Библиотека · ИПА РАН

Публикации

Поиск

О выборе языков программирования для модернизации системы эфемеридных расчетов в астрономии ЭРА

В. А. Яковлев, К. А. Наумов, М. В. Васильев

Труды ИПА РАН, вып. 76, 32–38 (2026)

Ключевые слова: Эфемерида, программный комплекс, язык программирования, арифметические операции с повышенной точностью, операции ввода/вывода

Информация о статье Текст статьи

Аннотация

Цель работы — выбор языка или языков программирования для модернизации системы Эфемеридных Расчетов в Астрономии (ЭРА). Появление планов по модернизации связано с потенциальным отказом от поддержки 80-битных переменных в новых версиях базового для системы ЭРА языка Racket. Использование же 80-битных переменных является обязательным условием для обеспечения необходимой точности эфемеридных расчетов. Критериями выбора языков были распространенность и функционал для решения задач эфемеридной астрономии, возможности по ускорению и повышению точности эфемеридных расчетов, кроссплатформенность в рамках ОС Windows и Linux, сопровождение и модернизация системы ЭРА без привлечения высококвалифицированных программистов. Исходя из перечисленных критериев для тестирования были выбраны языки программирования C++, Fortran и Python, а также библиотеки для вычислений с повышенной точностью MPFR, QD и mpmath. Язык Racket также участвовал в рассмотрении как основной инструмент, использовавшийся для программирования последней версии системы ЭРА. В силу очевидности выбора языков по всем критериям кроме быстродействия основные тесты были направлены на сравнение скорости выполнения базовых арифметических операций и операций ввода/вывода. Тестирование проводилось с применением двух компьютеров на базе процессоров Intel® Core™ i5 и i7 под управлением ОС Linux. Тесты показали, что время выполнения базовых арифметических операций с использованием Fortran и C++ практически совпадает. Операции ввода/вывода быстрее всего работают на C++. Программы на Racket проигрывают в несколько раз как программам на Fortran, так и на C++. Библиотеки для вычислений с повышенной точностью также быстрее работают в тестах на C++ и Fortran. Python уступает по показателям быстродействия C++, Fortran и Racket. По результатам тестирования для работ по модернизации системы ЭРА выбраны языки программирования Fortran и C++. Кроме сохранения необходимой точности эфемеридных расчетов использование этих языков позволит заметно сократить время вычислений, а также создаст задел для повышения их точности.

Цитирование

Текст

Бибтех

RIS

В. А. Яковлев, К. А. Наумов, М. В. Васильев. О выборе языков программирования для модернизации системы эфемеридных расчетов в астрономии ЭРА // Труды ИПА РАН. — 2026. — Вып. 76. — С. 32–38.

@article{yakovlev2026,
  abstract = {Цель работы — выбор языка или языков программирования для модернизации системы Эфемеридных Расчетов в Астрономии (ЭРА). Появление планов по модернизации связано с потенциальным отказом от поддержки 80-битных переменных в новых версиях базового для системы ЭРА языка Racket. Использование же 80-битных переменных является обязательным условием для обеспечения необходимой точности эфемеридных расчетов. Критериями выбора языков были распространенность и функционал для решения задач эфемеридной астрономии, возможности по ускорению и повышению точности эфемеридных расчетов, кроссплатформенность в рамках ОС Windows и Linux, сопровождение и модернизация системы ЭРА без привлечения высококвалифицированных программистов.
Исходя из перечисленных критериев для тестирования были выбраны языки программирования C++, Fortran и Python, а также библиотеки для вычислений с повышенной точностью MPFR, QD и mpmath. Язык Racket также участвовал в рассмотрении как основной инструмент, использовавшийся для программирования последней версии системы ЭРА. В силу очевидности выбора языков по всем критериям кроме быстродействия основные тесты были направлены на сравнение скорости выполнения базовых арифметических операций и операций ввода/вывода. Тестирование проводилось с применением двух компьютеров на базе процессоров Intel® Core™ i5 и i7 под управлением ОС Linux.
Тесты показали, что время выполнения базовых арифметических операций с использованием Fortran и C++ практически совпадает. Операции ввода/вывода быстрее всего работают на C++. Программы на Racket проигрывают в несколько раз как программам на Fortran, так и на C++. Библиотеки для вычислений с повышенной точностью также быстрее работают в тестах на C++ и Fortran. Python уступает по показателям быстродействия C++, Fortran и Racket.
По результатам тестирования для работ по модернизации системы ЭРА выбраны языки программирования Fortran и C++. Кроме сохранения необходимой точности эфемеридных расчетов использование этих языков позволит заметно сократить время вычислений, а также создаст задел для повышения их точности.},
  author = {В.~А. Яковлев and К.~А. Наумов and М.~В. Васильев},
  doi = {10.32876/ApplAstron.76.32-38},
  issue = {76},
  journal = {Труды ИПА РАН},
  keyword = {Эфемерида, программный комплекс, язык программирования, арифметические операции с повышенной точностью, операции ввода/вывода},
  note = {russian},
  pages = {32--38},
  title = {О выборе языков программирования для модернизации системы эфемеридных расчетов в астрономии ЭРА},
  url = {http://iaaras.ru/library/paper/2239/},
  year = {2026}
}

TY  - JOUR
TI  - О выборе языков программирования для модернизации системы эфемеридных расчетов в астрономии ЭРА
AU  - Яковлев, В. А.
AU  - Наумов, К. А.
AU  - Васильев, М. В.
PY  - 2026
T2  - Труды ИПА РАН
IS  - 76
SP  - 32
AB  - Цель работы — выбор языка или языков программирования для
модернизации системы Эфемеридных Расчетов в Астрономии (ЭРА).
Появление планов по модернизации связано с потенциальным отказом от
поддержки 80-битных переменных в новых версиях базового для системы
ЭРА языка Racket. Использование же 80-битных переменных является
обязательным условием для обеспечения необходимой точности
эфемеридных расчетов. Критериями выбора языков были
распространенность и функционал для решения задач эфемеридной
астрономии, возможности по ускорению и повышению точности эфемеридных
расчетов, кроссплатформенность в рамках ОС Windows и Linux,
сопровождение и модернизация системы ЭРА без привлечения
высококвалифицированных программистов.  Исходя из перечисленных
критериев для тестирования были выбраны языки программирования C++,
Fortran и Python, а также библиотеки для вычислений с повышенной
точностью MPFR, QD и mpmath. Язык Racket также участвовал в
рассмотрении как основной инструмент, использовавшийся для
программирования последней версии системы ЭРА. В силу очевидности
выбора языков по всем критериям кроме быстродействия основные тесты
были направлены на сравнение скорости выполнения базовых
арифметических операций и операций ввода/вывода. Тестирование
проводилось с применением двух компьютеров на базе процессоров Intel®
Core™ i5 и i7 под управлением ОС Linux.  Тесты показали, что время
выполнения базовых арифметических операций с использованием Fortran и
C++ практически совпадает. Операции ввода/вывода быстрее всего
работают на C++. Программы на Racket проигрывают в несколько раз как
программам на Fortran, так и на C++. Библиотеки для вычислений с
повышенной точностью также быстрее работают в тестах на C++ и
Fortran. Python уступает по показателям быстродействия C++, Fortran и
Racket.  По результатам тестирования для работ по модернизации
системы ЭРА выбраны языки программирования Fortran и C++. Кроме
сохранения необходимой точности эфемеридных расчетов использование
этих языков позволит заметно сократить время вычислений, а также
создаст задел для повышения их точности.
DO  - 10.32876/ApplAstron.76.32-38
UR  - http://iaaras.ru/library/paper/2239/
ER  -