cách mạng hóa khoa học kỹ thuật qua cyber infrastructure

Khoa Học và Công Nghệ Tính Toán Computational Science and Engineering Các ngành khoa học và công nghệ khác Khoa học máy tính Công nghệ khai thác, biểu diễn thông tin Là ngành khoa học tư

Giáo sư Trương Nguyện Thành

Trung tâm Hóa lý thuyết Henry Eyering

Đại học Utah

Khoa Học và Công Nghệ Tính Toán (Computational Science and Engineering)

Các ngành khoa học và công nghệ khác

Khoa học máy tính

Công nghệ (khai thác, biểu diễn) thông tin

Là ngành khoa học tương đối mới, nghiên cứu việc ứng dụng khả năng tính toán cao của máy tính để giải quyết các vấn đề của các ngành khoa học, công nghệ thông qua quá trình mô phỏng, mô hình hóa.

Với sự tiến bộ trong lĩnh vực máy tính và công nghệ thông tin, việc mô phỏng trên máy tính đã có thể thay thế một số phương pháp thực

nghiệm truyền thống Thậm chí nhiều hiện tượng phức tạp trong thực tế không thể tiến hành thực nghiệm được mà chỉ có thể mô phỏng trên

máy tính.

“Khoa h ọc tính toán – nghiên

toán cao c ấp của máy tính để

khoa h ọc, cạnh tranh kinh tế và

an ninh qu ốc gia”

John H Marburger III, Giám đốc ban chính sách

khoa học và công nghệ của tổng thống Mỹ

T ạp chí hóa học và công nghệ 27/06/2005

Solid-State Physics

Material Science

Quantum Chemistry

Molecular Mechanics

dynamics

Thermo-Computational

Fluid

Dynamics

Reaction Engineering Kinetics

Molecular Modeling

Informatics

Mechanical Engineering

ROADMAP CSE-Online là gì?

CSE-Online là gì? Sơ đồ liên kết các ngành nghiên cứu CSE-Online là gì? CSE-Online là gì?

Weave properties

Fundamental Chemistry

Prof Minh Tho NGUYEN, Department of Chemistry,

University of Leuven, Belgium

Discovering Novel Chemical Phenomena using Quantum Chemical Methods

• Atmospheric and combustion chemistry,

• Organic and bioorganic molecules

11

Sự phát triển của các hệ thống siêu máy tính

Tốc độ giảm chi phí lưu trữ dữ liệu:

cấp số lũy thừa

Sự bùng nổ thông tin

k ỹ thuật và các lĩnh vực liên

Khoa h ọc đang đối

di ện với sự bùng nổ

thông tin

Nhóm tư vấn của NSF về

Cyberinfrastructure

Cyberinfrastructure (thuật ngữ được nhóm tư vấn đề xuất năm 2003): môi

trường nghiên cứu trong đó các dịch vụ: tính toán cao câp, cộng tác, truy xuất

dữ liệu, quản lý thong tin được cung cấp cho người nghiên cứu thông qua hệ

thống mạng tốc độ cao.

Gồm phần mềm , phần cứng , các công nghệ khác và con người cần thiết để hỗ

trợ cho sự khám phá tri thức trong các lĩnh vực khoa học và công nghệ hiện tại

và tương lai (http://vis.sdsc.edu/sbe/SBE-CISE_Workshop_Intro.pdf)

“một kỷ nguyên mới cho nghiên cứu khoa học và công nghệ đã ló

dạng nhờ sự hỗ trợ của quá trình phát triển không ngừng trong kỹ

thuật tính toán, thông tin, truyền thông và nhu cầu nâng cao độ

phức tạp lẫn qui mô trong các vấn đề cần giải quyết ngày nay Kỹ

thuật này đã đạt đến mức có thể hiện thực hóa khái niệm

cyberinfrastructure: những thể loại mới của môi trường tri thức

khoa học, công nghệ, cách thức tổ chức và thực hiện nghiên cứu

theo phương pháp mới với hiệu quả cao.”

• http://www.cise.nsf.gov/sci/reports/toc.cfm

IT & Future of Higher Education

GRIDS (broadly defined)

2nd Edition

www.mkp.com/grid2

Cyberscience

Khoa h ọc tính toán phát triển cùng với sự tiến bộ của máy tính

Khoa h ọc với dữ liệu cao (data-intensive science) mới xuất hiện gần đây

Vai trò phát tri ển của công nghệ tính toán:

T ổ chức và khai thác dữ liệu (Data intensive (data farming, data mining))

P T

M P

T ập hợp dữ liệu (Data Gathering)

T ổ chức dữ liệu (Data Farming) :

Lưu trữ/Truy xuất, Đánh thứ tự (Indexing),

Tổ chức cấu trúc tìm kiếm (Searchability),

Tổng hợp dữ liệu (Data Fusion), Trao đổi dữ liệu (Interoperability)

Khai thác tri th ức (Data Mining):

Tìm kiếm theo mẫu (pattern) và mối liên hệ (correlation),Phân tích tính tương đồng (clustering analysis), phân loại tự động(automated classification),

Tìm kiếm thông tin đột biến (Outlier / anomaly searches),Biểu diễn trực quan đa chiều (Hyperdimensional visualization)

Nếu

cơ sở hạ tầng dân dụng (civil

infrastructure) cần thiết cho sự phát triển

thì

cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin (cyber

infrastructure) cần cho sự phát triển kinh

tế tri thức trong tương lai.

Điểm mấu chốt

A Cyber-Infrastructure for Computational Science

and Engineering

• Thanh N Truong (Director) University of Utah

• Julio Facelli University of Utah

• Tom Cheatham University of Utah

• James Lewis Bringham Young University

Supported by: National Science Foundation - Information Technology Research

Computational Science and Engineering Online (CSEO) Môi trường tính toán trên web

M ạng tính toán (Computing Grids)

CSE-Online là gì?

Cyberinfrastructure cho khoa học

và kỹ thuật tính toán

CSE-Online là gì?

• CSE-Online là một môi trường giải quyết vấn đề thân

thiện với người dùng, tích hợp & có thể mở rộng trên

nền web.

• CSE-Online cho phép cá nhân, tập thể thực hiện các

nghiên cứu khoa học tính toán với hiệu quả cao

• CSE-Online dễ dàng hóa các nghiên cứu đa ngành

(multi-disciplinary) trên các vấn đề đa cỡ (multi-scale)

phức tạp trong lĩnh vực KH&KT tính toán.

CSE-Online là gì?

ứng dụng

Giao diện ứng dụng

Công cụ

của các tổ

chức khác

Một số đặc điểm nổi bật

• Đăng nhập vào bất cứ máy server Unix/Linux nào xác định bởi

người dùng.

• Chương trình được chạy trên CPU máy cục bộ trong khi tất cả

dữ liệu và công cụ ứng dụng nằm trên server hoặc các nguồn

dữ liệu phân bố

• Biểu diễn dữ liệu trực quan thời gian thực, phân tích dữ liệu thu

thập từ các nguồn dữ liệu phân bố

• Khả năng tiếp tục hoạt động ngay cả khi kết nối mạng bị đứt

• Gửi, quản lý công việc đến/trên các máy tính từ xa, bao gồm hệ

thống tính toán Grid

ROADMAP CSE-Online là gì?

CSE-Online là gì? Một số đặc điểm nổi bật CSE-Online là gì? CSE-Online là gì?

30

http://cse-online.net

32