Vasárnapi Új Szó, 1989. július-december (22. évfolyam, 27-52. szám)

1989-08-25 / 34. szám

TUDOMÁNYI

TECHNIKA

Bepillantás a szuperszámítógépek világába

A tudományos és technikai forradalom gyakran olyan problémákat is felvet, amelyeket a tudósok hagyományos eszköztárukkal 1<éptelenek megoldani. Ilyenkor a számítógépektől várnak segítséget. Azonban az univerzális nagyszámítógépek sem képesek minden feladatot egy adott időn belül kiszámítani. Ezért az Egyesült Államok és Japán konstruktőrei olyan szuperszámítógépek kifejlesztésébe kezdtek, amelyek ezerszer gyorsabban végzik el az egyes műveleteket, mint a hagyományos számítógépek, azaz bonyolultabb problémák megoldására is alkalmasak.

Ez a cél többféle módon érhető el. Az amerikaiak például úgy növelték gépeik „gyorsaságát“, hogy a megoldandó problémát képzeletben részfeladatokra bontották, ezeket a részfeladatokat párhuzamosan csatolt processzorokkal kiszámíttatták, majd az egyes processzorokat egységes rendszerré integrálták. Á Cray-3 szuperszámítógép például egyszerre 16 processzort üzemeltet, ezek a processzorok egyenként 1 milliárd műveletet képesek elvégezni másodpercenként, így az egész rendszer „gyorsasága“ 16 milliárd művelet másodpercenként. Ahhoz azonban, hogy a felhasználó ezt a lehetőséget hatékonyan kihasználhassa, meg kell tanulnia a problémák részfeladatokra való bontását.

A fentiektől eltérően a japán szuperszámítógépekben egy ún. „vektorprocesszor“ a főegység. Ez a processzor a számítógép programrendszerének segítségével kikeresi a kiszámítandó program azonos műveleteit, ezekből vektort készít és gyakorlatilag azonnal el is végzi ezeket a műveleteket. Ezeknél a gépeknél tehát nem részfeladatok egyidejű párhuzamos kiszámításáról van szó, hanem csak azonos műveletek párhuzamos futtatásáról. Az ilyen szuperszámítógép „gyorsasága“ egyenes arányban van annak a vektornak a hosszával (az azonos műveletek számával), melyet a processzor egyszerre kezelni tud, tehát a vektor hosszának növelésével a mü- veletvégzés sebessége is növekszik.

Az említett két fejlesztési irány gépeinek program- rendszerét is eltérő elvek alapján dolgozták ki. Az Egyesült Államokban készült szuperszámítógépek operációs rendszerénak a széles körben elterjedt UNIX rendszer az alapja.

Ezzel szemben a japán Fujitsu, NEC és Hitachi vállalatóriások által gyártott szuperszámítógépek operációs rendszerei, .vállalatorientáltak“, azaz saját hagyományos gépeik programrendszerére épülnek. Ennek az az előnye, hogy ezek a szuperszámitógépek kompatíbilisak az egyes vállalatok megfelelő univerzális nagyszámítógépeivel, viszont hátránya, hogy nem képesek feldolgozni UNIX alapú operációs rendszerre írt programokat. Ezért újabban a japán vállalatok is az UNIX-ra épülő operációs rendszerek kidolgozásán fáradoznak.

Napjaink leggyorsabb szuperszámítógépe egy cél- orientált számítógép, amelyet a Massachusetts! Egyetemen fejlesztettek ki. Ennek gyorsasága kb. negyvenszerese a Cray-3 szuperszámítógépének. Üzembe helyezése után olyan speciális számításokat szeretnének végezni rajta, amelyek arról is felvilágosítást nyújthatnak, hogy mi történik két nagy sebességű proton ütközésénél. Ennek a problémának a kiszámítása hagyományos számítógéppel 30 ezer órát is igénybe venne, ezzel szemben az említett szuperszámítógép körülbelül 3 óra alatt birkózhat meg a feladattal. Nagy hátránya azonban, hogy csakis a fent említett probléma kiszámítására készült, így nem tudni, hogy különleges gyorsasága érvényesül-e majd, ha más számítások elvégzésére programozzák át.

A „gyorsasági“ sorrendben második helyen álló számítógép megszületéséről nemrégen számolt be az NCu- be vállalat. A nyilvánosságra hozott adatok szerint az NCube-2 szuperszámítógép 27 milliárd műveletet végez másodpercenként, azaz 5 milliárddal többet, mint a nemrégiben még csúcstartónak számító NEC gép. Emellett nagy előnye, hogy az UNIX-V operációs rendszerben az Oracle programcsomag is futtatható rajta, mivel ez az egyik legelterjedtebb adatbázis-kezelő rendszer az NSZK-ban.

A szuperszámítógépek tervezése és gyártása rendkívül pénzigényes feladat. Aránylag kevés készül belőlük, a kereslet is eléggé ingadozó irántuk, így csak a legerősebb óriásvállalatok kockáztathatják meg, hogy megbirkózzanak előállításuk és forgalmazásuk nehézségeivel. Szuperszámítógépeket leginkább tudományos és mú- szaki-fejleszési kutatóintézetek, valamint egyetemek használnak. A NASA például a Space Shuttle-val végzett kísérleteihez Cray-2 gépet vásárolt, de olajtrösztök és autókonszernek is rendelnek belőle.

Problémáik megoldására a matematikusok is gyakran alkalmaznak szuperszámítógépeket, hiszen nagyon sok olyan feladat van, amelyeket hagyományos eszközökkel, papírral és ceruzával még a legnagyobb tudósok sem képesek megfejteni. Viszont így olyan elméleti problémák is felmerülnek, amelyek a matematika alapelveit is kérdésessé teszik. Megdőlni látszik például az az egykori alapelv is, mely szerint a matematikai bizonyításnak rövidnek, egyszerűnek és az ember számara érthetőnek kell lennie.

Szép példája ennek a montreali Concordia Egyetemen elvégzett számítógépes kísérlet, melynek során Gauss 200 évvel ezelőtt kimondott feltételezését bizonyították be. A számítás eredményei szerint valóban nem létezik véges, projektív 10. rendű sík, ez az eredmény azonban gyakorlatilag ellenőrizhetetlen.

A bizonyítás elvégzéséhez a Cray-1 szuperszámítógépnek két év alatt az elképzelhető megoldásoknak körülbelül 100 trillió variációját kellett elemeznie. Lem, a kutatócsoport vezetője pozitív eredményben reménykedett (azaz, hogy létezik véges, projektív 10. rendű sík), mivel ennek helyessége könnyen ellenőrizhető lenne, de negatív eredményt kapott, így nem tehetett mást, hitt a szuperszámítógépnek, a matematikusok pedig kénytelenek voltak hinni Lemnek. Nem akadt ugyanis jelentkező a 100 trillió lehetőség egyenkénti ellenőrzésére.

Amint az említett példából is látható, a szuperszámítógépek felhasználásában még óriási lehetőségek rejlenek. További és egyre szélesebb területekre törhetnek be, hiszen az ember kíváncsi természetű, mindent tudni szeretne, viszont minden megoldott probléma további megválaszolatlan kérdések sokaságát veti fel.

M. NAGY ILDIKÓ

A brnói Form alakítástechnikai kutatóintézetben robotizált alakítóegységeket fejlesztettek ki a Pardubicei Malomipari Gépgyár, valamint az Ipari Automatizációs Müvek preéovi üzeme számára. Ez az újdonság nyolc dolgozó és évi egymillió korona értékű termelési önköltség megtakarítását teszi lehetővé a felhasználó számára. A fémlemezeket alakitó robotizált munkahelyen minimális mennyiségű hulladék keletkezik. A felvételen Jaroslav Kamenec és Petr Kostadinov mérnökök a robotizált alakító munkahely üzembe helyezését végzik.

A ÖSTK felvétele

Az önállóság ösztönző ereje

Kifizetődő kooperáció a számítástechnikai fejlesztésben

Az idén az állami vállalatként működő kassai (Kosice) Gyárépítési Kutató- és Fejlesztő Intézetben mintegy 120 darab, IBM-kompatibilis, 16 és 32 bites mikroszámítógépet állítanak elő.

Ezeket a mikroszámítógépeket a bécsi MEC céggel kötött kooperációs szerződés alapján behozott alkatrészekből szerelik össze. A kutatóintézetben a számítástechnikai termelést elsősorban a műszaki tervezés automatizációs eszközeinek a kifejlesztésére szakosították. A számítástechnikai fejlesztés és termelés az építőipar számára végzett kutatási feladatok mellett jelentős bevételi forrást képez az önelszámolásra való átálláshoz is.

A kutatóintézet termékei már nagy segítséget nyújtanak a termelés operatív irányításához, a gazdasági és szociális jellegű adatfeldolgozáshoz, valamint a raktári készletek nyilvántartásához a Kassai Kerámiaipari Művekben, a humennéi Chemlon vállalatban, továbbá a Kelet-szlovákiai Erdőgazdasági Vállalatban. Jelenleg a Povazská Bystrica-i Gördülöcsapágygyár számára készítenek elő egy terjedelmesebb számítástechnikai rendszert.

A Gyárépítési Kutató és Fejlesztő Intézet önálló külkereskedelmi tevékenységre is kapott felhatalmazást. A MEC cég közvetítésével számítástechnikai programokat értékesít külföldön, amiért évente körülbelül egymillió devizakorona bevételhez jut. A devizabevételeket a termelési alap fejlesztésére fordítják, azzal számolva, hogy a számítástechnikai termelés gyors bővülésével együtt kereskedelmi tevékenységük is növekedni fog. Jelenleg egy csehszlovák-osztrák-szovjet közös vállalat létesítéséről is tárgyalnak, amely széles lehetőségeket nyújtana az ilyen irányú tevékenység fejlesztéséhez.

(ÖSTK)

rSSSSSSSfSSSSSSfSSSSSSSSSSSSSSSSSfSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSMSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSfSSSSSrsss.

ÚJ szú

989. Vili. 25.

emulátor - gépi eszköz működését utánzó program;

EPROM (Erasable PROM) - közvetlen hozzáférésű félvezetős tár, villamos úton újraprogramozható PROM tár;

értelmező program (interpreter) - olyan fordítóprogram, amely egy magas szintű programnyelven írt programot utasításonként fordít le és hajt végre;

érzékelő - a hőmérséklet-, nyomás-, fordulatszám-érzékelők az általuk érzékelt adatokat adatfeldolgozás céljából a számítógéphez továbbítják;

fájl - az angol file szó kiejtés szerinti írása, jelentése adat- vagy programfüzét;

felbontás (resolution) - a képélesség jellemzője a számítógépes grafikában. A felbontás az egységnyi vagy teljes hosszra jutó, egymástól még megkülönböztethető képelemek számával jellemezhető;

feldolgozási sebesség - a számítógép központi egysége által másodpercenként végrehajtott utasítások száma;

felhasználói kézikönyv - leírja a programrendszer használatát, a felhasználó által megadható adatokat, ezek ellenőrzését, az előírt határidőket, valamint

a rendkívüli helyzetekben szükséges tennivalókat;

felhasználói program - számítógép használója által alkalmazott program egy konkrét feladatra. Nem azonos a gyártó cégek által szállított rendszerprogramokkal, bár ezek elemeit is tartalmazhatja; felhasználói szoftver - azoknak a programoknak az együttese, amelyek közvetlenül valamilyen feladat megoldását végzik; felülről lefelé fejlesztés (top-down) - lépésenkénti, finomítási eljárás a programfejlesztésben. Előbb a főprogram, majd a szubrutinok kerülnek megírásra és ellenőrzésre;

félvezetők - villamos vezetőképességük be- és kikapcsolható, ami a vezetők vagy a szigetelők esetében elképzelhetetlen; félvezető tár - nem mechanikus tár. A félvezetők tárak típusai: RAM, ROM, PROM, EPROM, REPRÓM;

floppy disk - hajlékonylemezes tár. Kör alakú lemez, amely a modelltől függően az egyik vagy mindkét oldalán mágnesezhető réteggel van bevonva. Könnyen kezelhető és olcsó. A szobai hőmérséklet és a karbantartás szempontjából nem igényes;

folyamatábra - a munkafolyamat megszervezésekor a meghatározott tevékenységek felsorolását, a munkaszakaszok sorrendjét ' szemléletesen ábrázolják; fordítóprogram - a számítógépbe vitt, valamilyen programnyelven megírt programot a gép által értelmezhető gépi nyelvre fordítja. Fordítóprogramok minden programnyelv részére léteznek; formátum - az adatátviteli berendezésekkel továbbítani, beolvasni, kiírni szándékozott információ felépítése, amit szigorú előírások szabályoznak a felismerhetöség és az ellenőrizhetőség érdekében; forrásprogram - minden olyan program, amely fordítás vagy értelmezés után futtatható. A forrásprogram már kódolva van, de még nincs a gép nyelvére lefordítva; futtatás (run) - egy elkészült program végrehajtásának (futásának) előidézése;

gépi kód - az utasítások számítógéppel értelmezhető alakban való ábrázolása. A gépi kód a számítógép típusától függően más és más, száznál is több gépi utasításból állhat;

grafikus megjelenítő (graphic display) - színes képernyős megjelenítő egység, amely rajzok, ábrák feltüntetésére alkalmas;

grafikus terminál-görbéket, vonalakat, rajzokat is be tud mutatni eredeti színekben. A terminál szó jelentése végkészülék;

hangkeltés (voice generation)- hanghatások képzése számítógépprogrammal, amely a számítógépbe épített hangszintetizátort, illetve a hangszórót vezérli;

hardver - a számítógép szerkezetét jelenti, de ide soroljuk a gép kiegészítő egységeit, a kapcsolókat és kábeleket is;

háttértárak - a számítógép központi egységével kapcsolatban álló egységek, amelyek nagy mennyi' ségű adatot képesek a központi egységtől átvenni és azokat ugyanolyan sebességgel a központi egységnek átadni. A háttértárak feladata a központi egység operatív tárának a tehermentesítése;

hibajegyzék - a bemenő adatok hibásak lehetnek, ezért feldolgozás előtt meg kell vizsgálni a helyességüket. Az adatokat hibásan beadó személy a hibák kijavítása céljából hibajelzést kap a képernyőn, vagy hibajegyzéket kap papíron;

hordozható számítógép (portable computer) - általában aktatáska méretű, elemről is működtethető mikroszámítógép, többnyire folyadékkristályos kijelzővel ellátva;

igazítás (illesztés, justification)- amikor az adat nem olyan hosz- szú, mint a tárolására szolgáló adatmező, akkor az adatot a mező valamelyik széléhez kell igazítani. Számoknál, numerikus értékeknél általában jobbra igazítunk, betűknél, alfanumerikus értékeknél pedig balra;

ikon - a képernyő jobb vagy alsó szélén megjelenített piktogram, amely utasítások, szimbólumok gyors kiválasztását teszi lehetővé pl. egérrel, fényceruzával, vagy egyszerűbb esetben a billentyűzetről a kurzorral való rámuta- tással;

implementáció (megvalósítás) - valamely adott, konkrét tulajdonsággal rendelkező szoftverterméknek egy meghatározott számítógéptípus és operációs rendszer számára futtatható változata;

integrált adatfeldolgozás - azon felismerésen alapszik, hogy egy adott vállalatnál az adatfeldolgozási feladatok többsége összefügg (pl. bérelszámolás, személyi adatok nyilvántartása). Ezért kerülik az egyedi gépi feldolgozást, és az egész folyamatot egyetlen összetett feladatként kezelik;

integrált áramkörök (IC) - a korszerű félvezető-technikában az egyes tranzisztorok már nincsenek önálló házba beépítve, hanem bonyolult gyártási eljárással százezrével vannak egy négyzetcentiméternél is kisebb felületre sűrítve, integrálva;

intelligens terminálok - olyan terminálok, amelyeknek már procesz- szoruk és táruk is van. Az intelligens terminálok önálló számítógépként is üzemeltethetők;

interfész (interface) - illesztett csatlakoztató egység, amelyen át a hírközlési hálózathoz kapcsolt különböző felépítésű és gyártmányú készülékek villamos és mechanikus úton egyaránt csatlakoztathatók.

v

Kulcsszavak a számítástechnikában (3.)