10.14489/vkit.2017.07.pp.050-055

DOI: 10.14489/vkit.2017.07.pp.050-055

Назаренко К. М.
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СРЕДА ДЛЯ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НАНОСИСТЕМ. СИСТЕМА ПРОБЛЕМНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО МОНИТОРИНГА
(c. 50-55)

Аннотация. Представлен комплекс программ, осуществляющих мониторинг вычислительных экспериментов по математическому моделированию молекулярных и наносистем. В разработанной системе реализовано информирование исследователя о предварительных результатах, что позволяет выявить некорректно обрабатываемые вычислительные задания. Показан механизм повышения эффективности научных исследований за счет своевременной коррекции исходных данных или выбранных методов.

Ключевые слова: математическое моделирование; мониторинг; наносистема; высокопроизводительные вычисления; система распределенных вычислений; вычислительная среда.

Nazarenko K. M.
COMPUTATIONAL ENVIRONMENT FOR NANOSYSTEM MODELING. PROBLEM-MONITORING SYSTEM
(pp. 50-55)

Abstract. Quantum-chemical computations for stable nanostructures isomer examination typically involve processing of a very large task number. The study requires routines automation associated with job processing monitoring and failed jobs restart in cases of inaccurate initial states assumptions. In the present paper, a suite of service programs for quantum-chemical computations has been developed. This programs suite includes a number of utilities providing automated problem-oriented monitoring based on result files analysis for running jobs. The monitoring system allows the researcher to adjust computational strategy, chosen methods or guess geometries set. It helps to detect unresponsive processes and wrong optimization pathways in large grid-systems needed to timely perform force jobs restart. Computations monitoring system also determines current state of computational nodes: CPU (Central Process Unit) utilization, RAM (Random Access Memory) usage, and proceeding task list. The preparation utility, which modifies program code by inserting monitoring instructions, provides computations supervision in a convenient way via e-mail. The technical monitoring utility automatically resumes “frozen” tasks and provides ability to detect both program and hardware failures via e-mail, which is available even in cases of power or commutation issues. Using this mechanism allows to get information with mobile devices and take action more quickly. Output files without convergence and tend to failure can be determined by their content with corresponding content-monitoring utility. Large-scale computations carried out using Gaussian 09 suite of programs show that the force restart of such jobs from the minimum energy point significantly reduce computational time needed to achieve convergence. Monitoring of successfully completed tasks is a useful tool that provides a researcher with preliminary results such as thermochemical and dipolar properties. The utility is particularly helpful in the case, when large sets of initial geometries are being processed to avoid computational time losses. Enhancement of the large-scale computations efficiency and significantly reduce of quantum-chemical calculations computational costs by using the developed programs suite is shown.

Keywords: Mathematical modeling; Monitoring; Nanosystem; High-performance computations; GRID-system; Computational environment; Data processing job control.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

К. М. Назаренко (Московский государственный технологический университет «СТАНКИН», Москва, Россия) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Eng

K. M. Nazarenko (Moscow State University of Technology “STANKIN”, Moscow, Russia) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Назаренко К. М., Кириллова Л. Н. Вычислительная среда для компьютерного моделирования наносистем. CASE-управление вычислениями // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2016. № 3. С. 50 – 55. doi: 10.14489/vkit.2016.03.pp.050-055
2. Комплексное исследование производительности проблемно-ориентированных вычислительных GRID-систем для моделирования наноструктур и наноматериалов / К. М. Назаренко и др. // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2016. № 8. С. 22 – 28. doi: 10.14489/vkit.2016.08.pp.022-028
3. Вычислительная среда для компьютерного моделирования наносистем. Система подготовки и обработки данных / К. М. Назаренко и др. // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2016. № 10. С. 17 – 23. doi: 10.14489/vkit.2016.10.pp.017-023
4. Ganglia Monitoring System [Электронный ресурс]. Ganglia: офиц. сайт [Сайт]. 2017. URL: http:// ganglia.sourceforge.net/ (дата обращения: 01.04.2017).
5. Gaussian Products [Электронный ресурс]. Expanding the Limits of Computationsl Chemistry [Сайт]. 2017. URL: http://www.gaussian.com/g_prod/1.htm (дата обращения: 01.04.2017).
6. BIOVIA Materials Studio: Materials Studio Overview [Электронный ресурс]. URL: http://accelrys.com/ products/collaborative-science/biovia-materials-studio/ (дата обращения: 01.05.2017).
7. Свидетельство № 2016661857 о государственной регистрации программы для ЭВМ. Программное средство мониторинга обработки данных при математическом моделировании молекулярных и наноструктур узлами вычислительного комплекса (Куратор) / Назаренко К. М., Надыкто А. Б., Уварова Л. А., Коробов Н. А., Назаренко Е. С., Марков П. Н., Соляков О. В. (РФ); опубл. 24.10.2016 г.
8. Свидетельство № 2017615466 о государственной регистрации программы для ЭВМ. Программное средство мониторинга хода оптимизации геометрий молекулярных и наноструктур квантово-химическими методами (Папирус) / Назаренко К. М., Надыкто А. Б., Уварова Л. А., Коробов Н. А., Назаренко Е. С., Марков П. Н., Соляков О. В. (РФ); опубл. 17.05.2017 г.

Eng

1. Nazarenko K. M., Kirillova L. N. (2016). Computational environment for nanosystem modeling. case-based task management system. Vestnik komp'iuternykh i informatsionnykh tekhnologii, (3), pp. 50-55. doi: 10.14489/vkit.2016.03.pp.050-055 [in Russian language]
2. Nazarenko K. M. et al. (2016). Grid complex integrated productivity for nanostructures and nanomaterials numerical simulations comprehensive study. Vestnik komp'iuternykh i informatsionnykh tekhnologii, (8), pp. 22-28. doi: 10.14489/vkit.2016.08.pp.022-028 [in Russian language]
3. Nazarenko K. M., Nazarenko E. S., Nadykto A. B., Kirillova L. N. (2016). Computational environment for nanosystem modeling. data preparation and processing system. Vestnik komp'iuternykh i informatsionnykh tekhnologii, (10), pp. 17 – 23. doi: 10.14489/vkit.2016.10.pp.017-023 [in Russian language]
4. Ganglia monitoring system. (2017). Ganglia: official site. Available at: http:// ganglia.sourceforge.net/ (Accessed: 01.04.2017).
5. Gaussian products. Expanding the limits of computational chemistry. Available at: http://www.gaussian.com/ g_prod/1.htm (Accessed: 01.04.2017).
6. BIOVIA materials studio: materials studio overview. Available at: http://accelrys.com/ products/collaborative-science/biovia-materials-studio/ (Accessed: 01.05.2017).
7. Nazarenko K. M., Nadykto A. B., Uvarova L. A., Korobov N. A., Nazarenko E. S., Markov P. N., Soliakov O. V. (2016). Software for monitoring data processing for mathematical modeling of molecular and nanostructures by nodes of the computer complex (Kurator). Certificate for registration of PC program No. 2016661857. Russian Federation. [in Russian language]
8. Nazarenko K. M., Nadykto A. B., Uvarova L. A., Korobov N. A., Nazarenko E. S., Markov P. N., Soliakov O. V. (2017). Software tool for monitoring the progress of optimizing the geometry of molecular and nanostructures by quantum chemical methods (Papyrus). Certificate for registration of PC program No. 2017615466. Russian Federation. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/vkit.2017.07.pp.050-055

и заполните ФОРМУ

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/vkit.2017.07.pp.050-055

and fill out the FORM