HPC (IT.5)

Tateo’s Interdisciplinary Lifelong Learning Project

T I L L L

LEARNING - SHARING - NETWORKING

Learning, knowledge sharing and Communities engagement about:

Artificial Intelligence, Extended / Augmented / Virtual / Mixed Reality (XR/AR/VR/MR), Automation, Electronics, Computer Science and Information Technology, Mobile Technologies, Problem Solving & Innovation, Readings, Social Media, Digital Modeling and Simulation, Computer Vision, Work and Soft Skills, Railway.

by Tateo Giovanni Battista

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LEARNING

EXTENDED REALITIES

The High-Performance Computing.
Il Super-Calcolo.

We are talking about: #computerScience #informationTechnology #superComputing #hpc #superComputer #neuromorphic #bioinspired #parallelComputing #TILLL #TateoBlog 

Summary. The problems facing the world of research and industry are becoming more and more complex every day. For this reason, all those applications that aim at the creation of high-performance computing systems are becoming increasingly important in modern information technology. 

I problemi con cui il mondo della ricerca e dell’industria si misurano diventano di giorno in giorno sempre più complessi. Per questo motivo nell’Informatica moderna assumono una importanza sempre crescente tutte quelle applicazioni che mirano alla realizzazione di sistemi di calcolo ad alte prestazioni.

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Tateo Blog > Informatica  >   Il super-calcolo

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§1. The high-performance computing

Il super-calcolo

The problems facing the world of research and industry are becoming more and more complex day by day. The ability to solve complex problems and make new scientific discoveries depends on the availability of increasingly powerful automatic computing systems. Some of the fields that can benefit from these computing systems are: economics, energy, meteorology, medicine, biology, materials research, astronomy, physics, chemistry, the study of disasters. natural, financial risks. The typical problems of all these disciplines require the execution of a large amount of calculations in useful times, that is, reasonably short for the result to be effectively usable. For this reason, in modern computer science, all those applications that aim at the creation of high-performance computing systems are becoming increasingly important. We are talking about the so-called "High Performance Computing" (briefly HPC).

I problemi con cui il mondo della ricerca e dell’industria si misurano diventano di giorno in giorno sempre più complessi. La capacità di risolvere problemi complessi e di fare nuove scoperte scientifiche dipende dalla disponibilità di sistemi di calcolo automatico sempre più potenti. Alcuni dei campi che possono trarre benefici da questi sistemi di calcolo sono: l’economia, l’energia, la meteorologia, la medicina, la biologia, la ricerca sui materiali, l’astronomia, la fisica, la chimica, lo studio delle catastrofi naturali, i rischi finanziari. I problemi tipici di tutte queste discipline richiedono l’esecuzione di una elevata quantità di calcoli in tempi utili, ossia ragionevolmente brevi affinché il risultato sia effettivamente fruibile. Per questo motivo, nell’Informatica moderna, stanno assumendo una importanza sempre crescente tutte quelle applicazioni che mirano alla realizzazione di sistemi di calcolo ad alte prestazioni. Stiamo parlando del così detto "Supercalcolo".

Questi sistemi innovativi consentono la risoluzione di compiti complessi in tempi brevi in modo paragonabile, o addirittura superiore, al comportamento umano. Gli scienziati ed i ricercatori utilizzano questi sistemi di super-calcolo come dei veri e propri laboratori virtuali per modellare la realtà sul computer e simulare fenomeni che nella realtà sarebbe difficile o troppo costoso, oppure addirittura impossibile osservare. Si pensi allo studio delle interazioni tra le particelle atomiche piuttosto che allo scontro tra galassie. Il vantaggio di questi studi eseguiti virtualmente è che le simulazioni possono essere ripetute modificando le condizioni al contorno. 

Se vuoi saperne di più sulla simulazione puoi proseguire la consultazione del mio blog con la lettura del mio Quaderno sulla Simulazione e Modellazione. Il super-calcolo oggi non viene utilizzato solo nella fase di ricerca e risoluzione dei problemi ma anche nella fase di esposizione dei risultati. Infatti a supporto della ricerca sempre più prendono piede sofisticate tecniche di visualizzazione scientifica che fanno uso della computer grafica e della realtà virtuale per la realizzazione di veri e propri ambienti immersivi in cui l’operatore non solo usufruisce delle informazione ma interagisce con esse in modo naturale. Dal punto di vista informatico il super-calcolo deve realizzare la visualizzazione realistica, ossia 3D, consentendo l’esplorazione di grosse moli di dati che possono provenire da più parti, siano essi archivi oppure sensori, e contemporaneamente mostrare i risultati della simulazione in tempo reale. L’obiettivo della visualizzazione scientifica è quella di convertire complesse equazioni matematiche in coinvolgenti immagini di immediata comprensione e che permettono la comprensione dei risultati scientifici anche dal pubblico meno esperto. Il ricercatore ha un metodo efficace e veloce per verificare le proprie ipotesi, ed il pubblico ha l’opportunità di entrare, nel vero senso della parola, dentro ai risultati della ricerca. 

Per saperne di più sulla nuova era che sta vivendo la realtà virtuale e sulle più moderne tecniche visive della realtà aumentata e della realtà mista, prosegui la consultazione del mio blog con la lettura del mio Quaderno sulle Nuove Realtà.

Esistono vari paradigmi di calcolo informatico che permettono di ottenere sistemi di calcolo ad alte prestazioni. Le principali sono i supercomputers, il calcolo neuromorfico ed il calcolo parallelo.

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§2. Supercomputers.

Un supercomputer è un sistema di calcolo appositamente progettato per ottenere potenze di calcolo molto elevate, dedicato ad eseguire calcoli molto complicati o per studiare fenomeni di elevata complessità. questi sistemi sono impiegati principalmente in ambiti che possono permettersi la disponibilità economica per la loro costruzione e gestione, come per esempio la ricerca e l’industria. L’architettura di un supercomputer consiste nella composizione di centinaia di migliaia di processori come quelli contenuti all’interno dei nostri personal computer. Tutti questi processori sono connessi tra di loro attraverso una rete ad alta velocità in modo da poter lavorare in modo sinergico sulla risoluzione di uno stesso problema. Per garantire il corretto funzionamento di un supercomputer non occorre solo una rete ad alta velocità che garantisca una comunicazione veloce, bensì occorre una infrastruttura di supporto per l’approvigionamento di energia elettrica e per lo smaltimento del calore, in quanto tali sistemi consumano molta energia e producono molto calore.

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§3. Neuromorphing computation.

Calcolo neuromorfico.

Il calcolo neuromorfico è uno dei più interessanti paradigmi di super-calcolo. Esso si ispira proprio al comportamento del modo di pensare di noi umani. Per approfondire ti invito a proseguire la lettura sulla pagina 

Informatica bio-ispirata: il Calcolo Neuromorfico.

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§4. Parallel computing.

Calcolo parallelo.

L'avvento delle recenti tecnologie di calcolo elettronico, ed in particolare la tecnologia multi-core, sta favorendo un nuovo paradigma di calcolo che consiste nella scomposizione di un compito complesso in un insieme di compiti più semplici e parallelizzabili, ossia eseguibili simultaneamente su più microprocessori, oppure su più core dello stesso processore. 

Per approfondire prosegui la consultazione del mio blog con la lettura dell’articolo seguente

Parallel computing.

Il calcolo Parallelo.

>>> IT.5.2 <<<

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§5. References to useful sources for further information.

Riferimenti a fonti utili per approfondimenti.

Listed below are some references to sources (websites, videos and book) that I have consulted during the writing of this article, and that you could also use to learn more about the topics covered in this article. 

Di seguito sono elencati alcuni riferimenti a fonti (siti web, video e libri) che ho consultato durante la stesura di questo articolo e che potresti utilizzare anche tu per approfondire gli argomenti trattati in questo articolo.

( 1 ) CSCS. Centro Svizzero di Calcolo Scientifico

( 2 ) Visualizzazione scientifica interattiva e ambienti virtuali interattivi

( 3 ) Il Centro di Supercalcolo (SCC) del CMCC di Lecce

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§6. More generally about Computer Science and Information Technology.

Più in generale a proposito di Informatica e Tecnologie dell'Informazione.

In the present article we dealt about High-performance Computing that represent one the more interesting development of the modern Information Technology. 

   But if you want to examine all the other interesting aspects of the Information Technology, then allow me to suggest you the reading of the following article which is the main one of the thematic area dedicated to this discipline, within Tateo~ Encyclopedia (En).

In questo articolo abbiamo analizzato il Super-Calcolo che rappresenta una degli sviluppi più interessanti delle moderne Tecnologie Informatiche.

    Ma se vuoi approfondire tutti gli altri aspetti interessanti dell'Information Technology, allora permettimi di suggerirti la lettura del seguente articolo che è il principale dell'area tematica dedicata a questa disciplina, all'interno di Tateo~ Encyclopedia (En).

COMPUTER SCIENCE AND INFORMATION TECHNOLOGY (IT)

{ Informatica e Tecnologie dell’Informazione }

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§5. Stay up to date.

Rimani aggiornato.

If you are interested in the topics covered in the current article and want to be informed about my most recent updates dealing with them, then I invite you to register on the following Facebook page and Pinterest dashboard which I dedicated specifically for sharing the most recent changes made to the corresponding thematic area of TILLL~Learning (>).

Se sei interessato agli argomenti trattati nell'articolo corrente e vuoi essere informato sui miei aggiornamenti più recenti che trattano di essi, allora ti invito a registrarti sulla seguente pagina Facebook e bacheca Pinterest che ho dedicato appositamente per la condivisione delle modifiche più recenti apportate all'area tematica corrispondente di TILLL~Learning (>).

"Computer Science and Information Technology by TILLL" on Facebook (link)

"Computer Science and Information Technology by TILLL" on Pinterest (link)

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updated August 4, 2022

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§6. Let's keep in touch.

Teniamoci in contatto.

I hope you enjoyed this article, belonging to the Learning (>) section of the Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning (TILLL) project (>), and that the notes and observations I gathered within it meets your interests. If you want stay tuned with the TILLL project evolution, then I invite you to follow the next upgrades that are published on the TILLL's Blog and on the social media pages dedicated to the TILLL community.

Spero che questo articolo, appartenente alla sezione Learning (>) del progetto Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning (TILLL) (>), ti sia piaciuto e che le note e le osservazioni che ho raccolto al suo interno soddisfino i tuoi interessi.  Se vuoi rimanere aggiornato sull'evoluzione del progetto TILLL, allora ti invito a seguire i prossimi aggiornamenti che vengono pubblicati sul Blog di TILLL e sulle pagine social dedicate alla community TILLL.

  (>) Tateo-Blog, official blog of TILLL project

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§7. Something about me, the founder and author of Tateo~Blog Project.

Qualcosa su di me, il fondatore e sull'autore del progetto Tateo~Blog.

First of all, thank you for visiting one of the pages of my project for Interdisciplinary Continuous Learning (TILLL which stands for Tateo's Interdisciplinary LifeLong Learning), of which I am the founder and author.

My name is Giovanni Battista Tateo (shortly Bat).

Innanzitutto ti ringrazio per aver visitato una delle pagine del mio progetto per l'Apprendimento Continuo Interdisciplinare (TILLL che sta per Tateo's Interdisciplinary LifeLong Learning), di cui io sono lil fondatore e l'autore.

Mi chiamo Giovanni Battista Tateo (brevemente Bat).

The Tateo~Blog (link) is an integral part of the project constitutes the means of sharing all updates. 

I was initially an Information Technology expert, and later I became an electronic engineer, specializing in industrial Automation. I'm passionate about Artificial intelligence, Virtual Reality, Simulation, and I'm an expert in Artificial Vision applied to industrial Automation. Currently, and starting four years ago, I am employed as a Proposal Engineer at Mer Mec S.p.A. (:::) company. Previously, starting in 2004, I was employed, always at the same company, as a Designer of Artificial Vision Systems and Image Processing Algorithms, applied in particular to Railway Diagnostics. I am a supporter and promoter of Lifelong Learning, Social Networking and Knowledge Sharing by means of the web. If you want more details about me, visit the About Me (:::) page.

Il blog Tateo~Blog (link) è parte integrante del progetto costituisce il mezzo di condivisione di tutti gli aggiornamenti. 

Sono stato in principio un esperto di Informatica, e in seguito sono diventato un Ingegnere Elettronico, specializzato in Automazione Industriale. Sono un appassionato di Intelligenza Artificiale, Realtà Virtuale, Simulazione, e sono un esperto di Visione Artificiale applicata all'Automazione Industriale. Attualmente, ed a partire dall'anno 2016, sono impiegato come Proposal Engineer presso la società Mer Mec S.p.A. (:::). Precedentemente, a partire dal 2004, sono stato impiegato, sempre presso la stessa società, come Progettista di Sistemi di Visione Artificiale e di Algoritmi di Elaborazione delle Immagini, applicati in particolare alla Diagnostica Ferroviaria. Sono un sostenitore e promotore dell'apprendimento permanente, dei social network e della condivisione delle conoscenze tramite il web. Se vuoi ulteriori dettagli su di me, visita la pagine About Me (:::).

  Contact me. Following you can find my personal references that you can use if you want to contact me directly, and the links to my social accounts that you can use to follow me or to keep in touch with me by means of social media networks.

  Contattami. Per chi scrive non c’è soddisfazione maggiore di quella che si prova sapendo di essere stato letto e di aver ispirato e fornito esperienze e pratiche utili. Per cui, chiunque contattarmi utilizzando uno dei riferimenti seguenti. Sarò felice di poterti leggere e di confrontarmi con te, di poter leggere le tue critiche, i tuoi suggerimenti, le tue riflessioni e, spreto anche i tuoi complimenti.

Giovanni Battista Tateo (aka Bat)

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Originally published August 9, 2020.

Updated August 6, 2022.

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TILLL

the Lifelong and Interdisciplinary Learning project of Giovanni Battista Tateo