РАЗВИТИЕ И ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ СЕТЕВОЙ ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКОЙ БАЗЫ ЗНАНИЙ А.С. Деникин

РАЗВИТИЕ И ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ СЕТЕВОЙ ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКОЙ БАЗЫ
ЗНАНИЙ
А.С. Деникин1, В.И. Загребаев1, А.П. Алексеев2, А.Ю. Кожин2
Объединенный Институт Ядерных Исследований, г.Дубна,
2
Чувашский государственный университет, г.Чебоксары
1
В течении нескольких лет [1-3] нами ведется разработка проекта, целью которого является создание и развитие на web-сервере http://nrv.jinr.ru/nrv/ общедоступной сетевой ядерной "базы знаний" с удаленным доступом,
совмещающей постоянно расширяемую и обновляемую базу экспериментальных ядерных данных в области низких
энергий (как по структуре ядра, так и по ядерным реакциям) с разветвленным программным обеспечением, основанным на использовании фундаментальных моделей ядра и ядерных реакций и позволяющим легко получать требуемую информацию в удобной для пользователя форме, а также проводить всесторонний анализ экспериментальных данных и ядерной динамики при низких и промежуточных энергиях в рамках современных общепринятых
теоретических подходов.
Построение системы базируется на реализации следующих основных принципов:
 сетевая и программная совместимость с существующими текстовыми базами данных (NNDC в Брукхэйвене
[4], AMDC в Орсэ [5], NUdat в Лунде [6]), обеспечивающая ее постоянное обновление;
 максимальная простота в использовании (разветвленное меню, графическое представление всей информации,
гипертекстовое построение подсказок, описаний и ссылок);
 максимальная визуализация вводимых данных, динамики исследуемых процессов и конечных результатов с
помощью реальных образов, трехмерной анимации, графиков, таблиц и формул;
 все программное обеспечение располагается и функционирует на удаленном web-сервере, обеспечивая многопользовательский доступ через имеющиеся web-броузеры, поддерживающие работу Java-апплетов.
Детальное описание основных идей построения ядерной базы знаний, ее содержания, устройства, принципов
клиент-серверного взаимодействия и организации совместной работы различных ее компонент можно найти в [13]. Наряду с уже реализованными (см. работу [3]) многофункциональными версиями Классической и Оптической
Моделей упругого рассеяния ядерных частиц, интерактивной сетевой Карты Ядер, за последнее время на сервере
размещены новые компоненты. Работа с ними организована по использованной ранее схеме. Удаленный пользователь формирует входные данные для расчета определенной реакции через ява-скрипт диалог, где он может выбрать
массы и заряды сталкивающихся ядер, энергию столкновения, форму потенциальной энергии взаимодействия, индивидуальные характеристики каждого ядра и т.д. Подготовленные данные передаются CGI-приложению, которое
запускает расчетную программу, а затем пересылает результаты счета клиенту в виде html-ответа со встроенными
интерактивными ява-апплетами. Меню ява-апплетов, отображающих насчитанные данные в графической форме,
предоставляет пользователю широкий круг возможностей дальнейшей работы с полученными результатами непосредственно в рамках броузерного окна. Например, при работе с систематиками по группе ядер пользователь может
сравнить одновременно данные для разных групп ядер или для всей карты ядер. Наработанные варианты и полученные данные по желанию пользователя могут быть сохранены на его локальном диске в текстовом и графическом формате для дальнейшего использования. Для сохранения данных в графическом post-script формате создан
специальный ява-класс, который при нажатии пункта меню осуществляет сохранение текущего графического образа ява-апплета в файл post-script формата на локальный диск пользователя.
В последнее время нами были разработаны новые компоненты, в частности, квантовая полуэмпирическая Модель Околобарьерного Слияния атомных ядер, учитывающая усреднение по начальным ориентациям деформированных ядер; комплекс программ расчета так называемых Драйвинг-Потенциалов – потенциальной энергии межъядерного взаимодействия в зависимости от различных степеней свободы; построение новых систематик по ядерным радиусам, деформациям и высоте делительных барьеров. Продолжается разработка компонент базы знаний
для расчета двух- и трехтельной кинематики ядерных реакций, а также микроскопической модели для анализа процессов слияния атомных ядер при околобарьерных энергиях, основанной на решении системы уравнений Шредингера для связанных каналов с помощью нового оригинального алгоритма.
Отображение драйвинг-потенциалов потребовало реализации на языке Ява специальных алгоритмов и создания утилит для прорисовки топографий и трехмерных графиков многопараметрических функций в рамках встроенного в html-страницу ява-апплета. Однако при работе с трехмерными образами мы столкнулись с малым быстродействием ява-программ, что не позволяет пока достичь хорошей скорости перерисовки сложных трехмерных поверхностей.
Значительные компьютерные ресурсы, затрачиваемые при микроскопических расчетах процессов слияния ядер
(длительность такого счета, в частности, может составлять несколько десятков минут), требуют особой организа3
ции взаимодействия удаленного клиента с вычислительным сервером. Для этого была создана резидентная сервисная служба, запускающая счетные задачи и контролирующая их выполнение. При поступлении клиентского запроса на расчет, он обрабатывается CGI-приложением, которое передает команду резидентной программе на запуск
счетного кода с параметрами, полученными от клиента. При этом пользователь получает сообщение о начале вычислительного процесса и по мере его выполнения может отслеживать поступающую ему промежуточную информацию. После окончания счета CGI-приложение формирует страницу-ответ, содержащую все насчитанные данные
в виде гипертекстовых таблиц и ява-апплетов, и отправляет ее клиенту. Данный подход позволяет запускать через
web-броузер самые сложные алгоритмы расчета с гарантированным получением конечного результата даже после
выполнения многочасового счета.
Работа поддержана грантами РФФИ №№ 99-07-90116, 01-07-90191.
ЛИТЕРАТУРА:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
V. Zagrebaev, A.Kozhin, Nuclear Reaction Video, JINR Report No. E10-99-151, 1999, Dubna.
А.П. Алексеев, А.С. Деникин, В.И. Загребаев, А.Ю. Кожин, Тезисы докладов Всерос. научной конф. "Научный
сервис в сети Интернет", Новороссийск, 20-25 сентября 1999 г., с.199.
А.П. Алексеев, А.С. Деникин, В.И. Загребаев, А.Ю. Кожин, Тезисы докладов Всерос. научной конф. "Научный
сервис в сети Интернет", Новороссийск, 24-29 сентября 2001 г., с.39.
National Nuclear Data Center. Brookhaven National Laboratory, http://www.nndc.bnl.gov/.
Atomic Mass Data Center (Orsay), http://csnwww.in2p3.fr/amdc/amdc_en.html.
Lund Nuclear Data WWW Service, http://nucleardata.nuclear.lu.se/nucleardata/.
4