IKT logo
Výpočtové stredisko SAV
Dúbravská cesta 9
845 35 Bratislava 45
  ISBN: 80-969555-9-4 Vyhľadávanie:  v článkoch
[Obsah] [Tiráž] [Pokyny pre autorov]  
-
-
Richard Komžík, Daniel Novocký

Výpočtová technika na AsÚ

(aktualizovaná a rozšírená verzia článku publikovaného pri 50. výročí vzniku Astronomického ústavu, uverejneného v časopise KOZMOS ročník XXXIV, číslo 4, rok 2003, ISSN 0323-049X )

Ako v iných oblastiach nášho života, tak aj v astronómii sme svedkami masívneho prieniku výpočtovej techniky (VT). Dnešný astronomický výskum je nemysliteľný bez výkonných počítačov, ktoré umožňujú nielen rýchlo a kvalitne spracovávať napozorované údaje, ale sú potrebné priamo pri ich získavaní, uplatňujú sa pri písaní vedeckých článkov a nezastupiteľnú úlohu majú aj pri komunikácii s kolegami z celého sveta.

Pôvodne sa všetky výpočty na AsÚ SAV približne do roku 1955, vrátane dráh komét,robili na ručnej mechanickej kalkulačke. Neskôr nastúpili elektromechanické kalkulačky "RHEINMETALL", ktoré boli posledné v rade elektromechanických pred nástupom elektronických kalkulačiek a neskôr elektronických počítačov. Počiatky používania "skutočnej" VT na AsÚ SAV spadajú do obdobia začiatku šesťdesiatych rokov, keď sa súčasťou pozorovacích aparatúr stali jednoúčelové počítače. Pionierom v tejto oblasti je meracia ústredňa UM 10 z Metry Blansko, inštalovaná na stelárnom ďalekohľade na Skalnatom Plese. Bol to prvý prístroj na Astronomickom ústave, ktorý sa dal programovať. Používal sa na zber fotoelektrických dát. Neskôr bol pri iných ďalekohľadoch použitý na zber dát modernejší prístroj M3T Metry Blansko, ktorý dodnes funguje pri koronografe na Lomnickom Štíte. Krátko na to pracovníci začali používať aj analógový počítač MEDA. Používal sa na vyhodnocovanie spektier. Keď sa koncom šesťdesiatych rokov začali objavovať prvé stolné kalkulátory, bol na ústav zakúpený tiež jeden takýto prístroj. Pochádzal z Bulharska a mal označenie ELKA. Programovaniu sa však bránil. V roku 1975 bol na detašované pracovisko AsÚ SAV v Bratislave kúpený vôbec prvý stolný programovateľný kalkulátor firmy Hewlett-Packard, HP 9830. Programovacím jazykom bol Basic HP, zariadenie bolo vybavené 16KB pamäťou, riadkovým display-om s 80 znakmi, internou magnetopáskovou jednotkou na audio kazety, termálnou tlačiarňou HP9866A (80 znakov, teplocitlivý papier) plotrom HP11271B (formát A3), disketovou jednotkou Infotec FD30-M na pružné 5,25" disky. Kalkulátor bol vybavený matematickou a štatistickou knižnicou programov na ROM pamätiach. Bol to jeden z prvých programovateľných kalkulátorov pre vedecko-technické výpočty. Neskôr dostalo svoje programovateľné kalkulátory aj pracovisko v Tatrách. Boli to dva maďarské stolné kalkulátory EMG 666. Mali trojriadkový display a dokázali komunikovať s magnetopáskovou jednotkou aj s diernou páskou. Jeden z nich bol neskôr pripojený k fotoelektrickému fotometru na SP. Začiatkom 70-tych rokov sa na pracoviskách AsÚ začínali používať aj programovateľné vreckové kalkulátory. Obľúbené boli najmä kalkulačky Hewlett-Packard a Olivetti. Horizontálny slnečný spektrograf budovaný v osemdesiatych rokoch bol vybavený riadiacou elektronikou maďarskej firmy Vilati.

V nasledujúcej etape AsÚ prevádzkoval dva počítače radu SMEP. Boli to prvé počítače s diskovým operačným systémom. Zaberali celú miestnosť, boli náročné na údržbu, obsluhu a aj klimatizáciu. Napriek tomu, že nie vždy "poslúchali", v danej dobe predstavovali jednu z najlepších možností, dostupných v socialistických krajinách. Pracovali pod operačným systémom DOS RV, umožňovali multitasking (simultánny beh viacerych úloh), boli viacužívateľské. Ďalší počítač SMEP (SM 50-11) sa uplatňoval pri astrometrických meraniach (presných meraniach polôh nebeských objektov nafotených na sklených platniach) na Skalnatom Plese.

Úlohy náročnejšie na výpočtovú techniku sa riešili najskôr na elektrónkovom počítacom stroji ZTR-1 (1962-63), neskôr na sálovom počítači GIER dánskej výroby vo Výpočtovom stredisku (VS) SAV v Bratislave. Dáta aj programy sa nosili na diernych páskach, ktoré sa pripravovali na "organizačných automatoch" od Zbrojovky Brno. Neskôr (v priebehu 70 rokov) sa rátalo na počítačoch EC 10-40 a 10-45 v Košiciach, AsÚ ČSAV v Ondřejove, a VS SAV v Bratislave, pre ktoré sa dáta dopravovali na diernych štítkoch.

Éra prvých osobných počítačov, tzv. "peemdečiek" (PMD 85) nemala dlhé trvanie, pretože vývoj naberal čoraz prudšie tempo. Prvý "skutočný" osobný počítač (PC) na ústav dorazil v roku 1990. Procesor 386 s frekvenciou 20 MHz, operačnou pamaťou 2 MB, pevný disk 20 MB, výrobca legendárne Slušovice, cena horibilná. Smiešne? V roku 1990 to bolo niečo ako malý zázrak. Nebola potrebná klimatizácia, zmestilo sa to na písací stôl, malo to farebný monitor a hlavne rýchlosť a spoľahlivosť bola jasne lepšia ako pri SMEPkách. Od tohto roku začala jednoznačná orientácia na PC v rámci AsÚ. Zároveň s príchodom PC sme začali pri fotoelektrickej fotometrii používať PP 06, čo bolo československou variantou svetového štandardu IBM PC XT.

Začali deväťdesiate roky a prišiel aj začiatok sieťovania na AsÚ. Ešte pod doménou ".cs" (Československo) sme zrazu mali prostredníctvom UUCP spojenia s centrálnym servrom SAV prístup k e-mailu. Spoľahlivosť a rýchlosť tohto spôsobu komunikácie neboli pre nás jedinými výhodami. Vo finančne čoraz horších rokoch, pri raste poštovných poplatkov sa elektronická pošta stala naším najvýznamnejším spojením so svetom.

V roku 1992 sa nám podarilo vďaka príspevku z celoakademických zdrojov zakúpiť naozaj výkonný server IBM RS 6000 na báze RISC procesora s unixovským operačným systémom AIX 3.2. Iba nedávno skončila studená vojna a na tento ešte stále embargovaný tovar bolo potrebné získať povolenie COCOM. Tento počítač, familiárne nazývaný RISC, sa stal ústredným servrom AsÚ a spoľahlivo slúžil až do roku 2001. Umožnil nielen výrazný pokrok pri vedecko-technických výpočtoch, ale taktiež využívanie rozsiahleho astronomického softwareového balíka MIDAS z Európskeho južného observatória (ESO). Tento vstup do sveta UNIXu predznamenal naše nové smerovanie a taktiež nám otvoril cestu do oblasti open-source software (software s prístupným zdrojovým kódom), písaným nadšencami a poskytovaným zadarmo.

Prvá polovica deväťdesiatych rokov bola dôležitá rozvojom Internetu. Akademická obec si uvedomila význam a nové možnosti poskytované touto Sieťou sietí a aktívne sa zapojila do jej využívania a budovania. V roku 1994 AsÚ získal plnohodnotné pripojenie (nie iba mail, ale permanentné pripojenie 24 hodín denne) do Internetu. V tom istom roku bola zaregistrovaná doména ta3.sk, pod ktorou, spolu s neskôr registrovanou doménou astro.sk, môžete AsÚ nájsť na Internete. Od roku 1995 je AsÚ oficiálne sídlom uzla SANETu (Slovak Academic NETwork) - Slovenskej akademickej siete. Znamená to, že poskytuje prístup do Internetu aj pre iné organizácie vo svojom okolí. Združenie SANET v rámci Slovenska rozvíja sieť hlavne pre akademické organizácie (vysoké školy a ústavy SAV), stará sa o jej funkčnosť a napredovanie. Na medzinárodnom poli sa zapája do akademických sieťových projektov (GÉANT - Gigabitová európska akademická sieť). AsÚ ako riadny člen SANETu pomáha napĺňať všetky tieto ciele.

Pomerne rušno bolo na AsÚ, čo sa počítačového diania týka, na prelome rokov 1997-1998. V decembri 1997 sa to začalo pripojením oboch vysokohorských pracovísk (na Skalnatom Plese a na Lomnickom Štíte) do lokálnej siete (LAN) AsÚ, a tým pádom aj do Internetu, pomocou rádiového spojenia. Koncom roku 1997 sme začali s prestavbou LAN, keď sme poruchovú a nespoľahlivú sieť z koaxiálneho ethernetu začali postupne nahrádzať prvkami štruktúrovanej kabeláže/siete. Táto prestavba bola ukončená fakticky až koncom roku 2002. V roku 2002 sme sa taktiež rozhodli v rámci ochrany sieťových prvkov na exponovanom pracovisku na Lomnickom Štíte nahradiť najproblematickejšie časti metalickej kabeláže optikou. "Míľnikom" v rýchlosti pripojenia bol pre nás 15. január 1998, keď sme "prepli na vyššiu rýchlosť". Pripojenie do Internetu sme zvýšili z pôvodných 64 kbit/s na 128 kbit/s. V septembri 1999 sa prostredníctvom nášho uzla do Internetu pripojilo aj Kongresové centrum Academia v Starej Lesnej. Bolo to najprv modemovým synchrónnym pripojením 64 kbit/s, no v júni 2001 začalo fungovať už optické prepojenie s rýchlosťou 10 Mbit/s. Ostatnými významnými dátumami boli pre nás 26. marec 2003, kedy sme boli pripojení do rýchlej siete SANET II rýchlosťou 10 Mbit/s, a 02. máj 2005: pripojenie rýchlosťou 34 Mbit/s. Spojenie je toho času realizované pomocou rádiového spoja. V blízkej budúcnosti by sme sa však mali pripojiť optickým káblom a rýchlosť pripojenia by sa mala znova zvýšiť.

V súčasnosti AsÚ prevádzkuje servre založené hlavne na architektúre Intel a AMD s operačným systémom linux. Tieto zabezpečujú dostatočnú výpočtovú kapacitu pre väčšinu úloh riešených vedeckými pracovníkmi, zabezpečujú komunikačné potreby a taktiež poskytujú rôzne sieťové služby pre iné organizácie pripojené prostredníctvom SANETu. Ako hlavný výpočtový server AsÚ používame AlphaPC stanicu pod operačným systémom linux, dar z roku 2000 od Nadácie Alexandra von Humboldta. Výpočtovo najnáročnejšie úlohy sú realizované na spoločných servroch SAV. Tieto drahé zariadenia sú finacované z celoakademických financií.

Okrem servrov je AsÚ vybavený niekoľkými desiatkami počítačov, ktoré slúžia ako klientske stanice. Pracujú pod rôznymi operačnými systémami podľa ich účelu, či preferencií užívateľa. Vzhľadom na vysokú kvalitu, spoľahlivosť, rozšírenie a nulovú cenu sa dnes v oblasti software, okrem nevyhnutných prípadov, orientujeme na open-source produkty: GNU, linux, MIDAS, TeX/LaTeX, etc.

AsÚ prezentuje svoju činnosť na domovskej stránke http://www.ta3.sk/

V dnešnej dobe je výpočtová technika všadeprítomná. Dobre to dokumentuje zjednodušený opis práce astronóma. Počas pozorovania sa používajú elektronické detektory (CCD kamery, fotoelektrické fotometre) a údaje z nich sú v digitálnej podobe uložené na pevný disk počítača. Prípravu a aj samotné pozorovanie pozorovateľ taktiež vykonáva cez počítačový program. Základný astronomický údaj, čas, je poskytovaný systémom GPS, alebo serverom, ktorého hodiny sú synchronizované cez Internet. Získané dáta sú archivované na rôznych médiách (CD ROM, magnetické pásky) ale zvyčajne aj prístupné prostredníctvom Internetu. Spracovanie pozorovacieho materiálu (redukcia), interpretácia, rôzne výpočty a modelovania sú bez výkonných počítačov nemysliteľné. Dokonca aj vyhľadávanie v knižničných katalógoch sa deje najjednoduchšie cez počítač. Konečný výsledok našej práce, vedecký článok, rôzne grafy, obrázky, sa rodí taktiež v počítači. Jeho odoslanie do redakcie časopisu, komunikácia s redakčnou radou, je opäť záležitosťou elektronickej pošty. Zjednodušene sa dá povedať, že dnes sa dát "nedotkneme", keďže nemajú materiálnu podobu. Až na samotný záver, keď je výsledok našej práce uverejnený ako článok v odbornom časopise, sú výsledky vytlačené na papier. Aj to sa však mení a niektoré vedecké časopisy uvažujú o prechode iba na elektronickú podobu. Samozrejme, celá táto situácia pred nás stavia nové úlohy, ako zabezpečiť uchovanie pozorovacieho materiálu, výsledkov našej práce aj do budúcnosti.

Ako sme už vyššie spomínali, výpočtová technika je všadeprítomná. Dnešné rýchle siete do seba integrujú aj staršie služby a vytvárajú priestor pre vznik nových. Typickým príkladom je VoIP (Voice over IP), čiže hlas (telefonická prevádzka) prenášaná po Internete. Od decembra 2005 do 23. februára 2006 sme vlastnými silami absolvovali prechod našich telefónov pod VoIP. Naše riešenie sme založili na SIP a prepojenie so "svetom klasických telefónnych čísel" sme realizovali pomocou ENUM. Motiváciou bolo okrem nutnosti vymeniť starú telefónnu ústredňu aj zníženie výdavkov na telefonovanie, keďže značná časť hovorov je prenášaná po Internete, a teda nie je spoplatňovaná telekomunikčným operátorom. Táto úspora s postupujúcim šírením VoIP bude navyše stále väčšia. Zavedením VoIP sme sa stali aj súčasťou širšej akademickej komunity (v rámci spomínaného SANETu), ktorá tieto progresívne riešenia testuje a propaguje.

Čo prinesie budúcnosť, je v oblasti rýchlo sa rozvíjajúcich informačných technológií ťažkou otázkou. Vzhľadom na veľmi veľký význam výpočtovej techniky pre našu prácu budeme musieť naďalej venovať pozornosť jej adekvátnemu rozvoju, obnove a údržbe existujúcich zariadení. Sieťové služby budú prinášať nové možnosti, zjednodušenie a skvalitnenie práce. Dnes, keď sa prudkým tempom budujú rýchle akademické siete (SANET II na Slovensku, GÉANT v Európe, Internet II v severnej Amerike), otvárajú sa aj nové možnosti: videokonferencie, distribuované počítanie (GRID projekty), projekty virtuálnych observatórií. Všetky tieto trendy naznačujú cesty do budúcnosti.

1a: Ústredňa UM 10 – prvá automatizácia získavania a spracovania údajov z 0,6-m reflektora na Skalnatom Plese

 

1b: Ovládací pult ústredne UM 10 v kupole 0,6-m reflektora na Skalnatom Plese

 

2: WWW stránka Astronomického ústavu SAV - stiahnuté z www.ta3.sk

 

  Vytlačiť obsah tejto stránky na tlačiareň Poslať obsah tejto stránky e-mailom Poslať linku na túto stránku e-mailom  
Výpočtové stredisko SAV
Dúbravská cesta č. 9, 845 35 Bratislava
Tel.: +421 (0)2/5930-7911, Fax: +421 (0)2/5477-5881
Svoje pripomienky k tejto stránke môžete adresovať na webmaster@savba.sk.
Obsah stránok je chránený autorským zákonom.
Šírenie obsahu týchto stránok bez predchádzajúceho súhlasu VS SAV je zakázané.