Figure 1
Schéma logique des ordinateurs SUSP. On remarque la double
interface réseau des ordinateurs et le câblage en étoile du réseau ETHERNET des instituts. La «station de gestion» (DEC 3000-700) n'est pas mentionnée.
Figure 1
Schéma logique des ordinateurs SUSP. On remarque la double
interface réseau des ordinateurs et le câblage en étoile du réseau ETHERNET des instituts. La «station de gestion» (DEC 3000-700) n'est pas mentionnée.
Une branche récente de la physique est la physique numérique, où la simulation sur ordinateur remplace les expériences sur les systèmes physiques réels.
Les théoriciens préfèrent en général développer eux mêmes leurs codes, ou utiliser les codes des collabora teurs, car l'aspect original de la recherche est souvent une méthode nouvelle qui a permis l'étude de nouveaux matériaux ou de nouveaux systèmes.
En ce qui concerne l'acquisition de données d'une expérience, les physiciens utilisent soit des logiciels fournis par les constructeurs des instruments de mesures, soit des logiciels de leur création. Par la suite ils écrivent des programmes pour vérifier si les données acquises peuvent être interprétées selon les théories courantes.
Cette présentation du physicien est sans aucun doute simplifiée, mais elle montre que le physicien n'est pas un gros consommateur de logiciels commerciaux, et qu'en fait, sauf exceptions, il n'existe pas de gros programmes commerciaux en physique.
D'autre part, les calculs entrepris sont souvent à la limite des possibilités des ordinateurs et nécessitent une grande puissance de calcul en virgule flottante.
C'est la raison pour laquelle le DP est un grand
consommateur du temps de calcul des super-ordinateurs
de l'EPFL, même si les stations de travail deviennent de
plus en plus puissantes et compétitives avec les super
-ordinateurs pour des problèmes ne nécessitant qu'une
occupation de mémoire réduite.
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La recherche au sein du DP a généré plusieurs groupes ou unités hors département: CRPP, LESO, LOA, CIME, IRRMA, PPO.
Toutes ces unités hors département sont composées
principalement de physiciens, ayant des liens plus ou
moins étroits avec le DP, et qui, par conséquent, possè
dent souvent des comptes informatiques sur les ordina
teurs du département. Si l'on tient compte des étudiants,
des collaborateurs hors département et des comptes
attribués à des chercheurs de l'EPFL n'appartenant pas au DP, nous atteignons environ 600 comptes ouverts sur les
ordinateurs centraux de département. Ceci nous con
traint à appliquer une politique restrictive envers l'émis
sion de comptes pour les étudiants, qui ne bénéficient
d'un accès à nos ordinateurs qu'à partir de la quatrième, voire troisième année.
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Le Service Informatique (SI) du département est com posé d'une personne, le DDI, qui gère les ordinateurs centraux (les VAX et les ordinateurs SUSP) et la plupart des stations Silicon Graphics (SGI). Il intervient en cas de panne des micro-ordinateurs ou de problèmes de logi ciels en suppléant le responsable local ou le remplaçant si ce dernier n'existe pas. Comme pour les autres départements, le DDI a aussi des charges administratives (gestion des budgets informatiques) et technico-politiques (participation aux différentes commissions de l'Ecole et du département).
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Une classification grossière de ces ordinateurs montre que les stations DEC sont utilisées principalement pour leur puissance de calcul, les stations SGI sont des stations personnelles et utilisées pour la visualisation scientifique, et les stations HP pour la gestion des expériences.
L'ordinateur central du département de physique est un ensemble d'ordinateurs DEC sous VMS. L'importance des ordinateurs VMS à l'Ecole a diminué de plus en plus avec l'apparition des ordinateurs basés sur les puces RISC qui sont au cur des stations de travail UNIX. La synergie entre la puissance de ces ordinateurs et la disponibilité de logiciels sous différents dialectes UNIX a contribué à la montée d'UNIX et au déclin de VMS. Il est actuellement possible d'avoir des ordinateurs où VMS a été adapté pour tourner sur des puces RISC (architecture «ALPHA AXP» de DEC), mais, du moins à l'Ecole, cette possibilité est intervenue trop tard pour contrer la montée d'UNIX.
Conformément aux plans de l'Ecole, nous arrêterons l'exploitation du cluster VAX à la fin du mois de mars 1996. Les services qui sont actuellement assumés par le VAX seront distribués sur plusieurs ordinateurs.
Afin de décharger les super-ordinateurs de l'Ecole, le DP a acquis un ensemble d'ordinateurs UNIX de puis sance intermédiaire entre les stations de travail déjà présentes dans les instituts et les puissants serveurs CRAY de l'Ecole.
Ces ordinateurs, qui s'intègrent dans le concept SUSP (Systèmes Universels à Services Partagés) de l'Ecole, font office de serveurs de calcul et d'applications pour les besoins des chercheurs du département.
La charge créée par un grand nombre d'étudiants,
ainsi que par plusieurs services qui ne nécessitent que de
peu de puissance de calcul (serveur de mail POP, serveur
d'impressions) est mieux gérée par l'Ordinateur Hôte de
Département (OHD) VMS.
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Au coeur des quadri-processeurs sont les puces Alpha 21164 à 250 Mhz, qui ont une puissance de 410 SPECfp92 et 277 SPECint92 par puce. Pour citer une mesure chère aux physiciens, ces ordinateurs ont chacun une puissance de 1 Gflops sur des bancs d'essai LINPACK 1k*1k et de 1.2 Gflops sur des tests best effort.
Cette configuration permet de porter le serveur de département dans les instituts, car les cinq stations sont physiquement dans les instituts et par le biais d'une double interface réseau, elles s'intègrent dans le réseau SUSP ainsi que dans le réseau local des instituts.
Generic-NQS permet de soumettre des programmes sur les serveurs de calcul depuis les stations DEC d'institut. Il est aussi possible d'utiliser le temps de calcul des stations moins occupées par l'utilisation de pipe queues couplées au système d'équilibrage des charges ( load-balancing) des queues. Ce système a aussi été installé sur certaines des stations SGI et pourrait permettre de soumettre des jobs sur les ordinateurs CRAY du SIC.
Le serveur SUSP intègre un juke-box (TZ877) de sept
cassettes DLT de 20 GB chacune. Cette unité est utilisée
pour le backup et l'archivage des disques des stations
DEC et des autres stations de département (par simple
«tar» ou «dump» ou par Networker). Les serveurs multiprocesseurs SUSP gèrent 20 GB de disques dont 12 GB sont
en configuration à haute disponibilité
(voir la section sur la configuration du logiciel des stations de travail). La
répartition actuelle des disques est de 12 GB pour les
utilisateurs, 2 GB de zone temporaire «scratch» accessi
ble à tous, 2 GB réservés aux applications communes et
2 fois 4 GB en RAID mirroring pour les systèmes des
multiprocesseurs.
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Nous avons actuellement une vingtaine de stations
SGI réparties dans les instituts, principalement des Iris Indigo et des Indy. La station SGI la plus puissante est une
station Indigo 2 R8000 du groupe théorique LTHS
/IRRMA. Nous n'avons pas de station avec des cartes
graphiques à hautes performances, notre station graphi
que la plus puissante étant une Indigo Elan de l'IGA.
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L'IPE a aussi développé une interface programmable pour bus HP-IB qui permet la connexion à ce bus de multiples instruments ne possédant pas d'interface HP-IB. A l'aide de cette boîte noire il est alors possible de commander plusieurs instruments à partir d'une station HP.
Du fait que leur configuration doit répondre aux besoins locaux liés aux expériences, ces stations sont gérées localement par les instituts. Par simplicité de gestion, ces stations sont souvent groupées en clusters Shared Resource Manager BASIC, où plusieurs stations qui ne tournent qu'une application «BASIC» de gestion d'expérience (c'est souvent le cas pour des stations de la série 400 et 300), sont branchées sur une station HP-UX. Les stations de la série 700 sont intégrés dans des clusters UNIX.
La gestion des expériences se fait principalement par le logiciel «VEETEST» (langage de programmation par blocks, similaire à Labview) sur les stations de la série 700 et par RMB BASIC sur les stations plus anciennes.
Globalement, nous avons environ une trentaine de stations de la série 700 et quelques stations des séries antérieures, qui sont maintenant utilisées en cluster BASIC ou configurées en terminaux X (nous avions prévu le remplacement de ces stations car elles ne pourront pas utiliser l'OS HP-UX 10).
Ces stations se trouvent principalement à l'IPE et
l'IGA.
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Cette configuration, avec le logiciel de clustering VMS permet d'avoir des serveurs à tolérance de panne. En effet les disques des utilisateurs ainsi que le système, sont accessibles depuis les deux ordinateurs, et si l'un des deux est arrêté, il est possible de se brancher et de travailler sur l'autre.
Pour cette raison il n'est pas nécessaire d'utiliser toujours le même ordinateur, depuis l'un ou l'autre on retrouvera tous ses fichiers.
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Les PC sont principalement utilisés pour la gestion des expériences, à l'aide de cartes d'acquisition et de logiciels spéciaux ou bien en utilisant Labview /Labwindows et les cartes adaptées à ces logiciels. Ces dernières années nous remarquons que la gestion des expériences se fait de plus en plus avec des MAC grâce à la disponibilité de logiciels précités (Labview) sur ce système.
Nous avons actuellement environ 220 MAC et 90 PC
pour un ensemble de 270 employés. Ces données
englobent les ordinateurs des salles publiques (15 MAC)
d'institut et ceux utilisés pour l'acquisition et la gestion
d'expériences (10 MAC et 50 PC). En plus, plusieurs
instituts possèdent un PowerBook MAC pour le prêt aux
chercheurs en déplacement. En tenant compte du fait que
bon nombre de ces ordinateurs sont très vieux et ne sont
plus réparés par le C-LOG, nous pouvons prévoir encore
une à deux années de croissance du parc informatique
en ordinateurs personnels, suivies par une période de
renouvellement et maintien de l'équipement actuel.
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Nous avons actuellement une vingtaine de terminaux
X, essentiellement des terminaux X de NCD et quelques
DEC et HP. L'intégration de ces terminaux X avec les
ordinateurs du DP sera encore améliorée avec l'arrivée
de logiciels de serveur X compatibles avec Open GL et
avec Windows pour PC.
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Une imprimante matricielle DEC LG02 est utilisée pour les listing et les gros volumes d'impression sur papier large.
Pour les backups nous disposons de plusieurs lecteurs DAT, de deux QIC 150 et d'un lecteur de bandes TU81Plus relié au VAX, qui sera bientôt mis hors service.
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Toutes les stations et serveurs SUSP appartiennent à un même domaine NIS et les disques des utilisateurs et des applications sont disponibles par automount NFS et apparaissent pour tous les ordinateurs du domaine NIS avec la même configuration.
Les disques sont montés en configuration de haute disponibilité. Ceci est réalisé à l'aide du logiciel ASE de DEC. Les disques apparaissent ainsi provenir d'un ordi nateur virtuel qui est soit l'un soit l'autre des deux serveurs multiprocesseurs, et dont l'identité peut changer dynamiquement si l'ordinateur qui gérait les disques n'est plus disponible.
Toutes ces stations ont un système de fichiers log-based advfs qui permet de redémarrer rapidement les stations sans avoir besoin de contrôler les disques par fsck, caractéristique utile surtout sur les multiprocesseurs, qui gèrent environ 20 GB d'espace disque.
Vu que les stations SGI sont généralement utilisées par des petits groupes de personnes dans des instituts différents, elles ne sont pas toutes reliées par NIS, cette intégration a été possible seulement pour certains instituts. Pour toutes les stations il existe un serveur de logiciels qui exporte les logiciels du domaine public.
Dans ce qui suit je présente certains des logiciels installés sur nos ordinateurs UNIX. Cette liste n'est pas exhaustive; elle ne contient pas, par exemple, les pro grammes et utilitaires qui font partie de tout système UNIX, le but étant de faire mieux connaître les logiciels de chaque ordinateur.
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Une exception à cette règle est faite pour TeX / LaTeX, qui est le langage principal utilisé pour la soumission d'articles aux revues scientifiques.
L'installation de TeX utilise le récent standard TeX Directory Structure (TDS) pour obtenir une structure modu laire et commune à toutes les plates-formes UNIX des fichiers non exécutables.
Sur nos stations DEC et SGI nous avons installé TeX et LaTeX2e en version anglo-française et anglo-allemande, le compilateur LaTeX2e reconnaît les fichiers écrits selon les anciennes versions de LaTeX. Plusieurs styles et formats sont installés: AmsTeX, AmsLaTeX (ce dernier n'est main tenant qu'un style de LaTeX2e), RevTeX, etc. L'addition de nouveaux styles et formats est simplifiée grâce à TDS et Kpathsea, qui est une librairie de recherche récursive.
En commun aux deux plates-formes: emacs, xemacs,
nedit, jed, tkedit, stead (ces deux derniers sont des
éditeurs basés sur TCL, et sont très conviviaux et
puissants).
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Malheureusement, nos étudiants apprennent le PAS CAL, qui est un langage didactique mais qui n'est pas utilisé par la suite dans la vie professionnelle. Il est vrai que le FORTRAN et le C n'obligent pas à assumer un bon style de programmation, mais ces erreurs de programma tion se retrouvent surtout chez les autodidactes et pour raient par conséquent être facilement corrigés par un apprentissage plus rigoureux.
Certains cours de physique numérique ont adopté le FORTRAN 90, sorte d'hybride entre FORTRAN77 et C++ qui permet une programmation plus avancée qu'en FORTRAN 77 mais qui reste compatible avec ce dernier.
Pour les deux environnements (DEC et SGI), les compi lateurs: c, c++, FORTRAN 77, pascal, sont disponibles. Sur les DEC nous avons aussi un compilateur FORTRAN 90 HPF (pour la parallélisation des programmes).
Le compilateur Sather est aussi disponible (langage orienté objet, semblable à EIFFEL, très performant).
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Les librairies des constructeurs ont aussi une version parallèle.
Les logiciels suivants sont disponibles seulement pour SGI.
OpenGL ainsi que YGL, émulateur GL sur X, sont installés sur SGI et DEC.
Actuellement le serveur POP du département est installé sur les VAX, mais nous avons aussi installé des serveurs sur une station SGI (IPA) et une HP d'institut (IGA).
Les VAX ont aussi des outils typiquement UNIX: pipes, more, vi, tar, wc, compress, etc.
Etant donné l'espace restreint dont nous disposons et le besoin de limiter la charge pour la gestion de cette salle, nous avons choisi une configuration avec quatre stations et huit terminaux X.
Cette configuration devrait permettre d'offrir aux étudiants la possibilité de se familiariser avec UNIX dès les premières années. Le nombre restreint de stations, qui seront mises en cluster, réduit le coût total du projet. L'installation de cette salle nous incitera à changer la configuration de la salle publique des terminaux existante: certains terminaux seront remplacés par des MAC afin d'étoffer le nombre d'ordinateurs disponibles dans cette salle pour la rédaction des rapports des étudiants.
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