ЛАБОРАТОРИЯ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ И АВТОМАТИЗАЦИИ

Отчет за 1976 год

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

Совершенствовались математические методы и программные комплексы по обработке трековой и спектрометрической информации, а также управлению с помощью ЭВМ экспериментальными установками.

Изучались ядерные процессы при релятивистских энергиях, взаимодействия нейтронов и пионов с протонами, а также многочастичные процессы в пион-нуклонных и пион-ядерных взаимодействиях при высоких энергиях.

Выполнялись теоретико-численные исследования решений нелинейных задач в связи с научными и инженерными работами, проводимыми в Институте.

Развитие и использование измерительно-вычислительного комплекса ОИЯИ

Расширение конфигурации ЭВМ центрального комплекса

Установлено, налажено и введено в эксплуатацию новое оборудование /процессоры, магнитные накопители и терминалы/, а также математическое обеспечение системы CDC-6500. Производительность этой системы примерно в два раза больше производительности системы CDC-6400, что значительно увеличило общую производительность центрального вычислительного комплекса Института.

В составе системы CDC-6500 в настоящее время имеются: два центральных процессора с оперативной памятью 131 К, десять периферийных процессоров, устройство памяти на магнитных дисках емкостью около 80 млн.слов. Увеличено число внешних устройств ввода-вывода, установлены новые семи- и девятидорожечные магнитофоны с автозагрузкой и новое терминальное оборудование .

Наличие развитого терминального оборудования в составе системы CDC-6500 предоставило пользователям ряд новых возможностей и удобств в работе. Проводились также работы по установке терминального оборудования в лабораториях ОИЯИ на основе оборудования системы CDC-6500.

При решении этих задач осуществлялось широкое сотрудничество ЛВТА с институтами стран-участниц: МИ АН МНР, ЦИФИ ВАН, ВЦ АН ГДР, ИЯИ ПНР.

Закончена разработка схем для подключения магнитофонов типа ЕС-5010 и ЕС-5012 к ЭВМ М-222 ВЦ МИ АН МНР. Произведена детальная привязка схем непосредственно на ЭВМ М-222 в Улан-Баторе.

Создание и развитие математического обеспечения ЭВМ

Разработан /в рамках общего инженерно-математического проекта/ проект реализации языка общения пользователей терминалов с концентратором ЕС-1010 и ЭВМ БЭСМ-6 на базе языка системы INTERCOM.

Существенно модернизирована система ДД-75 /диспетчер и мониторная система "Дубна" на ЭВМ БЭСМ-6/ с целью расширения возможностей программного управления прохождением задач и распределением дисковой и ленточной памяти, а также для обеспечения новых средств отладки и доступа пользователей к ресурсам БЭСМ-6 /в том числе, к ее дисковой памяти/. В частности, улучшена система автоматического опознавания и распределения устройств для решаемых задач; расширены возможности доступа к информационным массивам на дисках /в том числе, при образовании и разгрузке очередей задач и выходных файлов/; введены в эксплуатацию экстракод и программы обмена информацией между задачей пользователя и терминалом /телетайпом или дисплеем типа Видеотон-340/; разработаны средства управления отладкой задач с помощью терминалов; реализовано программное управление печатающими устройствами серии ЕС.

Эксплуатация базовых электронных вычислительных машин

ЭВМ Годовой
план
(в час.)
Общее полезное
время счета за год
(в час.)
Среднесуточное
полезное время счета
(в час.)
Число
пропущенных
задач
БЭСМ-6 6000 7224 20,7 76800
CDC-/6400,6500 5900 6681 21,2 127462

Создание и развитие автоматических и полуавтоматических систем обработки камерных снимков

"Спиральный измеритель". Проводились работы по введению режима фильтрации в реальном времени данных сканирования на "Спиральном измерителе" с использованием малых ЭВМ. Разработаны необходимые электронные устройства и каналы связи двух ЭВМ Э-100 и ТРА, а также блок управления дисплеем ВТ-340, который включен в систему. Ведутся также работы по адаптации системы программ ФИЛЬТР для р-эксперимента.

В этих работах активное участие принимали сотрудники ЦИФИ ВАН /Будапешт/, а также ИФВЭ АН ГДР /Цойтен/.

Сканирующий автомат HPD. Разработан, изготовлен и отлажен основной комплект блоков новой электроники HPD. Отлажен комплект тестовых программ на CDC—1604А, написана управляющая программа для ЭВМ ТРА 1001 i.

Подготовлена и отлажена аппаратура и программы для имитации существующего варианта электроники HPD.

Разработана и введена в эксплуатацию версия калибрующей программы с расширенной диагностикой работы отсчетного канала автомата HPD.

Исследована стабильность констант отсчетной системы HPD. Разработана и введена в эксплуатацию новая версия программного комплекса HAZEI, совмещающая процесс измерения пленок и уточнение констант отсчетной системы автомата.

Разработаны форматы представления данных HPD на магнитных лентах для станции "спасения" событий. Подготовлена первая версия программы для ЭВМ ТРА—i, осуществляющей вывод изображения событий на дисплей и допускающая ряд преобразований этого изображения.

Создан комплекс программ для обработки снимков с МИС ОИЯИ, обеспечивающий измерение и обработку снимков в режиме автоматического распознавания элементов событий и стандартный вход в систему ROMEO на CDC-6500.Надежность восстановления реперных крестов составляет 95-100%. Проведены сеансы массового измерения снимков с МИС на HPD.

При модернизации электроники HPD осуществлялось сотрудничество с ЦИФИ ВАН.

Автомат на электронно-лучевой трубке AЭЛТ-2/160. Завершена комплексная наладка автомата /без лентопротяжного устройства/. Создан оптический вывод на просмотровый стол. Подключены дисплей-монитор и дисплей-лупа со световым карандашом, а также пульт управления с функциональной клавиатурой и дисплей фирмы "Видеотон". Разработано и отлажено устройство управления от ЭВМ уровнями дискриминации. Созданы базовый пакет рабочих программ управления сканированием, опознавания крестов, программы диалога оператор -ЭВМ. Получены первые характеристики по точности /по X - 3,5 мкм, по Y -7 мкм/.

Просмотрово-измерительные проекторы БПС-ЗУ. Проведена коррекция и передана на Экспериментальный завод научного приборостроения АН СССР документация на пульт приема-передачи данных проектора БПС-75 для его промышленного производства. Произведена переделка макетного образца прибора БПС-ЗУ до уровня БПС-75. Макет проектора БПС-75 подключен к ЭВМ TPА-1001i.Написаны программы для снятия скоростных характеристик измерительных кареток при управлении от ЭВМ, программа для проверки пульта приема-передачи данных. Проводится отладка режима программного сопровождения на макете проектора БПС-75.

Составлен проект-обоснование измерительного модуля на базе проектора БПС-ЗУ.

ПУОС-CAMEТ-БЭСМ-4. Введен режим программного автосопровождения на двух столах САМЕТ, оснащенных электронными блоками ПАС.

Разработан и отлажен опытный образец блока ПУОС-КАМАК. Проведено подсоединение блока к системе ПУОС-САМЕТ-БЭСМ-4. Выполнены конрольные измерения снимков.

Реализован алгоритм проверки измерений, использующий реконструкцию событий, с целью уменьшения числа последующих повторных измерений событий в системе ПУОС-САМЕТ-БЭСМ-4.

Работы велись при активном участии сотрудников ФИ ЧСАН /Прага/.

Просмотр и измерение снимков с трековых камер

Просмотр снимков с трековых камер проводился на просмотровых столах УПС-50-80 и БПС-1.

Измерено на полуавтоматических устройствах /ПУОСы и САМЕТ/ 78 тысяч событий и на автоматических сканирующих устройствах /HPD, АЭЛТ-1, СИ-1/ - 108 тысяч событий с различных трековых камер ОИЯИ.

Создание и развитие средств и методов визуальной связи с ЭВМ

Разработаны принципиальные схемы устройства связи ЭВМ ЕС-1010 с ЭВМ БЭСМ-6.

Разработан и испытан макет графического дисплея на бистабильной бессеточной ЭЛТ. Контроллер дисплея, генераторы символов и векторов, устройства ввода используются в настоящее время в составе аппаратуры удаленной дисплейной станции ЭВМ БЭСМ-6.

Создан базовый комплект программ для дисплея на запоминающей электронно-лучевой трубке, включающей в себя административные подпрограммы, подпрограммы генерации графических объектов, управляющие подпрограммы для устройства ввода /джойстик, трекболл/ и др.

Разработка методов расчетов и создание систем обработки экспериментальных данных

Системы программ обработки камерных снимков

Получены факторизованные представления информационных матриц с учетом энергетических потерь. На основе этих исследований предложен эффективный алгоритм поиска оценок кинематических параметров заряженных частиц при обработке информации в физике высоких энергий с учетом множественных случайных факторов.

Получена методика контроля результатов измерения на "Спиральном измерителе" событий, зарегистрированных трековыми детекторами. Создана и отлажена программа контроля результатов обмера камерных фотографий. Работа программы проверена на результатах обмера событий на HPD и СИ.

Разработана методика генерации из отдельных модулей и элементов системы ГИДРА различных версий программ контроля, начата отладка программ генерации.

На CDC-6400 поставлены прикладные пакеты системы ГИДРА, предназначенные для генерации событий, фитирования экспериментальных данных и построения траекторий заряженных частиц.

На ЭВМ БЭСМ-6 создан новый вариант геометрической программы ГЕОМСК, предназначенной для восстановления событий с СКМ-200. Конфигурация магнитного поля задается на магнитной ленте.

Использование ЭВМ на линии с экспериментальными установками

Математическое обеспечение экспериментов с бесфильмовым съемом данных в области физики высоких энергий. Разработана и создана универсальная система программ накопления и представления статистических результатов /гистограммирование и табулирование/ для установки "Альфа", работающей на линии с ЭВМ ЕС-1010.

Разработана методика, созданы программы обработки данных с дрейфовых камер, обработан реальный материал и получены результаты. Усовершенствованы алгоритмы распознавания и геометрической реконструкции и проведена обработка части экспериментальной информации, полученной на установке "Фотон" в эксперименте по изучению процесса

Адаптирована и поставлена на CDC-6500 система программ НВООК. Система обеспечивает накопление экспериментальных статистических данных /одномерных и двумерных гистограмм, таблиц и графиков/ и вывод их на печатающие и графические устройства. В систему НВООК входит 45 подпрограмм различного назначения. Система может быть автономно использована в любых программах обработки статистических результатов на CDC-6500.

При выполнении указанных работ осуществлялось сотрудничество с ЦЕРНом, а также с ЦИФИ ВАН, ТУ ГДР /Дрезден/, ИЯИ ПНР /Сверк/ и ФИ ЧСАН /Прага/.

Обработка спектров ядерных излучений. Разработаны новые алгоритмы и создан на их основе набор программ для обработки спектров. Осуществлялось дальнейшее расширение, усовершенствование и доведение до массовой эксплуатации системы обработки спектров /СОС/. Проведены работы по созданию первого варианта программного обеспечения для подключения измерительного модуля с малой ЭВМ к базовой ЭВМ Минск-32 Лаборатории ядерных реакций.

Активное участие в работах по подготовке программных модулей /для обработки спектров с установки "СПИН" с целью их включения в систему СОС/ приняли сотрудники НРБ и ЧССР.

Математическое обеспечение управления при помощи ЭВМ ускорительными установками. Подготовлена программа-драйвер для сданной в эксплуатацию одно- и многокрейтовой /в стандарте КАМАК/ аппаратуры сопряжения между М-6000 и измерительной системой модели коллективного ускорителя. Подготовлен также тест программной проверки этой аппаратуры.

Разработаны алгоритмы и программы на TPА—1001 для многопараметрического контроля и набора статистики по параметру интенсивности пучка, для измерения и управления ускоряющей частотой синхрофазотрона с помощью ЭВМ ТРА—1001. Проведены сеансы измерения частоты, интенсивности и радиального положения пучка.

Бесфильмовая система регистрации и обработки информации со стримерных камер. Создана автоматизированная система сбора и накопления данных с телевизионной установки. Разработаны новый вариант системы регистрации координат треков с использованием быстрых счетчиков с буферными регистрами, блок управления для работы в режиме выборочного сканирования изображений, имеющих большую информационную емкость /больше 10 координат на строку/; осуществлено подключение к ЭВМ М-6000 телевизионной установки через стандартный контроллер крейта КАМАК и разработано соответствующее программное обеспечение для управления установкой и накопления данных сканирования.

Разработан проект телевизионной системы контроля стримерной камеры установки РИСК.

Разработаны алгоритмы опознавания элементов треков и измерения ионизации в стримерной камере с использованием методов слежения по углу и вычислений в остаточных классах. Проведено исследование указанных алгоритмов на ЭВМ БЭСМ-6.

Математическое обеспечение системы автоматизированного проектирования печатных плат на базе ЭВМ БЭСМ-6 и малых ЭВМ. Разработано программное обеспечение системы ГРАФ, позволяющее автоматизировать конструкторское проектирование печатных плат модулей ядерной электроники /КАМАК, "ВЕКТОР" и т.д./ и печатных электродов для искровых, дрейфовых и пропорциональных камер. Указанное матобеспечение позволяет также автоматизировать технологические процессы: изготовление плат и электродов на специальном оборудовании и станках с числовым программным управлением /АДМАП-1, АДМАП-2, графопостроители КАЛЬКОМП-565, ДРП-3М, координатограф ЭМ-703/, выпуск конструкторской документации.

Методы прикладных вычислений

Получены новые условия сходимости /или ее отсутствия/ непрерывных и дискретных процессов решения нелинейных операторных уравнений. Получены условия глобальной сходимости непрерывного аналога метода Ньютона при исследовании обратной задачи теории рассеяния. Проведены конкретные расчеты на ЭВМ /по отработанной методике/ обратной задачи теории рассеяния. Опробован на ЭВМ новый метод решения нелинейных алгебраических уравнений. Этим методом решена /совместно с ОНМУ/ реальная физическая задача об определении траектории заряженных частиц в ускорителе. Завершены исследования по устойчивости некоторых типов разностных схем.

Разработаны алгоритмы и составлены соответствующие программы для численного решения задачи рассеяния в квантовой механике. Результаты были применены к расчету характеристик квазистационарных состояний мезомолекул водорода и одночастичных квазистационарных состояний сферических и деформированных ядер, а также к задаче рассеяния на потенциалах, возникающих в задаче трех тел с кулоновским взаимодействием. Проведено сравнение различных определений квазистационарных состояний в рамках единого численного метода, что позволяет определить области их применимости. Исследована зависимость резонанса и уровней энергии связанных состояний от величины приведенной массы системы.

Совместно с теоретиками ОИЯИ создана первая версия библиотеки программ по теоретической ядерной физике, включающая около 200 подпрограмм общим объемом в 15000 операторов ФОРТРАНа. Тексты программ библиотеки записаны на магнитную ленту ЭВМ БЭСМ-6. Выполнены исследования по нейтронным резонансам, рассеянию альфа-частиц, численным методам решения задач ядерной физики.

Модернизирована и поставлена на ЭВМ CDC—6500 программа отыскивания периодических траекторий в ускорителе /программа PERIOD/. Разработан алгоритм и создана программа POLEP /программа POLEP подключена к программе PERIOD/ для вычисления магнитного поля в прямолинейных промежутках ускорителя. Проведено исследование системы нелинейных дифференциальных уравнений с периодическими коэффициентами вблизи резонансов 3-го и 4-го порядков. Освоена и поставлена на CDC-6500 новая программа POISSON для расчета двумерных магнитных полей. Проведены сравнительные расчеты диполя СП-магнита по этой и ранее эксплуатировавшимся программам. Для расчета некоторых конфигураций СП-магнита написана программа POISSON , являющаяся вариантом программы OVERLAY.

Выпущены описания к программам FOUR67, DELSQPHI, DELSQRZ /быстрый метод Фурье численного решения уравнения Пуассона/. Написана серия программ по использованию названного метода при расчете траекторий пучка частиц с учетом пространственного заряда.

Определены области белл-солитонов для различных моделей теории поля. Показано, что топологический солитон уравнения Гинзбурга-Ландау-Хиггса /ГЛХ/ является абсолютно устойчивым и может служить стабилизирующим фактором при взаимодействии с комплексными полями /солитонные мешки/. Показано, что время жизни двух масштабных "мезонных пузырей" для уравнений ГЛХ и sin-Gordon /без заполнения комплексным полем/ не превышает нескольких пульсаций.

Обнаружены качественно новые сферически - симметричные одномасштабные решения осциллирующего типа /долгоживущие "пульсоны"/, и найдена связь областей их устойчивости с видом потенциального рельефа.

Модифицированы программы расчетов внутриядерных каскадов, а также неупругих столкновений частиц с ядрами.

Активное участие в исследовании нелинейных задач физики приняли сотрудники из ИЯИЯЭ БАН /София/.

Участие в физических исследованиях

Исследование ядерных процессов при релятивистских энергиях. Проведена статистическая обработка на ЭВМ экспериментальных данных о рассеянии дейтронов при Р0 = 4,3 и 8,9 ГэВ/с, лаб = 103 мрад и протонов при Р0 = 4,3 и 8,9 ГэВ/с, лаб = 103 мрад на ядрах водорода, дейтерия и углерода. Выполнен теоретический анализ полученных результатов.

На СКМ-200 проводилось /совместно с ЛВЭ/ облучение тяжелых элементов: РЬ, Ag, а также Си и С в пучке -частиц с импульсом 17,8 ГэВ/с. Произведена обработка - 5 тысяч взаимодействий -частиц с веществом.

Участие в исследованиях на метровой жидководородной камере ОИЯИ. Целью этой работы, которая проводится ОИЯИ совместно с Бухарестским университетом, является изучение нейтрон-протонных взаимодействий при энергиях 1÷5 ГэВ.

Исследована реакция в диапазоне импульсов налетающих нейтронов /1,73 ÷ 5,1/ГэВ/с. Определено сечение реакции. При Рn = 1,73 ГэВ/с в спектре эффективной массы обнаружена особенность /около 410 МэВ/с2/, ширина которой равна экспериментальному разрешению.

Выполнено исследование кумулятивного образования нейтронов под углом 0o в реакции d + Al n+... при импульсе дейтронов от 2,5 до 10,2 ГэВ/с. Показано, что инвариантное сечение fn растет с увеличением Pd и при Pd 5 ГэВ/с выходит на плато.

Исследование р-взаимодействий при 16 ГэВ/с. Закончена идентификация нейтральных странных частиц в 6-,8-, 10-, 12-лучевых событиях при изучении р-рассеяния. Подготовлена лента суммарных результатов /1000 событий/. Завершается обработка данных /совместно с ЛВЭ/ о сечениях рождения Кo- , , -частиц в инклюзивных процессах различных множественностей.

Участие в исследованиях на двухметровой пропановой камере. Целью этой работы является изучение процессов множественного образования частиц в пион-нуклонных и пион-ядерных взаимодействиях при импульсе 40 ГэВ/с.

В 1976 году осуществлялось изучение полуинклюзивных р— и С-реакций при Р = 40 ГэВ/с. Обнаружено, что структурные функции -мезонов и -квантов в центральной области не зависят от типа мишени (Р, п, 12 С).

Продолжалось исследование инклюзивных распределений и Кo-мезонов в 12С-столкновениях, а также некоторых эксклюзивных реакций р при 40 ГэВ/с.

Наибольшее внимание было уделено изучению образования резонансов в p-взаимодействиях при 40 ГэВ/с. Получены экспериментальные значения сечений рождения , , и К*(890) - резонансов и исследованы их зависимости от быстроты у*/в с.ц.м./, переменной Фейнмана X и поперечного переданного импульса . Обнаружены корреляции между разноименными по знаку заряда -мезонами в зависимости от их эффективной массы. При изучении корреляций между поперечными импульсами тождественных -мезонов был получен поперечный размер области испускания пионов, составляющий 1,0±0,1 Фм. Работы проводились на статистическом материале, включающем около 20 тысяч событий /р, n и 12C/.

В обработке экспериментального материала участвовали лаборатории НРБ, ВНР, ПНР, СРР и СССР /Ташкент, Тбилиси, Алма-Ата и др./.

АСУ и ИПС ОИЯИ

АСУ. Разработано и реализовано программное обеспечение системы бухгалтерского учета и снабжения.

ИПС. Созданы и отлажены основные алгоритмы оптимизации списковой структуры системы. В частности, созданы оригинальные алгоритмы уплотнения узловых списков основного информационного массива, что существенно убыстряет систему поиска. Алгоритмы программно реализованы на языке КОБОЛ. Созданы и отлажены на ЭВМ БЭСМ-6 алгоритмы формирования и поиска в библиографической ИПС. Все алгоритмы реализованы в программах на алгоритмическом языке ФОРТРАН.

Проводились работы по развитию систем двухметровой стримерной камеры в магнитном поле CKM-200.

Сборка генератора новой системы высоковолътного импульсного питания установки.

Проверка работы одной из систем контроля СКМ-200 на линии с ЭВМ TPA-1000i.

Блок автоматического измерения реперных крестов спирального измерителя-1.

На спиральном измерителе-1 разрабатывается система фильтрации в реальном времени данных сканирования с использованием малых ЭВМ. На снимке: изображение на экране дисплея просканированного события.

Монтаж перископа автоматической сканирующей установки "Спиральный измеритель-2".

Создается автомат на электронно-лучевой трубке для обработки камерных снимков - АЭЛТ-2/160. На снимке: узел фильмового канала и пульт оператора автомата.

Введено в эксплуатацию новое оборудование, а также математическое обеспечение системы CDC-6500. Это позволило значительно повысить производительность центрального вычислительного комплекса Института. На снимках: проверка систем магнитных дисков и магнитофонов ЭВМ.

В начало