- •В.Ф. Гузик проектирование проблемно - ориентированных вычислительных систем
- •Часть 1
- •Предисловие
- •Производительность суперкомпьютеров
- •Почему в России не построили одну из самых мощных эвм в мире Компьютер завис
- •Упакованные узлы
- •Да здравствует вчерашний день
- •450 Миллионов рублей потрачено рф на создание суперкомпьютера «скиф»
- •Суперкомпьютеры помогут подтянуть экономику
- •Просто супер! «скиф» ведет в счете: суперкомпьютерный центр открылся в Белгосуниверситете
- •Подводный странник
- •Россия на пороге квантовой революции
- •Строим сами России по плечу создание национальной киберинфраструктуры
- •Вперед - за облаками! Программа "Университетский кластер" выходит на новый этап развития
- •Квантовый компьютер...
- •Глава первая. Концепция построения многопроцессорных вычислительных систем с программируемой архитектурой (мвс па)
- •Глава вторая. Организация математического обеспечения мвс с программируемой архитектурой
- •2.1. Основы математического обеспечения многопроцессорных вычислительных систем с программируемой архитектурой
- •2.2. Организация машинных языков высокого уровня и технология программирования мвс с программируемой архитектурой
- •2.3. Организация параллельных вычислительных процессов в мвс с программируемой архитектурой
- •Глава третья. Проблемно-ориентированные мвс па
- •3.1.Методика перехода от систем дифференциальных и алгебраических уравнений к системе уравнений Шеннона
- •3.1.1.Представление исходной задачи в форме, удобной для реализации на цифровых интегрирующих машинах (цим)
- •3.1.2. Методика перехода от заданных функций к системе уравнений Шеннона
- •3.1.3. Методика перехода от заданных дифференциальных уравнений к системе уравнений Шеннона
- •3.1.4.Методика перехода от систем линейных алгебраических уравнений к системе уравнений Шеннона
- •3.1.5.Получение программных матриц соединений цифровых решающих модулей
- •3.1.6.Методика перехода от программных матриц к схеме соединения цифровых решающих модулей (црм) в цим с жесткими связями
- •3.2.Примеры структурной организации вычислительного процесса в цим.
- •3.2.1.Задача №1
- •3.2.2.Задача №2
- •3.2.3.Задача №3
- •Приложение 3.2
- •3.2.4.Задача №4
- •3.2.5.Задача №5
- •Глава четвёртая. Теоретические основы построения интегрируЮщих вычислительных структур модульного типа
- •4.1. Общая структурно-логическая схема проектирования (анализа и синтеза) модульных ивс
- •4.2. Представление задач для модульных ивс в операторном пространстве
- •4.3. Построение базиса в операторном -пространстве для ивс модульного типа
- •4.4. Разработка эффективного машинного алгоритма выбора базиса в операторном -пространстве
- •4.5. Математическая модель ивс модульного типа на основе t -алгоритмов
- •4.6. Примеры, иллюстрирующие работу базовой машины ивс
- •Глава пятая. Анализ и синтез универсальных решающих блоков интегрирующих вычислительных структур (ивс)
- •5.1. Синтез алгоритма универсального решающего блока интегрирующих вычислительных структур
- •5.2. Разработка алгоритма автоматического масштабирования переменных и приращений в универсальном решающем блока ивс
- •5.3. Построение структурных схем универсальных решающих блоков ивс с автоматическим масштабированием переменных
- •5.4 Разработка алгоритма универсального решающего блока, основанного на принципе цифрового слежения и синтез его структурной схемы
- •5.5.Проектирование решающей части интегрирующих вычислительных структур
- •Глава шестая. Проектирование функциональных модулей интегрирующих вычислительных структур
- •6.1. Исследование принципов построения коммутационных систем модульных интегрирующих вычислительных структур
- •6.2. Разработка волновых каскадных коммутирующих сред для интегрирующих вычислительных структур
- •6.3. Принципы построения цифровых решающих и функциональных модулей ивс
- •6.4.Определение параметров функциональных модулей интегрирующих вычислительных структур
- •6.5.Матричное представление функциональных модулей интегрирующих вычислительных структур
- •6.6. Построение специализированного микропроцессора интегрирующей вычислительной структуры
- •Глава седьмая. Система математического обеспечения модульных интегрирующих вычислительных структур
- •7.1. Структура системы математического обеспечения модульных ивс
- •7.2. Разработка языка структурного программирования высокого уровня для модульных ивс
- •7.3.Разработка транслятора, загрузчика и диспетчера системы программного обеспечения модульных ивс
- •7.4. Построение пакета системных программ для программного обеспечения ивс
- •7.5. Организация вычислительных процессов в модульных ивс
- •Глава восьмая. Однородные цифровые интегрирующие структуры
- •8.1. Цифровые интеграторы для оцис
- •8.2. Интерполяционные и экстраполяционные, одноразрядные и многоразрядные однородные цифровые интегрирующие структуры
- •Глава девятая. Примеры проектирования проблемно- ориентированных мвс на интегрирующих структурах
- •9.1. Моделирующий вычислительный комплекс для исследования систем инерциальной навигации на основе модульных ивс
- •9.2. Применение интегрирующих вычислительных структур для реализации систем управления манипуляционными устройствами автономных роботов
- •9.3. Специализированная вычислительная система для решения задач управления с прогнозированием
- •9.4. Логико-интегрирующие вычислительные структуры
- •Приложение 1 Примерный перечень
- •Министерство образования и науки российской федерации
- •Курс «Технология программирования»
- •Практические задания
- •Курс «Интерфейсы периферийных устройств»
- •Курс «Конструкторско-технологическое обеспечение производства эвм»
- •Библиографический список
- •Оглавление
Россия на пороге квантовой революции
После того как по миру разнеслась весть о сооружении в России иннограда «Сколково», в нашу страну зачастили ученые высшего мирового разряда, что раньше, прямо скажем, было редкостью.
Но визит нобелевского лауреата Вольфганга Кетгерли выделяется даже на этом фоне. Нобелевскую премию он получил до неприличия, по нынешним меркам, рано в 44 года. Про какого еще ученого коллеги могут сказать, что он сначала открыл новую область физики, а потом сам же ее закрыл, поскольку не оставил в этой области белых пятен?!
В Москву Вольфганг Кеттерли прибыл в сопровождении еще нескольких совсем не пожилых профессоров.
Большинство работает в Массачусетском технологическом институте (MIT), где количество нобелевских лауреатов чуть не дотягивает до сотни. Зачем покидать мировую столицу науки и спешить в холодную и провинциальную с точки зрения научных прорывов Москву? Профессор Кетгерли сказал «Известиям», что его заинтересовал проект «Сколково», который среди прочих проектов предусматривает строительство нового центра квантовой оптики и квантовых технологий. – Мир стоит на пороге квантовой революции, когда фундаментальные достижения физики смогут активно использоваться для получения материалов с принципиально новыми, пока недостижимыми свойствами, - буйно фантазировал нобелевский лауреат Кетгерли. – Сверхскоростной квантовый компьютер, о котором говорят как о революционном прорыве, становится все ближе. Квантовые технологии обещают гигантские коммерческие выгоды во всех областях – от информатики и энергетики до медицины и транспорта. В Россию мы приехали по той причине, что здесь сохранилась отличная научная школа. К примеру, идею топологического квантового компьютера высказал сотрудник ФИАНа Алексей Китаев, который давно работает в Калифорнии. Я уверен, что знание и наука должны иметь много географических точек роста. Квантовый центр в Сколкове, возможности которого мы хотим выяснить во время поездки, поможет не только России, но и всей мировой науке. Мы посетим российские научные центры и проведем переговоры с перцам заместителем главы администрации президента РФ Владиславом Сурковым и президентом фонда «Сколково» Виктором Вексельбергом.
В результате этой встречи принято решение о создании Международного центра квантовой оптики и квантовых технологий, где будут сконцентрированы разработки по одному из наиболее перспективных научных направлений. В группе Кетгерли - два американских профессора, которые получили образование в России, — Михаил Лукин и Евгений Демлер. Они закончили МФТИ, как и недавние нобелевские лауреаты Андрей Гейм и Константин Новосёлов. В России вовсе ученые не работали. Сразу после Физтеха в начале 1990-х, когда наша наука дышала на ладан, они уехали в Америку, где снискали признание, но не забыли о России, которая сегодня предоставила им шанс подняться на новую высоту.
- В знаменитом MIT среди профессоров по физике русских - больше 10 процентов, это первое место среди всех стран, но Россия радоваться по этому поводу не может, - говорит обладатель полутора десятков американских престижных научных наград профессор Михаил Лукин. – Проект «Сколково» и квантовый центр - уникальная идея. После долгого застоя наука в России получает шанс на возрождение. Очень скоро прорывные фундаментальные исследования в квантовой физике начнут приносить прикладную пользу. Если удастся создать в Сколкове условия для занятий наукой, в новом квантовом центре, забыв об эмиграции, будут работать не только российские ученые, сюда потянутся ученые из других стран, что для России пока немыслимо.
- Мировая наука обогащается за счет взаимодействия многих культур и многих научных школ, - говорит профессор Джон Дойл, который имеет индекс цитирования даже выше, чем Вольфганг Кетгерли. - Русская научная школа в физике - один из мировых лидеров. В Америку приезжает много молодых ученых, но русские — лучшие. Только я думаю, что если русские получат возможность заниматься наукой дома, в России, и мировой науке, и русским ученым будет лучше.
Единственный неамериканец в группе Кетгерли - итальянский профессор Томмазо Каларко имеет для нас не меньший интерес, чем все вместе взятые американцы. Итальянец работает в Германии и является координатором научных программ ЕС по проблемам квантовой информатики. К сожалению, признает профессор Каларко, пока у Европы нет совместных проектов с российскими институтами, хотя личных контрактов немало. «Квантовый центр в Сколкове, — сказалпрофессор Томмазо Каларко, — это создание мошной структуры, которая открывает путь к совместным проектам. Удачных примеров в мире много — Институт Макса Планка в Мюнхене, Центр квантовой оптики в Барселоне, Центр холодных атомов в MIT. «Сколково» должно встать в этот ряд».
Кстати, идея квантового компьютера впервые много лет назад была высказана выпускником МГУ Юрием Маниным, который защитил докторскую диссертацию в 26 лет, получил Ленинскую премию в 30 лет, но уже 20 лет живет на Западе. Юрий Манин - академик чуть не всех академий мира, только не РАН, потому что у него нет времени на прохождение наших бюрократических процедур. Отличие квантового компьютера от классического состоит в/том, что обычные ЭВМ построены на принципе «ноль-один», а квантовый компьютер – это не «или-или», а в один и тот же момент оба состояния — «и-и». Это связано с корпускулярно-волно-вым дуализмом фотона, носителя информации в квантовом компьютере, который оперирует квантовыми битами или кубитами, которые могут принимать одновременно два значения, неизмеримо увеличивая мощность компьютера.