مركز التصوير العلمي بالجامعة يطور برمجيات جديدة مفتوحة المصدر لتحليل محاكاة الحواسيب العملاقة
تاريخ النشر: 7th, February 2024 GMT
مركز التصوير العلمي بالجامعة يطور برمجيات جديدة مفتوحة المصدر لتحليل محاكاة الحواسيب العملاقة
تقدم المختبرات الأساسية الـ ١٢ في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية "كاوست" الخبرات الفنية والمعدات المتقدمة اللازمة في جميع المجالات العلمية والبحثية ذات الأهمية الاستراتيجية للجامعة.
وتضم هذه المختبرات خبرات كبيرة معنية بصورة رئيسية في تطوير وتحسين العمليات الهادفة إلى تسريع الأبحاث.
وتعد الحوسبة الفائقة اليوم من المجالات العلمية المهمة التي تسهم بشكل كبير في تغيير العالم لقدرتها على تقديم تنبؤات دقيقة لمجموعة من الظواهر المعقدة، مثل ارتفاع منسوب سطح البحر، وانتشار الأمراض، والتداعيات الاقتصادية الناجمة عن إفلاس المصارف. حيث تساعد تحليلاتها المتفوقة على اتخاذ إجراءات وقائية وتحقيق استجابة أفضل للاضطرابات العالمية.
إلا أن هذه المزايا تأتي بتكلفة تشغيلية باهظة نتيجة الاستهلاك الكبير للطاقة لأجهزة الحاسوب العملاقة، فضلًا عن حاجتها إلى تخزين كميات هائلة من البيانات. وفي هذا السياق، يستخدم العلماء تقنية التصوير المكاني لتحديد ما إذا كانت هذه التكلفة مبررة.
يقدم التصور المكاني لمحة عن المحاكاة التي يتم تشغيلها على حاسب آلي فائق السرعة. ويُسهّل على العالم التحقق من أن المحاكاة تعمل بشكل صحيح قبل انطلاقها وحتى اكتمالها، تمامًا مثل التحقق من الخريطة للتأكد من أنك على الطريق الصحيح قبل الوصول إلى وجهتك النهائية. ومع ذلك، فإن تطبيق هذه التقنية في الموقع أمر صعب جدًا لدرجة أن العلماء يترددون في استخدامها. واستجابة لذلك، تم تطوير نظام إنشيمتو (Inshimtu) الخاص بمختبر التصوير العلمي في كاوست، وهو نظام مبتكر للتصوير المكاني يهدف لمساعدة علماء البيانات وعلماء الحاسب الآلي في التحقق من جدوى المحكاة الحاسوبية.
يشار إلى أن تقنية التصوير المكاني هي من التقنيات المعقدة من ناحية استهلاك الوقت والطاقة. ويشكل ذلك تحديًا كبيرًا للعديد من العلماء الذين يرغبون في استخدامها. لدرجة أن الوقت والطاقة اللازمين لتشغيل هذه التقنية قد يكون أكبر من الوقت والطاقة المهدرة نتيجة مقاطعة المحاكاة الخاطئة.
وهو ما يوضحه عالم التصوير في مختبر التصوير العلمي في كاوست ومؤلف الدراسة توماس ثيوسيل:" يقضي علماء المحاكاة الكثير من الوقت والجهد في كتابة التعليمات البرمجية الخاصة بهم. ولا يريدون تغيير أي شيء دون معرفة ما إذا كان ذلك مفيدًا أم لا".
تم تصميم نظام إنشيمتو لتبسيط عملية تنفيذ المحاكاة باستخدام برمجيات (ParaView Catalyst)، وهي مجموعة أدوات قياسية حاسوبية مفتوحة المصدر تُستخدم للبحث في الموقع، وتمكن النظام من تقديم صور علمية باستخدام ملفات المحاكاة الموجودة دون إجراء تغييرات على شفرة المحاكاة وبالتالي تقدم لنا صورة عن كيفية تصرف نظام معقد في عدة ظروف نظرية مختلفة.
وفي حين أن التصوير المكاني يهدف إلى تقليل متطلبات الذاكرة والوقت الذي تستغرقه التجارب، فإن نظام إنشمتو الجديد لا يفعل ذلك. إذا أن وظيفته الأساسية هي تمكين العلماء من الحكم على المحاكاة لتحديد ما إذا كان تطبيقها في الموقع على الشفرة الخاصة بهم أمرًا جديرًا بالاهتمام.
ويشرح الدكتور جيمس كريس، وهو عضو آخر في مختبر التصوير العلمي في كاوست ومؤلف مشارك للورقة البحثية "إنشمتو ليس حلًا؛ وإنما نقطة انطلاق. فهو ليس مصممًا لتوفير التكلفة أو الوقت، ولكنه يوضح فوائد التصوير المكاني لمساعدة العلماء على تحديد ما إذا كان الجهد مبررًا من خلال توفير محاكاة مبسطة لمثل هذه الحالات".
تشرح الدراسة بصورة مفصلة مبادئ نظام إنشمتو وطرق استخدامه، وتقدم دراسة حالة لمحاكاة نموذج الطقس الذي يعمل على الحاسوب العملاق شاهين ٢ في كاوست. ومن ناحية أخرى، فإن مختبر التصوير العلمي في كاوست جعل نظام إنشمتو مفتوح المصدر لتشجيع المزيد من العلماء على اعتماده في عملية التصور المكاني خلال عمليات المحاكاة الخاص بهم.
المصدر: بوابة الفجر
كلمات دلالية: تغيير العالم استراتيجية فائق السرعة المؤتمر الدولي الأهمية الاستراتيجية تحسين العمليات جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية ارتفاع منسوب سطح البحر
إقرأ أيضاً:
حدث نادر.. «سلحفاة عملاقة» تصبح أمّاً بعد قرن من الزمان
أنجبت سلحفاة “غالاباغوس” العملاقة والتي تبلغ من العمر قرابة المئة عام، 4 صغار في حديقة حيوان فيلادلفيا، لتدخل التاريخ كأكبر أم من هذا النوع المهدد بالانقراض.
وذكر موقع “The Post” “أن هذا الحدث الاستثنائي يمثل أول ولادة ناجحة لسلاحف غالاباغوس في تاريخ الحديقة العريق الذي يمتد منذ 150 عاما”.
وبحسب الموقع، “أصبحت “مامي”، السلحفاة الأنثى التي وصلت إلى الحديقة عام 1932، فجأة أما في شيخوختها بعد تزاوج ناجح مع الذكر “أبرازو”، وهو الآخر من كبار السن في مملكة الزواحف، ويعد الصغار الأربعة، الذين لا يتجاوز وزن الواحد منهم وزن بيضة دجاج (70-80 غراما)، بمثابة كنز وراثي ثمين لبرامج الحفاظ على هذا النوع النادر”.
في غضون ذلك، صرحت جو-إيل موغيرمان، الرئيسة التنفيذية للحديقة أن “هذه ليست مجرد ولادة عادية، بل هي إنجاز علمي وحلم تحقق بعد عقود من الانتظار”، مشيرة إلى أن “مامي” تعتبر واحدة من آخر السلاحف ذات القيمة الجينية الفريدة في العالم”.
ويعمل فريق من الأطباء والخبراء على مدار الساعة لرعاية الصغار في حاضنة خاصة خلف الكواليس، حيث تتم مراقبة نموها بدقة، ومن المقرر أن يظهر هؤلاء الصغار للجمهور لأول مرة في 23 أبريل المقبل، وسط احتفالية تشمل مسابقة لاختيار أسماء لهم.
يذكر أن “سلاحف غالاباغوس” العملاقة” تواجه خطر الانقراض بسبب الصيد الجائر وتدمير الموائل، مما يجعل كل ولادة جديدة حدثا عالميا، وآخر عملية فقس ناجحة سجلت قبل 5 سنوات في حديقة حيوان أمريكية أخرى، مما يضفي على هذا الإنجاز أهمية مضاعفة”.
بث مباشر.. الرئيس السيسي وماكرون يصلان محطة عدلي منصور بالخط الثالث لمترو الأنفاق