ЛАБОРАТОРИЯ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ И АВТОМАТИЗАЦИИ

Отчет за 1975 год

Основные усилия лаборатории в истекшем году были направлены на дальнейшее развитие и повышение эффективности центрального измерительно-вычислительного комплекса Объединенного института, расширение его конфигурации и улучшение математического обеспечения; на эффективное использование базовых ЭВМ института, а также сканирующей автоматической и полуавтоматической аппаратуры для просмотра и измерения снимков с трековых камер.

Завершалось создание и осуществлялся запуск в эксплуатацию комплексов программ на CDC-6400 и БЭСМ-6 для автоматической обработки данных экспериментов по физике элементарных частиц и атомного ядра, а также модифицировалось математическое обеспечение физических экспериментов на линии с ЭВМ.

Изучались взаимодействия при высоких энергиях протонов и дейтронов с ядрами водорода, дейтерия и углерода, а также нейтронов с протонами и исследовалось рождение странных частиц в пион-протонных соударениях.

Выполнялись теоретико-численные исследования решений нелинейных задач в связи с научно-инженерными работами, проводимыми в ОИЯИ.

Значительная часть приводимых результатов получена в сотрудничестве лаборатории с институтами стран-участниц ОИЯИ.

Развитие и использование измерительно-вычислительного комплекса ОИЯИ

Расширение конфигурации ЭВМ центрального комплекса

На ЭВМ CDC-6200 проведены работы по развитию этой вычислительной машины до уровня CDC-6400. При этом установлены дополнительно два накопителя типа CDC-841 на магнитных дисках со сменным пакетом, а также введена новая операционная система SCOPE(3.4). В результате производительность вычислительной системы CDC повысилась на 20-30%, а пользователи получили доступ к частным пакетам дисков.

На ЭВМ БЭСМ-6 завершены работы по вводу в эксплуатацию 8 стандартных накопителей на магнитных дисках ЕС-5052, коммутатора магнитных дисков и стойки питания.

В начале 1975 года сданы с эксплуатацию также 8 накопителей типа ЕС-5012 на магнитных лентах. Изготовлен и отлажен второй контроллер для подключения к БЭСМ -6 еще восьми накопителей ЕС -5012.

К ЭВМ БЭСМ-4-I и БЭСМ-4-II подключено по 4 накопителя ЕС-5012.

Разработан проект блока сопряжения накопителя ЕС-5010 на магнитной ленте с ЭВМ М-222. Работа проводится по заданию АН МНР.

Создание и развитие математического обеспечения ЭВМ

Разработана и введена в эксплуатацию на ЭВМ БЭСМ-6 программная система ДД-75, включающая в себя диспетчер для управления работой внешних устройств машины и организации мультипрограммной обработки задач в потоковом режиме, развитую подсистему программирования, содержащую два варианта трансляторов с языка ФОРТРАН, трансляторы с языков АЛГОЛ и АВТОКОД, а также обширную библиотеку программ общего назначения и программы для работы с информационными массивами на дисках ЕС -5052. Ориентация всей системы на широкое применение дисковых установок типа ЕС -5052 для размещения очередей задач, библиотек, результатов счета и информационных массивов пользователей сделали ее практически максимально эффективной для машины той конфигурации, которая эксплуатируется сейчас в ОИЯИ. Следует отметить, что система ДД-75 обеспечивает сейчас в среднем 95-98% загрузки центрального процессора БЭСМ -6. При этом могут решаться одновременно 2-3 задачи пользователей и до 4-х служебных задач. Ввод в эксплуатацию нового транслятора с языка ФОРТРАН, сделанного в 1975 году, также повысит эффективность БЭСМ-6.

Созданы программные эмуляторы малых ЭВМ, позволяющие вести подготовку и отладку на БЭСМ-6 программ, написанных для ЭВМ ТРА и М-6000.

Эксплуатация электронных вычислительных машин

ЭВМ Годовой
план
(в час.)
Общее полезное
время счета за год
(в час.)
Среднесуточное
полезное время счета
(в час.)
Число
пропущенных
через ЭВМ
задач
БЭСМ-6 6000 6960 20,5 68290
CDC-6400 5880 7490 21,3 94776

Создание и развитие автоматических и полуавтоматических систем обработки камерных снимков

"Спиральный измеритель - 1". Проведена ревизия и модернизация оптико-механической части автомата на основании результатов опыта эксплуатации в 1974 году.

Введен режим управления сканированием с использованием данных предварительного просмотра, записанных на магнитную ленту.

Проведены исследования по улучшению алгоритмов фильтрации. В результате усовершенствования программ скорость фильтрации доведена на ЭВМ БЭСМ-6 до 8 секунд/событие и на CDC-6400 до 2,5 секунд/событие.

Сканирующий автомат HPD. Завершены изготовление и автономная настройка макетов электронных блоков модернизированной электроники автомата.

Написаны и отлажены тестовые программы проверки работы всех блоков новой электроники HPD /проверка связей, проверка функционирования, проверка в имитационных режимах и т.д./.

Подготовлен и принят проект "Повышение эффективной производительности HPD в два раза".

Проведен первый этап методического анализа результатов измерений, полученных с помощью HPD, который показал, что точность, даваемая цепью HPD - THRESH (HPD), равна точности, даваемой цепью ПУОС- THRESH /ПУОС/. Начат массовый обсчет данных с HPD.

Автомат на электронно-лучевой трубке АЭЛТ-2/160. Были завершены монтаж и настройка основного оборудования сканирующего устройства АЭЛТ-2/160, в том числе:

а/ оптико-электронной сканирующей установки;

б/ управляющего блока на базе ЭВМ БЭСМ-4;

в/ оборудования, поступившего по контракту из ЦЕРНа;

г/ средств диалога человека и ЭВМ;

д/ оборудования канала связи между управляющей ЭВМ БЭСМ-4 и CDC-6400.

Аппаратура автомата переведена в режим круглосуточной работы.

Автомат на электронно-лучевой трубке АЭЛТ-1. Введена в эксплуатацию программа on-line -контроля результатов обработки снимков и качества работы операторов.

Усовершенствованы средства диалога оператора с ЭВМ. В результате повысился процент событий, успешно прошедших программы кинематического анализа. АЭЛТ-1 переведен на круглосуточный режим работы.

Просмотрово-измерительные проекторы БПС-ЗУ-М2. Проведена большая часть работ по настройке макетного образца БПС-ЗУ-М2, изготовленного в ЦЭМе ОИЯИ.

Прибор был предъявлен на рассмотрение Межведомственной комиссии АН СССР, одобрен и рекомендован в серийное производство. Управление научного приборостроения АН СССР приняло решение о выпуске серии проекторов БПС-ЗУ-М2.

ПУОС-САМЕТ-БЭСМ-4. Необходимость измерений сложных событий на полуавтоматических устройствах ПУОС и САМЕТ обусловила дальнейшее развитие системы этих полуавтоматов на линии с ЭВМ.

Была завершена модификация математического обеспечения этой системы и расширены возможности электронной схемы связи полуавтоматов с ЭВМ БЭСМ-4. В результате на линию с БЭСМ-4 можно подключать одновременно 15 полуавтоматов ПУОС и 6 столов САМЕТ.

Ввод в эксплуатацию новой системы программ обеспечил высокую надежность системы и позволил успешно выполнить /совместно с ФИ ЧСАН/ разработку программного автосопровождения /ПАС/ на столах САМЕТ, а также подготовить введение on—line -контроля измерений на полуавтоматах до пространственной реконструкции включительно.

В связи с необходимостью дальнейшего повышения производительности труда при измерениях сложных событий в Лаборатории вычислительной техники и автоматизации подготовлены два проекта: "ПУОС-КАМАК" и "Развитие системы ПУОС-САМЕТ-БЭСМ-4".

Просмотр и измерение снимков с трековых камер

Просмотр снимков со всех трековых камер ОИЯИ в 1975 году проводился на столах УПС-50-80, БПС-1, БПС-2 и САМЕТ.

В 1975 году было измерено на полуавтоматических устройствах /ПУОС и САМЕТ/ 90 тыс. событий и на автоматических сканирующих устройствах /HPD, АЭЛТ-1, СИ-1/ 160 тыс. событий с различных трековых камер ОИЯИ.

Методы визуальной связи с ЭВМ

Завершены разработки и начата опытная эксплуатация графических дисплейных систем на базе точечных дисплеевОСК-1 и ОСК-2 и графических дисплеев на запоминающей ЭЛТ.

Разработана удаленная дисплейная станция, в состав которой входят ЭВМ М-6000, графический дисплей и периферийные устройства. Эта станция предназначена для обработки данных на ЭВМ БЭСМ-6 в режиме диалога.

Сдано в эксплуатацию программное обеспечение дисплейных систем, нашедшее применение в ОИЯИ для решения задач теоретической и экспериментальной физики.

Начаты также работы по расширению средств доступа к БЭСМ-6 с помощью терминального оборудования индивидуального пользования.

Разработка методов расчетов и создание систем обработки экспериментальных данных

Системы программ обработки камерных снимков

Закончен перевод с ЭВМ БЭСМ-6 на ЭВМ CDC-6400 системы программ обработки фильмовой информации. По программам проведен пробный обсчет данных с метровой и 2-метровой жидководородных камер ЛВЭ и проводится массовый обсчет событий, измеряемых на "Спиральном измерителе".

Разработаны методы проверки результатов обмера камерных снимков, которые позволяют производить отбрасывание "плохо измеренных" событий в режиме on-line при фильтрации результатов сканирования на СИ-1.

Программа THRESH приспособлена для обработки многолучевых событий с камеры "Людмила", измеряемых на HPD.

На ЭВМ БЭСМ-6 и CDC-6400 введена в действие новая версия служебных пакетов системы ГИДРА»

Создана новая версия геометрической программы /ГЕОМСК/, предназначенной для обработки событий, регистрируемых в СКМ-200.

Использование ЭВМ на линии с экспериментальными установками

В связи с ориентацией установки БИС Лаборатории высоких энергий на поиск "очарованных" частиц произведена модификация имевшегося математического обеспечения.

Изменена операционная система, учитывающая специфику режимов работы установки.

Проведены исследования по распознаванию треков.

Создан комплекс программ контроля пропорциональных камер и системы избирательного запуска.

Продолжались работы по созданию математического обеспечения установки ФОТОН.

Проведена отладка геометрической программы на полученном экспериментальном материале.

Создана программа - координатор для программного переключения режимов установки.

Завершено создание математического обеспечения для установки по поиску новых метастабильных частиц.

Создана система программ, позволяющая осуществлять сбор данных, их полную обработку и контроль оборудования в реальном масштабе времени.

Отработана методика анализа данных с установки, включающей пропорциональные и дрейфовые камеры.

Обработка спектров. Создан вариант математического обеспечения для ЭВМ БЭСМ-6, позволяющего вести обработку больших массивов информации однотипной структуры.

Разработан проект математического обеспечения измерительного модуля для установки СПИН.

Для ОНМУ подготовлена к вводу в эксплуатацию ленточно-ориентированная система математического обеспечения ЭВМ М-6000 на линии с ЭВМ БЭСМ-6.

Бесфильмовая система регистрации и обработки информации со стримерных камер. Завершены работы по созданию телевизионной установки /с использованием плюмбиков/ на линии с ЭВМ М-6000.

Разработана и испытана в режиме сканирования тест-объектов прецизионная отсчетная система для регистрации координат треков.

Разработаны универсальные блоки управления сканированием для передающих телевизионных трубок, а также специальная тестовая аппаратура для автономной проверки телевизионной установки и исследования характеристик трубок /импульсные источники света, генератор поджига светодиодов, программное устройство и др./.

Методы прикладных вычислений

Получено решение обратной задачи теории рассеяния методом Ньютона-Канторовича с использованием регуляризации. Дано обоснование метода и предложена простая схема счета. Численные расчеты показали достаточную эффективность нового метода.

Разработаны новые методы численного решения задач на собственные значения для интегро-дифференциальных уравнений в теоретической физике. Проведены исследования квазистационарных состояний мезомолекул водорода.

Проведено численное исследование электромагнитных полей, возбуждаемых движением плотных сгустков электронов в неоднородных структурах, представляющее большой интерес для коллективных методов ускорения. Математически задача свелась к системе уравнений Максвелла в неоднородной области с движущимся разрывом в правой части. Используя метод конечных разностей с неравномерной сеткой, полученную систему уравнений удалось решить на ЭВМ.

Завершен цикл работ по исследованию формы сгустка электронов в коллективном ускорителе ОНМУ. В связи с этим разработан метод суммирования кратных тригонометрических рядов с использованием регуляризации и факторизации.

Продолжались исследования различных моделей солитонного типа в нелинейной классической теории поля. Было обнаружено, что при взаимодействии солитонов в рамках связанных уравнений Шредингера и Буссинеса возможно ускорение "частиц", составляющих солитон.

Изучались проблемы стохастизации движения в нелинейных системах, допускающих солитонные решения /с помощью математического моделирования/. Показано, что в приближении одного, возможно двух, взаимодействующих скалярных полей неодномерных устойчивых стационарных решений не существует, что представляется весьма интересным как с точки зрения теории плазмы, так и нелинейной классической теории поля.

Выполнены работы по проблеме устойчивости релятивистских электродных колец. Полученные с помощью математического моделирования результаты указывают на возможность нелинейной стабилизации продольной неустойчивости колец и согласуются с результатами, полученными в Беркли для не слишком больших токов.

Разрабатывались алгоритмы решения задач на собственные значения для уравнения Шредингера с потенциалом Саксона-Вудса. Составлены программы и ведется отработка разностных алгоритмов на ЭВМ.

Составлены программы вычисления компонент магнитного поля ускорителя /синхрофазотрона/ с учетом искажения его медианной плоскости /прогиб/. Рассчитаны периодические траектории в этих полях, характеризующие фактическое отклонение замкнутой траектории в синхрофазотроне от равновесной теоретической орбиты под влиянием геометрических искажений медианной плоскости.

Проведен расчет распределения магнитного поля для нескольких конфигураций септум-магнита.

Завершена работа по расчету пространственного распределения электрического поля для прямоугольных электродов.

Совместно с НИИЭФА им. Д.В.Ефремова /г. Ленинград/ разработан метод решения нелинейных краевых задач магнитостатики с использованием непрерывного аналога метода Ньютона.

Проведено исследование влияния разностного резонанса третьего порядка на движение частиц в циклических ускорителях.

АСУ и ИПС ОИЯИ

АСУ. Решались задачи учета производственных запасов, расходов материалов и оборудования в ОИЯИ, а также контроля финансовой деятельности. Составлены и отлажены программы приема, контроля, редактирования и обработки всех документов, отражающих движение материальных ценностей; программы, входящие в информационно-поисковую систему, программы составления отчетов и ответов на запросы по информационным массивам системы. Составлены и записаны на диск массивы моделей всех классификаторов в объеме, достаточном для отладки системы. Проведена комплексная ее отладка.

ИПС. Закончен первый этап создания автоматизированной информационной системы ОИЯИ, совместимой с международной системой ядерной информации ИНИС. Получены и отлажены алгоритмы формирования, поиска и выдачи информации, а также алгоритмы функционирования автоматизированного информационного архива. Генерированы основные пакеты программ и проведена экспериментальная эксплуатация системы в пакетном режиме обработки запросов.

Участие в физических исследованиях

Исследование нуклон-ядерных взаимодействий при 4÷10 ГэВ/с. На синхрофазотроне ОИЯИ научно-экспериментальным сектором ЛВТА при участии сотрудников ЛВЭ был проведен цикл экспериментальных исследований спектров вторичных частиц, испущенных в столкновениях протонов и дейтронов с ядрами водорода, дейтерия и углерода при трех значениях начального импульса, равных 4,5; 6,3 и 8,8 ГэВ/с. Измерения проводились с помощью магнитного спектрометра с проволочными искровыми камерами на линии с ЭВМ БЭСМ-4. Полученный экспериментальный материал /около 2x106 событий/ проходит полную обработку на ЭВМ CDC-6400.

Получены предварительные результаты измерений, выполненных на пучке дейтронов с импульсом 6,3 ГэВ/с. Характер измеренных спектров свидетельствует о важной роли многократных N-N рассеяний в ядерных взаимодействиях дейтронов при | t | ~ 0,4 /ГэВ/с/2.

Участие в исследованиях на 1-метровой жидководородной камере ЛВЭ. Целью этой работы, которая проводится ЛВТА совместно с ЛВЭ и Бухарестским университетом, является исследование нейтрон-протонных взаимодействий при 1÷5 ТэВ/с.

Определены спектры нейтронов, образованных в результате стриппинга при рассеянии дейтронов на ядрах 27А1. Исследования проводились в восьми точках интервала импульсов 1,5÷5 ГэВ/с. Определены с точностью ~ 3% величины топологических сечений взаимодействий в заданном интервале импульсов.

Исследование p-взаимодействий при 16 ГэВ/с. Работа выполняется ЛВТА совместно с Институтом атомной физики СРР и Бухарестским университетом.

Было обработано более 2000 четырехлучевых событий со странными частицами. Эти события были обнаружены на 100000 снимках р-взаимодействий при 16 ГэВ/с, полученных с помощью жидководородной камеры ЦЕРНа. Из них было идентифицировано 920 случаев образования o-частиц, 1524 случая образования Кo-частиц, 21 случай образования o-частиц, 14 случаев образования Е- -частиц.

Научные публикации ЛВТА. По состоянию на 31 декабря 1975 года сотрудниками ЛВТА было опубликовано 102 и направлено в печать 19 научных работ.

Одна из основных задач, стоявших перед коллективом Лаборатории вычислительной техники и автоматизации в 1975 году, - расширение конфигурации ЭВМ центрального комплекса, а также развитие их математического обеспечения.

Группы операторов лаборатории провели счет 68290 задач на ЭВМ БЭСМ-6 и 94776 задач на CDC- 6400. На снимке: зал устройств ввода-вывода информации.

Завершены монтаж и настройка основного оборудования мониторного сканирующего автомата АЭЛТ-2/160 с системой диалога человек-ЭВМ для обработки снимков с трековых камер.

Осуществлен запуск сканирующего автомата "Спиральный измеритель-1" и проводились работы по созданию измерительного комплекса на базе устройств "Спиральный измеритель".

Проведены работы по настройке опытного образца просмотрово-измерительного проектора БПС-ЗУ-М2.

Удаленная дисплейная станция на линии с ЭВМ БЭСМ-6 используется для решения задач теоретической и экспериментальной физики в режиме диалога человек-ЭВМ.

Общий вид проектора БПС-ЗУ-М2. Прибор принят к серийному выпуску.

Развитое математическое обеспечение дисплейной станции позволяет оперативно представлять на экране дисплея сложную графическую информацию.

В начало