Алгоритмы и программный инструментарий для гибридных супер-ЭВМ в задачах обнаружения подземных полостей и анализа генетических данных тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.11, кандидат наук Якименко, Александр Александрович

• Якименко, Александр Александрович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Якименко, Александр Александрович

Оглавление

Введение

1 Проблема инспекции на месте. Обзор методов и средств решения задач моделирования сейсмических волн. Подходы к реализации перестановочного теста в задачах генетики

1.1 Общие сведения

1.2 Проблема инспекции на месте

1.3 Подходы к решению задач моделирования сейсмических волновых полей

1.4 Проблема перестановочного теста в анализе биологических данных

1.5 Характеристики используемых вычислительных средств

1.6 Выводы

2. Задача моделирования сейсмических волновых полей в сложнопостроенных средах

2.1 Постановка двумерной задачи моделирования сейсмических волновых полей

2.2 Программный комплекс для моделирования сейсмических волновых полей в трехмерных сложнопостроенных средах

2.2.1 Требования к реализации и общая характеристика программного комплекса

2.2.3 Построитель ЗБ модели неоднородной сложно построенной упругой среды

2.2.4 Программа для моделирования волновых полей в ЗБ неоднородных упругих средах

2.2.5 Верификация построителя моделей

2.2.6 Оценка времени работы программы

2.3 Выводы

3 Задача обнаружения и локализации кавернозных зон в проблеме ИнМ

3.1 Постановка задачи

3.2 Вычислительная технология и средства моделирования

3.3 Результаты численных экспериментов

3.4 Технология вибрационного просвечивания земной коры

3.4.1 Результаты регистрации и измерения абсолютных уровней колебаний от вибратора ЦВ-100

3.4.2 Результаты регистрации и измерения абсолютных уровней колебаний от вибратора ЦВ-40

3.4.3 Преимущества подхода и итоги выполнения работ

3.5 Выводы

4 Применение информационно-вычислительных технологий в задачах генетического анализа. Опыт реализации перестановочного теста на графическом процессоре

4.1 Обзор проблемы и подход к решению

4.2 Методика решения задачи

4.3 Алгоритм перестановочного теста для последовательной версии на языке С

4.4 Реализация на графическом процессоре

4.5 Производительность параллельной и последовательной версий программ

4.6 Выводы

Заключение

3

Список использованных источников

Приложение А. Акты о внедрении

Приложение В. Свидетельство регистрации программы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Алгоритмы и программный инструментарий для гибридных супер-ЭВМ в задачах обнаружения подземных полостей и анализа генетических данных»

Введение

Актуальность работы. Моделирование с применением суперкомпьютерных информационных технологий является эффективным и широко распространенным методом исследования сложных физических процессов и систем и используется практически во всех отраслях науки и техники. Параллельный принцип реализации такого моделирования -признанный способ ускорения численных экспериментов. Один из современных подходов к организации параллельного моделирования основан на использовании графических процессоров (GPU - graphics processing unit) в качестве ускорителей к центральным универсальным процессорам (CPU -central processing unit).

Развитие суперкомпьютерных технологий моделирования базируется на фундаментальных работах советских, российских ученых, среди которых: Е.П. Балашов, В.Б. Бетелин, B.C. Бурцев, В.В. Васильев, В.В. Воеводин, В.Ф. Евдокимов, Э.В. Евреинов, A.B. Забродин, В.П. Иванников, М.Б. Игнатьев, A.B. Каляев, С.А. Лебедев, В.К. Левин, Г.И. Марчук, Д.А. Поспелов, И.В. Прангишвили, Г.Е Пухов, A.A. Самарский, В.Б. Смолов, А.Н. Томилин, Я.А. Хетагуров, В.Г. Хорошевский, Б.Н. Четвертушкин, Ю.И. Шокин, H.H. Яненко, а также зарубежные ученые: S. Gray, М. Flynn, I. Foster, D. Hillis, С. Kesselman, DL. Slotnick, A. Tanenbaum и другие. При решении задач моделирования сейсмических волновых полей и интерпретации полученных результатов большой вклад внесли исследования в этой области отечественных ученых: A.C. Алексеев, В.В. Адушкин, Б.М. Глинский, А.Ф. Еманов, В.В. Ковалевский, Б.Г. Михайленко, A.M. Овчинников, Г.В. Решетова М.С. Хайретдинов и др.

Настоящая работа посвящена рассмотрению возможностей использования суперкомпьютерной технологии моделирования применительно к решению двух современных актуальных задач -обнаружения подземных полостей (каверн), образующихся в результате

проведения скрытых подземных ядерных взрывов [2, 11] и генетической детерминации признаков.

Решение первой задачи связано с проблемой «инспекции на месте» («ИнМ»), предусматривающей создание эффективных методов для уточненной локализации эпицентров скрытых подземных взрывов в районах испытательных полигонов. Решение рассматриваемой проблемы обусловлено необходимостью совершенствования средств контроля в поддержку Договора о всеобщем запрещении ядерных испытаний (ДВЗЯИ) от 1967 г [2, 11].

Другая задача, решаемая в диссертационной работе средствами параллельного моделирования, относится к важной для биологии задаче определения генов-кандидатов, детерминирующих заданные признаки, на основе данных массовых экспериментов (полногеномный анализ данных, анализ протеомов и транскриптомов и т.п.).

Отметим, что наряду со сложностью программных систем, технологий и инструментальных средств, предназначенных для моделирования и процессов обработки данных, одновременно предъявляются высокие требования к надежности их работы, так как сбой программы может повлечь за собой существенные материальные потери. Высокий уровень требований предъявляется также к точности алгоритмов.

Объект исследования. Технологии моделирования сейсмических волновых полей в кавернозных средах (задача геофизики) и перестановочного теста в задачах генетики.

Предмет исследования. Параллельные алгоритмы и программы на гибридных суперкомпьютерах с графическими ускорителями.

Цель работы. Цель состоит в разработке и исследовании алгоритмов и программного инструментария для гибридных супер-ЭВМ в задачах обнаружения подземных полостей и анализа генетических данных.

На основе созданного программного инструментария выполнить:

- моделирование сейсмических волновых полей в сложнопостроенных средах на примере решения актуальной проблемы «инспекции на месте», связанной с обнаружением под Землей кавернозных зон, образующихся как результат проведения скрытых подземных ядерных испытаний. По результатам моделирования разработать рекомендации по выбору согласованных параметров натурных экспериментов для «инспекции на месте»;

- исследования по повышению производительности алгоритмов поиска ассоциаций группа генов - признак в задаче анализа генетической детерминации признаков с использованием перестановочного теста.

В рамках диссертационной работы:

- разработан и исследован программный комплекс для моделирования сейсмических волновых полей в сложнопостроенных средах с кавернозными включениями для решения проблемы «ИнМ».

- реализованы последовательная и параллельная версии программы для проведения перестановочного теста в задачах биологии и генетики.

- реализована технология получения экспериментальных данных с помощью метода вибрационного зондирования земли в связи с изучением особенностей волновых полей в зонах трещиноватости в окрестностях кавернозных зон.

В диссертации поставлены и решены следующие задачи:

- разработать и реализовать программный инструментарий для гибридной супер-ЭВМ в поддержку производительного решения трудоемких прикладных задач;

- разработать и реализовать на гибридном суперкомпьютере НКС-ЗОТ параллельную программу для решения задачи распространения сейсмических волн в сложнопостроенной среде, представленной моделью кавернозной зоны;

- разработать рекомендации для методики проведения натурных экспериментов по вибрационному просвечиванию кавернозных зон с учетом результатов численного моделирования;

- разработать параллельный алгоритм для программы перестановочного теста, позволяющий использовать графические процессоры в трудоемких операциях расчета сумм значений функциональных аннотаций;

- разработать и реализовать параллельную программу на графическом процессоре от NVIDIA для проведения перестановочных тестов в задачах биологии и генетики. Провести численные расчеты на тестовом материале. Получить количественные оценки эффективности разработки по отношению к ранее созданным программным средствам.

Методы исследования. Для достижения цели и поставленных задач применялись методы теории функционирования распределенных вычислительных систем, теории алгоритмов. Численные эксперименты проводились путем моделирования на гибридном суперкомпьютере НКС-ЗОТ и персональной рабочей станции с графическим ускорителем от NVIDIA. Для обработки исходных вибросейсмических сигналов использовался метод кросскорреляционной свертки.

Научная новизна работы. К основным новым результатам, полученным в диссертации, можно отнести следующие:

разработаны программный инструментарий и алгоритмы с использованием гибридной супер-ЭВМ НКС-ЗОТ для моделирования сейсмических волновых полей в 2D и 3D сложнопостроенных средах с кавернозными включениями и реализации перестановочного теста в задачах генетики. Методологически решаемые задачи объединяются предложенной схемой распараллеливания и представлением структур хранения данных;

- выполнено численное моделирование волновых полей для случаев

расположения кавернозных зон в однородных и слоистых средах по схеме

использования передвижного источника и стационарных сейсмических

групп. Показано, что в качестве информативных выделяются группы S-, SP-,

8

SS-волн, волновые формы которых зависят от геометрии кавернозной зоны и положения зондирующего источника;

- оценена производительность разработанных программ при решении задачи перестановочного теста на реальных данных объемом 19147x898. Показано, что за счет перехода к матричному формату представления данных и распараллеливания задачи на графических процессорах достигается ускорение решения до 150 раз;

- показана по результатам численного моделирования возможность обоснования и разработки требований к методике проведения «инспекции на месте» для обнаружения и уточненной локализации эпицентров подземных ядерных испытаний;

- внедрены и успешно используются разработанные параллельные программы для супер-ЭВМ НКС-30Т в Институте цитологии и генетики СО РАН и Институте вычислительной математики и математической геофизики СО РАН.

Практическая ценность результатов работы.

1. Разработана и реализована на базе гибридного вычислительного комплекса НКС-30Т суперкомпьютерная информационно-вычислительная технология для моделирования сейсмических волновых полей в сложнопостроенных средах с включениями неоднородности типа кавернозной зоны.

2. Получены результаты численных и натурных экспериментов методом вибрационного просвечивания Земли, которые будут способствовать совершенствованию производственной технологии «инспекции на месте» в районах проведения скрытых ядерных и иных взрывов.

3. Разработаны параллельные алгоритмы и программы реализации перестановочного теста на гибридном суперкомпьютере НКС-30Т, которые будут способствовать ускорению решения задачи генетической детерминации признаков на основе данных массовых экспериментов.

4. Разработанные автором программные комплексы для геофизического моделирования и реализации перестановочного теста в генетике нашли свое практическое применение соответственно в Институте вычислительной математики и математической геофизики и Институте цитологии СО РАН.

Реализация и внедрение результатов работы.

Исследования выполнялись в рамках Государственного контракта с

Минобрнаукой № П-857 от 25 мая 2010 г. «Разработка программного

обеспечения для высокопроизводительных вычислений в биоинформатике»,

государственного контракта №14.740.11.0350, грантам РФФИ 10-07-00387-а

«Разработка и проведение теоретических и экспериментальных исследований

геоинформационной технологии оценивания экологического риска от

карьерных взрывов с использованием сейсмоакустических колебаний

сейсмических вибраторов», 11-05-92215-Монг_а «Исследование

характеристик волнового поля мощного вибратора для целей

вибросейсмического зондирования глубинных структур Монголо-

Сибирского региона», 11-07-10000-к «Организация и проведение

экспериментальных исследований методов прогнозирования

геоэкологического риска от мощных взрывов с помощью низкочастотных

сейсмических вибраторов», 12-05-00786-а «Исследование

сейсмовулканических процессов Эльбрусской вулканической области на

основе комплексного наблюдения геофизических полей и регистрации

низкоэнергетических сейсмических событий», Программе СО РАН 1.4.1.

«Математическое моделирование в задачах геофизики, физики океана и

атмосферы и охраны окружающей среды», Междисциплинарному проекту

СО РАН № 54 - "Развитие методов математического моделирования

геофизических полей и экспериментальные исследования геодинамических

процессов в сейсмоопасных и вулканических зонах", Интеграционные

проекты НГТУ-СО РАН № С1-13 «Мониторинг гидроразрыва пласта на

основе решения прямой и обратной задач восстановления трещиноватости

нефтяного коллектора», №С1-20 «Разработка и проведение теоретических и

10

экспериментальных исследований геоинформационной технологии оценивания экологического риска для окружающей социальной инфраструктуры от техногенных и природных катастроф».

Внедрение результатов диссертационных исследований подтверждено соответствующими актами, которые прилагаются.

Достоверность полученных результатов.

Корректность и адекватность полученных результатов подтверждается согласованностью результатов численных и натурных экспериментов, тестированием программного комплекса на тестовых данных, а также заключениями экспертных комиссий при презентации работы на конференциях, семинарах, при получении грантов РФФИ.

Основные защищаемые положения. Основными защищаемыми положениями диссертационной работы являются:

1. Разработанные параллельный программный инструментарий и алгоритмы с использованием супер-ЭВМ НКС-ЗОТ для моделирования сейсмических волновых полей в 2Т> и ЗБ сложнопостроенных средах с кавернозными включениями. Отличительная особенность созданных средств связана с построителем численной модели среды сложной конфигурации, а также с оригинальной топологией организации параллельных вычислений на гибридном вычислительном комплексе НКС-ЗОТ.

2. Результаты численных экспериментов, определяющие информативность типов сейсмических волн в связи с изучаемым объектом и рекомендации по проведению соответствующих экспериментальных исследований;

3. Разработанные и реализованные в интересах решения задачи генетики параллельные алгоритмы и программы перестановочного теста на гибридном суперкомпьютере НКС-ЗОТ и оценки их времени выполнения.

Личный вклад автора.

Основные научные результаты, включая результаты моделирования сейсмических волновых полей и интерпретацию полученных результатов

численных экспериментов, схему организации параллельных вычислений на гибридном вычислительном комплексе НКС-ЗОТ, являются личным вкладом автора. Параллельная программа для реализации перестановочного теста на гибридном суперкомпьютере разработана и реализована лично автором (Прототип последовательной программы предоставлен к.б.н. с.н.с. К.В. Гунбиным). Отдельные результаты, представленные в диссертации в главе 3 (анализ, интерпретация записей натурных экспериментов), получены совместно с д.т.н., с.н.с. М.С. Хайретдиновым. Информационно-вычислительная технология решения задачи распространения сейсмических волн в сложнопостроенной среде, представленная моделью кавернозной зоны и ее программным построителем разрабатывалась совместно с к.т.н. Караваевым Д.А..

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на следующих конференциях:

•V Международная Азиатская школа-семинар «Проблемы оптимизации сложных систем», Бишкек, 2009 г.

• XI Всероссийская конференция с участием иностранных ученых

«Проблемы мониторинга окружающей среды», 24-28 октября, 2011-Кемерово.

•Конференции молодых ученых ИВМиМГ СО РАН, март 2010г., апрель 2013 г. Новосибирск.

•XII Всероссийская конференция молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям, 3-6 октября 2011г. -Новосибирск, 2011

•Международная научно студенческая конференция «Студент и научно-технический прогресс» Новосибирск, 2011

•VIII междунар. науч. конгресс «Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012», «Дистанционные методы зондирования земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды, геоэкология»", 17-19 апреля 2012 г., Новосибирск, 2012.

•Международная Летняя Суперкомпьютерная академия при МГУ, 25 июня - 7 июля 2012г., г. Москва, 2012.

•Отчетные сессии АВТФ-НГТУ, март 2011г., март 2012г, март 2013г. Новосибирск.

•Всероссийская научно-практическая конференция «Новые технологии в науке о земле и горном деле», 13-21 сентября. - Новый Афон, 2012.

•Всероссийская научно-практическая конференция «День суперкомпьютерных технологий: наука, образование, промышленность», 2022 мая. - Новосибирск, 2013.

•Международная научная конференция, посвященная 85-летию со дня рождения Анатолия Семеновича Алексеева «Методы создания, исследования и идентификации математических моделей», 10-13 октября 2013 года, Новосибирск, Академгородок.

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в тринадцати печатных работах соискателя, включая три работы в журналах из списка ВАК и одну регистрацию программы в Фонде Алгоритмов и Программ СО РАН и два акта внедрения: в Институт цитологии и генетики СО РАН и Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН.

Список публикаций

1. Yakimenko A.A. Khairetdinov M.S., Glinsky B.M., Karavaev D.A., Martynov V.N., Algorithms and methods for the numerical simulation os seismic wave fields in cavernous zones. // Bulletin of the Novosibirsk computing center, Math. Model. In Geoph. - 2010 - №13 - P. 71-78.

2. Якименко A.A., Ковалевский B.B., Седухина Г.Ф., Хайретдинов М.С., , Геза Н.И., Юшин В.И. Экспериментальная оценка абсолютных уровней когерентных сейсмических колебаний с помощью вибрационных технологий. // Технологии сейсморазведки - 2011 - №3 - С. 84-92.

3. Авроров С. А., Якименко A.A. Применение сейсмических вибраторов для исследования сейсмоакустических эффектов и геоэкологической угрозы от техногенных взрывов. // Мат. XII Всероссийской конференции молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям, 3-6 октября 2011г. - Новосибирск, 2011 - С. 43.

4. Караваев Д.А., Якименко A.A. Численное моделирование и исследование поля упругих волн для кавернозных сред // Материалы XLIX Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс», Новосибирск, 2011, с. 252.

5. М.С. Хайретдинов, С.А. Авроров, Г.Ф. Седухина, A.A. Якименко. Оценивание сейсмоакустических эффектов техногенных взрывов с помощью сейсмических вибраторов. // Мат. XI Всероссийской конференции с участием иностранных ученых «Проблемы мониторинга окружающей среды», 24-28 октября, - Кемерово, 2011 - С. 118-122.

6. Ковалевский В.В., Седухина Г.Ф., Хайретдинов М.С., Якименко A.A., Геза Н.И., Юшин В.И. Технология вибросейсмической нанометрии в проблеме активного мониторинга. // Вестник НЯЦ PK. - 2012. - №12. - С.48-54.

7. Якименко A.A. Использование гибридных вычислительных систем для численного моделирования волновых полей. // Сб. мат. VIII междунар. науч. конгресса «Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012», «Дистанционные методы зондирования земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды,геоэкология»". - Новосибирск: СГГА, 2012. -Т. 1.-С. 85-89.

8. Якименко A.A. Преимущества применения GPU для численного моделирования 3D сейсмических волновых полей разностным методом. // Сб. мат. междунар. конф. "Современные вопросы науки и образования - XXI век". - Тамбов: изд-во ТРОО "Бизнес-Наука-Общество», 2012. - Ч. 6. - С. 158-161.

9. С.А. Авроров, Г.М. Воскобойникова, Г.Ф. Седухина, М.С. Хайретдинов, A.A. Якименко. Вибрационная технология оценивания геоэкологических рисков. // Мат. Всеросс. науч.-практ. конф. "Новые технологии в науке о земле и горном деле", 13-21 сентября. - Новый Афон, 2012.

10. A.A. Якименко, Д. А. Караваев. Численное моделирование распространения упругих волн в средах с подземными полостями на суперЭВМ // Научный Вестник НГТУ. - 2013. - №2. - с. 99-104.

11. Д.А. Караваев, A.A. Якименко, H.A. Караваев. Численное моделирование на суперкомпьютерах в задачах вибросейсмического зондирования сложнопостроенных сред // Проблемы информатики. — 2013. — №3. - с. 65-71.

12. A.A. Якименко. Разработка и исследование параллельной реализации программы перестановочного теста в генетике // Труды конференции молодых ученых.-Новосибирск, 2013. -с. 190-199.

13. Губарев В.В., Хайретдинов М.С., Альсова O.K., Абалов Н.В., Якименко A.A.. Нетрадиционные подходы к обработке сейсмических сигналов // Труды IX международной азиатской школы-семинара «Проблемы оптимизации сложных систем». - Алматы, 2013. - с.92-94.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 87 наименований и приложения. Диссертация изложена на 107 страницах основного текста, включая 43 рисунка и 5 таблиц и 2 приложения.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цели и научные задачи исследования; приведены основные научные результаты, выносимые на защиту; показана научная новизна исследований и оценена их практическая значимость; отражены уровень

апробации и личный вклад соискателя в решении научных задач; даны структура и объем диссертационной работы, а также публикаций.

В первой главе представлена проблема инспекции на месте. Описано ее текущее состояние и существующие подходы к ее решению. Сделан обзор существующих методов и средств решения задач моделирования сейсмических волн. Рассмотрены подходы к реализации перестановочного теста в задачах генетики. Приведены характеристики используемых в работе вычислительных средств. Сделаны выводы по использовании технологии распараллеливания для решения описанных задач.

Вторая глава посвящена задаче моделирования сейсмических волновых полей в сложнопостроенных средах. Описан разработанный программный комплекс, состоящий из построителя модели среды и программы для моделирования волновых полей в неоднородных упругих средах. Представлены результаты тестирования на тестовых моделях. Приведены численные оценки времени работы программы.

В третьей главе приводится постановка задачи обнаружения и локализации кавернозных зон в проблеме инспекции на месте. Описаны вычислительная технология и средства моделирования волновых полей в кавернозных средах. Приведены результаты численных экспериментов и выполнена их интерпретация. Продемонстрирован натурный способ, заключающийся в вибрационном просвечивании земной коры с целью выявления изменений волновых форм после прохождения кавернозных зон.

В четвертой главе представлена проблема распараллеливания перестановочного теста в задачах генетики. Приведена методика проведения перестановочного теста и общий алгоритм работы программы. Описаны реализованные последовательные и параллельные версии. Показано достигнутое ускорение на реальных задачах.

В заключении формулируются основные выводы по результатам исследования.

1 Проблема инспекции на месте. Обзор методов и средств решения задач моделирования сейсмических волн. Подходы к реализации перестановочного теста в задачах генетики

1.1 Общие сведения

На сегодняшний день задачи моделирования и обработки данных являются неотъемлемой частью большинства исследований. Сложные процессы моделирования и трудоемкие алгоритмы делают эту сферу одним из самых ресурсоемких и продолжительных этапов научных разработок. Существующие параллельные технологии и подходы позволяют сократить время моделирования и обработки данных, но увеличивают сложность алгоритмов и, следовательно, программного кода. Это в свою очередь приводит к увеличению стоимости исследований. Правильный выбор средств и технологий позволяет рационально использовать имеющиеся в распоряжении ресурсы и получать необходимые результаты в приемлемые сроки и с нужным качеством.

1.2 Проблема инспекции на месте

Договор о всеобщем запрещении ядерных испытаний (ДВЗЯИ) от 1967

г. предусматривает запрещение испытательных ядерных взрывов во всех

средах и в любых целях. Механизм контроля над проведением испытаний

предусмотрен посредством обширной Международной системы

сейсмического мониторинга (МССМ), создаваемой для отслеживания

признаков проведения ядерных взрывов на Земле. В настоящее время более

280 объектов во всем мире выполняют мониторинг подземных зон,

атмосферы и океанов [11]. Постоянно контролируется воздушная среда для

обнаружения даже самого небольшого ядерного взрыва. Когда Северная

Корея в 2006 г. и в 2009 г. провела ядерные взрывы, международная система

мониторинга доказала свою ценность, уверенно установив проведенные

испытания. Уже в течение часа после испытаний, государства - члены

ДВЗЯИ получили информацию о местоположении, магнитуде, глубине и

17

времени испытания. Когда завершится разработка ИнМ - неотъемлемого компонента верификационного режима, система международного мониторинга будет представлять собой самый совершенный режим из когда-либо предусмотренных.

В работе [1] предлагается комплекс идей, реализация которых позволит за короткий срок на большой площади, ограниченным числом персонала и оборудования, в условиях неизвестной сложной геологии и слабой афтершоковой эмиссии достигнуть целей ИнМ методом пассивной сейсмометрии [2]. Применение пассивной сейсмометрии предлагается разделить на два этапа, принципиально разных по методам обработки результатов наблюдений - поиска и локализации событий. Недостаток данного подхода связан с ограниченной живучестью афтершоковой эмиссии, обусловленной затухающим во времени процессом релаксации среды с момента акта самого взрыва.

Другой подход, предложенный в работе [3], определяет этапы технологии автоматизированной локации сейсмических источников, основанные на выделении и измерении волновых параметров сигнала на фоне шумов, расчете географического положения и отображения источников на цифровой карте. Высокая точность, обеспечиваемая предложенной технологией, подтверждена в процессе анализа множества событий.

На основе анализа нелинейных процессов, развивающихся на этапах излучения и распространения сейсмических колебаний при вибрационном зондировании Земли, предложен метод активного мониторинга сейсмо-вулканоопасных зон [4]. Такую технологию, с изменениями и дополнениями, можно применять для обнаружения последствий ядерных испытаний.

В работе [5] обсуждаются эффекты, связанные с прохождением волны давления, и результаты пластового давления в скважинах, расположенных на различном расстоянии от эпицентра взрыва. Необходимо учитывать такие особенности при локализации подземных ядерных взрывов.

Для проведения Инспекции на месте (ИнМ) предлагается и обосновывается метод активной сейсмометрии, основанный на зондировании среды сейсмическими колебаниями, порождаемыми наземным сейсмическим вибратором [6]. Позитивными сторонами рекомендуемой технологии являются: узконаправленные излучение и прием сейсмических колебаний, строгая повторяемость формы излучаемых колебаний, высокоточная синхронизация излучения по сигналам GPS, возможность синхронного накопления вибросейсмических сигналов. Все это, в конечном счете, призвано обеспечить повышенную точность локализации очаговой зоны и ее геометрических параметров.

В другой работе [7] рассматривается подход к решению задачи локализации и определения параметров очаговой зоны подземного ядерного взрыва (ПЯВ) путем сканирования инспектируемого района вибросейсмическим просвечивающим полем. Приводятся результаты численного моделирования характеристик направленности сейсмической антенны, описаны результаты экспериментов по направленному приему вибросейсмических колебаний.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Якименко, Александр Александрович, 2013 год

Список использованных источников

1. Каплан Ю. В. Пассивная сейсмометрия при проведении инспекции на месте: этап поиска и этап локализации события / Каплан Ю. В., Шилина Г. В. // Периодический научно-технический журнал национального ядерного центра республики Казахстан. - 2004. №2. - Курчатов, март 2004. - с. 112-117.

2. Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний. ДВЗЯИ: текст об учреждении Подготовительной комиссии Организации Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний. - 1998. - Вена: Подготовительная комиссия ДВЗЯИ. - 165 с.

3. Хайретдинов М.С. Программная система автоматизированной локации и визуализации сейсмических источников / Хайретдинов М.С., Клименко С.М. // Периодический научно-технический журнал национального ядерного центра республики Казахстан. - 2004. №2. -Курчатов, март 2004. - с.70-74.

4. Хайретдинов М.С. Нелинейный и геодинамические процессы и вибросейсмический мониторинг окружающей среды / Хайретдинов М.С., Родионов Ю.И., Седухина Г.Ф. // Периодический научно-технический журнал национального ядерного центра республики Казахстан. - 2004. №2. -Курчатов, март 2004. - с.35-39.

5. Максименко А.Ф. Экспериментальные исследования распространения волны давления в нефте-газонасыщенном горном массиве при подземном взрыве / Максименко А.Ф. // Периодический научно-технический журнал национального ядерного центра республики Казахстан. - 2006. №2. -Курчатов, июнь 2006. - с. 118-121.

6. Алексеев A.C. Активная сейсмометрия с использованием вибрационных источников в проблеме инспекции на месте / Алексеев A.C., Глинский Б.М., Хайретдинов М.С. // Периодический научно-технический журнал национального ядерного центра республики Казахстан. - 2006. №2. -Курчатов, июнь 2006. - с.142-148.

7. Воскобойникова Г.М. Пространственная селекция очага подземного ядерного взрыва с использованием направленного излучения и приема вибросейсмических колебаний / Воскобойникова Г.М., Седухина Г.Ф., Хайретдинов М.С. // Периодический научно-технический журнал национального ядерного центра республики Казахстан. - 2006. №2. -Курчатов, июнь 2006. - с.149-154.

8. Глинский Б.М. О возможности применения вибросейсмических методов для изучения флюидонасыщенных и трещиноватых зон / Глинский Б.М., Фатьянов А.Г., Хайретдинов М.С. // Периодический научно-технический журнал национального ядерного центра республики Казахстан. - 2006. №2. - Курчатов, июнь 2006. - с. 155-160.

9. Авроров С.А. Автоматизированная процедура поточного обнаружения и идентификации сейсмических событий / Авроров С.А., Хайретдинов М.С. // Периодический научно-технический журнал национального ядерного центра республики Казахстан. - 2008. №2. - Курчатов, июнь 2008. - с.70-75.

10. Кишкина С.Б. Сейсморезонансный метод обнаружения очагов подземных ядерных взрывов / Кишкина С.Б., Лукишов Б.Г., Спивак A.A. // Периодический научно-технический журнал национального ядерного центра республики Казахстан. - 2010. №3. - Курчатов, сентябрь 2010. - с.90-95.

11. Lassina Zerbo The role, current state and perspectives of the agreement on nuclear tests universal banning (CTBTO) / Lassina Zerbo // Периодический научно-технический журнал национального ядерного центра республики Казахстан. - 2012. №1. - Курчатов, март 2012. - с.5-9.

12. Хайретдинов М.С. Обнаружение и распознавание взрывных источников / Хайретдинов М.С., Авроров С.А. // Периодический научно-технический журнал национального ядерного центра республики Казахстан. -2012. №2. - Курчатов, июнь 2012. - с. 17-24.

13. Ковалевский В.В. Технология вибросейсмической нанометрии в

проблеме активного мониторинга / Ковалевский В.В., Седухина Г.Ф.,

Хайретдинов М.С, Якименко A.A., Геза Н.И., Юшин В.И. // Периодический

95

научно-технический журнал национального ядерного центра республики Казахстан. - 2012. №2. - Курчатов, июнь 2012. - с.48-54.

14. Арднт Р. Проведение комплексного полевого эксперимента (ИПЭ08) ОДВЗЯИ- организации Договора о всеобщем запрещении ядерных испытаний / Арднт Р., Прах М. // Периодический научно-технический журнал национального ядерного центра республики Казахстан. - 2012. №1. -Курчатов, март 2012. - с.79-87.

15. Решетова Г. В. Численное моделирование сейсмоакустических волновых полей в разномасштабных и резкоконтрастных средах: Дис... докт. физико-мат. наук. - Новосибирск, 2010. - 298 с.

16. Трибис Д. Ю. Разработка методов и алгоритмов использования графических процессоров в задачах моделирования геофизических данных: Автореф. дис... канд. техн. наук. - Новосибирск, 2011. - 16 с.

17. Белоносов М. А. Организация параллельных вычислений для численного моделирования сейсмических волн на основе интегрального преобразования Лагерра и метода декомпозиции области: Автореф. дис... канд. физико-мат. наук. - Новосибирск, 2012. - 19 с.

18. Заславский Ю.М. Численное моделирование волнового поля при сейсмическом моделировании волнового дна / Заславский Ю.М., Б.В. Кержаков, В.В. Кулинич. // Акустический журнал. - 2005. - №5 (51). - С. 645-651.

19. Кучунова Е. В. Численное решение пространственной динамической задачи теории упругости на многопроцессорных вычислительных системах: Автореф. дис... канд. физико-мат. наук. - Красноярск, 208. - 22 с.

20. Маловичко A.A. Изучение крупных техногенных сейсмических событий с использованием методов математического моделирования / Маловичко A.A., Маловичко Д.А. // Геофизика и математика: Материалы Второй Всероссийской конференции, Пермь, 10-14 декабря 2001 г. - Пермь: ГИ УрО РАН, 2001. - С.200-206.

! i

21. Лысь E. В. Конечно-разностное моделирование сейсмоакустических волновых полей в анизотропных вязкоупругих средах: Автореф. дис... канд. физико-мат. наук. - Новосибирск, 2011. - 16 с.

22. Лысь Е.В. Численное моделирование сейсмоакусти-ческих волновых полей для анизотропного околоскважинного пространства / Лысь Е.В., Лисица В.В. // Технологии сейсморазведки.- 2008. №1. - С. 25-34.

23. Эфрон Б. Нетрадиционные методы многомерного статистического анализа / Б. Эфрон. - М.: Финансы и статистика, 1988. - 263 с.

24. Good P. Permutation, Parametric and Bootstrap Tests of Hypotheses / P. Good. - New York: Springer Verlag; 3rd ed, 2005. - 315 p.

25. So H.C. Multiple testing and power calculations in genetic association studies / So H.C., Sham P.C. // Cold Spring Harb Protoc, 2011(1). - URL: http://cshprotocols.cshlp.org/content/201 l/10/pdb.top065870.full. Дата обращения: 01.02.2013.

26. Dematte L. GPU computing for systems biology / Dematte L., Prandi D. // Brief Bioinform.-2010. 11(3). -P. 323-333.

27. Боресков А. В. Параллельные вычисления на GPU. Архитектура и программная модель CUDA / А.В. Боресков и др.. - М.: изд-во Московского университета, 2012. - 336 с.

28. Van Hemert J.L. Monte Carlo randomization tests for large-scale abundance datasets on the GPU / Van Hemert J.L., Dickerson J.A. // Comput Methods Programs Biomed. - 2011. 101(1). - P. 80-86.

29. Shterev I.D. permGPU: Using graphics processing units in RNA microarray association studies / Shterev I.D., Jung S.H., George S.L., Owzar K. // BMC Bioinformatics. - 2010. №11. - p. 329.

30. Ashburner M. Gene ontology: tool for the unification of biology / Ashburner M., Ball C.A., Blake J.A., Botstein D., Butler H., Cherry J.M., Davis A.P., Dolinski K., Dwight S.S., Eppig J.T., Harris M.A., Hill D.P., Issel-Tarver L., Kasarskis A., Lewis S., Matese J.C., Richardson J.E., Ringwald M., Rubin G.M.,

Sherlock G. // The Gene Ontology Consortium. Nat Genet. - 2000. 25(1). - P. 2529.

31. Virieux J. P-SV wave propagation in heterogeneous media: Velocity-stress finite-difference method / Virieux J.// Geophysics Volume 51. - 1986. April Number 4.-p. 889-901.

32. Mikhailenko B. Numerical simulation of 3D seismic waves propagation / Mikhailenko В., Reshetova G. // Proc. 65-th EAGE Conference & Exhibition. -Stavanger, Norway. - 2003.

33. Collino F. Application of PML absorbing layer model to the linear elastodynamic problem in anisotropic heterogeneous media / . Collino F., Tsogka C. // Geophysics - 2001. 66(1). - p. 294 - 307.

34. Tesseral Technologies Inc. Tesseral 2.5D-3C - a 3D-3C full-wave modeling for complexly built elastic, anisotropic, thin-layered 2.5D medium model / Tesseral Technologies Inc. // Tesseral Technologies. - 2011. - p. 1-4.

35. Operto, S. Documentation of FWM2DPSV Program: 2D P-SV Finite-Difference Time-Domain Modelling of Elastic Wave Propagation / Operto S., Brassier R., Virieux J. // Technical report. - SEISCOPE Project, SEISCOPE Consortium, France - 2007. No. 7.

36. Carrington L. High frequency simulations of global seismic wave propagation using SPECFEM3D_GLOBE on 62 thousand processor cores / Carrington L., Komatitsch D., Laurenzano M., Tikir M., Michea D., Le Goff N., Snavely A., Tromp J. // Proceedings of the ACM/IEEE Supercomputing SC'2008 conference. - Article #60, 2008. - p. 1-11.

37. Караваев Д.А. Численное моделирование и исследование поля упругих волн для кавернозных сред / Караваев Д.А., Якименко А.А. // Материалы XLIX Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс». - 2011. - Новосибирск. - с. 252

38. Glinsky В.М. Numerical modeling of the wave fields in the mud volcano structures on parallel computing complexes / Glinsky B.M., Karavaev D.A.,

Kovalevsky V.V., Martynov V.N.// Abstracts of the 5th International Conference "Inverse Problems: Modeling and Simulation". - 2010. - Antalya, Turkey. - p.54

39. Караваев Д. А. Моделирование сейсмических полей в 3D неоднородных упругих средах на параллельных вычислительных комплексах / Караваев Д.А. // Тезисы докладов «ГЕОПЕРСПЕКТИВА-2010». - 2010. -Москва, - с. 147-148.

40. Караваев Д.А. Параллельная реализация метода численного моделирования волновых полей в трехмерных моделях неоднородных сред / Караваев Д.А. // Параллельные вычислительные технологии (ПаВТ'2009): Труды международной научной конференции (Нижний Новгород, 30 марта -3 апреля 2009 г.). - 2009. - Челябинск: Изд. ЮУрГУ. - с. 196-204

41. Караваев Д.А. Исследование производительности параллельных алгоритмов решения прямых динамических задач геофизики / Караваев Д.А., Якименко A.A. // Труды ИВМиМГ СО РАН. Сер. Информатика. Вып.9. -

2009. - с.171-176.

42. Глинский Б.М. Численное моделирование и экспериментальные исследования грязевого вулкана «Гора Карабетова» вибросейсмическими методами / Глинский Б.М., Караваев Д.А., Ковалевский В.В., Мартынов В.Н. // Параллельные вычислительные технологии (ПаВТ'2010): Труды международной научной конференции (Уфа, 29 марта — 2 апреля 2010 г.). -

2010. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ. с. 121-131

43. Глинский Б.М. Моделирование сейсмических полей в грязевулканических структурах на параллельных вычислительных комплексах / Глинский Б.М., Караваев Д.А., Ковалевский В.В., Мартынов В.Н. // Материалы международной научной конференции «МОДЕЛИРОВАНИЕ-2010». - 2010. Т.2. - Киев. - с.238-245

44. Горбатиков A.B. Технология глубинного зондирования земной коры

с использованием естественного низкочастотного микросейсмического поля /

Горбатиков A.B. и др. // Коллективная монография «Изменение окружающей

среды и климата. Природные и связанные с ним техногенные катастрофы»

99

Сейсмические процессы и катастрофы. - 2008. т.1ч.2. - М.: ИФЗ РАН. - С. 223-236.

45. Караваев Д.А. Параллельная реализация метода численного моделирования волновых полей в трехмерных моделях неоднородных сред / Караваев Д.А. // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. - 2009. № 6 (1). - с. 203-209

46. Глинский Б.М. Масштабируемые вычисления с применением гибридного кластера / Глинский Б.М., Караваев Д.А., Куликов И.М., Кучин Н.В., Снытников Н.В // Международная конференция «Математические и информационные технологии, MIT-2013» (X конференция «Вычислительные и информационные технологии в науке, технике и образовании»). - 2013, сентябрь. - Сербия, Врнячка Баня. - с. 1-7.

47. Алексеев A.C. Активная сейсмология с мощными вибрационными источниками / A.C. Алексеев, Н.И. Геза, Б.М. Глинский, В.В. Ковалевский, М.С. Хайретдинов, В.И. Юшин и др. - Новосибирск: изд. СО РАН Филиал «Гео», 2004. - с.386.

48. Глинский Б.М. Численное моделирование и экспериментальные исследования грязевого вулкана "Гора Карабетова"вибросейсмическими методами / Глинский Б.М., Караваев Д.А., Ковалевский В.В., Мартынов В.Н. // Вычислительные методы и программирование. - 2010. Т.11, №1. - М.:Изд-во Моск. Гос. ун-та. - С. 99-108.

49. Михайленко Б.Г. Сейсмические поля в сложно построенных средах / Б. Г. Михайленко. - Новосибирск, 1988. - с. 312.

50. Слепухин А.Ф. Тор500, ключевые моменты и основные достижения / Слепухин А.Ф. // СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ. - 2011. №4(8). - с.11-13.

51. Родин Г. Сейсмология ядерных взрывов: Пер. с англ. / Г. Родин. - М.: изд. «Мир», 1974. - с. 190.

52. Пузырев H.H. Методы и объекты сейсмических исследований. Введение в общую сейсмологию / H.H. Пузырев. - Новосибирск, 1997. - 301 с.

53. Алексеев A.C. Активная сейсмология с мощными вибрационными источниками / A.C. Алексеев, Н.И. Геза, Б.М. Глинский, В.В. Ковалевский, М.С. Хайретдинов, В.И. Юшин и др. - Новосибирск: изд. СО РАН Филиал «Гео», 2004. - с.386.

54. Алексеев A.C. Мониторинг геометрии и физических свойств «поверхностной» и «очаговой» дилатансных зон методом вибросейсмического просвечивания сейсмоопасных участков земной коры / Алексеев A.C., Глинский Б.М., Имомназаров Х.Х., Ковалевский В.В., Собисевич Л.Е., Хайретдинов М.С., Цибульчик Г.М. // Изменения окружающей среды и климата. Сейсмические процессы и катастрофы. -2008. Т.1.- М.: ИФЗ РАН. - с.179-222.

55. Глинский Б.М. Взаимосвязь полей мощных вибраторов с атмосферными и геодинамическими процессами / Глинский Б.М., Ковалевский В.В., Хайретдинов М.С. // Журнал "Геология и геофизика". -1999. т.40, № 3. - с. 431-441.

56. Григорюк А.П. Система регистрации и обработки вибросейсмосигналов на базе персонального компьютера / Григорюк А.П., Родионов Ю.И., Хайретдинов М.С. // Тр. ВЦ СО РАН, сер. Мат. модел. в геофизике. - 1994. вып.З. - Новосибирск. - с.130-137.

57. Алексеев A.C. Изучение структуры Алтае-Саянского региона с использованием вибросейсмических мощных источников / Алексеев A.C., Глинский Б.М., Еманов А.Ф., Ковалевский В.В., Хайретдинов М.С., Юшин В.И. Касахара Д, Сато Т, Мочизуки К. и др. // Труды ВЦ СО РАН, сер. Мат. модел. в геофизике. - 1996. Вып.4. - Новосибирск. - с.3-17.

58. Юшин В.И. Об амплитудной и энергетической эквивалентности вибрационной и импульсной сейсморазведки / Юшин В.И. // Приборы и системы разведочной геофизики. - 2004. № 3. - с.12-17.

59. Рябой В.З. Абсолютные уровни сигналов и невзрывные источники колебаний при глубинных сейсмических исследованиях / Рябой В.З.,

Шнеерсон М.Б.// В кн.: Проблемы Вибрационного просвечивания Земли. -1977. - М., "Наука". - с. 86-90.

60. Yakimenko A.A. Khairetdinov M.S., Glinsky B.M., Karavaev D.A., Martynov V.N., Algorithms and methods for the numerical simulation os seismic wave fields in cavernous zones. // Bulletin of the Novosibirsk computing center, Math. Model. In Geoph. - 2010 - №13 - P. 71-78.

61. Знаменский B.B. Полевая геофизика / В. В. Знаменский. - М.: изд. «Недра», 1980. - с. 351.

62. Алексеев A.C. Мониторинг геометрии и физических свойств «поверхностной» и «очаговой» дилатансных зон методом вибросейсмического просвечивания сейсмоопасных участков земной коры / Алексеев A.C., Глинский Б.М., Имомназаров Х.Х., Ковалевский В.В., Собисевич JI.E., Хайретдинов М.С., Цибульчик Г.М. // Изменения окружающей среды и климата. Сейсмические процессы и катастрофы. -2008. Т.1.- М.: ИФЗ РАН. - с. 179-222.

63. Глинский Б.М. Взаимосвязь полей мощных вибраторов с атмосферными и геодинамическими процессами / Глинский Б.М., Ковалевский В.В., Хайретдинов М.С. // Журнал "Геология и геофизика". -1999. т.40, № 3. - с. 431-441.

64. Алексеев A.C. Изучение структуры Алтае-Саянского региона с использованием вибросейсмических мощных источников / Алексеев A.C., Глинский Б.М., Еманов А.Ф., Ковалевский В.В., Хайретдинов М.С., Юшин В.И. Касахара Д, Сато Т, Мочизуки К. и др. // Труды ВЦ СО РАН, сер. Мат. модел. в геофизике. - 1996. Вып.4. - Новосибирск. - с.3-17.

65. Юшин В.И. Об амплитудной и энергетической эквивалентности вибрационной и импульсной сейсморазведки / Юшин В.И. // Приборы и системы разведочной геофизики. - 2004. № 3. - с. 12-17.

66. Рябой В.З. Абсолютные уровни сигналов и невзрывные источники колебаний при глубинных сейсмических исследованиях / Рябой В.З.,

Шнеерсон М.Б.// В кн.: Проблемы Вибрационного просвечивания Земли. -1977. - М., "Наука". - с. 86-90.

67. Воеводин В.В. Параллельные вычисления / В.В. Воеводин, Вл.В. Воеводин. - БВХ-Петербург, 2004. - 608 с.

68. Глинский Б.М. Моделирование сейсмических полей в грязевулканических структурах на параллельных вычислительных комплексах / Глинский Б.М., Караваев Д.А., Ковалевский В.В., Мартынов В.Н. // Материалы международной научной конференции «МОДЕЛИРОВАНИЕ-2010». - 2010. Т.2. - Киев. - с.238-245

69. Горбатиков A.B. Технология глубинного зондирования земной коры с использованием естественного низкочастотного микросейсмического поля / Горбатиков A.B. и др. // Коллективная монография «Изменение окружающей среды и климата. Природные и связанные с ним техногенные катастрофы» Сейсмические процессы и катастрофы. - 2008. т.1ч.2. - М.: ИФЗ РАН. - С. 223-236.

70. Корнеев В.Д. Параллельное программирование мультикомпьютеров / В.Д. Корнеев, В.Э. Малышкин. - Новосибирск: Изд. НГТУ, Учебники НГТУ, 2006. - с.301

71. Корнеев В.Д. Параллельное программирование в MPI / В. Д. Корнеев. - Новосибирск, 2002. - 210 с.

72. Якименко A.A., Ковалевский В.В., Седухина Г.Ф., Хайретдинов М.С., , Геза Н.И., Юшин В.И. Экспериментальная оценка абсолютных уровней когерентных сейсмических колебаний с помощью вибрационных технологий. // Технологии сейсморазведки - 2011 - №3 - С. 84-92.

73. Авроров С.А., Якименко A.A. Применение сейсмических вибраторов для исследования сейсмоакустических эффектов и геоэкологической угрозы от техногенных взрывов. // Мат. XII Всероссийской конференции молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям, 3-6 октября 2011г. - Новосибирск, 2011 - С. 43.

74. М.С. Хайретдинов, С.А. Авроров, Г.Ф. Седухина, A.A. Якименко. Оценивание сейемоакустичееких эффектов техногенных взрывов с помощью сейсмических вибраторов. // Мат. XI Всероссийской конференции с участием иностранных ученых «Проблемы мониторинга окружающей среды», 24-28 октября, - Кемерово, 2011 - С. 118-122.

75. Ковалевский В.В., Седухина Г.Ф., Хайретдинов М.С., Якименко A.A., Геза Н.И., Юшин В.И. Технология вибросейсмической нанометрии в проблеме активного мониторинга. // Вестник НЯЦ PK. - 2012. - №12. - С.48-54.

76. Якименко A.A. Использование гибридных вычислительных систем для численного моделирования волновых полей. // Сб. мат. VIII междунар. науч. конгресса «Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012», «Дистанционные методы зондирования земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды,геоэкология»". - Новосибирск: СГГА, 2012. - Т. 1. - С. 85-89.

77. Якименко A.A. Преимущества применения GPU для численного моделирования 3D сейсмических волновых полей разностным методом. // Сб. мат. междунар. конф. "Современные вопросы науки и образования - XXI век". - Тамбов: изд-во ТРОО "Бизнес-Наука-Общество», 2012. - Ч. 6. - С. 158-161.

78. С.А. Авроров, Г.М. Воскобойникова, Г.Ф. Седухина, М.С. Хайретдинов, A.A. Якименко. Вибрационная технология оценивания геоэкологических рисков. // Мат. Всеросс. науч.-практ. конф. "Новые технологии в науке о земле и горном деле", 13-21 сентября. - Новый Афон, 2012.

79. V.Malyshkin. Assembling of Parallel Programs for Large Scale Numerical Modeling. IGI Global, USA, 2010, 1021 pp. The Handbook of Research on Scalable Computing Technologies. Chapter 13, pp. 295 - 311. ISBN 978-1-60566661-7.

80. Kireev S., Malyshkin V. Fragmentation of numerical algorithms for parallel subroutines library // The Journal of Supercomputing, Springer, Volume 57, Number 2, August 2011, pp. 161-171.

81. Kireev S., Malyshkin V., Fujita H.. The LuNA Library of Parallel Numerical Fragmented Subroutines // PaCT-2011 proceedings, Springer, LNCS 6873 (2011), pp. 290-301.

82. Malyshkin V., Perepelkin V. Optimization Methods of Parallel Execution of Numerical Programs in the LuNA Fragmented Programming System. // The Journal of Supercomputing. pp. 1-14. DOI: 10.1007/sl 1227-011-0649-6.

83. Томас X. Кормен, Чарльз И. Лейзерсон, Рональд Л. Ривест, Клиффорд Штайн Алгоритмы: построение и анализ = INTRODUCTION ТО ALGORITHMS. — 2-е изд. — М.: Вильяме, 2006. — С. 1296. — ISBN 0-07013151-1.

84. Дональд Кнут Искусство программирования, том 1. Основные алгоритмы = The Art of Computer Programming, vol.1. Fundamental Algorithms. — 3-е изд. — M.: Вильяме, 2006. — С. 720. — ISBN 0-201-89683-4.

85. Колмогоров A. H. Теория информации и теория алгоритмов. — М.: Наука, 1987. —304 с.

86. Gunbin KV, Genaev MA, Afonnikov DA, Kolchanov NA. A computer system for the analysis of molecular evolution modes of protein-encoding genes (SAMEM): The relationship between molecular evolution and phenotypic traits. -Moscow University Biological Sciences Bulletin, 2010 65(4). - p. 142-144.

87. Gunbin KV, Suslov W, Turnaev II, Afonnikov DA, Kolchanov NA. Molecular evolution of cyclin proteins in animals and fungi. - BMC Evol Biol., 2011 Jul28Nll.-p.224.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ

ИНСТИТУТ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАТЕМАТИКИ

И МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ГЕОФИЗИКИ X

СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

(ИВМиМГ СО РАН)

Просп. Академика Лаврентьева, 6, Новосибирск, 630090 Тел.: [phone]; Факс [phone] E-mail: [e-mail]

ОКПО 03533843, ОГРН 1025403656420, ИНН/КПП 5408100025/540801001

№ 15301/

На №_от_ . УТВЕРЖДАЮ

Директор

§Ш/ со ран

«ШАУсл 2013 г.

АКТ X"'

о внедрении результатов кандидатской работы

Якименко Александра Александровича Комиссия в составе:

председатель Глинский Б.М. - зав. лабораторией «Сибирский суперкомпьютерный центр» ИВМиМГ СО РАН, доктор технических наук, профессор; члены комиссии:

Ковалевский В.В. - зав. лабораторией геофизической информатики ИВМиМГ СО РАН,

доктор технических наук;

Мартынов В.Н. - старший научный сотрудник,

составили настоящий акт о том, что результаты диссертационной работы "Суперкомпьютерная информационно-вычислительная технология для решения некоторых прикладных задач", представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук, использованы в ИВМиМГ СО РАН виде программного инструментария, включающего в себя алгоритмы и программы для моделирования сейсмических волновых полей в кавернозных зонах. Использование указанных результатов будет способствовать развитию суперкомпьютерной технологии геофизического моделирования процесса обнаружения подземных кавернозных зон, предназначенного для уточненного определения координат подземного очага ядерных взрывов на испытательных полигонах (проблема «инспекции на месте»). Решение последней диктуется требованиями «Договора о всеобщем запрещении ядерных испытаний» от 1967 г.

Результаты работы внедрены в ИВМиМГ СО РАН в процессе обучения в аспирантуре при ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный технический университет», а также при выполнении работ по грантам РФФИ 10-07-003 87-а, 11-07-10000-к, 12-05-00786-а, Интеграционному проекту НГТУ-СО РАН № С1-13.

Председатель комиссии: Глинский)

Члены комиссии: (В.В. Ковалевский)

.Н. Мартынов)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ

В ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный технический университет»

ИНСТИТУТ ЦИТОЛОГИИ И ГЕНЕТИКИ

СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

(ИЦиГ СО РАН)

Просп. Академика Лаврентьева, д. 10, Новосибирск, 630090 Телефон: [phone] Факс [phone] E-mail: [e-mail] http://www.bionct.nsc.ru ИНН 5408100138/КПП 540801001 ОКПО 03533895 ОГРН1025403657410

Комиссия в составе: председатель Лаврюшев C.B. - заместитель директора по общим вопросам ИЦиГ СО РАН; члены комиссии: Подколодный H.JI. - заведующий Межинститутским сектором высокопроизводительных вычислений в биоинформатике ИЦиГ СО РАН, Гунбин К.В. - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Лаборатории эволюционной биоинформатики и теоретической генетики ИЦиГ СО РАН составили настоящий акт о том, что результаты диссертационной работы "Суперкомпьютерная информационно-вычислительная технология для решения некоторых прикладных задач", представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук, использованы в Институте цитологии и генетики СО РАН в виде программного инструментария, включающего в себя алгоритмы и программу для выполнения перестановочного теста.

Использование указанных результатов в виде созданного программного продукта позволяет производить быстрый автоматический анализ биологических данных различных типов. Например, может быть проведен поиск генов, экспрессирующихся на высоком уровне в исследуемых тканях и органах (функционально наиболее значимых в контексте этих тканей и органов), анализ взаимосвязи функционирования исследуемой ткани в различных условиях с генами определенной структуры и функции (на основе их предварительной аннотации), наконец, могут быть выявлены типы изменений генов/белков, наиболее сильно влияющие на функционирование/эволюцию отдельных генов.

Результаты внедрялись в процессе обучения в аспирантуре при ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный технический университет», а также при выполнении работ по Государственному контракту с Минобрнаукой № П-857 от 25 мая 2010 г. «Разработка программного обеспечения для высокопроизводительных вычислений в биоинформатике».

M. Û6. ¿СS в № M-

На№

от

АКТ

о внедрении результатов кандидатской диссертационной работы Якименко Александра Александровича

(C.B. Лаврюшев) (Н.Л. Подколодный) (К.В. Гунбин)

Российская Академия Наук

Сибирское Отделение Фонд алгоритмов и программ

ФАТТ

СВИДЕТЕЛЬСТВО

о регистрации шгрдаЕрятшы

№ РК13011 Перестановочный тест на СРи

Разработчики: Якименко Александр Александрович Заявители: Якименко Александр Александрович

Дата регистрации:

СЛ*>4 И ■ А-Л

-ш

■¡.¡.мл : У у?//

А Лф ГчЖИ

НО «С? г '•'•■*"

|| | ^¿Щкл0§ | Директор ИВМиМГ СО РАН

академик Михайлеико Б.Г.

утрежденпостановлением Президиума СО РАН № 594 от 20.П.2008 г. " Базовый институт ЧЧнда - ЙВМвМГ СО РАН