Institut aplikované matematiky M. V. Keldyshe RAS ( IPM RAS ) | |
---|---|
mezinárodní jméno | Keldyshův institut aplikované matematiky, KIAM |
Založený | 1953 |
Ředitel | Aptekarev Alexandr Ivanovič |
Umístění | Rusko ,Moskva |
Legální adresa | 125047, Moskva , Miusskaya náměstí , 4 |
webová stránka | |
Ocenění |
Institut aplikované matematiky M. V. Keldyshe Ruské akademie věd ( IPM RAS ) byl založen za účelem řešení výpočetních problémů souvisejících se státními programy jaderné a termonukleární energetiky, průzkumu vesmíru a raketové techniky. Ústav je součástí oddělení matematických věd Ruské akademie věd . Hlavní činností ústavu je využití výpočetní techniky k řešení složitých vědeckotechnických problémů velkého praktického významu.
Předmětem vědecké činnosti ústavu je od roku 2016 vývoj matematických a výpočetních metod pro biologický výzkum a také přímé řešení problémů výpočetní biologie pomocí těchto metod.
Jedno z oddělení ústavu vedl akademik Ya. B. Zeldovich , významný teoretický fyzik, který byl zodpovědný za teoretické aspekty práce na vytvoření atomových a termonukleárních zbraní . Mladý A. A. Samarsky provedl první realistické výpočty makrokinetiky řetězové reakce jaderného výbuchu , které vedly k prakticky důležitým odhadům síly jaderných zbraní. V souvislosti s jadernou energetikou bylo rovněž provedeno modelování procesů přenosu neutronů a atomových reakcí . Zejména E. S. Kuzněcov je známý svou prací na teorii jaderných reaktorů .
V současné době IPM pokračuje v práci v oblasti fyziky plazmatu a řízené termonukleární fúze , která začala pod vedením S. P. Kurdyumova , A. A. Samarského, Yu. P. Popova .
Dynamika vesmírných letů, která byla studována v oddělení D. E. Ochotsimského , byla v jistém smyslu oblíbeným dítětem M. V. Keldyshe a věnoval jí zvláštní pozornost. V roce 1966 bylo na základě katedry zorganizováno Balistické centrum (vedoucí E. L. Akim ), které se zabývalo výpočtem optimálních drah, skutečných trajektorií a korekcí pro všechny kosmické lety: od automatických meziplanetárních a lunárních vozidel po pilotované Sojuzy a Saljut . orbitální stanice a „ svět “. Katedra se také zabývala problematikou dokování, řízeného přistání a stabilizace kosmických lodí.
Ústav se aktivně podílel na vytvoření znovupoužitelné kosmické lodi Buran . Strategické modelování provedené na IPM přesvědčilo vedení země o nutnosti postavit se proti sovětské obdobě americkému „ Shuttle “. V oddělení A. V. Zabrodina se počítalo s prouděním a ohřevem aparatury při vstupu do atmosféry. V oddělení M. R. Shura-Bura byla vyvinuta systémová část softwaru "Buran".
V současné době balistické centrum nadále poskytuje probíhající vesmírné projekty. Ústav provozuje segment pro monitorování nebezpečných situací v oblasti geostacionárních, vysoce eliptických a středně vysokých drah Automatizovaného systému varování před nebezpečnými situacemi v blízkém vesmíru (ASPOS OKS), výpočet nebezpečných střetů chráněných kosmické lodi s různými objekty technogenního původu, včetně vesmírného odpadu. Optické monitorovací nástroje se pravidelně používají k pozorování blízkozemního prostoru, včetně potenciálně nebezpečných blízkozemních asteroidů. Řídicí a navigační systémy v reálném čase pro kosmické lodě jsou vyvíjeny pomocí globálních satelitních navigačních systémů GPS a GLONASS . Kosmonautika se provádí i na jiných odděleních. Zejména ve skupině M. Ya Marova studují atmosféry planet . Zkoumají se vyhlídky na meziplanetární lety na dlouhé vzdálenosti s využitím elektrických raketových motorů [1] . IPM se podílí na projektech " Phobos-soil " [2] a " Radioastron Archival copy datované 8. dubna 2008 na Wayback Machine ", " Exo-Mars Archival copy datované 10. ledna 2020 na Wayback Machine ", " Spektr-RG Archivní kopie ze dne 14. listopadu 2019 na Wayback Machine ."
Oddělení přenosu tepla vedl (až do svého odjezdu do USA v roce 1989 ) I. M. Gelfand , jeden z největších matematiků 20. století, zvolený členem nejen Ruské akademie věd , ale i mnoha zahraničních akademií. Vlastní základní práce o funkcionální analýze , algebře a topologii . A. N. Tichonov původně pracoval ve stejných oblastech matematiky , ale je znám především díky pracím aplikovanějšího zaměření, jako jsou metody řešení špatně položených problémů ( Tikhonovova regularizační metoda ). A. N. Tichonov také vytvořil teorii diferenciálních rovnic s malým parametrem na nejvyšší derivaci. A. A. Samarskii vypracoval obecnou teorii stability diferenčních schémat. A. A. Samarsky považoval matematické modelování za samostatnou vědní disciplínu. S. P. Kurdyumov vytvořil vědeckou školu v oboru synergetiky a upozornil na její filozofické a obecně vědecké aspekty.
V současné době je stávající arzenál numerických metod aktualizován a zdokonalován vzhledem k rostoucí složitosti modelů a možnostem moderních superpočítačů . Vyvíjejí se gridové metody řešení výpočetních problémů, které vedou zejména k vytvoření deklarativního jazyka „ Norm “ Archived copy of April 25, 2008 at Wayback Machine .
Ústav byl vždy zásobován nejmodernější výpočetní technikou , kterou mohl tuzemský průmysl dodat. První práce byly provedeny na mechanických kalkulačkách "Mercedes" velkým týmem kalkulaček. V roce 1953 se objevil první domácí počítač "Strela" , na kterém byly počítány zejména oběžné dráhy prvních satelitů. Později se objevily počítače řady M-20 , M-220 a BESM . Byl vyvinut operační systém IPM OS , jeden z prvních plnohodnotných operačních systémů , který obsahoval zcela moderní mechanismus pro paralelní zpracování úloh a alokaci zdrojů. Byly vytvořeny knihovny matematických funkcí ; v roce 1972 začal vývoj grafické knihovny GRAFOR [3] .
Hlavním cílem počítačových inženýrů IPM (oddělení A. N. Myamlina ) a systémových programátorů (oddělení M. R. Shura-Bura) bylo efektivní využití zdrojů omezených rychlostí a pamětí. Praktikovalo se zejména spojování počítačů do jakéhosi víceprocesorového systému za účelem paralelizace zpracování úloh. Vliv IPM a M. R. Shura-Bura osobně na výběr architektury tuzemských univerzálních počítačů byl velmi významný.
Ústav se také zabýval automatizací matematických transformací. VF Turchin vyvinul jazyk počítačové algebry REFAL [4] . Rozvíjí se teorie a aplikované systémy superkompilace funkčních programů na ní založené.
V současné době se pracuje na vytvoření distribuovaných výpočetních systémů založených na kombinaci několika superpočítačů, pro které se využívají gridové technologie a vyvíjejí se specializované operační systémy.
Institut vyvíjí systém DVM určený k vývoji paralelních programů pro vědecké a technické výpočty v jazycích C-DVMH a Fortran-DVMH v modelu DVMH. Model DVMH umožňuje vytvářet efektivní paralelní programy pro heterogenní výpočetní clustery, které spolu s univerzálními vícejádrovými procesory zahrnují grafické akcelerátory a koprocesory Xeon Phi.
S růstem a posilováním oborové vědy byla významná část témat, pod kterými ústav vznikal, převedena do specializovaných výpočtových skupin průmyslových organizací. Změnila se i situace v zemi. V atmosféře uvolnění napětí a ekonomických reforem dostali vědci větší volnost při výběru úkolů v souladu s jejich vědeckými zájmy. Ya. B. Zel'dovich začal studovat astrofyziku . V oddělení D. E. Okhotsimského asi polovina zaměstnanců přešla na robotiku: vývoj šestinohých kráčejících vozidel a „chytrých“ manipulátorů. T. M. Eneev se začal zabývat počítačovým modelováním procesů formování galaxií a planetárních systémů [5] . Podobné modelovací techniky aplikoval také na popis procesu strukturování biologických makromolekul . [6] . I. M. Gel'fand a jeho spolupracovníci vyvinuli matematické metody lékařské biofyziky.
V současné době probíhají práce na robotice v sektoru A.K. Platonova ve skupinách V.E. E. Pryanishnikova Pokračují také práce na vytvoření šestinohých vycházkových vozidel.
Od roku 2016 do oblasti zájmu IPM patří problémy matematické fyziky biologických objektů a výpočetní biologie , které jsou řešeny na základě IMBB RAS , odvětví IPM. M. V. Keldysh RAS.
Většina předních členů IPM pracovala na částečný úvazek jako profesoři na Moskevské státní univerzitě nebo Moskevském institutu fyziky a technologie . AN Tichonov byl organizátorem a prvním děkanem Fakulty výpočetní matematiky a kybernetiky Moskevské státní univerzity . Aktivně přispěl k procesu vytváření fakult podobného profilu, který se koncem 70. let objevil téměř na všech univerzitách a technických univerzitách v zemi a vychoval již několik generací programátorů. A. N. Tichonov a A. A. Samarsky vlastní často zmiňovanou učebnici rovnic matematické fyziky [8] . D. E. Okhotsimsky a Yu. G. Sikharulidze napsali první učebnici dynamiky kosmického letu. [9]
I. M. Gel'fand se zabýval matematickým vzděláváním školáků. Sestavil program přednášek a seminářů pro studenty Moskevské matematické školy č. 2 . V jeho systému byla zvláštní pozornost věnována výuce dovedností rigorózních důkazů. I. M. Gel'fand také organizoval Všesvazovou korespondenční školu matematiky (VZMSh) pro výuku matematiky korespondenčně, z níž za 30 let vystudovalo více než 70 tisíc lidí.
V 70. letech minulého století T. M. Eneev významně přispěl k boji proti projektu odklonění toku severních řek na jih – plánu, který podle mnoha vědců hrozil velmi vážnými důsledky pro životní prostředí.
Historie IPM RAS začala v druhé polovině 40. let 20. století, kdy na Matematickém ústavu. V. A. Steklova z Akademie věd SSSR vznikla skupina matematiků-počítačů pod vedením M. V. Keldyshe . V roce 1953 byla zřízena katedra aplikované matematiky (tajná) , formálně oddělení Matematického ústavu . V roce 1966 získal ústav svůj současný název Ústav aplikované matematiky a v roce 1978, po smrti M. V. Keldyshe , začal nést jeho jméno Ústav aplikované matematiky Ruské akademie věd .
Na vědecký styl ústavu a charakter řešených úkolů měl velký vliv organizátor ústavu M. V. Keldysh. M. V. Keldysh, prezident Akademie věd a aktivní účastník kosmických a jaderných programů, zapojil svůj ústav do práce na nejdůležitějších praktických problémech, v nichž se snoubila vědecká novost s nutností složitých výpočtů. Vzhledem k tomu, že se tyto problémy často nacházely na průsečíku vědeckých oborů, mezi pracovníky ústavu patřili matematici, fyzici, mechanici a také informatici. Ústavu byl udělen Leninův řád .
V důsledku reorganizace z let 2015-2016. [10] , Ústav matematických problémů biologie RAS se stal pobočkou ÚPM RAS .
1949 – D. E. Ochotsimsky provedl realistický výpočet rázové vlny jaderného výbuchu v atmosféře [11] .
1949[ upřesnit ] - I. M. Gelfand a O. V. Lokutsievskiy publikovali[ kde? ] slavná metoda „ sweep “ pro řešení implicitních diferenčních schémat, která se v IPM skutečně používá od konce 40. let [12]
1957 — Série článků D. E. Okhotsimského a T. M. Eneeva v souvislosti s vypuštěním první družice [ 13] . [14] .
1966 – E. L. Akim vypočítal parametr necentrality („hruškovitosti“) postavy Měsíce [15] .
1969 - Sunyaev-Zeldovichův jev , rozptyl reliktního záření na elektronech [16] [17] [18] [19]
1989 - První atlas Venuše [20]
(11011) KIAM je asteroid pojmenovaný po Institutu aplikované matematiky M. V. Keldyshe Ruské akademie věd.
Slovníky a encyklopedie | |
---|---|
V bibliografických katalozích |
Ústav matematických věd RAS | |
---|---|
Vědecké organizace | |
Sekce matematiky • Sekce aplikované matematiky a informatiky |