В докладе рассмотрен мировой опыт применения GRID технологий в области вычислительной химии и смежных областях. Определены классы задач, наиболее применимых к расчетам в гетерогенных распределенных вычислительных средах. Рассмотрена технология адаптации популярных квантово-химических пакетов GAMESS, Gaussian, CPMD и Dalton к работе в средах Condor, X-Com, LCG/gLite. Изложены варианты применения технологии «пучков» заданий для решения широкого класса квантово-химических задач на крупных вычислительных полигонах. Приведены примеры конкретных квантово-химических расчетов в области нанотехнологий.

В докладе на конкретных примерах будут проанализированы недостатки традиционных Grid-инструментов, таких как Globus Toolkit, и предложен подход, позволяющий устранить многие из них. Этот подход к Grid-вычислениям основан на использовании высокоуровневого параллельного, распределенного языка программирования MC# и системы исполнения для него.

Приводятся основные особенности этого языка, рассматриваются Grid-приложения, реализованные на нем и описываются результаты практических экспериментов на Grid-сети, включающей вычислительные ресурсы России, Белоруссии и Украины.

В заключение, будут рассмотрены направления дальнейшего развития MC# Grid System, а также освещены результаты 4-ых международных соревнований по Grid-вычислениям (4th Grid Contest), состоявшихся в октябре – ноябре 2007 г. в Пекине (Китай).

Обсуждается эффективность распараллеливания (в частности, на суперкомпьютерах МСЦ) и использование Grid-технологий для задач молекулярно-динамического (МД) моделирования в физике плазмы и конденсированного вещества.

Рассматривается архитектура разрабатываемой системно-независимой высокоуровневой компонентной библиотеки GridMD для создания распределенных МД приложений. Библиотека позволяет задавать сценарий распределенного исполнения средствами языка С++. Запуск подзадач приложения происходит с помощью обращения к “ресурс-брокерам”.

В докладе будут рассмотрены: метод программного моделирования недетерминированных вычислительных систем и метод верификации соответствующих программных моделей распределенных вычислительных систем. Этот метод верификации основан на автоматической специализации программной модели по структуре стартовых конфигураций исследуемой вычислительной системы. Верифицируются свойства недостижимости конфигураций (состояний) вычислительной системы, работающей неограниченно долго. Параметризованной вычислительной системой называется распределенная вычислительная система, число компонент которой конечно, но неизвестно. Будет предъявлен ряд параметризованных протоколов когерентности кэш-памяти мультипроцессорных систем (IEEE Futurebus+, MOESI, “The University of Illinois”, DEC Firefly, Berkeley, и др.), свойства согласованности (когерентности) которых были успешно автоматически верифицированы суперкомпилятором SCP4. С помощью нашего метода обнаружена ошибка в одном из описаний Xerox PARC Dragon протокола и построен тест, указывающий на эту ошибку.

Доклад охватывает три класса прикладных математических задач: задачи конечномерной оптимизации, включая комбинаторные и поиск глобального экстремума; имитационное моделирование; дифференциальные уравнения и оптимальное управление.

Общим для этих задач является то, что процесс их решения можно эффективно вести в распределенной среде благодаря тому, что все они декомпозируются на несколько разных, взаимодействующих между собой вычислительных подзадач. Причем эти подзадачи, с позиций доступа к ним из распределенной вычислительной среды, условно можно разбить на два типа. Те, которые реализованы в виде библиотек программ и доступны через Интернет, например, через Web-сервисы. Другой тип подзадач характеризуется тем, что они являются в своем роде уникальными и для их запуска требуются серьезные вычислительные мощности (супер ЭВМ, кластеры). Это приводит к тому, что возникает проблема интеграции разнородных и разноуровневых ресурсов. Авторы доклада делятся своим опытом решения этой проблемы на основе разработки проблемно-ориентированной интегрированной вычислительной среды. В разработке использовались такие инструментарии, как: ICE, gLite, Web-сервисы, CORBA, IARnet, HLA и другие.