CC BY
24
X
роника
УДК 004.272
ШЕСТАЯ МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «ПАРАЛНЕНЬНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ И ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ» Москва, 24-26 октября 2012 г.
Конференцию провел Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН (ИПУ РАН) при поддержке Отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН, Научного совета РАН по теории управляемых процессов и автоматизации, Российского национального комитета по автоматическому управлению, РФФИ, ЗАО «Оракл Компьютерное оборудование», компании «РОЙ Интернэшнл Консалтанси» и компании NVIDIA. В течение трех дней вниманию участников конференции было предложено 87 докладов, посвященных различным аспектам параллельных вычислений и задач управления. На конференцию приехали специалисты из более чем 50 организаций России и ближнего зарубежья.
На пленарных заседаниях было прочитано 12 докладов. В докладе директора Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, академика РАН Б.Н. Четверушкина рассматривалась проблема верификации высокопроизводительных вычислений при моделировании сплошных сред. Достигнутый современными вычислительными системами уровень разрешения позволяет обосновать введение регуляри-зующих членов в соответствующие уравнения и доказать существование решений модифицированных уравнений механики сплошных сред. Доклад директора ВЦ им. А.А. Дородницина РАН, академика РАН Ю.Т. Евтушенко и канд. физ.-мат. наук М.А. Посып-кина был посвящен методу неравномерных покрытий для аппроксимации множества Парето при решении задач многокритериальной оптимизации. Предложенный авторами метод в отличие от других известных подходов позволяет получать более равномерную аппроксимацию и гарантирует ее е-оптимальность. Заместитель директора НИВЦ МГУ им. М.В. Ломоносова и руководитель проекта Parallel.ru, чл.-корр. РАН Вл.В. Воеводин в своем пленарном докладе рассказал о российских суперкомпьютерных системах и о проблемах подготовки специалистов соответствующего профиля в России. С обзорным докладом о состоянии и перспективах развития суперкомпьютерных технологий в России и в мире выступил директор Института программных систем им. А.К. Айла-
мазяна РАН и руководитель Российской программы СКИФ по разработке суперкомпьютеров, чл.-корр. РАН С.М. Абрамов. Автор проанализировал технологические возможности и научный задел РАН для создания отечественной вычислительной системы сверхвысокой производительности. Были также заслушаны следующие пленарные доклады.
• Д-р физ.-мат. наук Н.Н. Непейвода (Институт программных систем им. А.К. Айламазяна РАН, г. Пере-славль-Залесский). От численного моделирования к алгебраическому.
• Акад. РАН В.К. Левин, акад. РАН Б.Н. Четверуш-кин, канд. физ.-мат. наук Г.С. Елизаров, В.С. Горбунов,, д-р физ.-мат. наук А.О. Лацис, д-р физ.-мат. наук
B.В. Корнеев, А.А. Соколов, Д.В. Андрюшин, Ю.А. Климов (Научно-исследовательский институт «Квант», г. Москва, Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, г. Москва). Коммуникационная среда МВС-Экспресс.
• Д-р техн. наук В.Э. Малышкин (Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, г. Новосибирск). Параллельные вычисления и представление активных знаний.
• Канд. физ.-мат. наук М.А. Марченко (Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, г. Новосибирск). Технологии распределенного статистического моделирования на супер-ЭВМ.
• Д-р физ.-мат. наук В.Ф. Копъев, чл.-корр. РАН
C.Л. Чернышев (Центральный аэрогидродинамический институт им. Н.Е. Жуковского, г. Жуковский). Развитие методов вычислительной аэроакустики в ЦАГИ.
На пленарном заседании выступили представители ведущих мировых компаний — производителей в области параллельных технологий. Представитель ЗАО «Оракл Компьютерное оборудование» В.А. Гречуш-кин рассказал о новых возможностях обработки больших массивов данных. Представитель Центра компетенций MathWorks компании «SoftLine» Д.В. Жегалин привел обзор методов и инструментов распараллеливания в программе MATLAB. Представитель фирмы NVIDIA А.Р. Джораев рассказал об использовании в
ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ №2« 2013
73
гибридных параллельных вычислениях графических ускорителей на базе технологии NVIDIA CUDA. Были даны ответы на практические вопросы, возникающие перед исследователями, применяющими параллельные технологии в своей работе.
Работа конференции проходила по шести секциям - А, B, C, D, E, F.
На секции А (руководители: чл.-корр. РАН А.Г. Ченцов и профессор О. Ваарман) были заслушаны доклады о параллельных методах и алгоритмах моделирования, оптимизации и управления. Это традиционная секция на конференциях РАСО. Она носит в основном теоретический характер и представляет параллельные алгоритмы и методы, как для традиционных, так и для вновь возникающих задач. Среди традиционных направлений можно перечислить алгоритмы и методы оптимизации, декомпозиции, учета неопределенности, решения комбинаторных задач, решения дифференциальных уравнений и др. Выделяется группа докладов, посвященная анализу самих параллельных алгоритмов и их эффективности.
В докладе канд. техн. наук О.С. Заикина, канд. физ-мат. наук М.А. Посыпкина и канд. техн. наук A.A. Семенова (Институт динамики систем и теории управления СО РАН, г. Иркутск, Институт системного анализа РАН, г. Москва) предложен новый подход к построению декомпозиционных множеств, используемых для крупноблочного распараллеливания SAT-задач и их решения в распределенных вычислительных средах. Предложенные алгоритмы используются в проекте добровольных распределенных вычислений «SAT@home». В докладе A. Leibak, A. Seletski и профессора O. Vaarmann (Институт кибернетики, г. Таллинн) изложен иерархический метод декомпозиции для решения больших задач многокритериальной оптимизации. В докладе д-ра физ.-мат. наук А.В. Панюкова и В.А. Голодова рассмотрен алгоритм решения системы линейных уравнений с интервальной неопределенностью данных. Приведены подробности программной реализации алгоритма в распределенных системах и результаты численных экспериментов. Интерес слушателей вызвал доклад канд. техн. наук А.В. Ахметзянова, д-ров физ.-мат. наук А.Г. Кушнера и В.В. Лычагина (ИПУ РАН) о геометрическом методе построения разрывных решений нелинейных дифференциальных уравнений. В качестве примера рассматривалось многомерное уравнение Эйлера—Хопфа.
Секция В (руководители: д-р физ.-мат. наук С.А. Степаненко и канд. техн. наук Ю.С. Затуливе-тер) была посвящена архитектуре параллельных и распределенных систем. Эта секция также традиционная для конференции РАСО. Архитектура систем рассматривается как со стороны аппаратной реализации, так и со стороны общетеоретических достаточно абстрактных моделей. Многие доклады посвящены рассмотрению нейронных сетей, клеточных автоматов
и других дискретных моделей параллельных систем, находящих все более широкое применение.
С концептуальным докладом «Эксафлопные супер-ЭВМ — контуры архитектуры» выступили д-р физ.-мат. наук С.А. Степаненко и В.В. Южаков (Российский федеральный ядерный центр ВНИИ экспериментальной физики, г. Саров). Авторами получены оценки необходимых параметров вычислительной и коммуникационной среды, проанализированы архитектурные средства масштабирования эффективности. В докладе канд. техн. наук Ю.С. Затуливетра, канд. техн. наук Е.А. Фищенко, С.Е. Артамонова и
B.А. Козлова (ИПУ РАН, ООО «ИДМ», г. Зеленоград) анализировались причины, проявления и индустриальные проблемы внутрикомпьютерного кризиса, связанного со структурным насыщением микропроцессорных архитектур. Предлагается проект масштабируемой и комплексируемой архитектуры класса ОР, который обладает архитектурным потенциалом опережения. В докладе д-ра техн. наук Б.Я. Штейн-берга (Южный федеральный университет, г. Ростов-на-Дону) рассматривалась проблема оптимального распределения площади кристалла процессора между памятью и вычислительными ядрами. Оживленную дискуссию вызвал доклад д-ра техн. наук Б.А. Зырянова и Н.В. Стрельцова (ОАО «Мультиклет», г. Екатеринбург) об обеспечении живучести мультиклеточ-ного процессора. Авторами предложен ряд аппаратных и программных решений для реализации живучести на микропроцессорном уровне. В докладе канд. техн. наук М. С. Таркова (Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН, г. Новосибирск) рассмотрено построение рекуррентной нейронной сетью гамильтоновых циклов в графе распределенной вычислительной системы. Предложенный нейросете-вой алгоритм, использующий метод частичных сумм, не уступает по времени построения цикла известным перестановочным методам.
На секции С (руководители: д-р физ.-мат. наук
C.В. Знаменский и д-р техн. наук Н.Н. Бахтадзе) рассматривалось решение задач в распределенной среде. Это направление имеет заметную тенденцию к росту, и было выделено в отдельную секцию. От традиционных моделей параллельных вычислений осуществляется переход к использованию распределенных и сетевых систем. Причем это происходит как в сфере создания технических систем с сетеоцентрическим управлением, так и в сфере экономико-социального управления. Особого внимания заслуживают управление в многоагентных системах, в которых имеются агенты, обладающие значительной степенью самостоятельности и своими собственными интересами.
В докладе д-ра техн. наук В.С. Выхованца и А.В. Яцутко (ИПУ РАН) был представлен новый подход в области динамического управления процессами, основанный на использовании графической нотации с совмещенными сетями управления и данных. Благодаря явному заданию потока данных появ-
74
CONTROL SCIENCES № 2 • 2013
ляется возможность реализации естественного распараллеливания и эффективного выполнения процессов. В докладе д-ра физ.-мат. наук С.В. Знаменского (Институт программных систем им. А.К. Айламазяна РАН) рассматривалась методология использования ретроспективной памяти в качестве основы для безгранично перестраиваемого высокодоступного вычислительного сервиса для длительной эксплуатации. Предложенный способ организации информационной системы обеспечивает повышение доступности и защищенности системы. В докладе канд. физ.-мат. наук С.В. Кругликова (Институт математики и механики УРО РАН, г. Екатеринбург) рассмотрена задача моделирования на плоскости движения группы объектов ограниченной маневренности в обход системы невыпуклых препятствий. Показано, что априорную модель движения группы объектов при заданных терминальных положениях можно строить по схеме принципа разделения задач управления и оценивания в гарантированной постановке.
На секции D (руководители: д-р техн. наук В.С. Подлазов, д-р техн. наук Г.Г. Стецюра) были заслушаны доклады о надежности параллельных вычислений и систем. Новым параметром надежности систем, который в последние годы привлекает все больше внимания, становится информационная безопасность.
В докладе д-ра техн. наук Г.Г. Стецюры (ИПУ РАН) предложен способ обнаружения и устранения отказов в оптико-электронных средствах обмена данными. Предложенная структура обмена данными сохраняет работоспособность при неуправляемой передаче сигналов одним или группой устройств и позволяет с высокой скоростью идентифицировать их отказ. В работе канд. физ.-мат. наук Р.В. Нестуля, канд. техн. наук О.В. Сердюкова и А.Н. Скворцова (Институт автоматики и электрометрии СО РАН, г. Новосибирск) разработан и опробован на практике новый подход к созданию комплексных систем автоматизации крупных технологических объектов. Предложенная технология построения системы на базе общей магистрали Fast Ethernet является инновационной и обладает широкими возможностями по производительности, масштабируемости, надежности и отказоустойчивости.
На секции E (руководитель д-р техн. наук В.Э. Ма-лышкин) обсуждались технологии программирования и организации параллельных вычислений. Здесь были представлены доклады, посвященные языкам программирования, системам распараллеливания программ и инструментальным средствам разработки параллельных систем. Особое место занимала тема расписания заданий и распределения ресурсов в многопроцессорной среде. Заслушанные доклады представляли интерес для специалистов в области прикладных исследований, поскольку тематика секции связана с инструментарием любого практического вычислителя.
М.А. Городничев (Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, г. Новосибирск) представил результаты работы по реализации коммуникационной среды на основе стандартов MPI для организации выполнения параллельных программ на объединении вычислительных кластеров в проекте NumGRID. Автор дал анализ экспериментов по распределенному выполнению прикладных параллельных программ. Доклад д-ра техн. наук Б.Я. Штейнберга, канд. физ.-мат. наук С.А. Гуда, Р.И. Морылева, А.П. Баглия и И. С. Скиба (Южный федеральный университет) посвящен описанию созданной авторами программы ДВОР (Диалоговый Высокоуровневый Оптимизирующий Распараллели-ватель) и применяемых в ней технологий анализа информационных зависимостей. Граф информационных зависимостей строится в диалоговом режиме с пользователем, что позволяет распознавать параллелизм там, где автоматически его найти не удается.
Секция F (руководители: д-р физ.-мат. наук С.Н. Андрианов и д-р техн. наук Б.Я. Штейнберг) была посвящена параллельным вычислениям в прикладных задачах. Обсуждались проекты самых разнообразных вычислительных и управляющих систем в технике, производстве, экономике и проектировании. Часть докладов была посвящена системам, работающим в режиме реального времени. В частности, в докладе чл.-корр. РАН Б. С. Алешина, канд. техн. наук С.Г. Баженова, д-ра техн. наук В.Г. Лебедева, канд. техн. наук Е.Л. Кулиды (ЦАГИ, ИПУ РАН) рассматривалось использование параллельных процессов для оценки реализуемости и безопасности траекторий магистрального самолета с помощью его бортовой математической модели в интегрированной системе обеспечения безопасности полета. Отметим также задачи параллельного моделирования в физике. Например, доклад д-ра физ.-мат. наук С.Н. Андрианова (Санкт-Петербургский государственный университет) «Виртуальный ускоритель — распределенная среда моделирования и управления ускорительными комплексами». Прозвучали также доклады по применению параллельных расчетов в эконометрике и финансах. Можно предположить, что последнее направление будет интенсивно развиваться в соответствии с общемировой тенденцией, когда для анализа и управления будут привлекаться все более сложные и специфичные методы параллельной обработки информации.
А.В. Ахметзянов, А.Б. Искаков, В.Г. Лебедев
Атлас Валиевич Ахметзянов — канд. техн. наук, зав. лабораторией, S (495) 334-92-11, И [email protected],
Алексей Борисович Искаков — канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотрудник, S (495) 334-90-30, И [email protected],
Валентин Григорьевич Лебедев — д-р техн. наук, ученый секретарь, S (495) 334-90-20, И [email protected],
Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, г. Москва.
ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ №2*2013
75
