Distribuovaný systém pro nároné numerické výpoty ve Výpoetním a informaním centru VUT

Transkript

1 eské vysoké uení technické v Praze Výpoetní a informaní centrum Závrená zpráva projektu : Distribuovaný systém pro podporu využití nejmodernjších IT ve výuce na VUT Na VUT jsou v rzných lokalitách využívány velmi pokrokové technologie, které jsou spjaty s pozoruhodn vysokým Know how. Tyto technologie jsou využívány ve výuce v ad studijních program. Zmínný trend je teba dále posilovat, nebo poteba moderních zaízení není zdaleka ješt uspokojena. Na základ vypracovaného a schváleného projektu se podailo rozšíit distribuovaná zaízení a zajistit otevený pístup studentm z celého VUT na tato, mnohdy jednoúelová, zaízení. Dosažené výsledky projektu Cílem projektu bylo rozšíení a integrace moderních pokrokových technologií do stávající infrastruktury školy. Pro zvýšení výpoetní kapacity pro nároné numerické výpoty byly poízeny dva distribuované systémy na bázi cluster a byly vytvoeny laboratoe, jejichž tvorba v souladu s ucelenou koncepcí pedpokládá vytvoení komplexu laboratoí vybavených nejmodernjšími informaními technologiemi. Realizací tohoto projektu bylo vytvoeno kompaktní prostedí pro získávání dat a jejich efektivní zpracování na základ aplikace moderních princip zpracování informací s drazem na multioborové využití informaních technologií, které je potebné pro rozšiování vzdlávacích aktivit student naší školy a pro podporu tvoivého inženýrského myšlení. K realizaci vytyených cíl se pipojily i vybrané souásti VUT a mimo tento projekt zajistily vlastními prostedky i další související innosti. Konkrétní výstupy projektu Distribuovaný systém pro nároné numerické výpoty ve Výpoetním a informaním centru VUT Cíl projektu: Cílem projektu bylo vybudování distribuovaného výpoetního systému pro nároné numerické výpoty a pro vývoj distribuovaných aplikací. V rámci tohoto nového úkolu byl v roce 2003 zakoupen výkonný výpoetní systém. Výsledné ešení je navrženo tak, aby mlo dostatený výkon a bylo rozšiitelné. Vlastnímu nákupu pedcházela ada jednání s dodavateli i s uživateli z ad pracovník VUT. Po analýze všech požadavk a dostupných informací informací bylo vypsáno výbrové ízení a bylo obesláno pt firem, jejichž možné nabídky mohly splovat požadavky na výkonný systém kladené. Na základ výbrového ízení byl zakoupen výkonný poíta firmy SGI ALTIX Jedná se o osmiprocesorový systém s procesory Intel Itanium 2, 1,3 GHz,

2 jehož vysoký výpoetní výkon je dán použitím Numa architektury zaruující vysokou propustnost dat mezi uzly pomocí NumaLinku. Jako operaní systém je provozován Linux. Ihned po dodání byl systém uveden do provozu. Uživatelm je umožnn pístup po síti. Postupn je realizován pevod velkých multilicenních program na nový systém, který závisí na licenních ujednáních s dodavateli program a bude ukonen do konce bezna roku Nyní je nainstalován a odzkoušen program Ansys a Abaqus. Souasn s uvedením nového systému jsou postupn optimalizovány paralelní úlohy a je optimalizován celý výpoetní systém. Pro urychlení jsme pro optimalizaci využití systému využili ady konzultací s dodavatelskou firmou. Pro poteby administrátor a uživatel výkonné výpoetní techniky byla provedena ada srovnávacích test s poítaovým komplexem IBM SP/SP2 a výsledná šestistránková zpráva je uveejnna na webovém portálu nároných numerických výpot ( ) Závr: Poízený systém byl zprovoznn a zpístupnn po síti všem uživatelm z VUT. V souasné dob nabízí možnosti pro samostatnou vývojovou práci pi použití optimalizovaných peklada. Zárove jsou na nm nainstalovány programové systémy Ansys a Abaqus, které jsou používány zejména na fakult stavební, strojní a dopravní. Na ešení projektu se podíleli: Ing. Jana Krupová RNDr. Petr Pospíšil, CSc. Ing. Zdenk Konfršt Mgr. Pavel Bureš Výpoetní cluster pro podporu ueben a výuky na Fakult strojní Cíle projektu: Cílem ásti projektu realizované na Fakult strojní (FS) bylo rozšíení distribuovaných zaízení pi souasném zajištní oteveného pístupu studentm z celého VUT. Krom zvýšení efektivity navrhovaný pístup vytváí i inspiraci pro uživatele - studenty - k multidisciplinárnímu pístupu, který je dnes jedním z nejaktuálnjších smr ve vývoji inženýrského vzdlávání.. V souladu s projektem ešitelé navrhli cluster, složený z malých, a tedy relativn levných server (jen se dvma procesory), který vytvoí nezbytné zázemí pro výpoetn nároné strojírenské aplikace, intenzivn používané v odborné výuce. Pi vlastní realizaci bylo instalováno celkem 9 server, z toho 7 server Supermicro, spojených prostednictvím Gigabitového pepínae do clusteru, který byl dále doplnn diskovým polem RAID 430G a jednotkou UPS 5 kva. Celý komplet je vestavn do skín rack 19.

3 Instalovaný cluster pracuje pod OS Linux a je prioritn uren pro podporu nov budovaných ueben s kapacitou až 120 pracoviš a ostatních uživatel na Karlov nám., ale pístup je otevený i ostatním zájemcm z FS a (po dohod s administrátory) i v rámci VUT. Cluster podporuje dva základní zpsoby pístupu uživatel k výpoetním zdrojm. Jedním z nich je interaktivní práce, pro kterou je zejména uren jeden (master) server s vtší kapacitou pamti a s pímo pipojeným RAID polem pro data uživatel, druhý zpsob pak umožuje spouštní neinteraktivních úloh prostednictvím dávkového systému (PBS). Pro interaktivní režim testujeme systém OpenMOSIX, který umí dynamicky pesouvat výpoetn nároné úlohy z jednoho uzlu na jiný podle aktuálního vytížení. Pokud se tento systém osvdí, dokáže tento systém výrazn zjednodušit práci uživatelm, protože všechny úlohy budou moci spouštt na master uzlu a nebudou se muset starat o jejich distribuci na mén zatížené uzly instalovaného clusteru. V koneném dsledku by to pomohlo vytvoit i alespo napodobit tzv. single image systém (SSI), podobn jako tomu je napíklad u poíta firmy SGI. Pro programovou podporu nároných výpot byl o 10 zvýšen poet licencí produktu Fluent (který je na FS pro úlohy z této oblasti nejastji používán) na celkem 25 licencí. Fluent podle souasných statistik (zatím bez nov instalovaného clusteru) pedstavuje asi 50% celkové výpoetní kapacity spotebovávané na našich výpoetních serverech, zbytek pak spotebují uživatelé Abaqusu (25%), Ansysu (8%) a jiných program. Závr Celý projekt (i ást ešená na FS) byl zamen na rozšíení distribuovaných zaízení pi souasném zajištní oteveného pístup studentm z celého VUT na tato zaízení. Stanoveného cíle se podle názoru ešitel podailo úspšn dosáhnout a zlepšení podmínek pro práci s výpoetn náronými aplikacemi postupn pocítí (a jist ocení) uživatelé v plném rozsahu již v letním semestru r. 2004, po postupném uvedení nových zaízení do plného provozu. Na ešení projektu je podíleli: Ing. Karel Petera, Ph.D. Ing. Petr Šik Bc. Jií Šolc Ing. Miroslav Španiel, CSc. Ing. Jií Vyhnánek Vytvoení laboratoe informaních technologií a geomatiky na Fakult stavební Cíl projektu: Cílem tohoto projektu bylo vybudovat laborato umožující aplikovat moderní principy zpracování geoinformací, získávání dat na potebné kvalitativní úrovni s dostatenou vnitní pesností a možností on line pipojení do systému poítaového zpracování a penosu informací ke koncovému uživateli.

4 Nov vytvoená laborato informaních technologií a geomatiky vybavena špikovým zaízením na hromadný sbr dat prostorových objekt a jejich následné digitální zpracování pod obchodním názvem 3D skener Callidus 1.1, vyrobeným v SRN. Zaazení uvedeného pístroje a ostatních stávajících zaízení do linky automatizovaného zpracování geoinformací zajistí zkvalitnní výuky odborných pedmt jako nap. fotogrammetrie, GIS, DPZ, mapování apod. Samozejmé je i pímé využití pi výuce doktorand tak, aby i tito studenti se dostali do kontaktu se špikovou technikou. Pístrojové vybavení poskytuje možnost využití i jinými pracovišti jak Fakulty stavební (nap.katedrami stavební mechaniky, betonových konstrukcí a most, ocelových konstrukcí, architektury, speciální geodézie apod.) tak i nap. Fakultou jadernou a fyzikáln inženýrskou, s níž máme dlouhodobou pracovní kooperaci, práv v oblasti bezdotykových metod zjišování stavu památkových objekt. Pedpokládá se dále i kontaktování orgán státní správy pi budování systém rychlého zjišování následk živelních událostí pro podporu rozhodovacích proces. V oblasti mezinárodní spolupráce je navržen projekt s University of Applied Sciencies v Drážanech pi aktivitách na výzkumu v oblasti Nazca (Mexiko), podporovaných UNESCO. Závr: Podmínka cílové funkce komplexu laboratoí, tedy zkvalitnní výuky a souasn zvýšení její efektivity, bude naplována zcela samozejm aplikacemi posledních poznatk vdy a techniky v oblasti zpracování informací v práv výše zmínné laboratoi informaních technologií a geomatiky. Plánuje se zde rovnž aktivní innost student doktorského studia a vypracování nkolika zásadních doktorských disertací s uvedenou tematikou laserového snímání a penosu tohoto typu dat prostedky ICT. Na ešení projektu se podíleli: Doc. Ing. Milan Huml, CSc. Zefektivnní výuky architektonické a projekní tvorby Cíl projektu Plánovaným úkolem bylo výrazné zefektivnní výuky. Studijní program a obor Pozemní stavby a architektura (Architektura a stavitelství) je zamen na vzájemné propojení architektury a technických vd a tomu odpovídá i skladba jeho pedmt. Rozhodující souást proto tvoí projektování, tvorba 3D model a píprava prezentace model, vše na poítai. V letošním školním roce se poet student zvýšil z pvodních cca 100 na cca 300. Pro úely byla za peníze z projektu I vybavena uebna s 18 pracovišti, z nichž každé sestává z poítae DELL 360 DT s procesory P 4, 2.8 GHz, pamtí 1GB/ 400MHz, hard disku 120 GB a dále ze dvou LCD monitor OJ 852 s úhlopíkou 20". Souástí dodávky je i server PE 1600 SC s diskovým polem 0.5 TB, síový rozboova s 24 pípojnými místy a data projektor

5 Panasonic PT LC 80 E. Poítae jsou vybaveny programy koupenými z prostedk projektu a to upgrade AchiCAD 8, Artlantis 4.5, Photoshop 7, Rhino 3. Dodávka obsahovala další (devatenáctý) poíta DELL 360 DT. Monitory k nmu zakoupila fakulta ze svých prostedk. Je používán pro vzdlávání pedagog, pípravu materiál pro výuku a monitorování výsledk student pro jejich klasifikaci a pro konzultace. Závr: Pínos tohoto ešení je jednak ve velikém zmodernizování poítaového vybavení a pak ve zvýšeném potu poítaových sezení. Pvodních starších 16 poíta se sthuje do jiné místnosti a bude sloužit jak pro výuku, tak studentm pro projekty a diplomní projekty. Na ešení projektu je podíleli: Doc. Ing. Jaromír Kemen CSc.. Doplnní a modernizace vybavení uebny na Fakult architektury pro datovou podporu GIS Cíl projektu: Cílem tohoto projektu byl hardwarový rozvoj stediska pro datovou podporu GIS. Z prostedk projektu byly nakoupeny technické prostedky na vybavení uebny a byly nainstalovány pro poteby Stediska pro datovou podporu GIS. Nakoupené technické prostedky konkrétn zabezpeují : zobrazení dat geografických informaních systém o území na serveru; zobrazení je pístupné bez nárok na speciální software na (doasné) adrese poskytování vybraných dat na základ dohod s jejich správci pro území ešená ve studentských pracích (seminárních projektech a architektonických / urbanistických ateliérech) a ve vdeckovýzkumné innosti digitální i analogovou formou; v souasné dob se tak poskytují geografická digitální data pro území hlavního msta Prahy. provozování serveru a internetových stránek s prezentací dat GIS územn technických podklad o limitech a potenciálech využití území; v souasné dob se zprovozuje vlastní internetová adresa gis.cvut.cz poskytování dat on-line pro poteby výuky pipravuje se v plánu pro rok Zakoupené poítae slouží k píprav sestav Geodat podle individuálních požadavk odbratel a pro pípravu výuky GIS a konzultace (pedmty magisterského studia Územní plánování 2, Územní plánování 4; pedmt doktorského studia oboru Urbanismus a územní plánování Geografické informaní systémy; kurs celoživotního vzdlávání GIS v územním plánování). Plotter je využíván pro tisk analogových podklad pro studentské práce a pro výzkumnou innost. Podle poteby bude plotter sloužit i pro výtisky výstup vdeckovýzkumné innosti a v období špiek ped odevzdáním projekt i pro tisk studentských projekt (jako posílení stávajících kapacit pracovišt GAPPA). Proti pvodním pedpokladm nebyl zakoupen SQL server, který pi pedbžném testování ve stávající sestav nevyhovl požadavkm provozu pracovišt. V souasné dob pracovišt provizorn využívá volnou asov omezenou verzi SQL serveru.

6 Závr: Realizací této ásti programu se podailo dovybavit uebnu moderními hardwarovými prostedky, které dovolují studentm tvrí práci ve zcela novém pojetí na bázi tzv. Free CAD. Na ešení projektu je podíleli: Doc. Ing. arch. Karel Maier, CSc.

7 erpání finanních prostedk Pi erpání dílích finanních prostedk bylo postupováno pesn podle dodaných pokyn. Na MŠMT byly dodány všechny smlouvy s jednotlivými dodavateli. Po odsouhlasení všech smluv byly poskytnuty finanní prostedky na celou akci. Pehled erpání po jednotlivých položkách: Položkové erpání je uvedeno v pílohových tabulkách. Pod položkou ostatní neinvestiní náklady jsou vyísleny bankovní poplatky pro platby do zahranií a kurzové rozdíly. Struktura finanních prostedk: Název projektu Souást ešitel Vytvoení laboratoe informaních technologií a geomatiky Zefektivnní výuky architektonické a projekní tvorby na bázi nových grafických poítaových prostedk Výpoetní cluster pro podporu ueben a výuky Doplnní a modernizace vybavení uebny pro datovou podporu GIS Distribuovaný systém pro nároné numerické výpoty F1 F1 F2 F5 VIC Huml M., doc. Ing., CSc. Kemen J., doc. Ing., CSc. Vogel J., doc. Ing., CSc. Maier K., Doc. Ing. arch., CSc. Krupová J., Ing. Pidlené finanní prostedky (v tis. K) Spoluúast souásti VUT (v tis. K) NIV INV NIV INV CELKEM Investiní prostedky: Plánovaná dotace MŠMT Skutená dotace MŠMT tis. K tis. K Neinvestiní prostedky: Plánovaná dotace MŠMT Skutená dotace MŠMT 554 tis. K 554 tis. K Pí nákupu zaízení bylo postupováno v souladu se zákonem. 199/94 Sb, o zadávání veejných zakázek, v platném znní. V Praze Ing. Jana Krupová JUDr. Anna Kracíková Doc. Ing. Lubomír Ohera,CSc. ešitel projektu vedoucí ekonom. oddlení VIC editel VIC VUT