Махов А.М.

Моделирование ядерных взаимодействий с использованием новых компьютерных технологий.

Наметившаяся в последнее время тенденция использования персональных компьютеров  (ПК) в моделировании  различных  физических процессов  в  определённой мере сдерживалась наличием ограничений на область одновременно адресуемой памяти  при  обработке  данных в программных продуктах, реализованных с использованием стандарта FORTRAN-77, до сих пор широко применяемого в прикладном программировании при физических исследованиях [1]. С  другой стороны, попытки  разработать  единую  компьютерную программу расчетов приложений теории рассеяния для различных адронных и  лептонных  зондов,  предпринятые в [2], в случае успешной реализации на ПК, могут представлять определённый интерес для исследователей,  работающих в различных отраслях ядерной физики. При этом важным оказывается факт создания удобного интерфейса для неквалифицированных пользователей, позволяющего присваивать значения любым входным данным по умолчанию, если пользователь не знаком со смыслом или численными значениями запрашиваемых величин. Возникающая в вышеназванных работах задача решения  связанных многоразмерных систем линейных дифференциальных уравнений второго порядка с зависящими от аргумента коэффициентами и с  инфинитными условиями сшивания (нормировки) получаемых решений может быть получена стандартным образом при  парциально-  волновом  разложении уравнения Шредингера  или Клейна- Гордона в трехмерном пространстве. При этом процедура  численного  решения  упирается в необходимость одновременного использования комплексных массивов большой размерности (порядка  и больше 300 кбайт одновременно адресуемого пространства оперативной памяти) для ускорения обработки  задания и сохранения  времени работы алгоритма в конкретных стартовых условиях в пределах разумно- допустимого (меньше или порядка одного часа) на компьютерах класса мини-ЭВМ или выше. До последнего времени применение  ПК  семейства IBM PC с операционной системой  MS DOS для решения подобных задач было затруднено наличием следующих ограничений:

 1. Стандартным языком реализации алгоритмов задач теории рассеяния является FORTRAN различных модификаций.

 2. Разработанные  до  последнего времени для ПК трансляторы FORTRANа позволяют производить адресацию только в 16-и  разрядном режиме, что  полностью  исключает  возможность  работы с большими массивами. Появление в  последнее  время  версий FORTRANа,  организующих 32-х разрядный режим адресации при использовании программы,  позволяет наконец-то избавится от необходимости решения задач теории рассеяния на компьютерах коллективного пользования и  перейти к работе на ПК с процессорами 486, 586. Такое возможное изменение ориентации разработчиков программ на класс  ПК  связано еще и с существенным   улучшением  возможностей  разработки  интерфейса "программа- пользователь" в последних версиях FORTRANа, и наличием  на  ПК  мощных  средств организации получаемых результатов в высококачественные текстово- графические оригинал-макеты. Проведённый в настоящей работе анализ показал, что использование вышеупомянутых версий FORTRANа, в частности WATCOM- FORTRAN, не позволяет производить прямого переноса программ на ПК с компьютеров более высоких классов из-за ошибок, возникающих при генерации объектных кодов большой длинны.

1. Совр.тенденции развития учебн.процесса в высшей школе.Мат.Всеросс.науч.-метод.конф.СПб:1994,СПбГУВК, С.32-33.

2. Махов А.М. Препр.ИЯФ СО РАН. N ИЯФ92-66.1992.32 с.