ЛАБОРАТОРИЯ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ И АВТОМАТИЗАЦИИ

Отчет за 1974 год

Эксплуатация электронных вычислительных машин

ЭВМ Полезное
время
(в часах)
Среднесуточное
время
(в часах)
БЭСМ-6 7368 21,0
CDC-6200 7398 21,1
CDC-1604A 7855 22,3
БЭСМ-4-I 7453 21,3
БЭСМ-4-II 7431 21,2

Измерительно-вычислительный комплекс ОИЯИ

В Институте велись работы по повышению эффективности и надежности использования средств вычислительной техники.

1. Введены в эксплуатацию на БЭСМ-6 четыре стандартных 9-дорожечных накопителя на магнитной ленте типа EС-5012, что обеспечило возможность обмена информацией в международном формате записи-воспроизведения с машинами вычислительных центров стран-участниц ОИЯИ /включая ЭВМ серии "Ряд"/ и другими зарубежными центрами, а также повысило надежность работы памяти на магнитной ленте.

2. Установлены на БЭСМ-6 восемь накопителей на магнитных дисках ЕС-5052, полученных из НРБ, и смонтирован коммутатор магнитных дисков. Ввод в эксплуатацию памяти на магнитных дисках со сменным пакетом существенно улучшит технические параметры ЭВМ БЭСМ-6.

3. На СDС-6200, вместо ненадежно работающих магнитных дисков 6603, установлена память на магнитных дисках типа CDC-841. Кроме того, здесь установлено второе широкоформатное печатающее устройство CDC -512.

Математическое обеспечение ЭВМ

В связи с оснащением ЭВМ Института накопителями типа ЕС-5012 разработан и введен в эксплуатацию новый вариант математического обеспечения БЭСМ-6 /ее программ диспетчера и монитора/. Это сделало возможным использование более надежных накопителей ЕС-5012 и, кроме того, появилась возможность обработки информации с машин НР-2116В, "Электроника-100" и других.

Проводилась также работа по сопровождению транслятора с ФОРТРАНа для ЕС-ЭВМ.

Для обеспечения совместимости программ пользователей БЭСМ-6 и CDC -6200 завершен перевод на CDC -6200 основной части библиотеки программ общего назначения БЭСМ-6 /аналог библиотеки ЦЕРН/. В нее входит 276 подпрограмм.

Для машин класса БЭСМ-4 написан и сдан в опытную эксплуатацию новый вариант транслятора с языка типа ФОРТРАН-4. Это в значительной степени обеспечит совместимость по входному языку между машинами БЭСМ-4, БЭСМ-6 и CDC -6200.

Методы визуальной связи с ЭВМ

Разработан и изготовлен графический дисплей на запоминающей электронно-лучевой трубке с сеточным потенциале-носителем.

В Центральных экспериментальных мастерских начато изготовление дисплеев ОСК-2 для малых ЭВМ по документации, разработанной в ОИЯИ. В течение года было изготовлено более 30 дисплеев ОСК-1 и ОСК-2 для лабораторий ОИЯИ и научных учреждений стран - участниц Института.

Значительно расширены библиотеки дисплейных программ для графического и точечного дисплеев на ЭВМ М-6000. Завершено создание эмулятора М-6000 на больших ЭВМ /БЭСМ-6, CDC -1604А/ и подготовлена документация по его использованию. Эти разработки использованы в ряде научно-исследовательских институтов СССР.

Продолжались работы по созданию системного математического обеспечения дисплейной станции на основе ЭВМ М-6000 для обработки графической информации на БЭСМ-6.

Выполнен ряд работ по применению дисплейных систем для решения физических задач. Разработаны программы расчета равновесных состояний ядер.

Специалистами ЛВТА из ВНР закончена отладка основных программ дисплейной станции на ЭВМ Минск-32 и ТРА-1.

Автоматические и полуавтоматические системы обработки камерных снимков

1. После завершения методического эксперимента по оценке точностных характеристик созданной в ОИЯИ сканирующей системы "Спиральный измеритель" и отладки всего комплекса аппаратуры и программ с июля 1974 года на установке началась массовая обработка снимков с метровой водородной камеры ОИЯИ.

Анализ полученных результатов по сканированию снимков дейтрон-протонных взаимодействий и сравнение их с результатами измерений этих же событий на ПУОСах показывает, что характеристики системы соответствуют расчетным и удовлетворяют требованиям, предъявляемым к устройствам подобного типа /точность измерений ~9 мкм/.

Подключение накопителей на магнитной ленте ЕС-5012 к управляющей ЭВМ спирального измерителя, а также работы по доводке и калибровке как самой сканирующей системы, так и программ обработки /прежде всего программ фильтрации/ позволили достичь средней произ-водительности 24 события/час / 30 тыс. событий в год при односменной работе/, что соответствует расчетной производительности /в режиме ручного измерения реперных крестов/.

Завершены строительно-монтажные работы по подготовке помещения для второго спирального измерителя, закончен монтаж электронной части "СИ-2", проводится автономная настройка электронных блоков.

2. Расширена электронная система связи ПУОСов с БЭСМ-4, что дало возможность подключить к ней просмотрово-измерительные столы САМЕТ. На этих столах проводилось массовое измерение снимков с двухметровой пропановой камеры ОИЯИ. Использование столов САМЕТ также и для просмотра снимков с этой камеры дало возможность снять просмотр со столов БПС-2 и использовать их для подготовки масок событий на снимках с камеры "Людмила".

Проведены успешные испытания изготовленного в Физическом института ЧСАН макета электронной схемы для обеспечения работы столов САМЕТ в режиме псевдоавтосопровождения, макета программы управления и системы связи столов САМЕТ с ЭВМ БЭСМ-4.

Подготовлен проект специализированного просмотрового стола для двухметровой пропановой камеры. Ведется изготовление этого стола.

С целью повышения эффективности работы системы ПУОСы - БЭСМ-4 к ЭВМ подключены и введены в эксплуатацию 2 стандартных 9-дорожечных магнитофона ЕС-5012, что более чем в три раза увеличило скорость записи-воспроизведения информации. Практически исчезли потери информации, записанной на МЛ.

На приборах ПУОС и столах САМЕТ проведена отладка нового математического обеспечения системы БЭСМ-4-ПУОС - САМЕТ, значительно повышающего производительность указанной системы.

Проведено исследование возможности использования микропроцессоров для управления полуавтоматическими измерительными устройствами. Выявлена боль¬шая эффективность микропроцессоров в устройствах указанного типа.

Разработан комплект документации на опытный образец просмотрово-измерительного проектора БПС-ЗУ-М2 для промышленного изготовления. Опытный образец будет изготовлен на Экспериментальном заводе научного приборостроения АН СССР. В основном завершены работы по настройке и исследованию макетного образца БПС-ЗУ-М2.

3. С целью повышения производительности и надежности находящейся в эксплуатации сканирующей системы НРД в нее включен второй процессор CDC-1604 и блок коммутации магнитофонов. Опробован на реальных задачах режим независимой одновременной работы двух процессоров CDC -1604, причем один процессор работал на линии с НРД. Введение такого режима обеспечивает производительность HPD на уровне измерения 90 тысяч событий в год. Выполнены работы по резкому снижению гидравлических ударов в системе.

Подготовлены математические программы /включая программы фильтрации/ для измерений на HPD снимков с камеры "Людмила", программы опробованы на реальных снимках.

С целью подготовки к обработке на HPD 35 мм снимков с МИС-5 ОИЯИ разработана методика автоматической обработки снимков, созданы алгоритмы и написаны программы /система КОМПРОМИС/, составлен общий проект системы измерения снимков с МИС.

4. Разработана и введена в опытную эксплуатацию сканирующая установка автомата АЭЛТ-2, включающая в себя:

- схему управления автоматом, выполненную на базе ЭВМ БЭСМ-4;

- прецизионные электронные схемы управления ЭЛТ;

- видеоусилитель, выделяющий слабые сигналы при обработке снимков с низкой контрастностью;

- оптический канал;

- комплекс опытных программ управления сканированием с выдачей результатов на дисплей.

Проведено опытное сканирование снимков с МИС ОИЯИ, показавшее возможность одновременной обработки на АЭЛТ-2 сразу двух проекций события. Это позволяет осуществить пространственную реконструкцию событий в режиме на линии с ЭВМ и автоматическое опознавание событий.

Использование ЭВМ на линии с экспериментальными установками

1. Создана базовая управляющая программа для установки "Фотон". Программа является центральной частью системы программ управления, сбора, накопления и обработки данных на ЭВМ HP-2116В. На базе управляющей программы создано математическое обеспечение комплексной наладки установки, которое подразделяется на программы наладки системы запуска аппаратуры регистрации частиц пучка, искровых камер, спектрометрической аппаратуры и логических устройств. Результаты контроля аппаратуры выводятся в удобной форме на АЦПУ и дисплей. Общая длина созданных программ - свыше 25 тысяч ячеек. Язык управления включает в себя около 30 директив, общее количество выводимых гистограмм и сводных статистических таблиц - более 300. Все программы написаны на автокоде с целью обеспечения максимальной эффективности управляющих программ.

Отработан перенос экспериментальных данных на магнитных лентах с ЭВМ НР-2116В через БЭСМ-6 на СДС-6200. Отлажены подпрограммы декодировки информации на СДС-6200 с целью представления исходных данных в виде, удобном для их последующей обработки с использованием ФОРТРАНа, а также подпрограммы опознавания и определения параметров траекторий частиц пучка. Были обработаны данные с искровых камер установки "Фотон" и восстановлены траектории заряженных частиц.

2. Для экспериментов ОИЯИ на ускорителе ИФВЭ по поиску новых частиц и ядер создана новая версия программы с учетом повышения фона. Осуществлен переход от 8-мерного амплитудно-временного анализа к 16-мерному. В связи с переходом к изучению области времен жизни частиц около 10-2 с изменен алгоритм диспетчеризации процессов обработки и приема данных.

3. С целью обеспечения установки "Альфа" созданы программы для обработки на БЭСМ-4 данных, накопленных при работе пропорциональных камер и трекового аппаратного процессора на линии с ЭВМ НР-2116В. Программы включают опознавание траекторий, геометрическую реконструкцию событий и их статистическую обработку. Разработано и эксплуатируется программное обеспечение стендовых испытаний пропорциональных камер на линии с БЭСМ-4.

4. На установке БИС-2 успешно эксплуатировались созданные программы для измерения магнитных полей в магнитах СП-40 и СП-94. Измерения проводились в ИФВЭ /Серпухов/ в режиме непосредственной связи с БЭСМ-3М. Написаны программы, предназначенные для наладки пропорциональной камеры, снятия кривых задержанных совпадений и наладки коди-ровщиков. Отлажена и эксплуатируется общая программа контроля оборудования и накопления данных с установки БИС-2. Произведена настройка установки и записана экспериментальная информация /свыше 400 тыс. стереомагнитографий/ на магнитных лентах для последующей обработки в ОИЯИ и институтах стран-участниц.

5. Началась реализация проекта математического обеспечения единой системы обработки спектрометрической информации в ОИЯИ. По этому проекту система будет состоять из трех уровней: 1 - измерительные модули, включающие в себя малые ЭВМ и физическое оборудование, 2 - вычислительные машины типа ЕС-1040 и ЕС-1050 /в измерительно-вычислительных центрах ЛНФ, ЛЯР и ЛЯП/, 3 - система на основе ИВК ЛВТА. Эта система будет создаваться поэтапно до конца следующей пятилетки.

В настоящее время на первом уровне используются малые ЭВМ типа М-400, М-6000, ТРА-1001 и ТРА-1. На втором уровне - в ИВК ЛНФ машина БЭСМ-4, в ИВК ЛЯР - Минск-32 и в ИВК ЛЯП -машины Минск-2 и Минск-32. На БЭСМ-4 ЛНФ успешно эксплуатируется система ПОФИ-72 и на Минск-32 - система СПОРС. На третьем уровне - БЭСМ-6.

Соответственно создаются проблемно-ориентированные спектрометрические системы на всех трех уровнях. Создан набор программ для использования дисплеев. Написан комплекс программ для работы с файлами на БЭСМ-6, разработаны алгоритмы транслятора языка общения. В библиотеку программ обработки экспериментальных данных включены программы активационного анализа, программы исследования сложных гамма-спектров, спектров осколков деления и другие программы.

6. Велись работы по созданию программ для ЭВМ М-6000, участвующей в магнитных измерениях и в измерениях пучка на модели коллективного ускорителя тяжелых ионов. С помощью указанных программ было проведено несколько сеансов этих измерений. На М-6000 отлажен вариант дисковой операционной системы.

Для синхрофазотрона созданы математические программы управления, осуществляемого ЭВМ ТРА. Отлажены варианты программ учета потерь интенсивности пучка, выдачи данных /графиков и т.п./ на телетайп. Введен в эксплуатацию вариант программы управления медленным выводом пучка.

7. В разработках бесфильмовых систем регистрации создана математическая модель телевизионной системы съема данных с установки РИСК и соответствующие программы для СДС-6200.

В основном завершены работы по созданию телевизионной установки на линии с малой ЭВМ "Параметр", предназначенной для исследования характеристик передающих трубок и их безвакуумных аналогов с целью определения их пригодности для бесфильмового съема данных со стримерных камер.

Проведены работы по подготовке аванпроекта бесфильмового съема информации со стримерной камеры СКМ-200.

Программы обработки экспериментальных данных

1. Основные усилия математиков были направлены на повышение эффективности системы программ обработки камерных снимков на БЭСМ-6. В ходе этих работ система была дополнена несколькими программами:

а/ программой ИНДЕКС, предназначенной для учета результатов обработки, записываемых на магнитные ленты. Внедрение этой программы позволило значительно сократить число выдаваемых на печать данных и почти вдвое сократить затраты времени ЭВМ.

б/ Программой АЗА, являющейся быстрой версией программы ГРАЙНД и предназначенной для идентификации Vo-частиц, регистрируемых в пропановых и водородных камерах.

в/ Программой ГИНРУТ, предназначенной для преобразования результатов геометрической реконструкции по программе 1-6 во входной формат программы ГРАЙНД. Создание программы позволяет проводить кинематический и статистический анализ событий, регистрируемых в пропановых пузырьковых камерах, на БЭСМ-6, а не на БЭСМ-4.

Кроме того, на основе алгоритмов обобщенной модели треков получен неприводимый вид информационных матриц, используемых в программах геометрической реконструкции, и разработаны эффективные алгоритмы их обращения. Отлажена программа поиска изломов на треках тяжелых заряженных частиц. Совместно с НИИЯФ МГУ решена задача моделирования многократного кулоновского рассеяния при прохождении заряженных частиц через систему рассеивающих сред с учетом энергетических потерь.

2. Подготовлена и проверена на событиях с камеры "Людмила" геометрическая программа модульной структуры для водородных камер и камеры СКМ-200.

Участие в экспериментальных исследованиях

1. Для исследования протон-ядерных взаимодействий при энергиях 4-10 ГэВ осуществлен физический запуск магнитного спектрометра с проволочными искровыми камерами на выведенном пучке протонов синхрофазотрона, измерены импульсные спектры протонов, рассеянных на мишенях CD2 , СН2; С.

Составлены и отлажены на ЭВМ БЭСМ-4 программы геометрической реконструкции траекторий и вычисления импульсов заряженных частиц в магнитном спектрометре, на ЭВМ "Параметр" программы определения основных характеристик искровых камер и программы восстановления треков частиц в сегментах искровых камер.

2. Совместно с Институтом атомной физики /СРР/ и Бухарестским университетом проводилось исследование взаимодействий отрицательных пионов с протонами при 16 ГэВ/с. Изучались четырех-лучевые события с рождением странных частиц /идентифицировались нейтральные странные частицы и каналы реакций/ на основе анализа снимков, полученных при облучении двухметровой водородной камеры ЦЕРНа.

3. Изучение электромагнитных свойств К-мезонов ведется с помощью двухметровой стримерной камеры СКМ-200 в пучках релятивистских ядер. Разработана система сменных металлических мишеней, помещаемых внутри рабочего объема камеры. Система опробована на модели и в настоящее время работает с камерой. Проведено первое рабочее облучение камеры в пучке альфа-частиц с импульсом -17 ГэВ/с.

Началась массовая обработка камерных снимков на сканирующем автомате "Спиральный измеритель-1". На снимке: регулировка оптико-механического устройства "СИ-1".

В измерительно-вычислительном комплексе ОИЯИ организован большой "банк" хранения экспериментальной информации.

Ввод в эксплуатацию на БЭСМ-6 стандартных накопителей на магнитных дисках типа ЕС-5052 существенно повысил производительность вычислительного комплекса, обеспечил надежный обмен информацией между лабораториями Института, а также между ОИЯИ и другими научными центрами.

Разработана модель универсального просмотрово-измерительного проектора БПС-ЗУ-М2, завершены работы по настройке макета.

В Институте ведутся работы по запуску автомата "Спиральный измеритель-2".

Разработка методов прикладных вычислений

1. Разработаны некоторые критерии глобальной сходимости непрерывного аналога метода Ньютона. Обосновано применение этого метода к задачам Штурма-Лиувилля. Разработан способ решения таких задач для интегро-дифференциального уравнения.

2. Продолжались исследования устойчивости релятивистских электронных колец. Было изучено влияние нелинейных эффектов на радиационную неустойчивость таких колец. На двух математических моделях было показано,что нелинейность, приводящая к подавлению неустойчивости, имеет место лишь вблизи порога.

3. Выполнены работы, относящиеся к одной из фундаментальных проблем физики, -так называемой проблеме Ферми-Паста-Улама. Эта проблема связана со стохастизацией движения в нелинейных системах. В последние годы были проведены исследования нелинейных уравне¬ний, описывающих широкий класс различных физических процессов. Эти уравнения имеют солитонные /то есть ограниченные в пространстве/ решения, что как будто бы противоречит гипотезе Ферми, так как в соответствии с ранее опубликованными результатами солитоны/сгустки энергии/ не взаимодействуют друг с другом, не обмениваются ни импульсом, ни энергией. В работах ОИЯИ для нелинейного уравнения Шредингера с самосогласованным потенциалом была показана несостоятельность подобных утверждений. При расчетах на ЭВМ было обнаружено, что шредингеровские солитоны взаимодействуют друг с другом и даже могут сливаться, что приводит к перераспределению энергии системы по различным степеням свободы /одна из упомянутых работ была выполнена совместно с ИАЭ им. И.В.Курчатова/. Обнаружено также решающее влияние на это взаимодействие волн потенциала.

4. Закончено численное моделирование с помощью созданного ранее в ОИЯИ кода макрочастиц так называемой "газовой фокусировки" релятивистского электронного пучка. Полученные результаты также приводят к выводу, что в рассмотренной самосогласованной нелинейной бездиссипативной системе имеет место перераспределение энергии между степенями свободы в соответствии с гипотезой Ферми.

5. Выполнено исследование /совместно с РТИ АН СССР/ адекватности математического моделирования сложных систем упрощенными. Рассмотрены общие подходы к контролю точности такого моделирования.

6. Выполнены расчеты рассеяния нейтронов в адиабатическом приближении по программе СИРИУС. Подготовлена новая версия программы КАСТОР для тяжелых ядер, учитывающая большее число парциальных волн. Отлажена и передана в эксплуатацию программа расчета оболочечных поправок ШЕЛЛ.

7. Продолжались работы по численному исследованию зависимости интенсивности пучка синхрофазотрона от геометрических искажений магнитного поля ускорителя. Разработан алгоритм и составлена программа для отыскания периодических решений в трехмерном случае. С помощью соответствующей программы получена периодическая траектория в искаженном магнитном поле.

Совместно с НИИЭФА проведен расчет нелинейных магнитных полей с помощью непрерывного аналога метода Ньютона.

Обработка снимков с трековых камер

1. Просмотр снимков со всех трековых камер ОИЯИ проводился на столах УПС-50-80, БПС-1, БПС-2 и САМЕТ. Для полуавтоматических измерений использовалась система ПУОС-САМЕТ-БЭСМ-4; всего было измерено 352 тыс. треков со всех камер ОИЯИ.

2. Подготовлено на просмотрово-измерительных столах БПС-2 около 94,2 тыс. масок событий, на сканирующем автомате HPD измерено 91 тыс. событий, в основном, с метровой водородной камеры ЛВЭ.

3. На автомате АЭЛТ-1 измерено 66 тыс. событий на снимках с искровой камеры.

4. На СИ-1 началась обработка снимков метровой водородной камеры ОИЯИ /события дейтрон-протонного рассеяния/ с июля с.г. Средняя производительность СИ-1 в октябре достигла 500 событий в неделю /в режиме ручного измерения реперных крестов при односменной работе/.

В начало