. I., Denisov S. A., Shabanov A. P., Malkovsky S. I. Aspects of the assessment of the quality of loading hybrid high-performance computing cluster // CEUR Workshop Proceedings: ITHPC 2019 - Short Paper Proc. 5th International Conference on Information Technologies and High-Performance Computing, Khabarovsk, 16–19 September 2019. V. 2426. Khabarovsk, 2019. P. 7—11.

18. Микурова А. В., Скворцов В. С., Раевский О. А. Компьютерная оценка селективности ингибирования мускариновых рецепторов M1-M4 // Biomedical Chemistry: Research and Methods. 2018. Т. 1, № 3. С. e00072. DOI: 10.18097/BMCRM00072

19. Микурова А. В., Скворцов В. С. Создание обобщённой модели предсказания ингибирования нейраминидазы вируса гриппа различных штаммов // Биомедицинская химия. 2018. Т. 64, № 3. С. 247—252. DOI 10.18097/PBMC20186403247

20. Eistrikh-Heller P. A., Rubinsky S. V., Prokofev I. I., Gabdulkhakov A. G., Mironov A. S., Lashkov A. A. X-ray structure and molecular dynamics study of uridine phosphorylase from vibrio cholerae in complex with 2,2'-anhydrouridine // Crystallography Reports. 2020. V. 65, N. 2. P. 269—277. DOI: 10.1134/S1063774520020066

21. Абгарян К. К., Ревизников Д. Л., Журавлев А. А. Параллельная обработка данных в задачах компьютерного моделирования высокоскоростного взаимодействия твердых тел // Материалы ХХ Юбилейной Международной конференции по вычислительной механике и современным прикладным системам (ВМСППС’2017), Алушта, 24–31 мая 2017 г. Алушта: Изд-во МАИ-Принт, 2017. С. 27—28.

22. Ядринцев В. В., Клюбина К. В., Тихомиров И. А., Гершельман А. Ф. Выбор серверного решения для цифровой платформы поиска и анализа текстов // Системы и средства информатики. 2018. Т. 28, № 3. С. 26—38. DOI: 10.14357/08696527180302

23. Аветисян М. С. Сегментирование объемных медицинских изображений с использованием сверточных нейронных сетей // Магистерская диссертация. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2018. С. 58. URL: http://synthesis.ipi.ac.ru/synthesis/student/BigData/master-thesis/2018%20Аветисян.pdf (дата обращения: 30.06.2020).


Статья подготовлена по материалам доклада, представленного на II-й международной конференции «Математическое моделирование в материаловедении электронных компонентов», Москва, 19—21 октября 2020 г.

Рецензия

Для цитирования:


Денисов С.А., Волович К.И., Кондрашев В.А. Опыт ФИЦ ИУ РАН в предоставлении облачных сервисов высокопроизводительных вычислений для задач материаловедения. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2020;23(4):311-320. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2020-4-311-320. EDN: MELVUO

For citation:


Denisov S.A., Volovich K.I., Kondrashev V.A. Experience of FRC CSC RAS in providing high-performance computing cloud services for materials science problems. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2020;23(4):311-320. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2020-4-311-320. EDN: MELVUO

Просмотров: 229


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1609-3577 (Print)
ISSN 2413-6387 (Online)