home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ InfoMagic Standards 1994 January / InfoMagic Standards - January 1994.iso / inet / nren / hpca / hearing.txt < prev    next >
Text File  |  1991-04-17  |  219KB  |  3,963 lines

  1.                                            Statement
  2.   
  3.                                             of the
  4.   
  5.                                  American Library Association
  6.   
  7.                                             to the
  8.   
  9.                         Subcommittee on Science, Technology, and Space
  10.               Senate Committee on Commerce, Science, and Transportation
  11.   
  12.                             for the hearing record of March 5, 1991
  13.   
  14.                                               on
  15.   
  16.                       S. 272  The High-Performance Computing Act of 1991
  17.   
  18.   
  19.      The National Research and Education Network, which S. 272 would 
  20.  create, could revolutionize the conduct of research, education, and 
  21.  information transfer. As part of the infrastructure supporting 
  22.  education and research, libraries are already stakeholders in the 
  23.  evolution to a networked society. For this reason, the American 
  24.  Library Association, a nonprofit educational organization of more 
  25.  than 51,000 librarians, educators, information scientists, and library 
  26.  trustees and friends of libraries, endorsed in January 1990 and again 
  27.  in January 1991 the concept of a National Research and Education 
  28.  Network.
  29.   
  30.      ALA's latest resolution, a copy of which is attached, identified 
  31.  elements which should be incorporated in legislation to create the 
  32.  NREN, a high-capacity electronic highway of interconnected networks 
  33.  linking business, industry, government, and the education and 
  34.  library communities. ALA also joined with 19 other education, 
  35.  library, and computing organizations and associations in a 
  36.  Partnership for the National Research and Education Network. On 
  37.  January 25, 1991, the Partnership organizations recommended a 
  38.  policy framework for the NREN which also identified elements to be 
  39.  incorporated in NREN legislation.
  40.   
  41.      Within that framework, ALA recommends the following additions 
  42.  to the pending NREN legislation to facilitate the provision of the 
  43.  information resources users will expect on the network, to provide 
  44.  appropriate and widely dispersed points of user access, and to 
  45.  leverage the federal investment.
  46.   
  47.      NREN authorizing legislation should provide for:
  48.   
  49.      A.  Recognition of education in its broadest sense as a reason for 
  50.  development of the NREN;
  51.   
  52.      B.  Eligibility of all types of libraries to link to the NREN as 
  53.  resource providers and as access points for users; and
  54.   
  55.      C.  A voice for involved constituencies, including libraries, in 
  56.  development of network policy and technical standards.
  57.   
  58.  NREN legislation should authorize support for:
  59.   
  60.      A.  High-capacity network connections with all 50 states;
  61.   
  62.      B. A percentage of network development funds allocated for 
  63.  education and training; and
  64.   
  65.      C.  Direct connections to the NREN for at least 200 key libraries and 
  66.  library organizations and dial-up access for multitype libraries 
  67.  within each state to those key libraries. Prime candidates (some of 
  68.  which are already connected to the Internet) for direct connection to 
  69.  the NREN include:
  70.   
  71.          - The three national libraries (Library of Congress, National 
  72.  Agricultural Library, National Library of Medicine) and other federal 
  73.  agency libraries and information centers;
  74.   
  75.          - Fifty-one regional depository libraries (generally one per 
  76.  state) which have a responsibility to provide free public access to all 
  77.  publications (including in electronic formats) of U.S. government 
  78.  agencies;
  79.   
  80.          - Fifty-one state library agencies (or their designated resource 
  81.  libraries or library networks) which have responsibility for 
  82.  statewide library development and which administer federal funds;
  83.   
  84.          - Libraries in geographic areas which have a scarcity of NREN 
  85.  connections;
  86.   
  87.          - Libraries with specialized or unique resources of national or 
  88.  international significance; and
  89.   
  90.          - Library networks and bibliographic utilities which act on 
  91.  behalf of libraries.
  92.   
  93.      The National Science Foundation, through its various programs, 
  94.  including science education, should provide for:
  95.   
  96.      A.  The inclusion of libraries both within and outside of higher 
  97.  education and elementary and secondary education as part of the 
  98.  research and education support structure;
  99.   
  100.      B. Education and training in network use at all levels of education; 
  101.  and
  102.   
  103.      C.  Experimentation and demonstrations in network applications.
  104.   
  105.      ALA enthusiastically supports development of an NREN with 
  106.  strong library involvement for several reasons.
  107.   
  108.      1. The NREN has the potential to revolutionize the conduct of 
  109.  research, education, and information transfer. As basic literacy 
  110.  becomes more of a problem in the United States, the skills needed to 
  111.  be truly literate grow more sophisticated. ALA calls this higher set of 
  112.  skills "information literacy"-knowing how to learn, knowing how to 
  113.  find and use information, knowing how knowledge is organized. 
  114.  Libraries play a role in developing these skills, beginning with 
  115.  encouraging preschool children to read.
  116.   
  117.          Libraries as community institutions and as part of educational 
  118.  institutions introduce users to technology. Many preschoolers and 
  119.  their grandparents have used a personal computer for the first time 
  120.  at a public library. Libraries are using technology, not only to 
  121.  organize their in-house collections, but to share knowledge of those 
  122.  collections with users of other libraries, and to provide users with 
  123.  access to other library resources, distant databases, and actual 
  124.  documents. Libraries have begun a historic shift from providing 
  125.  access primarily to the books on the shelves to providing access to 
  126.  the needed information wherever it may be located. The NREN is the 
  127.  vehicle librarians need to accelerate this trend.
  128.   
  129.          In Michigan, a pilot program called M-Link has made librarians 
  130.  at a group of community libraries full, mainstream information 
  131.  providers. Since 1988, M-Link has enabled libraries in Alpena, Bay 
  132.  County, Hancock, Battle Creek, Farmington, Grand Rapids, and Lapeer 
  133.  to have access to the extensive resources of the University of 
  134.  Michigan Library via the state's MERIT network. The varied requests 
  135.  of dentists, bankers, city managers, small business people, 
  136.  community arts organizations, and a range of other users are 
  137.  transmitted to the University's librarians via telephone, fax, or 
  138.  computer and modem. Information can be faxed quickly to the local 
  139.  libraries from the University. Access to a fully developed NREN 
  140.  would increase by several magnitudes both the amount and types of 
  141.  information available and the efficiency of such library 
  142.  interconnections. Eventually, the NREN could stimulate the type of 
  143.  network that would be available to all these people directly.
  144.   
  145.          School libraries also need electronic access to distant resources 
  146.  for students and teachers. In information-age schools linked to a 
  147.  fully developed NREN, teachers would work consistently with 
  148.  librarians, media resource people, and instructional designers to 
  149.  provide interactive student learning projects. Use of multiple sources 
  150.  of information helps students develop the critical thinking skills 
  151.  needed by employers and needed to function in a democratic society. 
  152.  This vision of an information-age school builds on today's 
  153.  groundwork. For instance, the New York State Library is providing 
  154.  dial-up access for school systems to link the resources of the state 
  155.  library (a major research resource) and more than 50 public, 
  156.  reference, and research library systems across the state. The schools 
  157.  had a demonstrated need for improved access for research and other 
  158.  difficult-to-locate materials for students, faculty, and administrators.
  159.   
  160.      2. Current Internet users want library-like services, and libraries 
  161.  have responded with everything from online catalogs to electronic 
  162.  journals. As universities and colleges became connected to the 
  163.  Internet, the campus library's online catalog was one of the first 
  164.  information resources faculty and students demanded to have 
  165.  available over the same network. Some 200 library online catalogs 
  166.  are already accessible through the Internet. Academic library users 
  167.  increasingly need full text databases and multimedia and 
  168.  personalized information resources in an environment in which the 
  169.  meter is not ticking by the minute logged, the citation downloaded, 
  170.  or the statistic retrieved. A telecommunications vehicle such as the 
  171.  NREN can help equalize the availability of research resources for 
  172.  scholars in all types, sizes, and locations of higher education 
  173.  institutions.
  174.   
  175.          Libraries will be looked to for many of the information 
  176.  resources expected to be made available over the network, and 
  177.  librarians have much to contribute to the daunting task of organizing 
  178.  the increasing volumes of electronic information. The Colorado 
  179.  Alliance of Research Libraries, a consortium of multitype libraries, 
  180.  not only lists what books are available in member libraries, but its 
  181.  CARL/Uncover database includes tables of contents from thousands 
  182.  of journals in these libraries. Libraries are also pioneering in the 
  183.  development of electronic journals. Of the ten scholarly refereed 
  184.  electronic journals now in operation or in the planning stages, several 
  185.  are sponsored by university libraries or library organizations.
  186.   
  187.      3. Libraries provide access points for users without an 
  188.  Institutional base. Many industrial and independent researchers do 
  189.  not have an institutional connection to the Internet. All such 
  190.  researchers and scholars are legitimate users of at least one public 
  191.  library. The NREN legislation as introduced does not reflect current 
  192.  use of the networks, much less the full potential for support of 
  193.  research and education. Because access to Internet resources is 
  194.  necessary to this goal, many libraries outside academe without access 
  195.  to academic networks have developed creative, if sometimes 
  196.  awkward, ways to fill the gap. A number of high schools have guest 
  197.  accounts at universities, but only a few have managed to get direct 
  198.  connections. CARL, the Colorado Alliance of Research Libraries, 
  199.  reaches library users regardless of the type of library they are using 
  200.  or their point of access. The development of community computer 
  201.  systems such as the Cleveland Free-net is another example of 
  202.  providing network access to a larger community of library users. 
  203.  Several Cleveland area public, academic, and special libraries are 
  204.  information providers on the Free-net as well.
  205.   
  206.          Most of the companies in California high-technology centers 
  207.  either began as or still have fewer than 50 employees. For these 
  208.  companies, there is no major research facility or corporate library. 
  209.  The local public libraries provide strong support as research 
  210.  resources for such companies. The California State Library has 
  211.  encouraged and supported such development, for example, through 
  212.  grants to projects like the Silicon Valley Information Center in the 
  213.  San Jose Public Library. Library access to the NREN would improve 
  214.  libraries' ability to serve the needs of small business.
  215.   
  216.          Support of research and education needs in rural areas could 
  217.  also be aided through library access to the NREN. Even without such 
  218.  access, libraries are moving to provide information electronically 
  219.  throughout their states, often through state networks. An example is 
  220.  the North Carolina Information Network. NCIN, through an agreement 
  221.  between the State Library and the University of North Carolina's 
  222.  Educational Computing Service, provides information access to almost 
  223.  400 libraries in every part of the state-from university and 
  224.  corporate libraries in the Research Triangle Park, to rural mountain 
  225.  and coastal public libraries, to military base libraries. Using federal 
  226.  Library Services and Construction Act funds, the State Library 
  227.  provides the local equipment needed at the packet nodes to permit 
  228.  access to the system (called LINCNET) to these local libraries.
  229.   
  230.          The information needs of rural people and communities are just 
  231.  as sophisticated and important as the needs of the people in urban 
  232.  areas. Because the North Carolina network is available in rural 
  233.  libraries, small businesses in these communities have access for the 
  234.  first time to a state database of all contracts for goods, services, and 
  235.  construction being put out for bid by the state-just one example of 
  236.  network contribution to economic development. The key to the 
  237.  network's growing success is the installation of basic computer and 
  238.  telecommunications hardware in the libraries, access to higher speed 
  239.  data telecommunications, and the database searching skills of the 
  240.  librarians.
  241.   
  242.      4. With libraries and their networks, the support structure to 
  243.  make good use of the NREN already exists. Librarians have been 
  244.  involved in using computers and telecommunications to solve 
  245.  information problems since the 1960s when the library community 
  246.  automated variable-length and complex records-a task which was 
  247.  not being done by the computer field at the time. Librarians 
  248.  pioneered in the development of standards so that thousands of 
  249.  libraries could all use the same bibliographic databases, unlike e-
  250.  mail systems today which each require a different mode of address. 
  251.  The library profession has a strong public service orientation and a 
  252.  cooperative spirit; its codes of behavior fit well with that of the 
  253.  academic research community.
  254.   
  255.          Libraries have organized networks to share resources, pool 
  256.  purchasing power, and make the most efficient use of 
  257.  telecommunications capacity and technical expertise. Upgrading of 
  258.  technological equipment and technological retraining are recognized 
  259.  library requirements, although the resources to follow through are 
  260.  often inadequate. The retraining extends to library users as well. 
  261.  Librarians are familiar with the phenomenon of the home computer 
  262.  or VCR purchaser who can word process or play a tape, but is all 
  263.  thumbs when it comes to higher functions not used every day. 
  264.  Computer systems, networks, and databases can seem formidable to 
  265.  the novice and are often not user-friendly. Expert help at the library 
  266.  is essential for many users.
  267.   
  268.      5. NREN development should build on existing federal investments 
  269.  in the sharing of library and information resources and the 
  270.  dissemination of government information. The Internet/NREN 
  271.  networks are in some cases not technically compatible with current 
  272.  library networking arrangements. However, the government or 
  273.  university database or individual expert most appropriate to an 
  274.  inquiry may well be available only via the Internet/NREN. Access to 
  275.  specific information resources and the potential linkage to scarce 
  276.  human resources is one reason why most librarians are likely to 
  277.  need at least some access to the NREN.
  278.   
  279.          As the Internet/NREN is used by various federal agencies, it 
  280.  becomes a logical vehicle for the dissemination of federal 
  281.  government databases. The Government Printing Office, through its 
  282.  Depository Library Program, has begun providing access to 
  283.  government information in electronic formats, including online 
  284.  databases. A unified government information infrastructure 
  285.  accessible through depository libraries would enable all sectors of 
  286.  society to use effectively the extensive data that is collected and 
  287.  disseminated by the federal government. Disseminating time-
  288.  sensitive documents electronically would allow all citizens, small 
  289.  businesses, and nonprofit groups to have real-time access to 
  290.  government information through an existing organized system of 
  291.  depository libraries. The 51 regional libraries (generally one in each 
  292.  state, many of which are university and other libraries already 
  293.  connected to the Internet) could provide the original nodes for such a 
  294.  system. Together with major libraries capable of providing such 
  295.  support, these libraries could provide access for smaller libraries and 
  296.  selective depositories within their states or regions through dial-up 
  297.  facilities or local area networks.
  298.   
  299.          The library community has been assisted and encouraged in its 
  300.  networking efforts by the federal government beginning in the 
  301.  1960s, and more recently by state support also, in ways that track 
  302.  well with the NREN model. The federal government spends in the 
  303.  neighbor- hood of $200 million per year on programs which promote 
  304.  and support interlibrary cooperation and resource sharing and 
  305.  library applications of new technology. These programs range from 
  306.  the Library Services and Construction Act, the Higher Education Act 
  307.  title II, the Depository Library Program, the library postal rate, and 
  308.  the Medical Library Assistance Act to programs of the three national 
  309.  libraries-the Library of Congress, the National Agricultural Library, 
  310.  and the National Library of Medicine.
  311.   
  312.          If academic libraries continue their migration to the 
  313.  Internet/NREN as the network of choice both on campus and for 
  314.  communication with other academic institutions, it will not be 
  315.  long before academic libraries and public libraries find themselves 
  316.  unable to talk to one another electronically. This result will be totally 
  317.  at odds with the goals of every major legislative vehicle through 
  318.  which the federal government assists libraries. In addition, it makes 
  319.  no sense, given the intimate connection of public libraries to the 
  320.  support structure for research and education. While public libraries 
  321.  have long been recognized as engines of lifelong learning, the 
  322.  connection is much more direct in many cases, ranging from the 
  323.  magnificent research resources of a New York Public Library to the 
  324.  strong support for distance learning provided by many public 
  325.  libraries in Western states.
  326.   
  327.          Interlibrary loan and reference referral patterns also show that 
  328.  every kind of library supports every other's mission. The academic, 
  329.  public, school, state, national, and specialized libraries of the nation 
  330.  constitute a loose but highly interconnected system. A network 
  331.  which supports research and education, or even research alone, 
  332.  cannot accomplish the job without including this multitype system of 
  333.  libraries in planning, policy formulation, and implementation.
  334.   
  335.      6. The NREN's higher seeds will enable the sharing of full text and 
  336.  nontextual library and archival resources. Libraries will increasingly 
  337.  need the higher capacity of the NREN to exploit fully library special 
  338.  collections and archives. The high data rates available over the fully 
  339.  developed NREN will make possible the transmission of images of 
  340.  journal articles, patents, sound and video clips, photos, artwork, 
  341.  manuscripts, large files from satellite data collection archives, 
  342.  engineering and architectural design, and medical image databases. 
  343.  Work has already begun at the national libraries and elsewhere; 
  344.  examples include the Library of Congress American Memory project 
  345.  and the National Agricultural Library text digitizing project.
  346.   
  347.      7. Libraries provide a useful laboratory for exploration of what 
  348.  services and what user interfaces might stimulate a mass 
  349.  marketplace. One purpose of the NREN bills since the beginning has 
  350.  been to promote eventual privatization of the network. Libraries 
  351.  have already demonstrated the feasibility and marketability of 
  352.  databases in the CD-ROM format. Libraries also convinced proprietors 
  353.  and distributors to accommodate the mounting on local campus 
  354.  systems of heavily used databases. Libraries can serve as middle- to 
  355.  low-end network use test beds in their role as intermediaries 
  356.  between the public and its information requirements.
  357.   
  358.      8. Public, school, and college libraries are appropriate institutions 
  359.  to bridge the growing gap between the information poor and the 
  360.  information rich. While we pursue information literacy for all the 
  361.  population, we can make realistic progress through appropriate 
  362.  public service institutions such as libraries. However, while an 
  363.  increase in commercial services would be welcome, any transition to 
  364.  privatization should not come at the expense of low-cost 
  365.  communications for education and libraries. Ongoing efforts such as 
  366.  federal library and education legislation, preferential postal rates for 
  367.  educational and library use, and federal and state supported library 
  368.  and education networks provide ample precedent for continued 
  369.  congressional attention to own and inexpensive access.
  370.   
  371.      In conclusion, the NREN legislation would be strengthened in 
  372.  reaching the potential of the network, in ALA's view, with the 
  373.  addition of the elements we have enumerated above. Our 
  374.  recommendations represent recognition of the substantial 
  375.  investment libraries have already made in the Internet and in the 
  376.  provision of resources available over it, authorization of modest and 
  377.  affordable near-term steps to build on that base for library 
  378.  involvement in the NREN, and establishment of a framework for 
  379.  compatible efforts through other federal legislation, and state and 
  380.  local library efforts.
  381.   
  382.   
  383.  ATTACHMENT
  384.   
  385.   
  386.  WASHINGTON OFFICE
  387.  American Library Association
  388.  110 Maryland Avenue, N.E.
  389.  Washington, D.C. 20002
  390.  (202) 547-4440
  391.   
  392.  Resolution on a National Research and Education Network
  393.   
  394.  WHEREAS,     The American Library Association endorsed the concept 
  395.  of a National Research and Education Network in a Resolution passed 
  396.  by its Council (1989-90 CD #54) on January 10, 1990; and 
  397.   
  398.  WHEREAS,     Legislation to authorize the development of a National 
  399.  Research and Education Network has not yet been enacted; and
  400.   
  401.  WHEREAS,     High-capacity electronic communications is increasingly 
  402.  vital to research, innovation, education, and information literacy; and
  403.   
  404.  WHEREAS,     Development of a National Research and Education 
  405.  Network is a significant infrastructure investment requiring a 
  406.  partnership of federal, state, local, institutional, and private-sector 
  407.  efforts; and
  408.   
  409.  WHEREAS,     Libraries linked to the National Research and Education 
  410.  Network would spread its benefit more broadly, enhance the 
  411.  resources to be made available over it, and increase access to those 
  412.  resources; now, therefore, be it
  413.   
  414.  RESOLVED,     That the American Library Association reaffirm its 
  415.  support of a National Research and Education Network, and 
  416.  recommend incorporation of the following elements in NREN 
  417.  legislation:
  418.   
  419.          - Recognition of education in its broadest sense as a reason for 
  420.  development of the NREN;
  421.   
  422.          - Eligibility of all types of libraries to link to the NREN as 
  423.  resource providers and as access points for users;
  424.   
  425.          - A voice for involved constituencies, including libraries, in 
  426.  development of network policy and technical standards;
  427.   
  428.          - High-capacity network connections with all 50 states and 
  429.  territories;
  430.   
  431.          - Federal matching and other forms of assistance (including 
  432.  through other federal programs) to state and local education and 
  433.  library agencies, institutions, and organizations.
  434.   
  435.  Adopted by the Council of the American Library Association
  436.  Chicago, Illinois
  437.  January 16, 1991
  438.  (Council Document #40)
  439.   
  440.  Executive Offices:  50 East Huron Street, Chicago, Illinois 60611
  441.  (312) 944-6780
  442.   
  443.   
  444.  
  445.  
  446.   ASSOCIATION OF RESEARCH LIBRARIES
  447.  
  448.     1527 New Hampshire Avenue, N.W, Washington, DC. 20026
  449.     (202) 232-2466    FAX (202) 462-7849
  450.  
  451.  
  452.                   Statement of the Association of Research Libraries
  453.                                         to the
  454.                     Subcommittee on Science, Technology, and Space
  455.                Senate Committee on Commerce, Science and Transportation
  456.                         for the Hearing Record of March 5, 1991
  457.                 on S. 272 - The High-Performance Computing Act of 1991
  458.  
  459.  
  460.    The Association of Research Libraries is a non-profit Association of 
  461.  119 research libraries in North America. The membership of ARL is 
  462.  actively involved in the provision of information resources - 
  463.  including those that are unique, to the research and education 
  464.  communities of North America. Research libraries also are key 
  465.  participants in numerous experiments and pilot programs that 
  466.  demonstrate the utility of high capacity networks for the exchange 
  467.  and use of information. ARL supports the passage of legislation that 
  468.  will promote the development and use of expanded networking 
  469.  capacities and capabilities to advance education and research.
  470.  
  471.          The need for a high-speed computer communications network is 
  472.  a reflection of a number of changes underway in the academic and 
  473.  library communities. Three of these changes include the need to 
  474.  connect researchers with facilities such as supercomputers, 
  475.  databases, and library resources; the changing manner in which 
  476.  scholars and researchers communicate; and finally, the ability of 
  477.  these researchers to manipulate and combine large data sets or files 
  478.  in new ways only possible through connecting users with high-speed, 
  479.  high-capacity networks.
  480.  
  481.          The NREN, the vision of the next generation network designed to 
  482.  support -the work of the education and research communities - 
  483.  must reflect the changes noted above as well as those efforts already 
  484.  underway that address the new uses of information, while at the 
  485.  same time, address the national goals of improving our Nation's 
  486.  productivity and international competitive position. To realize these 
  487.  goals and to build upon existing efforts, ARL with others in the 
  488.  education community support the inclusion of the following points in 
  489.  NREN legislation. These points build upon existing successful federal, 
  490.  state, and local programs that facilitate access to information 
  491.  resources.
  492.  
  493.  NREN authorizing legislation should provide for:
  494.  
  495.          - Recognition of education in its broadest sense as a reason for 
  496.  development of the NREN;
  497.          - Eligibility of all types of libraries to link to the NREN as 
  498.  resource providers and as access points for users;
  499.          - A voice for involved constituencies, including libraries, in 
  500.  development of network policy and technical standards.
  501.  
  502.  NREN legislation should authorize support for:
  503.  
  504.          - High capacity network connections with all 50 states;
  505.          - A percentage of network development funds should be 
  506.  allocated for education and training;
  507.          - Direct connections to the NREN for at least 200 key libraries 
  508.  and library organizations and dial-up access for multi-type libraries 
  509.  within each state to those key libraries. Prime candidates for direct 
  510.  connections include:
  511.  
  512.                *The three national libraries (Library of Congress, National 
  513.  Agricultural Library, National Library of Medicine) and other federal 
  514.  agency libraries and
  515.  information centers;
  516.  
  517.                *51 regional depository libraries (generally one per state) 
  518.  which have a responsibility to provide free public access to all 
  519.  publications (including in electronic formats) of U.S. government 
  520.  agencies;
  521.                *51 state library agencies (or their designated resource 
  522.  libraries or library networks) which have responsibility for 
  523.  statewide library development and which administer federal funds;
  524.                *Libraries in geographic areas which have a scarcity of 
  525.  NREN connections;
  526.                *Libraries with specialized or unique resources of national 
  527.  or international significance;
  528.                *Library networks and bibliographic utilities which act on 
  529.  behalf of libraries.
  530.  
  531.  The National Science Foundation, through its various programs, 
  532.  including science education, should provide for:
  533.  
  534.          - The inclusion of libraries both within and outside of higher 
  535.  education and elementary/secondary education as part of the 
  536.  research and education support structure;
  537.         - Education and training in network use at all levels of 
  538.  education;
  539.            Experimentation and demonstrations in network applications.
  540.  
  541.          The information infrastructure of the United States is a complex 
  542.  conglomeration of public and private networks, institutions, 
  543.  information resources, and users from educational, research, library, 
  544.  and industrial communities with extensive ties to international 
  545.  networks and infrastructures. Research libraries and the resources 
  546.  that they acquire, organize, maintain, and/or provide access to, are 
  547.  critical elements of this infrastructure. In support of their mission to 
  548.  advance scholarship and research, these same libraries have been at 
  549.  the forefront of the technological revolution that has made this 
  550.  robust and evolving information infrastructure possible.
  551.  
  552.          One of the most exciting and unanticipated results of the 
  553.  NSFNET has been the explosive growth of the network as a 
  554.  communications link. The enhanced connectivity permits scholars 
  555.  and researchers to communicate in new and different ways and 
  556.  stimulates innovation. Approximately one-quarter of the use of 
  557.  NSFNET is for E-mail, one-quarter for file exchange, 20% for 
  558.  interactive applications, and 30% for associated services. It is this 
  559.  latter category that is growing at an extraordinary rate and includes 
  560.  new and innovative library uses of networks. This growth rate 
  561.  demonstrates the value that researchers place on access to library 
  562.  and information resources in support of education and research. The 
  563.  following examples demonstrate the types of activities underway in 
  564.  academic and research libraries that utilize networks.
  565.  
  566.          In the past year, the number of library online catalogs available 
  567.  on the Internet has jumped from thirty to over 160, including those 
  568.  in Canada, Australia, Germany, Mexico, New Zealand, Israel, and the 
  569.  United Kingdom. A single point of access to 100 online public access 
  570.  catalogs is possible today through a midwestern university. Access to 
  571.  resources identified in online public access catalogs are of increasing 
  572.  importance to researchers as they can access a greatly expanded 
  573.  array of information resources and in a more timely and efficient 
  574.  fashion. Needed information can be located at another institution, 
  575.  and depending upon the nature and format of the information, 
  576.  downloaded directly, and/or requested via interlibrary loan. Over 
  577.  time, this practice will likely change to the researcher obtaining the 
  578.  information directly online versus "ordering the information online." 
  579.  Typical use of an online catalog at a major research institution is that 
  580.  of LIAS at the Pennsylvania State University Library - there are 
  581.  approximately 33,000 searches each day of the LIAS system.
  582.  
  583.          The National Agricultural Library, NAL, is supporting a project 
  584.  with the North Carolina State University Libraries to provide 
  585.  Internet-based document delivery for library materials. Scanned 
  586.  images of documents generate machine readable texts which are 
  587.  transmitted via the NSFNET/Internet to libraries, researchers work 
  588.  stations, and agricultural research extension offices. Images of 
  589.  documents can be delivered directly to the researchers computer, 
  590.  placed on diskette, or printed. This program will be extended to the 
  591.  entire land- grant community of over 100 institutions as well as to 
  592.  other federal agencies and to the international agricultural research 
  593.  community.
  594.  
  595.          Another example of new library services that are possible with 
  596.  the use of the information technologies and networks, that meet a 
  597.  growing demand in the research community, and represent a 
  598.  network growth area are the licensing of commercial journal 
  599.  databases by libraries. Four of the last five years of the National 
  600.  Library of Medicine's MEDLINE database is accessible to the 
  601.  University of California community and there are approximately 
  602.  50,000 searches of the system each week. There are numerous 
  603.  benefits to researchers and libraries including enhanced access to 
  604.  journal literature, there are lower costs to the library than from use 
  605.  of commercial systems, and the lower costs encourages greater use of 
  606.  the files by researchers thus promoting innovation. As other research 
  607.  libraries mount files, similar use patterns have occurred.
  608.  
  609.          Although Internet access to proprietary files is not permitted, 
  610.  there are other services available such as UNCOVER that are more 
  611.  widely accessible. UNCOVER is a database with the tables of contents 
  612.  for approximately 10,000 multi-disciplinary journals developed by 
  613.  the Colorado Alliance of Research Libraries. The increasing demand 
  614.  for UNCOVER demonstrates the need for such services in the 
  615.  academic community and one that is available at a low cost for those 
  616.  institutions unable to locally mount proprietary files.
  617.  
  618.          One area of networked services forecast to present new 
  619.  opportunities for dissemination and exchange of information in the 
  620.  scholarly and research communities and where a significant amount 
  621.  of experimentation and "rethinking" is anticipated, is in electronic 
  622.  publishing. Publishing electronically is in its infancy. Today, there are 
  623.  ten refereed journals on the Internet and it is anticipated that there 
  624.  will be many times this number in a short while. These journals, 
  625.  available via the Internet, range from Postmodern Culture, (North 
  626.  Carolina State University) to New Horizons in Adult Education, 
  627.  (Syracuse University) to PSYCOLOQUY, (American Psychological 
  628.  Association and Princeton University).
  629.  
  630.          The nature and format of the electronic journal is evolving. To 
  631.  some, the electronic journal is a substitute to the "printed" journal. 
  632.  There are an increasing number of "paper- replicating electronic 
  633.  journals" and the growing number of titles on CD-ROM and the rapid 
  634.  rate of acceptance of this format, is a testament to the value of the 
  635.  electronic format. It is anticipated that many of the paper publishers 
  636.  will offer an electronic version of their journals via intermediaries 
  637.  such as DIALOG and CARL as the use of and capabilities of networks 
  638.  expand. This model also presents new dissemination choices to 
  639.  government agencies. The National Agricultural Library has begun to 
  640.  negotiate agreements with scholarly societies for the optical scanning 
  641.  of agricultural titles and information.
  642.  
  643.          Another view of the electronic journal is one more of process, 
  644.  than product. Information or an idea is disseminated on the network 
  645.  for open critique, comment, dialog, and exchange. In this instance, 
  646.  publishing is an ongoing, interactive, non-static function, and one 
  647.  that encourages creativity, connectivity, and interactivity. 
  648.  Researchers experimenting in this camp are referred to as 
  649.  "skywriters" or "trailblazers." In fact, publishing in this arena takes 
  650.  on a new meaning due to the network's capabilities. The use of 
  651.  multi-media including sound, text, and graphics, the significantly 
  652.  expanded collaborative nature of the scholarly exchange not possible 
  653.  with a printed scholarly publication, and finally, the potential for a 
  654.  continuously changing information source, distinguishes this 
  655.  electronic journal from its counterpart, the paper-replicating 
  656.  electronic journal. An online publishing program on the Genome 
  657.  Project at the Welch Library at Johns Hopkins University is an 
  658.  example of this type of electronic publishing. Text is mounted on a 
  659.  database, accessed by geneticists, students, and critics who respond 
  660.  directly via electronic mail to the author. In this case, a computerized 
  661.  textbook is the end result but one which constantly changes to reflect 
  662.  new advances in the field. Funding from the National Library of 
  663.  Medicine has supported this project.
  664.  
  665.          A final area where electronic publishing activities are underway 
  666.  is in the academic publishing community. Two examples of activities 
  667.  include efforts in the high energy physics and mathematics 
  668.  communities. A preprint database in high energy physics has been 
  669.  maintained for fifteen years by a university research facility with 
  670.  approximately 200 preprints added each week to the database of 
  671.  over 200,000 article citations. Instant Math Preprints (IMP), a new 
  672.  initiative that will maintain a searchable database of abstracts, will 
  673.  permit electronic file transfer of the full text of preprints. The project 
  674.  will be accessible via ten universities and "e-math," the American 
  675.  Mathematical Society's electronic service. The value to the research 
  676.  community of timely and effective exchange of research results will 
  677.  be enormous.
  678.  
  679.          There are two predominant reasons that pilot projects and 
  680.  experiments such as these have been possible, have flourished, and 
  681.  been successful. First, a high value has been placed and a significant 
  682.  investment has been made in carefully constructed cooperative 
  683.  programs in the library community to advance research through the 
  684.  sharing of resources. The creation and support of bibliographic 
  685.  utilities such as the Research Libraries Information Network (RLIN) 
  686.  and the Online Computer Library Center (OCLC) has resulted in access 
  687.  by scholars to enormous databases of bibliographic records and 
  688.  information. Cooperative programs have been supported and 
  689.  encouraged by federal programs such as the Library Services and 
  690.  Construction Act of 1964 and the Higher Education Act of 1965. The 
  691.  Higher Education Act and in particular Title II-C and Title II-D 
  692.  programs have emphasized the sharing of resources between all 
  693.  types of libraries and users, and provided needed funds for support 
  694.  of technological innovations and developments. These programs have 
  695.  also promoted equality of access to information, ensuring that those 
  696.  collections housed in major research institutions, be broadly 
  697.  accessible.
  698.  
  699.          The second reason that libraries have succeeded in advancing 
  700.  the exchange of information resources is the effective use of 
  701.  technologies to promote access. Most, if not all of these cooperative 
  702.  programs, are dependent upon networks in part, as the means to 
  703.  identify and share information resources. What will be required as 
  704.  more resources become available through the Internet will be the 
  705.  development of network directories. These directories will assist 
  706.  users in learning of what resources are available and how to access 
  707.  them. Provision of these electronic resources and the development of 
  708.  the ensuing access tools such as directories are already presenting 
  709.  many challenges to library and information science professionals and 
  710.  will require continuing attention if the NREN is to succeed.
  711.  
  712.          As a consequence, the needed infrastructure to connect a 
  713.  diversity of users to a wide array of information resources is in place 
  714.  today. Networks interconnecting information resources and users 
  715.  throughout all parts of the United States and internationally, have 
  716.  been operational and effective for a number of years. A key factor 
  717.  that will permit the NREN to be a success is that much of the 
  718.  infrastructure is already in place. There are networks that 
  719.  interconnect academic institutions - public and private, industrial 
  720.  users, and state consortiums, that include library networks and that 
  721.  do not distinguish between rural and urban, academic and K-12. The 
  722.  NREN vision must continue to encourage and demand enhanced 
  723.  interconnectivity between all users and all types of institutions.
  724.  
  725.          As Congress considers how to best design the NREN to meet the 
  726.  needs of the research and academic communities, it will be important 
  727.  more than ever to include the goals and objectives of ongoing 
  728.  programs. In a time when there are 1,000 books published 
  729.  internationally each day, 9,600 different journals are published 
  730.  annually in the United States, the total of all printed knowledge is 
  731.  doubling every eight years, electronic information is just beginning 
  732.  to be exploited, and financial and funding resources are shrinking, it 
  733.  is critical that the research and education communities with 
  734.  continued federal support, strive for increased connectivity between 
  735.  all types of libraries and users.  This connectivity will result in 
  736.  improved productivity and a strengthening of U.S. position in the 
  737.  international marketplace.
  738.  
  739.          S. 272 should provide the necessary framework to achieve this 
  740.  enhanced connectivity. S.272 should build upon existing programs 
  741.  and identify new means to permit information resources to be 
  742.  broadly available to the education and research communities. 
  743.  Ensuring connectivity through multiple types of libraries, throughout 
  744.  the United States, is a critical component to several existing statutes 
  745.  and should be included in NREN legislation. By so doing, the 
  746.  legislation would leverage existing federal, state, and local programs.
  747.  
  748.          As libraries and users alike employ information technologies to 
  749.  access information resources, new opportunities and applications will 
  750.  develop that exploit the wealth of information and knowledge 
  751.  available in research libraries. Network applications today primarily 
  752.  focus on the provision of access to resources such as books, journals, 
  753.  and online files. Electronic publishing ventures are just beginning. In 
  754.  the years ahead, scholars and researchers will be able to access and 
  755.  use those research materials and collections generally unaccessible 
  756.  but of extreme research value including photographs, satellite data, 
  757.  archival data, videos and movies, sound recordings, slides of 
  758.  paintings and other artifacts, and more. Access to and manipulation 
  759.  of these information resources advances scholarship and research, 
  760.  and scholars will expect a network with the capacity and capabilities 
  761.  to achieve effective access. Clearly, to be successful, effective, and of 
  762.  use to the academic and research communities, the NREN must be 
  763.  designed to nurture and accommodate both the current as well as 
  764.  future yet unknown uses of these valuable information resources.
  765.  
  766.  
  767.  
  768.               United States General Accounting Office
  769.  Testimony
  770.  GAO
  771.  
  772.  
  773.  Supercomputing in Industry
  774.  
  775.  
  776.  For Release on Delivery
  777.  Expected at 2:00 p.m. EST Tuesday, March 5, 1991
  778.  
  779.  
  780.  Statement for the record by 
  781.  Jack L. Brock, Jr., 
  782.  Director Government Information and Financial Management Issues
  783.  Information Management and Technology Division
  784.  
  785.  
  786.  
  787.  Before the Subcommittee on Science, Technology, and Space
  788.  Committee on Commerce, Science, and Transportation
  789.  United States Senate
  790.  
  791.  
  792.  GA/T-IMTEC-91-3
  793.  
  794.  
  795.  Messrs. Chairman and Members of the Committee and Subcommittee:
  796.  
  797.  
  798.  I am pleased to submit this statement for the record, as part of the 
  799.  Committee's hearing on the proposed High Performance Computing 
  800.  Act of 1991. The information contained in this statement reflects the 
  801.  work that GAO has conducted to date on its review of how industries 
  802.  are using supercomputers to improve productivity, reduce costs, and 
  803.  develop new products. At your request, this work has focused on 
  804.  four specific industries--oil, aerospace, automobile, and 
  805.  pharmaceutical/chemical--and was limited to determining how these 
  806.  industries use supercomputers and to citing reported benefits.
  807.  
  808.  We developed this material through an extensive review of 
  809.  published documents and through interviews with knowledgeable 
  810.  representatives within the selected industries. In some cases, our 
  811.  access to proprietary information was restricted. Since this statement 
  812.  for the record reports on work still in progress, it may not fully 
  813.  characterize industry use of supercomputers, or the full benefits 
  814.  likely to accrue from such use.
  815.  
  816.  BACKGROUND
  817.  
  818.  A supercomputer, by its most basic definition, is the most powerful 
  819.  computer available at a given time. While the term supercomputer 
  820.  does not refer to a particular design or type of computer, the basic 
  821.  design philosophy emphases vector or parallel processing, 
  822.  
  823.  [Footnote 1: Vector processing provides the capability of operating on 
  824.  arrays, or vectors, of information simultaneously. With parallel 
  825.  processing, multiple parts of a program are executed concurrently. 
  826.  Massively parallel supercomputers are currently defined as those 
  827.  having over 1,000 processors.]
  828.  
  829.  aimed at achieving high levels of calculation very rapidly. Current 
  830.  supercomputers, ranging in cost from $1 million to $30 million, are 
  831.  capable of performing hundreds of millions or even billions of 
  832.  calculations each second. Computations requiring many hours or days 
  833.  on more conventional computers may be accomplished in a few 
  834.  minutes or seconds on a supercomputer.
  835.  
  836.  The unique computational power of supercomputers makes it 
  837.  possible to find solutions to critical scientific and engineering 
  838.  problems that cannot be dealt with satisfactorily by theoretical, 
  839.  analytical, or experimental means. Scientists and engineers in many 
  840.  fields-- including aerospace, petroleum exploration, automobile 
  841.  design and testing, chemistry, materials science, and electronics--
  842.  emphasize the value of supercomputers in solving complex problems. 
  843.  Much of this work centers around scientific visualization, a technique 
  844.  allowing researchers to plot masses of raw data in three dimensions 
  845.  to create visual images of objects or systems under study. This 
  846.  enables researchers to model abstract data, allowing them to "see" 
  847.  and thus comprehend more readily what the data reveal.
  848.  
  849.  While still relatively limited in use, the number of supercomputers 
  850.  has risen dramatically over the last decade. In the early l980s, most 
  851.  of the 20 to 30 supercomputers in existence were operated by 
  852.  government agencies for such purposes as weapons research and 
  853.  weather modeling. Today about 280 supercomputers 
  854.  
  855.  [Footnote 2: This figure includes only high-end supercomputers such 
  856.  as those manufactured by Cray Research, Inc. Including International 
  857.  Business Machines (IBM) mainframes with vector facilities would 
  858.  about double this number.]
  859.  
  860.  are in use worldwide. Government (including defense-related 
  861.  industry) remains the largest user, although private industry has 
  862.  been the fastest growing user segment for the past few years and is 
  863.  projected to remain so.
  864.  
  865.  The industries we are examining enjoy a reputation for using 
  866.  supercomputers to solve complex problems for which solutions might 
  867.  otherwise be unattainable. Additionally, they represent the largest 
  868.  group of supercomputer users. Over one-half of the 280 
  869.  supercomputers in operation are being used for oil exploration; 
  870.  aerospace modeling, testing, and development; automotive testing 
  871.  and design; and chemical and pharmaceutical applications.
  872.  
  873.  THE OIL INDUSTRY
  874.  
  875.  The oil industry uses supercomputers to better determine the 
  876.  location of oil reservoirs and to maximize the recovery of oil from 
  877.  those reservoirs. Such applications have become increasingly 
  878.  important because of the low probability of discovering large oil 
  879.  fields in the continental United States. New oil fields are often small, 
  880.  hard to find, and located in harsh environments making exploration 
  881.  and production difficult. The oil industry uses two key 
  882.  supercomputer applications, seismic data processing and reservoir 
  883.  simulation, to aid in oil exploration and production. These 
  884.  applications have saved money and increased oil production.
  885.  
  886.  Seismic data processing increases the probability of determining 
  887.  where oil reservoirs are located by analyzing large volumes of 
  888.  seismic data
  889.  
  890.  [Footnote 3:  Seismic data are gathered by using sound-recording 
  891.  devices to measure the speed at which vibrations travel through the 
  892.  earth.]
  893.  
  894.  and producing two and three- dimensional images of subsurface 
  895.  geology. Through the study of these images, geologists can better 
  896.  understand the characteristics of the area, and determine the 
  897.  probability of oil being present. More accurately locating oil 
  898.  reservoirs is important because the average cost of drilling a well is 
  899.  estimated at about $5.5 million and can reach as high as $50 million. 
  900.  Under the best of circumstances, most test wells do not result in 
  901.  enough oil to make drilling cost-effective. Thus, avoiding drilling one 
  902.  dry well can save millions of dollars. The industry representatives 
  903.  who agreed to share cost estimates with us said that supercomputer 
  904.  use in seismic data processing reduces the number of dry wells 
  905.  drilled by about 10 percent, at a savings of hundreds of millions of 
  906.  dollars over the last 5 years.
  907.  
  908.  Reservoir simulation is used to increase the amount of oil that can be 
  909.  extracted from a reservoir. Petroleum reservoirs are accumulations 
  910.  of oil, water, and gas within the pores of rocks, located up to several 
  911.  miles beneath the earth's surface. Reservoir modeling predicts the 
  912.  flow of fluids in a reservoir so geologists can better determine how 
  913.  oil should be extracted.  Atlantic Richfield and Company (ARCO) 
  914.  representatives estimate that reservoir simulation used for the oil 
  915.  field at Prudhoe Bay, Alaska--the largest in production in the United 
  916.  States--has resulted in increased oil production worth billions of 
  917.  dollars.
  918.  
  919.  THE AEROSPACE INDUSTRY
  920.  
  921.  Engineers and researchers also use supercomputers to design, 
  922.  develop, and test aerospace vehicles and related equipment. In 
  923.  particular, computational fluid dynamics, which is dependent upon 
  924.  supercomputing, enables engineers to simulate the flow of air and 
  925.  fluid around proposed design shapes and then modify designs 
  926.  accordingly. The simulations performed using this application are 
  927.  valuable in eliminating some of the traditional wind tunnel tests 
  928.  used in evaluating the aerodynamics of airplanes. Wind tunnels are 
  929.  expensive to build and maintain, require costly construction of 
  930.  physical models, and cannot reliably detect certain airflow 
  931.  phenomena. Supercomputer-based design has thus resulted in 
  932.  significant time and cost savings, as well as better designs, for the 
  933.  aerospace industry.
  934.  
  935.  Lockheed Aerospace used computational fluid dynamics on a 
  936.  supercomputer to develop a computer model of the Advanced 
  937.  Tactical Fighter for the U.S. Air Force. By using this approach, 
  938.  Lockheed was able to display a full-vehicle computer model of the 
  939.  fighter after approximately 5 hours of supercomputer processing 
  940.  time. This approach allowed Lockheed to reduce the amount of wind-
  941.  tunnel testing by 80 hours, resulting in savings of about half a 
  942.  million dollars.
  943.  
  944.  The Boeing Aircraft Company used a Cray 1S-2000 supercomputer to 
  945.  redesign the 17-year old 737-200 aircraft in the early 1980s. Aiming 
  946.  to create a more fuel-efficient plane, Boeing decided to make the 
  947.  body design longer and replace the engines with larger but more 
  948.  efficient models. To determine the appropriate placement of these 
  949.  new engines, Boeing used the supercomputer to simulate a wind-
  950.  tunnel test. The results of this simulation--which were much more 
  951.  detailed than would have been available from an actual wind-tunnel 
  952.  test--allowed the engineers to solve the engine placement problem 
  953.  and create a more fuel-efficient aircraft.
  954.  
  955.  THE AUTOMOBILE INDUSTRY
  956.  
  957.  Automobile manufacturers have been using supercomputers 
  958.  increasingly since 1985 as a design tool to make cars safer, lighter, 
  959.  more economical, and better built. Further, the use of 
  960.  supercomputers has allowed the automobile industry to achieve 
  961.  these design improvements at significant savings.
  962.  
  963.  One supercomputer application receiving increasing interest is 
  964.  automobile crash-simulation. To meet federally mandated crash-
  965.  worthiness requirements, the automobile industry crashes large 
  966.  numbers of pre-prototype vehicles head-on at 30 miles per hour into 
  967.  rigid barriers. Vehicles for such tests can cost from $225,000 to 
  968.  $750,000 each. Crash simulation using supercomputers provides 
  969.  more precise engineering information, however, than is typically 
  970.  available from actually crashing vehicles. In addition, using 
  971.  supercomputers to perform this type of structural analysis reduces 
  972.  the number of actual crash tests required by 20 to 30 percent, saving 
  973.  the companies millions of dollars each year. Simulations such as this 
  974.  were not practical prior to the development of vector 
  975.  supercomputing because of the volume and complexity of data 
  976.  involved.
  977.  
  978.  Automobile companies credit supercomputers with improving 
  979.  automobile design in other ways as well. For example, Chrysler 
  980.  Corporation engineers use linear analysis and weight optimization 
  981.  software on a Cray X-MP supercomputer to improve the design of its 
  982.  vehicles. The resulting designs--which, according to a Chrysler 
  983.  representative, would not have been practical without a 
  984.  supercomputer--will allow Chrysler to achieve an annual reduction 
  985.  of about $3 million in the cost of raw materials for manufacturing its 
  986.  automobiles. In addition, one automobile's body was made 10 
  987.  percent more rigid (which will improve ride and handling) and 11 
  988.  percent lighter (which will improve fuel efficiency). According to the 
  989.  Chrysler representative, this is typical of improvements that are 
  990.  being achieved through the use of its supercomputer.
  991.  
  992.  THE CHEMICAL AND PHARMACEUTICAL INDUSTRIES
  993.  
  994.  Supercomputers play a growing role in the chemical and 
  995.  pharmaceutical industries, although their use is still in its infancy. 
  996.  From computer-assisted molecular design to synthetic materials 
  997.  research, companies in these fields increasingly rely on 
  998.  supercomputers to study critical design parameters and more 
  999.  quickly and accurately interpret and refine experimental results. 
  1000.  Industry representative told us that, as a result, the use of 
  1001.  supercomputing will result in new discoveries that may not have 
  1002.  been possible otherwise.
  1003.  
  1004.  The pharmaceutical industry is beginning to use supercomputers as a 
  1005.  research tool in developing new drugs. Development of a new drug 
  1006.  may require up to 30,000 compounds being synthesized and 
  1007.  screened, at a cost of about $5,000 per synthesis. As such, up to $150 
  1008.  million, before clinical testing and other costs, may he invested in 
  1009.  discovering a new drug, according to an E.I. du Pont de Nemours and 
  1010.  Company representative. Scientists can now eliminate some of this 
  1011.  testing by using simulation on a supercomputer. The supercomputer 
  1012.  analyzes and interprets complex data obtained from experimental 
  1013.  measurements. Then, using workstations, scientists can construct 
  1014.  three-dimensional models of the large, complex human proteins and 
  1015.  enzymes on the computer screen and rotate these images to gain 
  1016.  clues regarding biological activity and reactions to various potential 
  1017.  drugs.
  1018.  
  1019.  Computer simulations are also being used in the chemical industry to 
  1020.  replace or enhance more traditional laboratory measurements. Du 
  1021.  Pont is currently working to develop replacements for 
  1022.  chlorofluorocarbons, compounds used as coolants for refrigerators 
  1023.  and air conditioners, and as cleansing agents for electronic 
  1024.  equipment. These compounds are generally thought to contribute to 
  1025.  the ozone depletion of the atmosphere and are being phased out. Du 
  1026.  Pont is designing a new process to produce substitute compounds in 
  1027.  a safe and cost- effective manner. These substitutes will be more 
  1028.  reactive in the atmosphere and subject to faster decomposition. Du 
  1029.  Pont is using a supercomputer to calculate the thermodynamic data 
  1030.  needed for developing the process. These calculations can be 
  1031.  completed by the supercomputer in a matter of days, at an 
  1032.  approximate cost of $2,000 to $5,000. Previously, such tests--using 
  1033.  experimental measurements conducted in a laboratory--would 
  1034.  require up to 3 months to conduct, at a cost of about $50,000. Both 
  1035.  the cost and time required would substantially limit the amount of 
  1036.  testing done.
  1037.  
  1038.  BARRIERS TO GREATER USE OF SUPERCOMPUTERS
  1039.  
  1040.  These examples demonstrate the significant advantages in terms of 
  1041.  cost savings, product improvements, and competitive opportunity 
  1042.  that can he realized through supercomputer use. However, such use 
  1043.  is still concentrated in only a few industries. Our industry contacts 
  1044.  identified significant, interrelated barriers that individually or 
  1045.  collectively, limit more widespread use of supercomputers.
  1046.  
  1047.  Cost.  Supercomputers are expensive. A supercomputer's cost of 
  1048.  between $1 million and $30 million does not include the cost of 
  1049.  software development, maintenance, or trained staff.
  1050.  
  1051.  
  1052.  Cultural resistance.  Simulation on supercomputers can not only 
  1053.  reduce the physical testing, measurement, and experimentation, but 
  1054.  can provide information that cannot otherwise be attained. For many 
  1055.  scientists and managers this represents a dramatic break with past 
  1056.  training, experience, generally accepted methods, or common 
  1057.  doctrine. For some, such a major shift in research methodology is 
  1058.  difficult to accept. These new methods are simply resisted or ignored.
  1059.  
  1060.  Lack of application software. Supercomputers can be difficult to use. 
  1061.  For many industry applications, reliable software has not yet been 
  1062.  developed. This is particularly true for massively parallel 
  1063.  supercomputers.
  1064.  
  1065.  Lack of trained scientists in supercomputing. Between 1970 and 
  1066.  1985, university students and professors performed little of their 
  1067.  research on supercomputers. For 15 years, industry hired students 
  1068.  from universities who did not bring supercomputing skills and 
  1069.  attitudes into their jobs. Now, as a result, many high-level scientists, 
  1070.  engineers, and managers in industry have little or no knowledge of 
  1071.  supercomputing.
  1072.  
  1073.  In conclusion, our work to date suggests that the use of 
  1074.  supercomputers has made substantial contributions in key U.S. 
  1075.  industries. While our statement has referred to benefits related to 
  1076.  cost reduction and time savings, we believe that supercomputers will 
  1077.  increasingly be used to gain substantive competitive advantage. 
  1078.  Supercomputers offer the potential--still largely untapped--to 
  1079.  develop new and better products more quickly. This potential is just 
  1080.  beginning to be explored, as are ways around the barriers that 
  1081.  prevent supercomputers from being more fully exploited.
  1082.  
  1083.  
  1084.  
  1085.  
  1086.  
  1087.  
  1088.                                EXECUTIVE OFFICE OF THE PRESIDENT
  1089.                             OFFICE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY POLICY
  1090.                                     WASHINGTON, D.C. 20506
  1091.  
  1092.  
  1093.  
  1094.  
  1095.  
  1096.  
  1097.  
  1098.  
  1099.               HIGH PERFORMANCE COMPUTING AND COMMUNICATIONS
  1100.  
  1101.                                            TESTIMONY
  1102.                                                OF
  1103.                                        D. ALLAN BROMLEY
  1104.                                             DIRECTOR
  1105.                             OFFICE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY POLICY
  1106.  
  1107.                                            BEFORE THE
  1108.                  SUBCOMMITTEE ON SCIENCE, TECHNOLOGY, AND SPACE
  1109.             COMMITTEE ON COMMERCE, SCIENCE, AND TRANSPORTATION
  1110.                                           U.S. SENATE
  1111.  
  1112.                                          MARCH 5, 1991
  1113.  
  1114.  
  1115.  Mr. Chairman and members of the Committee:
  1116.  
  1117.  Thank you for giving me the opportunity, as Director of the Office of 
  1118.  Science and Technology Policy, to discuss with you the critically 
  1119.  important issue of high performance computing and communications.
  1120.  
  1121.  On February 4, 1991, the President announced his proposed budget 
  1122.  for Fiscal year 1992. Among the major new R&D programs in the 
  1123.  budget is a Presidential initiative on high performance computing 
  1124.  and communications, which is described in the report Grand 
  1125.  Challenges:  High Performance Computing and Communications. The 
  1126.  report, which was released on February 5, 1991, was produced by a 
  1127.  Working Group on High Performance Computing and Communications 
  1128.  under the Committee on Physical, Mathematical, and Engineering 
  1129.  Sciences, which is one of seven umbrella interagency committees 
  1130.  under the Federal Coordinating Council for Science, Engineering, and 
  1131.  Technology (FCCSET). A copy of the report is attached.
  1132.  
  1133.  The overall goals of the high performance computing and 
  1134.  communications initiative are symbolized by a set of what are called 
  1135.  "grand challenges," problems of important scientific and social value 
  1136.  whose solution could he advanced by applying high performance 
  1137.  computing techniques and resources. These include global climate 
  1138.  modeling, mapping the human genome, understanding the nature of 
  1139.  new materials, problems applicable to national security needs, and 
  1140.  the design of ever more sophisticated computers.  Many such 
  1141.  problems can be addressed through high performance computing and 
  1142.  communications, including ones that are impossible to foresee today.
  1143.  
  1144.  The initiative represents a full integration of component programs in 
  1145.  a number of Federal agencies in high performance computing and 
  1146.  computer communications networks.  It integrates and coordinates 
  1147.  agency programs and builds on those programs where appropriate. 
  1148.  The initiative proposes to increase funding in these programs by 30 
  1149.  percent, from the $489 million appropriated in FY 1991 to $638 
  1150.  millions in FY 1992.
  1151.  
  1152.                                  History of the Initiative
  1153.  
  1154.  The high performance computing and communications initiative can 
  1155.  trace its formative years to the early 1980s, when the scientific 
  1156.  community and federal agencies recognized the need for advanced 
  1157.  computing in a wide range of scientific disciplines. As fields of 
  1158.  science progressed, the quantity of data, the number of databases, 
  1159.  and need for more sophisticated modeling and analysis all grew. The 
  1160.  Lax Report of 1982 provided an opportunity to open discussions on 
  1161.  the need for supercomputer centers beyond those previously at the 
  1162.  Department of Energy's national laboratories. Subsequently, the 
  1163.  availability of such resources to the basic research community 
  1164.  expanded -. for example, through the establishment of the National 
  1165.  Science Foundation's and NASA's supercomputing centers.
  1166.  
  1167.  In 1982 a FCCSET committee examined the status of supercomputing 
  1168.  in the United States and reviewed the role of the federal government 
  1169.  in the development of this technology.  In 1985 this committee 
  1170.  recommended government action necessary to retain technological 
  1171.  supremacy in the development and use of supercomputers in the 
  1172.  United States.  Subsequent planning resulted in a series of workshops 
  1173.  conducted in 1987 and in a set of reports that set forth a research 
  1174.  and development strategy.
  1175.  
  1176.  A synthesis of the studies, reports, and planning was published by 
  1177.  OSTP in the report entitled The Federal High Performance Computing 
  1178.  Program. which was issued on September 8, 1989.  The initiative in 
  1179.  the FY 1992 budget represents an implementation by the 
  1180.  participating agencies of the plan embodied in that report, 
  1181.  appropriately updated to recognize accomplishments made to date. 
  1182.  The report described a five-year program to be undertaken by four 
  1183.  agencies -- the Defense Advanced Research Projects Agency, the 
  1184.  National Science Foundation, the Department of Energy, and the 
  1185.  National Aeronautics and Space Administration.  Four additional 
  1186.  partners have since joined the program -- the National Library of 
  1187.  Medicine within the National Institutes of Health, the Environmental 
  1188.  Protection Agency, and the National Institute of Standards and 
  1189.  Technology and National Oceanic and Atmospheric Administration 
  1190.  within the Department of Commerce - and they have added 
  1191.  considerable strength to the overall program.
  1192.  
  1193.  The planning and implementation of the HPCC program have been 
  1194.  the result of extraordinarily effective collaboration by the 
  1195.  participating agencies using the FCCSET forum.  It was developed 
  1196.  alter several years of discussions among the agencies and hundreds 
  1197.  of hours of negotiating and interactions between all federal 
  1198.  government agencies with an interest in computing. Agencies have 
  1199.  realigned and enhanced their HPCC programs, coordinated their 
  1200.  activities with other agencies, and shared common resources.  The 
  1201.  final product represents a complex balance of relationships and 
  1202.  agreements forged among the agencies over a number of years.
  1203.  
  1204.  These agencies have achieved a level of mutual trust, cooperation, 
  1205.  and synergism that is remarkable in or out of government -- and not 
  1206.  easily achieved.  In addition, the success of this effort demonstrates 
  1207.  the advantages to be gained by using the FCCSET process to 
  1208.  coordinate areas of science and technology that cut across the 
  1209.  missions of several federal agencies.  The FCCSET interagency process 
  1210.  maintains the necessary flexibility and balance of a truly integrated 
  1211.  program as the science and technology evolve, and it allows 
  1212.  additional agencies to identity opportunities and participate in a 
  1213.  given program.
  1214.  
  1215.                                  Description of the Initiative
  1216.  
  1217.  The HPCC initiative is a program for research and development in all 
  1218.  leading-edge areas of computing.  The program has four major 
  1219.  components:  (1) High Performance Computing Systems, (2) 
  1220.  Advanced Software Technology and Algorithms, (3) a National 
  1221.  Research and Education Network (NREN), and (4) Basic Research and 
  1222.  Human Resources. The program seeks a proper balance among the 
  1223.  generic goals of technology development, technology dissemination 
  1224.  and application, and improvements in U.S. productivity and 
  1225.  industrial competitiveness.  It incorporates general purpose 
  1226.  advanced computing as well as the challenges ahead in massively 
  1227.  parallel computing.
  1228.  
  1229.  In the development of computing hardware, ambitious goals have 
  1230.  been set.  The program seeks a thousandfold improvement in useful 
  1231.  computing capability (to a trillion operations per second).  The focus 
  1232.  will be on the generic technologies that will prove valuable in many 
  1233.  different sectors. Where appropriate, projects will be performed on a 
  1234.  cost-shared basis with industry.
  1235.  
  1236.  In software development, the program will focus on the advanced 
  1237.  software and algorithms that in many applications have become the 
  1238.  determining factor for exploiting high performance computing and 
  1239.  communications.  In particular, software must become much more 
  1240.  user-friendly if we are to provide a much larger fraction of the 
  1241.  population with access to high performance computing.
  1242.  
  1243.  The National Research and Education Network (NREN) would 
  1244.  dramatically expand and enhance the capabilities of the existing 
  1245.  interconnected computer networks called the Internet. The overall 
  1246.  goal is to achieve a hundredfold increase in communications speed 
  1247.  (to levels of gigabits per second). In addition, the number of "on-
  1248.  ramps" and "off-ramps" to the network would he greatly expanded, 
  1249.  bringing the potential of high performance computing to homes, 
  1250.  offices, classrooms, and factories.  Such a network could have the 
  1251.  kind of catalytic effect on our society, companies, and universities 
  1252.  that the telephone system has had during the twentieth century. A 
  1253.  new meaning will be given to communication, involving not just the 
  1254.  transfer of knowledge but a full sharing of resources and capabilities 
  1255.  that no single site possesses.
  1256.  
  1257.  Finally, the HPCC initiative will add significantly to the nation's 
  1258.  science and technology infrastructure through its impacts on 
  1259.  education and basic research.  It is my personal view that the 
  1260.  successful implementation of this program will lay the foundation for 
  1261.  changes in education at all levels, including the precollege level.
  1262.  
  1263.  Of course, no plan is better than its execution, and the execution of 
  1264.  the HPCC initiative will rely heavily on the synergy that has been 
  1265.  carefully cultivated among the participating agencies. This synergy 
  1266.  has been fostered by allowing each agency to do what it does best in 
  1267.  the way that it does best. Each of the four founding agencies has 
  1268.  national constituencies and historical strengths.  DARPA, for example, 
  1269.  will lead in fostering the development of breakthrough system 
  1270.  technologies, as it has done in the past for time-sharing, network 
  1271.  operating systems, and RISC architecture. DOE, through its historical 
  1272.  ties with the national laboratories, has always led in the 
  1273.  development and use of HPCC technologies and is applying them on 
  1274.  the cutting-edge of scientific problems. NASA will continue to pursue 
  1275.  a new wave of space-related and aeronautics problems, such as 
  1276.  computational aerodynamics, as well as its strength in the collection, 
  1277.  modeling, simulating, and archiving of space-based environmental 
  1278.  data. And NSF's close ties with the academic community gives it a 
  1279.  special expertise in both education and in the coordination and use of 
  1280.  NREN.
  1281.  
  1282.                       Expected Returns of the Initiative
  1283.  
  1284.  The high performance computing and communications initiative 
  1285.  represents a major strategic investment for the nation with both 
  1286.  economic and social returns.  I personally believe that few 
  1287.  technology initiatives have the potential to have a greater impact on 
  1288.  the ways we live and work than does the high performance 
  1289.  computing and communications initiative.
  1290.  
  1291.  The high-performance end of the computer market is relatively 
  1292.  small, but its influence far transcends its size. The high end is where 
  1293.  leading-edge technologies and applications are developed. Recent 
  1294.  history indicates that these developments diffuse so quickly 
  1295.  throughout the overall market that "superminis" and 
  1296.  "superworkstations" are no longer contradictions in terms. A federal 
  1297.  investment in the leading-edge computing technology will speed the 
  1298.  growth of the overall computer market and may catalyze 
  1299.  investments on the part of U.S. industry. At the same time, 
  1300.  supercomputers are not the only important hardware component; we 
  1301.  shall not forget the importance of the smaller, more widely 
  1302.  distributed units and their role in the overall system.
  1303.  
  1304.  In addition, the HPCC initiative will he a major contributor to meeting 
  1305.  national needs.  National security, health, transportation, education, 
  1306.  energy, and environment concerns are all areas that have grown to 
  1307.  depend on high performance computing and communications in 
  1308.  essential ways. The dependence will grow as computers become 
  1309.  more powerful, cheaper, more reliable, and more usable.
  1310.  
  1311.  HPCC is also critical for the nation's scientific infrastructure.  The 
  1312.  electronic computer was born as a scientific tool, and its early 
  1313.  development was driven by scientific needs.  Business applications 
  1314.  soon came to dominate its development, but recently there has been 
  1315.  a renewed focus on computers as an instrument in science. Indeed, 
  1316.  "computational science," which incorporates modeling, simulation and 
  1317.  data rendition, is adding a third dimension to experimentation and 
  1318.  theory as modes of scientific investigation.  In field after field of 
  1319.  fundamental and applied sciences, problems intractable for either 
  1320.  theory or experimentation are being successfully attacked with the 
  1321.  aid of high speed computation.
  1322.  
  1323.                     Diffusion of the Initiative's Benefits
  1324.  
  1325.  If the HPCC initiative is to realize its full potential, it is not enough 
  1326.  that it reach its technology goals.  It is equally important that the 
  1327.  technologies be deployed by the private sector in a timely way to 
  1328.  result in an acceleration of market growth.  It is likewise insufficient 
  1329.  for applications to be developed and problems to be solved; in 
  1330.  addition, the benefits accruing from those solutions must be 
  1331.  disseminated so as to influence our everyday lives.
  1332.  
  1333.  The continued development and use of government-funded high 
  1334.  performance computing and communications prototypes can have a 
  1335.  significant positive impact on the potential commercialization of 
  1336.  these technologies.  In addition, many organizations that cannot 
  1337.  individually justify the hardware investments will be able to gain 
  1338.  access to these new computing systems via the new network Thus, 
  1339.  the knowledge gained through the timely development and use of 
  1340.  prototype systems and the access provided to them by the network 
  1341.  will significantly improve the dissemination of the benefits of the 
  1342.  initiative.
  1343.  
  1344.  However, this wide diffusion is not possible by federal action alone. 
  1345.  The Administration's HPCC initiative will serve the nation best as a 
  1346.  catalyst for private actions.  Some analysts have suggested that the 
  1347.  HPCC initiative can spur several hundred billion dollars of GNP 
  1348.  growth.  If so, it will be because American companies, both large and 
  1349.  small, are able to deploy the technologies in producing quality goods 
  1350.  and services.
  1351.  
  1352.  Similarly, some predict that NREN will lead to the establishment of a 
  1353.  truly national high speed network that connects essentially every 
  1354.  home and every office.  If that happens, it will be because private 
  1355.  investments are stimulated by government leadership.  Far from 
  1356.  suppressing or displacing the focus of a free market, the HPCC 
  1357.  initiative will strengthen them by providing the impetus for vigorous 
  1358.  private action.
  1359.  
  1360.  Congressional Initiatives in High Performance Computing and 
  1361.  Communications
  1362.  
  1363.  The breadth and balance of the high performance computing and 
  1364.  communications initiative are critical to its success.  The four 
  1365.  components of the program are carefully balanced, and maintaining 
  1366.  this balance is the most important priority in the program.  For 
  1367.  example, powerful computers without adequate software, 
  1368.  networking, and capable people would not result in successful 
  1369.  applications. A program that created only high performance 
  1370.  networks would not satisfy the need for greater computing 
  1371.  performance to take advantage of the networks and solve important 
  1372.  problems.
  1373.  
  1374.  Similarly, the Administration's initiative relies on substantial 
  1375.  participation by industry and government laboratories to overcome 
  1376.  barriers to technology transfer.  Cooperative government, industry, 
  1377.  and university activities will yield the maximum benefits derived 
  1378.  from moving new technologies from basic discoveries to the 
  1379.  marketplace.
  1380.  
  1381.  The legislative proposals pending before the Congress, though well 
  1382.  intended, do not fully recognize the comprehensive interagency 
  1383.  effort brought about through years of collaboration.  For example, S. 
  1384.  272 only specifies the program for two of the four major agencies 
  1385.  included in the high performance computing and communications 
  1386.  initiative.  In addition, S. 272 incorrectly specifies the roles of the 
  1387.  agencies; many of the requirements of the legislation have, in fact, 
  1388.  already been accomplished; and the agencies have moved on to 
  1389.  further scientific and technical challenges.  The legislation, in effect, 
  1390.  may detract from the existing programs by limiting the activities of 
  1391.  the agencies and by causing an unintended revision of complex 
  1392.  relationships forged between the agencies.  For these reasons, I 
  1393.  strongly believe that FCCSET activities should not be codified in law.
  1394.  
  1395.  I am concerned that legislative action not limit the flexibility of what 
  1396.  is by nature an extremely dynamic process. When research plans are 
  1397.  developed to implement interagency programs, those plans are 
  1398.  inevitably dynamic, just as the research efforts they describe are 
  1399.  dynamic and evolving.  If research plans are codified in law, it 
  1400.  suggests that the research is static. This is particularly a concern with 
  1401.  high performance computing and communications, where the pace of 
  1402.  technological change is dramatic. As an example of a fast-moving 
  1403.  research opportunity, I might mention a joint Los Alamos National 
  1404.  Laboratory/DARPA effort that successfully applied an innovative 
  1405.  massively parallel Connection Machine Computer system to a nuclear 
  1406.  weapons safety code to gain new and valuable insights into the 
  1407.  safety of the nuclear weapons inventory. Another example occurred 
  1408.  in the last year at the National Library of Medicine's National Center 
  1409.  for Biotechnology Information, where researchers developed a new 
  1410.  fast algorithm for sequence similarity searches of protein and nucleic 
  1411.  acid databases. This was very helpful in the identification of a gene 
  1412.  causing von Rocklinghausen's neurofibromatosis.  This is a major 
  1413.  breakthrough in the understanding of this bewildering disorder that 
  1414.  affects about 1 in 3,000 people. On the networking front, significant 
  1415.  achievements have also been made. For example, the NSFNET has 
  1416.  increased in speed a thousandfold (from 56 kilobits per second to 45 
  1417.  megabits per second) since 1988.
  1418.  
  1419.  S. 272 has as its focal point the issuing of a plan that would delineate 
  1420.  agency roles and include specific tasks. However, the 
  1421.  Administration's initiative and the accompanying FCCSET report 
  1422.  satisfy these demands for items to be incorporated in the planning 
  1423.  phase.  S. 272 further calls for the establishment of an advisory 
  1424.  panel to provide additional input into the plan. But many of the 
  1425.  agencies already have current advisory panels, and private sector 
  1426.  participation is fully anticipated in the Administration's initiative as 
  1427.  agency programs move forward to implementation. Moreover, the 
  1428.  oversight role of the Congress, including the hearings scheduled this 
  1429.  week in the House and Senate, serve as important elements in the 
  1430.  fine tuning of the program.
  1431.  
  1432.  The National Research and Education Network described in the 
  1433.  initiative addresses the need for greatly enhanced computer 
  1434.  communications highlighted in the legislation. The initiative also 
  1435.  seeks to be comprehensive in addressing the roles of the various R&D 
  1436.  agencies -- for example, by allowing other agencies to join the effort 
  1437.  as appropriate.
  1438.  
  1439.  It bears emphasis that the Administration's initiative uses the 
  1440.  existing statutory, programmatic, budgetary, and authorizing 
  1441.  authorities of the agencies and departments involved in the 
  1442.  initiative, including OSTP. The funding levels necessary to proceed 
  1443.  with this effort have been transmitted to the Congress in the 
  1444.  President's request and are clearly reflected in the budgets of each of 
  1445.  the eight agencies involved in the initiative. The Congress already 
  1446.  has the ability to positively affect the high performance computing 
  1447.  program of the federal government through existing authorizations 
  1448.  and appropriations.
  1449.  
  1450.  FCCSET is a very important mechanism within the Executive Branch 
  1451.  for reviewing and coordinating research and development activities 
  1452.  that cut across the missions of more than one federal agency. Unlike 
  1453.  the committees in the Legislative Branch, each of which has discrete 
  1454.  authority for oversight, interagency committees within FCCSET are 
  1455.  forums for discussion, analysis, collaboration, and consensus building. 
  1456.  The member agencies then have the responsibility for implementing 
  1457.  the program and proceeding with the necessary contracting, 
  1458.  budgeting, and so on developed through the interagency process.
  1459.  
  1460.  Several legislative vehicles, in addition to S. 272, have been 
  1461.  introduced that seek to endorse and advance the Administration's 
  1462.  initiative.  I welcome the Congress's interest and intentions in high 
  1463.  performance computing and communications.  I am confident that by 
  1464.  working together we can have a significant impact on the nation's 
  1465.  future through these efforts, and I welcome suggestions from 
  1466.  Congress to improve the current initiative.
  1467.  
  1468.  I might suggest that hearings to receive the views of all the various 
  1469.  communities involved with this proposal and a positive endorsement 
  1470.  of this program by Congress would be of great assistance in 
  1471.  advancing high performance computing and communications in this 
  1472.  country. Positive action on the requested appropriations will ensure 
  1473.  that this extensive interagency program can go forward.
  1474.  
  1475.  Mr. Chairman and members of the committee, let me conclude by 
  1476.  saying that I look forward to working cooperatively with you on this 
  1477.  initiative. We share the same goals, and I am confident that we can 
  1478.  reach a consensus on how best to achieve them.
  1479.  
  1480.  
  1481.  
  1482.                       CONVEX COMPUTER CORPORATION
  1483.                           WRITTEN STATEMENT
  1484.                             Presented to
  1485.                              U.S. Senate
  1486.                 Commerce, Science and Transportation
  1487.             Subcommittee on Science, Technology and Space
  1488.  
  1489.  
  1490.  
  1491.  CONVEX supports S. 272, the High-Performance Computing Act of 
  1492.  1991, as we believe it will assist U.S.  industry in maintaining 
  1493.  leadership in computing technology.  We strongly believe this 
  1494.  legislation can positively contribute to one of the biggest threats 
  1495.  facing the United States today:  the loss of our international 
  1496.  competitiveness in all technology related businesses.  In addition, it 
  1497.  will directly stimulate the supercomputing industry.
  1498.  
  1499.  Europe and Japan have targeted information technologies for 
  1500.  particular attention, and unless decisive steps are taken to ensure 
  1501.  our continued leadership, the U.S.  could be surpassed in a technology 
  1502.  field that we largely pioneered and which is vital to our economic 
  1503.  future.
  1504.  
  1505.  The real American competitiveness question involves making our 
  1506.  nation's industries competitive.  The use of supercomputers is 
  1507.  mandatory to maintaining America's competitive edge in all of our 
  1508.  key industries, such as aerospace, automotive, electronics, 
  1509.  pharmaceuticals, petroleum, etc. -- not just in supercomputing 
  1510.  manufacturing.
  1511.  
  1512.  We believe the actions called for in S. 272 -- particularly the 
  1513.  acceleration of the development of computer systems and 
  1514.  subsystems, the stimulation of research on software technology, and 
  1515.  the application of high-performance computing to "Grand Challenges" 
  1516.  - - are not only appropriate goals, but vital to maintaining the U.S. 
  1517.  lead in supercomputers and utilizing supercomputer technology in 
  1518.  our high-tech industries and research.
  1519.  
  1520.  Supercomputers are the fundamental building blocks that contribute 
  1521.  to almost all disciplines across the broadest spectrum of science and 
  1522.  technology.  In the 1990's, the way America can stay competitive is 
  1523.  literally to put supercomputing in the hands of the "masses." 
  1524.  Supercomputers are to the modern technologist what the invention 
  1525.  of the microscope was to biologists and the telescope was to 
  1526.  astronomers.  In fact, supercomputers enable scientists and 
  1527.  engineers to solve problems for things that are too small, too large, 
  1528.  too quick, too slow, or too dangerous to observe directly. This use in 
  1529.  industry results in new products that are more innovative, safer, and 
  1530.  get to market more quickly.  Their use in research results in 
  1531.  fundamental breakthroughs in science that change how we see the 
  1532.  world.  The supercomputer is the one common tool across all U.S. 
  1533.  scientific and technological activities that, if put in the hands of 
  1534.  engineers and scientists throughout the United States, can 
  1535.  dramatically sharpen the competitive output of the United States.
  1536.  Of course, Japanese industry and research institutions totally 
  1537.  understand and believe these concepts.  From our perspective, they 
  1538.  have been the fastest nation to purchase CONVEX's latest technology. 
  1539.  Until just recently, there were more of CONVEX's top- of-the-line 
  1540.  supercomputers in Japan than in the United States. American 
  1541.  researchers and engineers believe these concepts also, but access to 
  1542.  supercomputer tools has been limited.  S. 272 can be the catalyst to 
  1543.  change this trend.
  1544.  
  1545.  CONVEX's assessment of the competitive position of the high- 
  1546.  performance computer industry in the U.S. relative to that of Japan is 
  1547.  as follows:
  1548.  
  1549.  The high-performance computer market is an international market 
  1550.  in which Cray dominates the high-end of the market, and CONVEX 
  1551.  dominates the mid-range market.   The Japanese computer 
  1552.  manufacturers, NEC, Fujitsu, and Hitachi, have high performance, fast 
  1553.  hardware products.  But while this is the case, U.S. high performance 
  1554.  computer companies currently maintain the lead in supercomputing 
  1555.  for the following reason:  supercomputing is not about hardware, it's 
  1556.  about solving complex problems.  The U.S. supercomputer companies 
  1557.  are ahead of foreign competition because we understand there are 
  1558.  aspects to supercomputing solutions:
  1559.  
  1560.       o    Balanced, high-performance hardware:  There is more to real 
  1561.  performance than pure megaflops or gigaflops performance. 
  1562.  Unfortunately, that' s how performance is commonly measured but 
  1563.  these definitions must be properly interpreted.  There is much more 
  1564.  to useful performance than peak speed, such as software 
  1565.  performance, memory performance, and 1/0 performance.  Users 
  1566.  care only about the performance of their applications -- the 
  1567.  problems they specifically solve with their machines -- and this type 
  1568.  of performance is determined by dozens o attributes.  In terms of 
  1569.  speed, the Japanese have high peak performance, but that's only a 
  1570.  part of the supercomputing solution.
  1571.  
  1572.       o    Software technology -- Operating systems (UNIX) and 
  1573.  compilers:     Maintaining the lead requires being proficient at 
  1574.  several software standards. Companies such as CONVEX and Cray 
  1575.  recognized the emergence of the UNIX standard long ago and 
  1576.  designed their machines for UNIX -- now considered a requirement 
  1577.  in supercomputing. Japanese systems have historically been based on 
  1578.  IBM standards and only now are attempting to migrate to UNIX. Also 
  1579.  superior compiler technology is critical to computing performance 
  1580.  and productivity.  American companies and research institutions lead 
  1581.  in this areas, as well.
  1582.  
  1583.       o    Application specific software:      Most of the supercomputers 
  1584.  in use today, especially in industry, utilize third-party written 
  1585.  software applications rather than custom-written software 
  1586.  applications.  The majority of that third-party software is developed 
  1587.  by U.S. based organizations.  CONVEX considers having both a broad 
  1588.  array of application software available on its machines and having 
  1589.  agreements/relationships with the software developers, as critical 
  1590.  elements of its competitive strategy and success.  American suppliers 
  1591.  are leading in this crucial area.
  1592.  
  1593.       o    Service and support -- taking care of the customer:  This is a 
  1594.  critical component in supercomputing solutions. American companies' 
  1595.  reputations in the area of service and support are superior. 
  1596.  American suppliers utilize direct sales and support organizations in 
  1597.  all major markets and, as such, are closer to the customer. Outside of 
  1598.  Japan, Japanese manufacturers typically use distributors or OEMs for 
  1599.  sales and customer support.
  1600.  
  1601.  It would be naive to believe that U.S. companies will always be able 
  1602.  to maintain the supercomputer lead for the reasons cited above 
  1603.  without continual development and diligence in these areas.  The 
  1604.  Japanese can -- and will, in time -- develop these necessary 
  1605.  strengths.  Although CONVEX has been selling its supercomputers 
  1606.  successfully to the Japanese for almost six years now, we also realize 
  1607.  that when, or if, the Japanese companies decide that the 
  1608.  price/performance market niche that CONVEX currently dominates is 
  1609.  a viable and sizable market for Japan, the competitiveness threat 
  1610.  posed by Japan can become very serious.
  1611.  
  1612.  The biggest threats posed by the Japanese to American 
  1613.  supercomputer companies are:
  1614.  
  1615.       o    The size of the big three Japanese companies is over $89 
  1616.  billion, which provides substantial financial staying power.  This 
  1617.  gives them the ability to mask the success or lack of success of their 
  1618.  supercomputer products versus U.S.  supercomputer companies, 
  1619.  whose existence relies solely on the success of their supercomputers.
  1620.  
  1621.       o    Furthermore, they can afford to not be profitable in the 
  1622.  supercomputer market segment for a very long period of time and 
  1623.  can buy market share by excessive and unreasonable discounting, 
  1624.  while public U.S. companies are forced to live by quarter to quarter 
  1625.  reporting, which represents the results of a single technology focus.
  1626.  
  1627.       o    The big three Japanese computer companies also dominate the 
  1628.  semiconductor industry, including advanced semiconductor research 
  1629.  and development required to build supercomputers.
  1630.  
  1631.       o    The cost of capital differs substantially for U.S. versus 
  1632.  Japanese companies.
  1633.  
  1634.       In light of these factors, staying competitive in today's global 
  1635.  supercomputer market will take a concerted effort by American 
  1636.  companies, as well as cooperation and constructive stimulation by 
  1637.  government.  Certainly, the High-Performance Computing Act of 
  1638.  1991 will be a positive contribution in this direction.
  1639.  
  1640.  Comments on the bill. S. 272
  1641.  
  1642.  General Comments
  1643.  
  1644.  CONVEX enthusiastically supports this legislation and commends it to 
  1645.  you for your favorable consideration and swift passage in the House. 
  1646.  We fully support the idea of a "National High-Performance 
  1647.  Computing Program." There are several provisions of the bill on 
  1648.  which I would like to comment and highlight.
  1649.  
  1650.  The High-Performance Computing Advisory Panel
  1651.  
  1652.  The federal government has played a prominent role in the 
  1653.  American supercomputing success story and S. 272 again 
  1654.  demonstrates this leadership.  In several areas of the bill, 
  1655.  cooperation between government and industry is called for to review 
  1656.  progress made in implementing the plan and making necessary 
  1657.  revisions.  In particular, the bill calls for the establishment of a High- 
  1658.  Performance Computing Advisory Panel consisting of representatives 
  1659.  from industry and academia to assist with these tasks.  I want to 
  1660.  highlight this concept as being extremely important to achieving the 
  1661.  objectives of the bill.  The results of the expenditures for equipment 
  1662.  and research called for by the bill must ultimately be the 
  1663.  development of competitively superior commercial products. The 
  1664.  strategic plan that is put into place by this bill should have this as a 
  1665.  fundamental objective.  Government is better qualified for some 
  1666.  aspects of the task, and industry is better qualified for others. 
  1667.  Partnership between the two will allow the plan to utilize the best 
  1668.  capabilities of both.  CONVEX has exposure to applications, research 
  1669.  and product developments occurring all over the world, and in the 
  1670.  broadest of scientific areas.  We volunteer to help in whatever ways 
  1671.  we can.
  1672.  
  1673.  The National Research and Education Network (NREN)
  1674.  
  1675.  CONVEX fully supports the bill's provision calling for the creation of a 
  1676.  multi-gigabit-per-second National Research and Education Network 
  1677.  (NREN).  It is our perspective that in the past, too much emphasis 
  1678.  was placed on providing limited access to too few centralized 
  1679.  machines.  Supercomputing must be made available to, and meet the 
  1680.  needs of, a broad base of users through widely distributed 
  1681.  supercomputer systems placed closer to the ultimate user. This 
  1682.  would not supplant the centralized machines, but rather complement 
  1683.  them.
  1684.  
  1685.  I suggest that in establishing NREN, it should not only be envisioned 
  1686.  as a multi-gigabit per second backbone network, connecting only a 
  1687.  small number of very high-speed, centralized computer systems. 
  1688.  Let's think of it as a distributed network of computing and 
  1689.  telecommunications services, serving the widest possible number of 
  1690.  scientists and engineers from government. industry and academia. 
  1691.  The National Science Foundation's national supercomputer centers 
  1692.  represent a case in point.  The program has been a success, but we 
  1693.  can learn from what those users are additionally asking for: 
  1694.  supercomputing close to the user.  Let's supplement and complement 
  1695.  the national supercomputer centers with affordable, open, accessible 
  1696.  supercomputing facilities, available in departments and dedicated to 
  1697.  products across the nation.  Let's put a broad range of 
  1698.  supercomputers, distributed data bases, and other research and 
  1699.  production facilities, in the very laps of those who need them to help 
  1700.  maintain and regain America's preeminence in many disciplines.
  1701.  
  1702.  Software
  1703.  
  1704.  In the last ten years, only about 300 high-end supercomputers have 
  1705.  been sold by U.S.  companies to industry and to research institutions. 
  1706.  From CONVEX alone, over 600 high-performance computing systems 
  1707.  have been shipped in only five years.  American industry needs 
  1708.  distributed, affordable supercomputing power to remain competitive. 
  1709.  These companies, large and small, are voting with their checkbooks 
  1710.  for this means of providing supercomputing. They are using 
  1711.  supercomputing in production environments, not just in their 
  1712.  research laboratories.  They need supercomputers to bring new and 
  1713.  improved products to market faster.  Supercomputers are a valued 
  1714.  competitive weapon for all of these companies.
  1715.  
  1716.  The full utility of supercomputers can only be reached through 
  1717.  software.  The sophisticated supercomputing user community 
  1718.  desperately needs improved software development tools, computer- 
  1719.  assisted software engineering (CASE) capabilities, and better 
  1720.  algorithmic methods. With this improved state-of-the-art software, 
  1721.  we can move forward with attacks on the Grand challenges 
  1722.  enumerated in the bill.
  1723.  
  1724.  CONVEX wholeheartedly supports the software tasks and goals of the 
  1725.  bill.  Care should be taken to ensure that resources are not wasted by 
  1726.  reinventing what may already exist in industry or somewhere in the 
  1727.  world.  ~t' s concentrate on improving software technology, but 
  1728.  adhering to industry standards wherever possible, and avoiding 
  1729.  proliferating proprietary solutions to software problems.
  1730.  
  1731.  Basic Research and Education
  1732.  
  1733.  CONVEX strongly supports the provisions of the bill in the areas of 
  1734.  basic research and education.  Only the largest and richest 
  1735.  corporations can afford to have very much of their resources 
  1736.  dedicated to basic research.  Most of the industry, and I count 
  1737.  CONVEX in this group, must use its limited research and development 
  1738.  resources in the development and production of the next generations 
  1739.  of our commercial products.  So we need a fertile source of basic 
  1740.  research if the supercomputer industry and the nation are to 
  1741.  progress.
  1742.  
  1743.  Again, this must be treated as a partnership.  We must create 
  1744.  effective, efficient, fast-acting technology transfer mechanisms so 
  1745.  that our basic research can be fully utilized.  We. therefore. 
  1746.  recommend that the bill specifically call for the creation of a 
  1747.  separate. responsible Technology Transfer Program Office to insure 
  1748.  that basic research is translated into products to be used to further 
  1749.  all of our goals.
  1750.  
  1751.  In the area of education, the United States needs a great deal of 
  1752.  assistance to help us remain competitive.  The bill's provisions to 
  1753.  educate and train additional undergraduate and graduate students in 
  1754.  software engineering, computer science, and computational science 
  1755.  and to provide researchers, educators, and students with access to 
  1756.  high-performance computing are extremely worthwhile. However, 
  1757.  the intent of the bill should be applied across the board in the 
  1758.  supercomputing industry and should include mechanical engineers, 
  1759.  packaging engineers, chemical engineers and others.
  1760.  
  1761.  Summary
  1762.  
  1763.  In summary, I recommend this bill to you.  The amount of funding 
  1764.  called for by this bill is indeed small when compared to the 
  1765.  significant economic benefit the program will bring to U.S. industrial 
  1766.  competitiveness.  It is essential that the United States remain 
  1767.  aggressive in the area of supercomputer technology.  This bill will 
  1768.  combine the resources of U.S. industry, government, and universities 
  1769.  to meet the challenge of foreign competition.
  1770.  
  1771.  
  1772.  Testimony by
  1773.  DR. JOHN PATRICK CRECINE
  1774.  
  1775.  PRESIDENT, GEORGIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY
  1776.  
  1777.  for a Hearing of
  1778.  
  1779.  THE SENATE COMMITTEE ON COMMERCE, SCIENCE AND
  1780.  TRANSPORTATION
  1781.  
  1782.  March 5, 1991
  1783.  
  1784.  
  1785.  Mr. Chairman, it is an honor to be asked to testify to this joint 
  1786.  hearing on S.R. 272, The High Performance Computing Act of 1991.
  1787.  
  1788.  I am John P. Crecine, President of the Georgia Institute of Technology. 
  1789.  Georgia Tech is a major technological university, with an enrollment 
  1790.  of approximately 12,000 students, located in Atlanta, Georgia. 
  1791.  Georgia Tech is one of the nation's leading research universities, 
  1792.  having conducted over $175 million in sponsored research during the 
  1793.  past year, almost all in the areas of science, engineering and 
  1794.  technology.
  1795.  
  1796.  I would like to thank this committee, and especially Senator Gore, for 
  1797.  their continued strong support of computing-related research.  I 
  1798.  think the committee's focus on computing in the context of national 
  1799.  competitiveness is an appropriate one, and one that leads to the 
  1800.  anticipation of critical technologies.  Georgia Tech strongly supports 
  1801.  S.R. 272, and eagerly awaits possible participation in translating its 
  1802.  objectives into reality.
  1803.  
  1804.  Georgia Tech, as a major technological university, has placed a high 
  1805.  priority on computing and related facilities.  This may be best 
  1806.  demonstrated by the creation in 1989 of the College of Computing, 
  1807.  the nation's first college devoted entirely to computing.  Both within 
  1808.  the College of Computing, and throughout the rest of the Institute, 
  1809.  there is a deep and comprehensive involvement with leading-edge 
  1810.  computational science and engineering. For this reason, the activities 
  1811.  proposed under the High Performance Computing Initiative are 
  1812.  eagerly awaited.
  1813.  
  1814.  The special importance of creating a high-performance computing 
  1815.  network like NREN is its impact not only on computing research 
  1816.  itself, but its creation of a basic "digital infrastructure" for the nation. 
  1817.  Communications, both simple - like a phone dial tone - and 
  1818.  complicated - like HDS - will be dependent on digital networks. 
  1819.  Communications make it possible for the first time to conduct 
  1820.  research and advance scientific frontiers from afar, combining the 
  1821.  parts of experimental setups from around the country instead of 
  1822.  expensively reproducing them in many locations.  Equally important 
  1823.  to utilizing this network capability is the complementing parts of the 
  1824.  high performance computing initiative. Thus, the technology of a 
  1825.  digital network like NREN lies at the heart of most future research 
  1826.  efforts in science and engineering.
  1827.  
  1828.  Specifically, the impact of this legislation on technologically-oriented 
  1829.  educational institutions like Georgia Tech will be multidimensional.  I 
  1830.  would like to focus my remarks today on three areas: engineering 
  1831.  education, computer science, and technological applications.
  1832.  
  1833.  Engineering, and engineering education, is Georgia Tech's "core 
  1834.  business," and stands to benefit greatly from this initiative in high 
  1835.  performance computing.  As the role of computing has grown, up-to- 
  1836.  date computing facilities are no longer a luxury, but a necessary, 
  1837.  integral part in engineering education and research.  For example, at 
  1838.  the graduate level, we must have the computational facilities that 
  1839.  will enable us to train our students in computer-based science and 
  1840.  engineering techniques, skills industry expects our students to have. 
  1841.  The connectivity in the network already allows our students to use 
  1842.  remote facilities such as telescopes and high-energy research 
  1843.  facilities without the cost and capacity constraints inherent in those 
  1844.  sites.  However, an initiative such as this expands exponentially the 
  1845.  opportunities available to them.  What NREN does is shift the focus 
  1846.  from physically having a a high-powered and expensive 
  1847.  computational device such as a supercomputer to access to one of 
  1848.  these devices.  In the end, this makes for a much more productive 
  1849.  and cost-effective environment for creating and disseminating 
  1850.  knowledge.
  1851.  
  1852.  The new capabilities given us by the high performance computing 
  1853.  initiative have impressive spin-off effects as well.  As more students, 
  1854.  professors and researchers gain access to advance computing, I 
  1855.  predict we will see an impressive array of offshoot, but related, 
  1856.  architectures and systems that will take full advantage of the 
  1857.  capabilities of this network.  Once again, this is an issue of national 
  1858.  competitiveness, an area where this initiative gives our universities 
  1859.  and research laboratories the tools with which to compete.
  1860.  
  1861.  Just as engineering has been traditionally important to Georgia Tech, 
  1862.  we are taking a leadership position in computing with the creation of 
  1863.  our College of Computing.  This College of Computing, while not 
  1864.  representing the entire spectrum of computing at Georgia Tech, was 
  1865.  created as a top-level organization to emphasize computing, and 
  1866.  speed the integration of computer science and other disciplines. In 
  1867.  many respects, this organization parallels the objectives of this high 
  1868.  performance computing initiative and NREN.  Simply put, high 
  1869.  performance computing is a top priority, one in which we have 
  1870.  invested in and focused on, and is a natural area for a university like 
  1871.  Georgia Tech to concentrate in.
  1872.  
  1873.  I see a very positive dual flow between the high performance 
  1874.  initiative and our computer science operations.  First, many of the 
  1875.  areas we are focusing on, specifically management of large scientific 
  1876.  databases and distributed operating systems for highly parallel 
  1877.  machines, are topics important to the success of the HPC initiative, 
  1878.  and we hope to be able to contribute our expertise in these areas 
  1879.  toward making the initiative a success.  We are also forming a 
  1880.  Visualization, Graphics and Usability (VGU) lab under prominent 
  1881.  national leadership to develop better techniques for visualizing 
  1882.  scientific data, an critical component of this proposed network.  But 
  1883.  we also envision that the project will benefit computing at Georgia 
  1884.  Tech by adding to our own knowledge and expertise, and should aid 
  1885.  not only Georgia Tech but many other universities nationwide.
  1886.  
  1887.  The HPCI will have a major positive affect on many areas of basic 
  1888.  computer science research, even in ways that are not directly related 
  1889.  to high performance computing.  For example, the visualization 
  1890.  advances I just talked about have applicability to low-performance 
  1891.  computing, and work in user interfaces for all types of computers 
  1892.  could be aided by work done through the high performance project.
  1893.  The third area where I feel the High Performance Computing Act of 
  1894.  1991 will have a critical impact is in the development of new 
  1895.  technological applications.  Georgia Tech is not an "ivory tower" - we 
  1896.  solve some very applied problems, and focus on transferring the 
  1897.  technology developed in our laboratories to the marketplace.
  1898.  
  1899.  I believe we are on the threshold of a revolution in 
  1900.  telecommunications, a merging of the traditional telecommunications 
  1901.  industry with the computer and broadcast industries, with the 
  1902.  common denominator of a digital network tieing them all together. 
  1903.  This act developments such a network (and the functions that 
  1904.  support and depend on the network), propelling universities into an 
  1905.  integrated communications environment that is a natural test bed for 
  1906.  future communications systems. Other countries have been 
  1907.  furthering this concept, but development in the United States has 
  1908.  been hampered by the regulatory environment and hurdles imposed 
  1909.  by previous paradigms.  In this vision, we should view NREN not so 
  1910.  much as a way to link scholars or transfer data, but as an 
  1911.  experimental tool in itself.  The network is then a test of its own 
  1912.  capabilities, that is, a test of the capabilities of a digital network, its 
  1913.  speed, volume, and capacity for accommodating different signals.  Its 
  1914.  success impacts not only the educational community, but 
  1915.  demonstrates this new model for telecommunications and firmly 
  1916.  establishes a United States lead in these technologies.
  1917.  
  1918.  In the end, the issue becomes one of educational competitiveness. 
  1919.  Without the resources, opportunities and challenges network-based 
  1920.  computing opens up for our engineers, we would quickly be non- 
  1921.  competitive not only nationally, but internationally.  This initiative 
  1922.  lays important groundwork for the the U.S. to regain the initiative in 
  1923.  high-performance computing and to increase our edge in network 
  1924.  technologies.
  1925.  
  1926.  In closing, I would like to especially express my support for the 
  1927.  administration's multi-year approach to this project.  If we are to 
  1928.  undertake a project of this magnitude, a five-year commitment on 
  1929.  the part of the government makes it much easier and more efficient 
  1930.  to both plan for and attract talent to this project.  Georgia Tech is 
  1931.  especially supportive of the roles of NSF, NASA and DARPA in 
  1932.  administering this project.  Given their prior leadership and track 
  1933.  record in running projects of this scope, it makes eminent good sense 
  1934.  for this triad to lead an initiative as significant as this one.
  1935.  
  1936.  This is a remarkable opportunity, and I, as President of Georgia Tech, 
  1937.  stand ready, as do many of my colleagues in universities around the 
  1938.  country, to assist in any way possible to make this vision a reality.
  1939.  
  1940.  
  1941.  
  1942.  
  1943.                                  STATEMENT OF SENATOR AL GORE
  1944.                            TUESDAY, MARCH 5 HEARING ON S. 272,
  1945.                         THE HIGH-PERFORMANCE COMPUTING ACT OF 1991
  1946.  
  1947.  
  1948.         Today, the Science Subcommittee is considering S. 272, the High-
  1949.  Performance Computing Act.  This bill will ensure that the United 
  1950.  States stays at the leading edge in computer technology.  It would 
  1951.  roughly double the Federal government's investment in research and 
  1952.  development on new supercomputers, more advanced software, and 
  1953.  high-speed computer networks. Most importantly, it would create a 
  1954.  National Research and Education Network, the NREN, which would 
  1955.  connect more than one million people at more than a thousand 
  1956.  colleges, universities, laboratories, and hospitals throughout the 
  1957.  country, giving them access to computing power and information 
  1958.  resources unavailable anywhere today.
  1959.  
  1960.         These technologies and this network represent our economic 
  1961.  future.  They are the smokestack industries of today's Information 
  1962.  Age.  We talk a lot now about jobs and economic development; about 
  1963.  pulling our country out of recession and into renewal.  Our ability to 
  1964.  meet the economic challenges of the Information Age and beyond -- 
  1965.  tough challenges from real competitors around the globe -- will rest 
  1966.  in large measure on our ability to maintain and strengthen an 
  1967.  already threatened lead in these technologies and industries.
  1968.  
  1969.         I have been advocating legislation such as this for more than one 
  1970.  dozen years because I strongly believe that it is critical for our 
  1971.  country to develop the best scientists, the best science, the fastest, 
  1972.  most powerful computers, and then, to ensure access to these 
  1973.  technologies to as many people as possible so as many people as 
  1974.  possible will benefit from them.  This legislation will help us do that. 
  1975.  Every year, there are new advocates.  This year, finally, President 
  1976.  Bush is among them, including his budget for Fiscal Year 1992, $149 
  1977.  million in new funding to support these technologies.
  1978.  
  1979.         We cannot afford to wait or, to put off this challenge. Not if we 
  1980.  care about jobs, economic development, or our ability to hold our 
  1981.  own in world markets.
  1982.  
  1983.         During the last thirty years, computer technology has improved 
  1984.  exponentially, faster than technology in any other field.  Computers 
  1985.  just keep getting faster, more powerful, and more inexpensive. 
  1986.  According to one expert, if automobile technology had improved as 
  1987.  much as computer technology has in recent years, a 1991 Cadillac 
  1988.  would now cruise at 20,000 miles per hour, get 5,000 miles to a 
  1989.  gallon, and cost only three cents!
  1990.  
  1991.         As a result of these amazing advances, computers have gone 
  1992.  from being expensive, esoteric research tools isolated in the 
  1993.  laboratory to an integral part of our everyday life. We rely on 
  1994.  computers at the supermarket, at the bank, in the office, and in our 
  1995.  schools.  They make our life easier in hundreds of ways.
  1996.  
  1997.         Yet the computer revolution is not over.  In fact, according to 
  1998.  some measures, the price-performance ratio of computers is 
  1999.  improving even faster now than it has in the past.
  2000.  
  2001.         Anyone who has seen a supercomputer in action has a sense of 
  2002.  what computers could do in the future.  Today, scientists and 
  2003.  engineers are using supercomputers to design better airplanes, 
  2004.  understand global warming, find oil fields, and discover safer, more 
  2005.  effective drugs.  In many cases they can use these machines to mimic 
  2006.  experiments that would be too expensive or downright impossible in 
  2007.  real life.  With a supercomputer model, engineers at Ford can 
  2008.  simulate auto crashes and test new safety features for a fraction of 
  2009.  the cost and in a fraction of the time it would take to really crash an 
  2010.  automobile.  And they can observe many more variables, in much 
  2011.  more detail, than they could with a real test.
  2012.  
  2013.         The bill we are considering today is very similar to the first title 
  2014.  of S. 1067, the High-Performance Computing Act of 1990, which 
  2015.  passed the Senate unanimously last October. Unfortunately, the 
  2016.  House was unable to act on the bill before we adjourned.
  2017.  
  2018.         It is my hope that we will be able to move this bill quickly this 
  2019.  year.  There is widespread support in both the House and the Senate. 
  2020.  In the House, Congressman George Brown, the new chairman of the 
  2021.  House Committee on Science, Space, and Technology, has introduced a 
  2022.  very similar bill, H.R. 656, which has been cosponsored by 
  2023.  Congressmen Tim Valentine, Sherwood Boehlert, Norm Mineta, and 
  2024.  others.  On Thursday, the Science Committee's Subcommittee on 
  2025.  Science and its Subcommittee on Technology and Competitiveness 
  2026.  will be holding a hearing on the bill.  I look forward to working with 
  2027.  my House colleagues to move this bill as quickly as possible.
  2028.  
  2029.         This legislation provides for a multi-agency high-performance 
  2030.  computing research and development program to be coordinated by 
  2031.  the White House Office of Science and Technology Policy (OSTP), 
  2032.  whose director, Dr. D. Allan Bromley, is our first witness today.  The 
  2033.  primary agencies involved are the National Science Foundation (NSF), 
  2034.  the Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), the 
  2035.  National Aeronautics and Space Administration (NASA), and the 
  2036.  Department of Energy (DOE).  Each of these agencies has experience 
  2037.  in developing and using high-performance computing technology.
  2038.  
  2039.         S. 272 will provide for a well-planned, well-coordinated 
  2040.  research program which will effectively utilize the talents and 
  2041.  resources available throughout the Federal research agencies.  In 
  2042.  addition to NSF, NASA, DOE, and DARPA, this program will involve 
  2043.  the Department of Commerce (in particular the National Institute of 
  2044.  Standards and Technology and NOAA), the Department of Health and 
  2045.  Human Services, the Department of Education, the United States 
  2046.  Geological Survey, the Department of Agriculture, the Environmental 
  2047.  Protection Agency, and the Library of Congress, as well.  The 
  2048.  technology developed under this program will find application 
  2049.  throughout the Federal government and throughout the country.
  2050.  
  2051.         S. 272 will roughly double funding for high-performance 
  2052.  computing at NSF and NASA during the next five years. Additional 
  2053.  funding -- more than $1 billion during the next five years -- will also 
  2054.  be needed to expand research and development programs at DARPA 
  2055.  and DOE.  Last year, I worked closely with Senators Johnston and 
  2056.  Domenici on the Energy Committee to pass legislation to authorize a 
  2057.  DOE High-Performance Computing Program, and I hope to work with 
  2058.  them and the other members of the Energy Committee to see that 
  2059.  program authorized and funded in fiscal year 1992. Already, Senator 
  2060.  Johnston and others have introduced S. 343, which would authorize 
  2061.  DOE's part of this multi-agency program.
  2062.  
  2063.         To fund DOD's part of the program, last year I worked with 
  2064.  Senators Nunn and Bingaman and others on the Armed Services 
  2065.  Committee to authorize and appropriate an additional $20 million for 
  2066.  DARPA's high-performance computing program, money that has been 
  2067.  put to good use developing more powerful supercomputers and 
  2068.  faster computer networks.  Advanced computer technology was a 
  2069.  key ingredient of the allies' success in the Persian Gulf War, but we 
  2070.  cannot simply rely on existing technology, we must make the 
  2071.  investment needed to stay at the leading edge.  It is important to 
  2072.  remember the Patriot missile and the Tomahawk cruise missile rely 
  2073.  on computers based on technologies developed through Federal 
  2074.  computer research programs in the 1970's.  The High-Performance 
  2075.  Computing Act will help ensure the technological lead in weaponry 
  2076.  that helped us win the war with Iraq and that will improve our 
  2077.  national security in the future.
  2078.  
  2079.         This same technology is improving our economic security by 
  2080.  helping American scientists and engineers develop new products and 
  2081.  processes to keep the U.S. competitive in world markets. 
  2082.  Supercomputers can dramatically reduce the time it takes to design 
  2083.  and test a new product -- whether it is an airplane, a new drug, or an 
  2084.  aluminum can.  More computing power means more energy-efficient, 
  2085.  cheaper products in all sectors of manufacturing.  And that means 
  2086.  higher profits and more jobs for Americans.
  2087.  
  2088.         Perhaps the most important contribution this bill will make to 
  2089.  our economic security is the National Research and Education 
  2090.  Network, the cornerstone of the program funded by this bill.  By 
  2091.  1996, this fiber-optic computer network would connect more than 
  2092.  one million people at more than one thousand colleges and 
  2093.  universities in all fifty states, allowing them to send electronic mail, 
  2094.  share data, access supercomputers, use research facilities such as 
  2095.  radio telescopes, and log on to data bases containing trillions of bytes 
  2096.  of information on all sorts of topics.  This network will speed 
  2097.  research and accelerate technology transfer, so that the discoveries 
  2098.  made in our university laboratories can be quickly and effectively 
  2099.  turned into profits for American companies.
  2100.  
  2101.         Today, the National Science Foundation runs NSFNET, which 
  2102.  allows researchers and educators to exchange up to 1.5 million bits of 
  2103.  data (megabits) per second.  The NREN will be at least a thousand 
  2104.  times faster, allowing researchers to transmit all the information in 
  2105.  the entire Encyclopedia Brittanica from coast to coast in seconds. 
  2106.  With today's networks, it is easy to send documents and data, but 
  2107.  images and pictures require much faster speeds.  They require the 
  2108.  NREN, which can carry gigabits, billions of bits, every second.
  2109.  
  2110.         With access to computer graphics, researchers throughout the 
  2111.  country will be able to work together far more effectively than they 
  2112.  can today.  It will be much easier for teams of researchers at colleges 
  2113.  throughout the country to work together.  They will be able to see 
  2114.  the results of their experiments as the data comes in, they will be 
  2115.  able to share the results of their computer models in real-time, and 
  2116.  they will be able to brainstorm by teleconference.  William Wulf, 
  2117.  formerly Assistance Director for Computer and Information Science 
  2118.  and Engineering at NSF, likes to talk about the "National 
  2119.  Collaboratory" -- a laboratory without walls which the NREN will 
  2120.  make possible.  Researchers throughout the country, at colleges and 
  2121.  labs, large and small, will be able to stay on top of the latest 
  2122.  advances in their fields.
  2123.  
  2124.         The NREN and the other technology funded by S. 272 will also 
  2125.  provide enormous benefits to American education, at all levels.  By 
  2126.  most accounts, we are facing a critical shortage of scientific and 
  2127.  technical talent in the next ten years.  By connecting high schools to 
  2128.  the NREN, students will be able to share ideas with other high school 
  2129.  students and with college students and professors throughout the 
  2130.  country.  Already, some high school students are using the NSFNET to 
  2131.  access supercomputers, to send electronic mail, and to get data and 
  2132.  information that just is not available at their schools.  In this way, 
  2133.  the network can nurture and inspire the next generation of scientists.
  2134.  
  2135.         Today, most students using computer networks are studying 
  2136.  science and engineering, but there are more and more applications in 
  2137.  other fields, too.  Economists, historians, and literature majors are all 
  2138.  discovering the power of networking.  In the future, I think we will 
  2139.  see computers and networks used to teach every subject from 
  2140.  kindergarten through grad school.  I was recently at MIT, where I 
  2141.  was briefed on Project Athena, a project to integrate computers and 
  2142.  networks into almost every course at MIT.  Students use computers 
  2143.  to play with the laws of physics in computer models, to test airplane 
  2144.  designs in wind tunnel simulations, to improve their writing skills, 
  2145.  and to learn foreign languages.  Many of the ideas being developed at 
  2146.  Project Athena and in hundreds of other experiments elsewhere 
  2147.  could one day help students and teachers throughout the country.
  2148.  
  2149.         The library community has been at the forefront in using 
  2150.  computer and networking technology in education.  For years, they 
  2151.  have had electronic card catalogues which allow students to track 
  2152.  down books in seconds.  Now they are developing electronic text 
  2153.  systems which will store books in electronic form.  When coupled to 
  2154.  a national network like the NREN, such a "Digital Library" could be 
  2155.  used by students and educators throughout the country, in 
  2156.  underfunded urban schools and in isolated rural school districts, 
  2157.  where good libraries are few and far between.
  2158.  
  2159.         I recently spoke to the American Library Association annual 
  2160.  meeting in Chicago and heard many librarians describe how the 
  2161.  NREN could transform their lives.  They are excited about the new 
  2162.  opportunities made possible by this technology.
  2163.  
  2164.         The technology developed for the NREN will pave the way for 
  2165.  high-speed networks to our homes.  It will give each and everyone of 
  2166.  us access to oceans of electronic information, let us use 
  2167.  teleconferencing to talk face-to-face to anyone anywhere, and 
  2168.  deliver advanced, digital programming even more sophisticated and 
  2169.  stunning than the HDTV available today.  Other countries, Japan, 
  2170.  Germany, and others, are spending billions of install optical fiber to 
  2171.  the home, to take full advantage of this technology.
  2172.  
  2173.         With this bill we can help shape the future -- shape it for the 
  2174.  better.  This is an investment in our national security and our 
  2175.  economic security which we cannot afford not to make.  For that 
  2176.  reason I was very glad to see the Administration propose a High-
  2177.  Performance Computing and Communications Initiative, a program 
  2178.  very similar to the program outlined in S. 272.  I intend to work 
  2179.  closely with Dr. Bromley and others within the Administration as 
  2180.  well as my colleagues in Congress to secure the funding needed to 
  2181.  implement this critically-important program.
  2182.  
  2183.         I look forward to hearing the testimony of Dr. Bromley and all of 
  2184.  the distinguished witnesses who have made time in their very busy 
  2185.  schedule to be here today.  And I look forward to working with my 
  2186.  colleagues on the Commerce Committee towards passage of this bill.
  2187.  
  2188.  
  2189.  Statement of Mr. Tracey Gray
  2190.  Vice President of Marketing
  2191.  Government Systems Division
  2192.   US Sprint Communications Company Limited Partnership
  2193.  
  2194.  Before the Subcommittee on Science, Technology, and Space
  2195.  of the Committee on Commerce, Science, and Transportation
  2196.  
  2197.  United States Senate
  2198.  
  2199.  
  2200.  
  2201.  Room 252, Russell Senate Office Building
  2202.  March 5, 1991         2:00 p.m.
  2203.  
  2204.  
  2205.  
  2206.  
  2207.  
  2208.  
  2209.                        Hearings before the Senate
  2210.             Subcommittee on Science, Technology, and Space
  2211.                                   of the
  2212.             Committee on Commerce, Science, and Transportation
  2213.                                     on
  2214.             S.272, The High Performance Computing Act of 1991
  2215.                              Washington, D.C.
  2216.                               March 5, 1991
  2217.  
  2218.                           Prepared Statement of
  2219.                              Mr. Tracey Gray
  2220.      Vice President of Marketing for the Government Systems Division
  2221.            US Sprint Communications Company Limited Partnership
  2222.  
  2223.  
  2224.                                INTRODUCTION
  2225.  
  2226.  Thank you, Mr. Chairman and members of the Subcommittee. I am 
  2227.  Tracey Gray, Vice President of Marketing for the Government 
  2228.  Systems Division at US Sprint. I appreciate this opportunity to speak 
  2229.  with you on S.272, the High-Performance Computing Act of 1991.
  2230.  
  2231.  As you know, US Sprint is the third largest telecommunications 
  2232.  carrier in the United States today - and the only all fiber, fully 
  2233.  digital network. US Sprint serves 90% of the Fortune 500 U.S. 
  2234.  companies with voice, data, and video services, and we offer 
  2235.  telecommunications services to 153 countries around the world.
  2236.  
  2237.  My division, the Government Systems Division, is proud to serve over 
  2238.  500,000 government employees at 35 agencies under the FTS 2000 
  2239.  contract. In addition to FTS 2000, we are responsible for all business 
  2240.  relations and opportunities with the federal government.  This 
  2241.  includes evaluating and assessing the risks and opportunities with 
  2242.  emerging technologies and applications in telecommunication 
  2243.  network solutions.
  2244.  
  2245.                             NREN APPLICATIONS
  2246.  
  2247.  I would like to talk with you today about NREN, the National 
  2248.  Research and Education Network -- one component of the High 
  2249.  Performance Computing initiative.  Mr. Chairman, the operative word 
  2250.  in that sentence is Network.  High performance networking should 
  2251.  share equal billing with high performance computing.
  2252.  
  2253.  US Sprint does not build supercomputers; we do not maintain or 
  2254.  operate an information infrastructure of databases; we do not 
  2255.  develop computer software tools or train supercomputer hardware 
  2256.  or software engineers. US Sprint does provide telecommunications 
  2257.  services -- based on state-of-the-art, fiber technology and advanced 
  2258.  network architectures. Fiber technology will be the network 
  2259.  infrastructure that supports the computing hardware necessary to 
  2260.  solve the Grand Challenges. This future network platform will allow 
  2261.  researchers to establish National Collaboratories among our nation's 
  2262.  laboratories and university research centers that will solve the Grand 
  2263.  Challenge problems such as global warming, the identification of new 
  2264.  superconduction materials, and the mysteries of cancer causing 
  2265.  genes.
  2266.  
  2267.  While the Grand Challenge problems certainly require our attention, 
  2268.  US Sprint appreciates the Committee's understanding that industry 
  2269.  related problems exist that can benefit from the application of high 
  2270.  performance computing.  This Committee's 1990 report on S.1067 
  2271.  rightly noted that a supercomputer model helped Boeing design an 
  2272.  737 airplane that was 30% more efficient.  The petroleum industry 
  2273.  benefited when Arco used a Cray supercomputer to increase oil 
  2274.  production at its Prudhoe Bay field, resulting in a two billion dollar 
  2275.  profit for the company. An Alcoa supercomputer model reduced the 
  2276.  amount of aluminum needed for its soda cans by 10%, resulting in 
  2277.  transportation and production savings.  Mr. Gore, your January 24 
  2278.  statement noted that Ford's engineers can simulate automobile crash 
  2279.  tests using supercomputers for a fraction of the cost of conducting 
  2280.  real life experiments. Each of these industry applications of 
  2281.  supercomputing benefits the American consumer and the national 
  2282.  interest through greater efficiencies, higher quality products, 
  2283.  increased cost savings, and improved productivity.
  2284.  
  2285.  But let's not focus solely on supercomputers and connecting 
  2286.  supercomputers. Other research and engineering applications require 
  2287.  high speed networking, and by bringing other applications on to this 
  2288.  network, we can increase scale economies that could justify 
  2289.  investments in multi-gigabit networks.
  2290.  
  2291.  For example, medical doctors are confronting a problem where 
  2292.  technology produces greater diagnostic capability, yet there are 
  2293.  fewer experts to interpret the data.  The solution is teleradiology -- 
  2294.  the process of digitizing and transmitting medical images to distant 
  2295.  locations - which allows the nation's top radiologists to access key 
  2296.  medical imaging from virtually anywhere in the United States in 
  2297.  seconds. Today, US Sprint's network can transmit diagnostic quality 
  2298.  images in approximately 37 seconds using multiple 56 kilobit per 
  2299.  second lines.  The same image would take up to an hour and a half to 
  2300.  transmit over a traditional analog network using 9600 bits per 
  2301.  second.
  2302.  
  2303.  Tomorrow's technology will allow real time full motion imaging and 
  2304.  require bandwidths substantially greater than 45 megabits per 
  2305.  second, the highest speeds available today. A radiologist at a distant 
  2306.  location will be able to watch fetuses move and hearts beat, and 
  2307.  provide immediate diagnostic feedback.  High speed networks are 
  2308.  required for real-time image transfers because video compression 
  2309.  greater than 2.5:1 is destructive to the image's clarity.
  2310.  
  2311.  Medical imaging is one of many high performance networking 
  2312.  applications. Computer Aided Design/Manufacturing (CAD/CAM) is 
  2313.  another. American industry will remain strong, if they have the best 
  2314.  communication tool to complete their work.  Interactive CAD/CAM 
  2315.  will allow industry to work more quickly and efficiently, allowing 
  2316.  widely dispersed engineers to participate in the design process 
  2317.  without exchanging roomfuls of paper.
  2318.  
  2319.                              NREN TECHNOLOGY
  2320.  
  2321.  The question posed by the legislation, however, is how 
  2322.  supercomputers can be made accessible to more users. And the 
  2323.  answer is the development of supernetworks with multi-gigabit 
  2324.  capacity - or NREN.
  2325.  
  2326.  US Sprint is working with developments that would support the 
  2327.  NREN objectives. We are developing plans for a broadband test bed 
  2328.  akin to those established under the leadership of the National Science 
  2329.  Foundation (NSF), the Defense Advanced Research Projects Agency 
  2330.  (DARPA), and the Corporation for National Research Initiatives 
  2331.  (CNRl). US Sprint is a partner in a of a Midwest coalition that is 
  2332.  working with DARPA to develop a network concept plan for a 
  2333.  terrestrial, fly- over imaging application for the Department of the 
  2334.  Army's Future Battle Lab. The terrestrial, fly-over project would take 
  2335.  satellite pictures and convert them into computer-developed, "three 
  2336.  dimensional" landscapes that would allow the user to "fly over" or 
  2337.  "walk through" the terrain.  Generals could "see" a battlefield without 
  2338.  sending out scouts!
  2339.  
  2340.  Additionally, US Sprint has recently become an international vendor 
  2341.  for NSFNET providing links to research networks in France and 
  2342.  Sweden, and we now serve on NSF's Federal Networking Advisory 
  2343.  Committee to the Federal Networking Council.
  2344.  
  2345.  Although many advances are being made towards the development 
  2346.  of the systems necessary for gigabit networks, many hurdles remain. 
  2347.  The fundamental building block required for gigabit networks exists 
  2348.  today. Fiber optic cables with ample bandwidth to support multi-
  2349.  gigabit and higher transmission speeds criss-cross our country.  US 
  2350.  Sprint's all fiber optic network operates today with backbone speed 
  2351.  of 1.7 Gbps. We are currently testing 2.4 Gbps optic equipment in our 
  2352.  labs for installation on our high capacity routes next year.  Our 
  2353.  transmission equipment vendors are developing the next generation 
  2354.  of optic systems with transmission speeds of 9.6Gbps.
  2355.  
  2356.  Switching platforms also continue to advance with cell relay 
  2357.  technology. Many believe that cell relay switching best supports the 
  2358.  bandwidth-on-demand services essential to high speed networks. 
  2359.  Small, non-standard cell relay switches capable of switching traffic at 
  2360.  150 Mops are on the market today. International standards for cell 
  2361.  relay are advancing rapidly, with many projected for completion by 
  2362.  1992.  Nonetheless, difficult network design problems remain in cell 
  2363.  relay technology such as traffic congestion and routing.  American 
  2364.  researchers are working toward solutions to these problems.
  2365.  
  2366.  To achieve the NREN goals, compatible telecommunication and 
  2367.  computer standards must be written for the signaling, operation, 
  2368.  administration and management of high speed networks. These 
  2369.  network support systems are as important to the implementation of 
  2370.  the NREN as the transmission and switching systems. The 
  2371.  development of standards for these support systems requires careful 
  2372.  consideration and must parallel the evolution of gigabit technologies.
  2373.  
  2374.                              US SPRINT POSITION
  2375.  
  2376.  Mr. Chairman, US Sprint fully supports the intent of the High 
  2377.  Performance Computing initiative.  We are convinced that without 
  2378.  government seed money, supercomputer networking will be slow to 
  2379.  mature.  Let me share two related thoughts with you, however, about 
  2380.  the legislation and the implementation of the legislation pertaining to 
  2381.  network applications and to the Committee's intent to phase the 
  2382.  NREN into commercial operation.
  2383.  
  2384.  First, with respect to network applications, to speed the development 
  2385.  of high speed networks, US Sprint recommends broadening the scope 
  2386.  of the legislation to include a variety of high speed networking 
  2387.  applications.  I have briefly described two applications, not requiring 
  2388.  supercomputers, that would serve pressing, existing needs. 
  2389.  Providing funds for applications research could stimulate many more 
  2390.  ideas within the research community.  Each of these application ideas 
  2391.  could support a new group of users, further extending the benefits of 
  2392.  high speed networking to society.  With applications as the driver, 
  2393.  high speed networks will grow in scale and ubiquity throughout the 
  2394.  country.
  2395.  
  2396.  My second point, and one that I think is a concern to the Committee 
  2397.  as well, pertains to the phase-in to commercial operation, one of the 
  2398.  objectives to be realized by the network.  Although the bill includes 
  2399.  language that the NREN be "phased into commercial operation as 
  2400.  commercial networks can meet the networking needs of American 
  2401.  researchers and educators," there is no path--given the current 
  2402.  development of the NSFNET--that gets us from here to there.
  2403.  
  2404.  In fact, the government is creating a private--a dedicated--
  2405.  telecommunications infrastructure that parallels the commercial, 
  2406.  public networks operating in the U.S. today.  Rather than duplicate 
  2407.  commercial facilities with a government owned and operated 
  2408.  telecommunications system, we suggest that the NREN be established 
  2409.  through public network services--where the government's 
  2410.  networking requirements are combined with the public's 
  2411.  requirements in the development of commercial networks. 
  2412.  Otherwise, it is not clear how we will ever "phase" from a dedicated 
  2413.  U.S. government network to commercial networks.
  2414.  
  2415.  With a public network service, industry would develop, own, and 
  2416.  operate the facilities to provide gigabit capability and offer that 
  2417.  capability as a service to the Government and other industry users. 
  2418.  In this environment, users are not obligated to full time, dedicated 
  2419.  service, but are oriented to a preferred, bandwidth-on-demand 
  2420.  scenario.  A public, high speed network service would be positioned 
  2421.  much like today's public, long distance or virtual private networking 
  2422.  services.  Users only pay when they use the service.
  2423.  
  2424.  By evolving NREN as a public network service, the government also 
  2425.  takes advantage of existing network platforms.  US Sprint  for 
  2426.  example, offers a fully deployed, ubiquitous, network service.  We 
  2427.  fully integrate today's telecommunication requirements combining 
  2428.  voice, data, and video services with a single network platform. . US 
  2429.  Sprint integrates the management, operation, and administration of 
  2430.  that network into a single organization.  NREN can only duplicate 
  2431.  public network features like these at tremendous cost.  By leveraging 
  2432.  the existing infrastructure of public networks, the government can 
  2433.  realize the development of a more robust NREN, sooner, and at less 
  2434.  cost.
  2435.  
  2436.                              RECOMMENDATIONS
  2437.  
  2438.  In short, Mr. Chairman, US Sprint recommends that the High 
  2439.  Performance Computing Act of 1991 address two issues.
  2440.  
  2441.  First, the bill should authorize the funding of academic research for 
  2442.  application s requiring high speed network capacity in addition to 
  2443.  connecting supercomputers.  As noted above, sophisticated medical 
  2444.  imaging requires higher speed networks.  Similar applications that 
  2445.  require high speed networking should be funded under this 
  2446.  initiative.  US Sprint believe that funding this type of research will 
  2447.  stimulate additional high speed network applications further 
  2448.  justifying the development of the network.
  2449.  
  2450.  Second, the Committee should ensure that the design of the NREN 
  2451.  does not lead to a government owned and operated network.  NREN 
  2452.  should be developed to share the gigabit capacity of existing public 
  2453.  networks and enjoy the advantages that public network operators 
  2454.  bring to their commercial customers.  NREN could well operate as a 
  2455.  virtual private network on an existing public network, but it should 
  2456.  not operate as a separate network.
  2457.  
  2458.  Mr. Chairman, US Sprint sees the NREN developing more fully, more 
  2459.  economically, and more quickly if it were to be developed as a 
  2460.  shared, or public, network.
  2461.  
  2462.  We appreciate the opportunity to address the Committee.  I will be 
  2463.  happy to answer any questions that you may have. 
  2464.  
  2465.  Thank you, Mr. Chairman.
  2466.  
  2467.  
  2468.  Summary Statement
  2469.  
  2470.  Tracey Gray, Vice President of Marketing
  2471.  
  2472.  Government Systems Division
  2473.  
  2474.  
  2475.  US Sprint fully supports the intent of the High Performance 
  2476.  Computing initiative.  We are convinced that without government 
  2477.  seed money, high performance computing and high performance 
  2478.  networking will be slow to mature.
  2479.  
  2480.  US Sprint believes that the Committee should take two steps to help 
  2481.  realize its goal of establishing a multi gigabit network by 1996.
  2482.  
  2483.  First, the Committee, in its bill, should authorize the funding of 
  2484.  academic research that requires high performance networking 
  2485.  without requiring, necessarily, high performance computing.  We 
  2486.  advocate this position because we are convinced that unless 
  2487.  additional applications for high speed networking are developed, 
  2488.  industry will not be able to justify the costs of developing multi-
  2489.  gigabit networks devoted to linking supercomputers.
  2490.  
  2491.  Second, US Sprint believes that the Committee should ensure that the 
  2492.  NREN, the National Research and Education Network, is not 
  2493.  established as a government owned and operated, dedicated 
  2494.  network.  Rather, we believe that the NREN should be developed as a 
  2495.  public network service to take full advantage of the near and long 
  2496.  term technical features and administrative support systems 
  2497.  developed by public network providers.  In our mind, the 
  2498.  industry/government partnership envisioned by the legislation will 
  2499.  only come to fruition if we marry our financial and technical 
  2500.  resources in the development of shared, public networks instead of 
  2501.  pursuing the development of exclusive, private networks.  Moreover, 
  2502.  unless NREN develops as a shared resource, we cannot envision how 
  2503.  NREN will be phased into commercial operation as the legislation 
  2504.  anticipates. 
  2505.  
  2506.  US Sprint commends the Committee's foresight and initiatives with 
  2507.  respect to high performance computing and high performance 
  2508.  networking.  We look forward to lending our expertise and resources 
  2509.  to help in meeting the Committee's legislative goals.
  2510.  
  2511.  
  2512.  
  2513.                    STATEMENT OF SENATOR ERNEST P. HOLLINGS
  2514.       HEARING ON S. 272, THE HIGH-PERFORMANCE COMPUTING ACT
  2515.                         TUESDAY, MARCH 5, 1991 
  2516.  
  2517.       I am a cosponsor of S. 272, the High-Performance Computing Act, 
  2518.  because this is the kind of far-sighted legislation that should be a 
  2519.  priority here in the Senate.  S. 272 addresses the long-term 
  2520.  economic, educational, and national security needs of this country. 
  2521.  We cannot just focus on the problems of today; we need to find 
  2522.  solutions to the problems of tomorrow as well.
  2523.  
  2524.        The bill we are considering today will accelerate the 
  2525.  development of new technology and, just as importantly, speed up 
  2526.  the application of that new technology.  By creating a National 
  2527.  Research and Education Network (NREN), this bill will link our 
  2528.  university labs to labs and factories in the private sector so they can 
  2529.  more effectively use the research done by university researchers.
  2530.  
  2531.        Today the flow of information is truly global; the results of 
  2532.  research done at MIT now may be applied in a laboratory 
  2533.  somewhere else tomorrow.  The NREN would help us take advantage 
  2534.  of that research.  If our best research scientists are in constant, 
  2535.  instantaneous communication, through high-speed computer 
  2536.  networks, with the engineers and product designers in American 
  2537.  industry, we have a huge competitive edge.
  2538.  
  2539.        The NREN and high-speed, commercial networks based on NREN 
  2540.  technology will not develop spontaneously.  Federal leadership and 
  2541.  Federal investment are needed to spur the private sector to develop 
  2542.  these networks.  S. 272 provides for this spur.  It is an important 
  2543.  step toward exploiting the full potential of fiber optics in our national 
  2544.  telecommunications system.
  2545.  
  2546.        The NREN and high-speed fiber optic networks are particularly 
  2547.  important to states like South Carolina.  In South Carolina, we have 
  2548.  many colleges and universities which lack the resources available at 
  2549.  other research universities. The NREN will provide them with access 
  2550.  to facilities presently available only at places like Caltech and 
  2551.  Harvard. With the NREN, a researcher at the University of South 
  2552.  Carolina would have access to very fastest supercomputers available 
  2553.  anywhere.  A researcher at Clemson would be able to connect to a 
  2554.  radio telescope halfway across the country and collect data and 
  2555.  compare his or her results with colleagues around the country.
  2556.  
  2557.        The applications of the NREN in education are even more exciting. 
  2558.  With access to the NREN and the "Digital Libraries" of electronic 
  2559.  information connected to it, at the smallest colleges in South Carolina, 
  2560.  and many high schools, students would be able to access more 
  2561.  information from their computer keyboard than they could find in 
  2562.  their school libraries.  The NREN would broaden the horizons of 
  2563.  students at small colleges, two-year technical colleges, historically 
  2564.  black colleges -- at every college in South Carolina.
  2565.  
  2566.        This is important legislation, and I look forward to working with 
  2567.  Senator Gore and others on the Commerce Committee on the bill.
  2568.  
  2569.  
  2570.  
  2571.                              TESTIMONY BY
  2572.  
  2573.  
  2574.                           DR. MALVIN H. KALOS
  2575.                     DIRECTOR, CORNELL THEORY CENTER
  2576.  
  2577.  
  2578.             TO THE SENATE COMMITTEE ON SCIENCE, TECHNOLOGY,
  2579.                                AND SPACE
  2580.  
  2581.  
  2582.                HEARINGS ON S. 272, THE HIGH-PERFORMANCE
  2583.                          COMPUTING ACT OF 1991
  2584.  
  2585.                         TUESDAY, MARCH 5, 1991
  2586.  
  2587.  Mr. Chairman, it is a privilege to be invited to comment on the "High 
  2588.  Performance Computing Act of 1991" in the company of such a 
  2589.  distinguished group of representatives of government, industry, and 
  2590.  academia.
  2591.  
  2592.  I am Malvin H. Kalos, Director of the Cornell Theory Center, and a 
  2593.  professor of physics at Cornell University.  The Theory Center is an 
  2594.  interdisciplinary research unit of Cornell University, dedicated to the 
  2595.  advancement and exploitation of high performance computing and 
  2596.  networking for science, engineering, and industrial productivity. As 
  2597.  you know, the Theory Center is one of the National Supercomputer 
  2598.  Centers supported by the National Science Foundation. The Center 
  2599.  also receives support from the State of New York, and from industry.
  2600.  
  2601.  My career spans 40 years of work with computers as a tool in 
  2602.  physics and engineering. I have worked in universities, industry, and 
  2603.  as a consultant to the Los Alamos, Livermore, and Oak Ridge national 
  2604.  laboratories in research devoted to the application of high 
  2605.  performance computing to further their missions.
  2606.  
  2607.  We are witnessing a profound transformation of our scientific and 
  2608.  engineering cultures brought about by the advent and adoption of 
  2609.  high-performance computing and communications as part of our 
  2610.  technological society. The changes, some of which we see now, some 
  2611.  of which we easily surmise, and some of which we can only guess at, 
  2612.  have had and will continue to have wide-reaching benefits. Our 
  2613.  economic well-being and the quality of our lives will be 
  2614.  immeasurably improved. I salute the foresight and leadership of the 
  2615.  authors and cosponsors of this Bill, and the Administration. Senator 
  2616.  Gore, Congressmen Hollings and Brown, and the President all 
  2617.  understand the deep and positive implications for our future. We are 
  2618.  also grateful for the support of Congressmen Boehlert and McHugh 
  2619.  whose backing of our efforts at Cornell and for the entire program 
  2620.  has been very strong.
  2621.  
  2622.  The Director of the Office of Science and Technology Policy, Dr. 
  2623.  Bromley, has done essential work in translating the ideas into 
  2624.  effective policy.  The Federal Coordinating Council for Science, 
  2625.  Engineering, and Technology (FCCSET) has, for the first time, brought 
  2626.  unity into the Federal approach to high-performance computing. This 
  2627.  is a well designed, well integrated program that shows good balance 
  2628.  between the need to exploit advancing supercomputing technology, 
  2629.  the need for very high performance networking, and the need to 
  2630.  bring these new tools to the widest possible community through 
  2631.  research and education.
  2632.  
  2633.  I will begin with some historical and philosophical remarks about 
  2634.  science, using the history of physics, which I know best. Science is 
  2635.  not a dry collection of disconnected facts, however interesting. The 
  2636.  essence of science is the dynamic network of interconnections 
  2637.  between facts. For a scientist, making a connection never perceived 
  2638.  before can be the highlight of a career; the more distant the 
  2639.  connection, the more it is valued. Our aim is to connect all we know 
  2640.  in a seamless web of understanding. Historically, the greatest 
  2641.  contribution of the greatest scientists have been such connections: 
  2642.  Newton's between the fall of an apple and the motion of the Moon 
  2643.  and planets; Maxwell's between the phenomena of electricity, 
  2644.  magnetism, and the propagation of light; Einstein's leap of 
  2645.  understanding connecting quanta of light and the photoelectric effect. 
  2646.  These connections must be, to the greatest extent possible, 
  2647.  mathematical and quantitative, not merely verbal or qualitative. 
  2648.  Making these connections in a quantitative way remains at the heart 
  2649.  of pure science today, but it has become harder as we try to probe 
  2650.  into more and more complex phenomena, phenomena that cannot be 
  2651.  analyzed by the mathematical tools at our disposal.  There are many 
  2652.  important examples in science that shed light on this paradigm.
  2653.  
  2654.  Chemistry is one of our most important sciences, one that contributes 
  2655.  enormously to our grasp of the physical world and one whose 
  2656.  applications lie at the core of our understanding of materials we use, 
  2657.  wear, and eat, and of our health. The fundamental understanding of 
  2658.  chemistry lies in quantum mechanics and electricity, well understood 
  2659.  since the 1930s. Yet the translation of that scientific understanding 
  2660.  into quantitative knowledge about chemical materials and processes-
  2661.  - polymers, chemical catalysis, drugs both harmful and healing, is 
  2662.  very far from complete. Quite properly, chemistry is still largely an 
  2663.  experimental science. But the power of modern supercomputers is 
  2664.  transforming the face of chemistry at every level.  We are coming to 
  2665.  understand how electrons cooperate to bind atoms into molecules, 
  2666.  molecules into larger structures, and to elucidate their structural, 
  2667.  dynamic, and biological effects.  However, extraordinary numerical 
  2668.  precision, which can only be attained by very powerful 
  2669.  supercomputers, is required for this vital work.
  2670.  
  2671.  Many other areas of science involve this kind of systematic 
  2672.  connection among different phenomena at different scales of length 
  2673.  or energy, including biology and medicine, the physics of materials, 
  2674.  and astrophysics.
  2675.  
  2676.  The role of computation in linking disparate scientific fields is not a 
  2677.  contemporary development. The early evolution of modem 
  2678.  computers was dominated in the 1940s and 1950s by John von 
  2679.  Neumann, who was also a great mathematician. He designed 
  2680.  computers so that the very difficult questions that underlie such 
  2681.  scientific and engineering problems as fluid flow could be explored 
  2682.  and understood. Only later was it recognized that computers were 
  2683.  also important business tools. The essential role of computers in 
  2684.  science and engineering were well appreciated by many groups in 
  2685.  the United States, including the national laboratories, and their use 
  2686.  contributed very much to the development of nuclear weapons, 
  2687.  fusion technology, and the design of aircraft.
  2688.  
  2689.  The use of computers in academic science and engineering evolved 
  2690.  more slowly, partly because of the failure of many to see the 
  2691.  possibilities, partly because the policies of the Federal government at 
  2692.  the time discouraged scientists from participating fully. My own 
  2693.  career was impacted negatively by these policies. It was the 
  2694.  leadership of a few scientists, notably Dr. Kenneth Wilson, who 
  2695.  created the modern climate of respect for the accomplishments and 
  2696.  possibilities of computational science in the future of our country. 
  2697.  The constructive contributions of the Congress and the National 
  2698.  Science Foundation in creating the National Supercomputer Centers 
  2699.  are noteworthy. That creation was, in a profound sense, the mark of 
  2700.  the entry by the mainstream of American research into the era of 
  2701.  computational science at the heart of science
  2702.  and engineering.
  2703.  
  2704.  It is also important to note that computational science is now an 
  2705.  essential tool in experimental science as it is currently practised. The 
  2706.  most advanced scientific instruments, optical and radio telescopes, 
  2707.  particle accelerators, and computers themselves are studied, 
  2708.  designed, optimized, and verified with computer simulation. Data 
  2709.  collection is usually automated with the help of computers, and the 
  2710.  reduction to comprehensible data sets and pictures may involve 
  2711.  enormous computations. Exchange of large data sets and the 
  2712.  cooperative work in understanding them will require very large 
  2713.  computations and very heavy use of future high capacity data 
  2714.  networks. Finally, in many cases, even reduced data are 
  2715.  incomprehensible except when studied in the light of complex 
  2716.  theories that can be understood only by simulation.
  2717.  
  2718.  Now the entire scientific and engineering community of the country 
  2719.  has the opportunity to exploit these new tools. Many researchers are. 
  2720.  Important new scientific discoveries are being made. New ideas and 
  2721.  connections are seen everywhere. More important, students and 
  2722.  young scientists, who are always the very heart of any important 
  2723.  scientific change, are involved. They are coming to understand the 
  2724.  techniques, the promise, and the limitations of computational science. 
  2725.  Their knowledge and its applications are the most important 
  2726.  products of our efforts, and they will carry the message to the rest of 
  2727.  our society and to the future. It is they who will have the most direct 
  2728.  impact upon industry in the United States.
  2729.  
  2730.  The science made possible throughout the nation by the resources of 
  2731.  the Theory Center spans all scales of length and energy from the 
  2732.  galactic through the planetary through the earth's crust, the behavior 
  2733.  of man-made structures, of materials at the microscopic level, to the 
  2734.  physics of elementary particles.  From another perspective, it spans 
  2735.  the traditional disciplines of physics, chemistry, mathematics, 
  2736.  biology, medicine, all fields of engineering, and agriculture and 
  2737.  veterinary medicine.
  2738.  
  2739.  Although I describe research at or made possible by the Theory 
  2740.  Center, the other National Centers, at San Diego, Champaign-Urbana, 
  2741.  and at Pittsburgh, can easily list an equally impressive set of 
  2742.  accomplishments in pure and multidisciplinary science.
  2743.  
  2744.  It is perhaps unfair to cite a few at the expense of so many others, 
  2745.  but the work of Stuart Shapiro and Saul Teukolsky on fluids and 
  2746.  fields in general relativity is outstanding and has been recognized by 
  2747.  a significant prize, the Forefronts of Large-Scale Computation Award. 
  2748.  Their research comprises both the development of mathematical and 
  2749.  numerical methods for the exploration of astrophysical and 
  2750.  cosmological phenomena and the use of these methods to develop 
  2751.  quantitative understanding of the formation of black holes and the 
  2752.  characteristics of gravitational radiation.
  2753.  
  2754.  John Dawson of UCLA uses the Theory Center resources to study the 
  2755.  unexpected results of the Active Magnetic Particle Tracer Explorer 
  2756.  experiments.  In these, barium and lithium were injected into the 
  2757.  earth's magnetosphere, creating, in effect, an artificial comet.  The 
  2758.  observations contradicted existing theories and simulations.  Dawson 
  2759.  and Ross Bollens constructed a hybrid theory and simulation that 
  2760.  models the observed effect.
  2761.  
  2762.  Henry Krakauer of the College of William and Mary uses a modern 
  2763.  "density functional" theory of electronic structure to examine the 
  2764.  nature of the electron-phonon interaction, known to be responsible 
  2765.  for low-temperature superconductivity. The aim is to determine its 
  2766.  role in high- temperature superconductivity. Work like this is being 
  2767.  carried out throughout the world and will require the fastest parallel 
  2768.  supercomputers of the future.  Having them available to American 
  2769.  researchers, including those who are not at major research 
  2770.  universities, gives them and American industry a competitive edge.
  2771.  
  2772.  The research of Harold Scheraga and his group at Cornell into the 
  2773.  three-dimensional structure of proteins shows an equally broad 
  2774.  range of activity: the investigation of the fundamental interactions of 
  2775.  the amino acid units with each other and with solvent atoms, the 
  2776.  basic computational techniques needed to find the optimal structure, 
  2777.  and the biochemistry of proteins. This is research that is particularly 
  2778.  well suited to highly parallel computing, and will require, in the long 
  2779.  run, the full use of future teraflops machines.
  2780.  
  2781.  Understanding the properties of the earth's crust is the subject of the 
  2782.  research of Larry Brown and the Consortium for Continental 
  2783.  Reflection Profiling (COCORP). This national group uses the 
  2784.  supercomputers to reduce, display, and interpret the huge data set 
  2785.  that is gathered by seismic probing (to 30krn or more) of the 
  2786.  continental crust.
  2787.  
  2788.  I cited earlier the fundamental importance of scientific computing in 
  2789.  enabling the connections among different phenomena within 
  2790.  scientific disciplines. Even more important is its role in permitting 
  2791.  quantitative connections among different disciplines, that is, in 
  2792.  supporting multidisciplinary research. Every one of the large 
  2793.  problems that confront our society, and to whose solutions we expect 
  2794.  science to contribute, is in some sense a multidisciplinary problem. 
  2795.  For example, issues of the environment involve many sciences -- 
  2796.  chemistry, physics, engineering, fluid flow, biology, and materials.
  2797.  
  2798.  Medicine is equally demanding in its call upon diverse science.  As 
  2799.  we have indicated, biochemistry and its relations to chemistry and 
  2800.  physics plays a central role in medicine. But other areas are 
  2801.  important as well. As part of my oral presentation, I will show a 
  2802.  video of a supercomputing study of the uses of ultrasound in the 
  2803.  treatment of eye tumors. The building of modem prosthetic devices 
  2804.  uses many resources of computation, from the reduction of CAT scans 
  2805.  to the computational optimization of the mechanical properties of the 
  2806.  devices. Understanding blood flow in the heart requires a mastery of 
  2807.  fluid dynamics of viscous media plus the knowledge of the elastic 
  2808.  properties of the heart and its valves.
  2809.  
  2810.  Bringing the knowledge from these fields together to make 
  2811.  quantitative predictions about the effects of some technological or 
  2812.  regulatory proposal is a difficult undertaking, one that is utterly 
  2813.  impossible without the use of computational modeling on high-
  2814.  performance computers. Computational modeling is the indispensable 
  2815.  natural language of quantitative multidisciplinary research.
  2816.  
  2817.  An outstanding example of such work is that by Greg McRae of 
  2818.  Carnegie Mellon University. He uses supercomputers and 
  2819.  supercomputer-based visualization to explain from basic chemistry, 
  2820.  fluid mechanics, meteorology, and engineering the scientific effect 
  2821.  that underlie the development of air pollution in the Los Angeles 
  2822.  Basin, and the probable effects of fuel changes and regulatory 
  2823.  procedures.  His results have been used to influence regulatory 
  2824.  policy constructively.
  2825.  
  2826.  The Global Basins Research Network (GBRN), a consortium directed 
  2827.  by Larry Cathles of the Geology Department of Cornell University and 
  2828.  by Roger Anderson of Columbia University's Lamont-Dougherty 
  2829.  Laboratory and which includes eight academic and 11 industrial 
  2830.  partners, has as its goal the multidisciplinary understanding of the 
  2831.  chemical, physical, and mechanical processes that occur in a 
  2832.  sedimentary basin such as the one in the Gulf of Mexico below 
  2833.  Louisiana. They have assembled a composite database of the 
  2834.  observations of the basin and are using computational modeling to 
  2835.  explain the data. But simply the collection and display in a coherent 
  2836.  visual way has led to new and deeper understanding of the geology. 
  2837.  The outcome of this understanding is very likely to improve oil 
  2838.  recovery world-wide. I will also show a video clip of a visualization 
  2839.  of the data set that was prepared jointly by the Theory Center and 
  2840.  the GBRN.
  2841.  
  2842.  It is important to note that this research covers a wide range of 
  2843.  partners, geographically dispersed, and the that the medium of 
  2844.  information exchange is usually visual.  High- performance 
  2845.  networking is essential to the GBRN and to similar scientific 
  2846.  enterprises.
  2847.  
  2848.  Another important development is the establishment at Cornell of 
  2849.  the Xerox Design Research Institute, with the participation of the 
  2850.  Theory Center, the Computer Science Department, and the School of 
  2851.  Engineering. Directed by Gregory Zack of Xerox, and involving 
  2852.  researchers from Xerox centers nationwide, the aim of the Institute, 
  2853.  quite simply, is to improve Xerox's ability to bring better products 
  2854.  more quickly to market. The techniques are those of computational 
  2855.  and computer science. A vital aspect of the research is the 
  2856.  development of methods whereby the geographically separate 
  2857.  centers can effectively collaborate.  Again, high-performance 
  2858.  networking is key.
  2859.  
  2860.  As our reach extends, the necessary partners required to carry out 
  2861.  important collaborative research will rarely be found at one 
  2862.  institution or even in one part of the country. Essential experimental 
  2863.  devices or data bases may exist anywhere. Rapid, concurrent access 
  2864.  is essential, and at higher demands in bandwidth.  The NREN is 
  2865.  necessary for the full growth and exploitation of the scientific, 
  2866.  technological, and educational implications of computational science. 
  2867.  The GBRN and Xerox examples indicate how the greatest potential is 
  2868.  for industrial use.
  2869.  
  2870.  The supercomputing community will soon find itself at a major 
  2871.  crossroads -- where the increases in performance needed for the 
  2872.  fulfillment of our scientific mandate will demand parallel 
  2873.  architectures. To exploit these new machines, a major retooling of 
  2874.  software and algorithms will have to take place. This is not a trivial 
  2875.  undertaking, yet it must be started very soon if we are to make 
  2876.  progress on the Grand Challenge problems in the mid-1990s.
  2877.  
  2878.  The High-Performance Computing and Communications program will 
  2879.  offer us an essential opportunity to bridge the gap between today's 
  2880.  high performance vector machines and tomorrow's highly parallel 
  2881.  systems.
  2882.  
  2883.  I have emphasized how science and its application to societal 
  2884.  problems are communal activities, activities that involve, more or 
  2885.  less directly, the entire scientific community. Bringing to bear the 
  2886.  transformation made possible by computational science in the most 
  2887.  complete and positive way requires that its techniques and strategies 
  2888.  be learned, used, and shared by the widest possible group of 
  2889.  researchers and educators. That means advancing the art, acquiring 
  2890.  the best and most powerful tools of hardware, software, and 
  2891.  algorithms, and coupling the community in the tightest possible 
  2892.  ways.
  2893.  
  2894.  The "High-Performance Computing Act of 1991" is a vital step in that 
  2895.  direction.
  2896.  
  2897.  
  2898.  
  2899.  Statement by DONALD N. LANGENBERG
  2900.  
  2901.  Chancellor, The University of Maryland System
  2902.  
  2903.   Before the Senate Subcommittee on Science, Technology, and Space
  2904.   Committee on Commerce, Science, and Transportation
  2905.  
  2906.  
  2907.  United States Senate
  2908.  
  2909.   March 5, 1991
  2910.  
  2911.  
  2912.  Donald N. Langenberg is Chancellor of the University of Maryland 
  2913.  System. With a doctorate in physics, Dr. Langenberg has held faculty 
  2914.  and administrative positions at the University of Pennsylvania and 
  2915.  the University of Illinois at Chicago. He served as Acting and Deputy 
  2916.  Director of the National Science Foundation. He is currently Chairman 
  2917.  of the Board of the American Association for the Advancement of 
  2918.  Science and Chairman of the Executive Committee of the National 
  2919.  Association of State Universities and Land-Grant Colleges. He chaired 
  2920.  the panel of the NAS/NAE/IOM Committee on Science, Engineering, 
  2921.  and Public Policy that authored the 1989 report, Information 
  2922.  Technology and the Conduct of Research: The User's View.
  2923.  
  2924.  
  2925.  
  2926.  Mr. Chairman and Members of the Subcommittee:
  2927.  
  2928.        Thank you for your invitation to testify on S. 272, the High- 
  2929.  Performance Computing Act of 1991.
  2930.  
  2931.  
  2932.        I am Donald Langenberg, Chancellor of the University of 
  2933.  Maryland System. My view of the issues addressed by this bill has 
  2934.  naturally been shaped by my own experience. I am, or was, an 
  2935.  experimental solid state physicisL I have served as Deputy Director 
  2936.  and as Acting Director of the National Science Foundation. I am 
  2937.  currently CEO of an eleven-campus state university system, 
  2938.  Chairman of the Board of the American Association for the 
  2939.  Advancement of Science, and Chairman of the National Association of 
  2940.  State Universities and Land-Grant Colleges. These affiliations account 
  2941.  for some of my biases, but most are a result of my service as chair of 
  2942.  a National Research Council panel that wrote a 1989 report entitled 
  2943.  Information Technology and the Conduct of Research: The User's 
  2944.  View.
  2945.  
  2946.        My service on the panel convinced me that the current 
  2947.  breathtaking rate of change in information technology will inevitably 
  2948.  force historic changes in our institutions for managing information. 
  2949.  Nowhere is this more evident than in the research and education 
  2950.  communities that both create important new developments in 
  2951.  information technology, and are often bellwethers in its use. It is the 
  2952.  viewpoint of these communities that I will try to represent this 
  2953.  afternoon.
  2954.  
  2955.        Information is the fundamental stuff of both research and 
  2956.  education. Research and education are about the creation of 
  2957.  information and its transformation into knowledge and 
  2958.  understanding, for our individual and collective benefit.
  2959.  
  2960.        Modern information technology has presented us with a 
  2961.  challenge of unprecedented scale. The Library of Congress contains 
  2962.  about 10 terabytes of information. It took us over two centuries to 
  2963.  collect ii It's stored nearby in an impressive collection of expensive 
  2964.  real estate. Medical imaging machines nowadays produce that much 
  2965.  information every week or so. The particle detectors of the 
  2966.  Superconducting Super Collider will one day engulf their designers 
  2967.  with that much information every few seconds. NASA already has 
  2968.  1.2 million magnetic tapes containing data from past missions, and its 
  2969.  archives are growing by about one Library of Congress every year. 
  2970.  In ten years, if all goes according to plan, NASA will be piling up 
  2971.  about fifty Libraries of Congress each year. Everywhere one looks, 
  2972.  similar gushers of information exist or are in prospect.
  2973.  
  2974.        Fortunately, modern information technology also promises to 
  2975.  give us the means to meet this challenge. Transforming promise into 
  2976.  reality, however, will take time, skill, resources, and, above all, 
  2977.  wisdom. In my opinion, S. 272 represents a major contribution to 
  2978.  that transformation. I strongly support its passage into law.
  2979.  
  2980.        Let me make a few points related to the work of our NRC panel.
  2981.  
  2982.        1.   The Panel found that there exist significant technical, 
  2983.  financial, behavioral, and infrastructural impediments to the 
  2984.  widespread use of information technology in research. Though the 
  2985.  Panel's charge was confined to research, I believe the same 
  2986.  impediments exist with respect to education. The Panel made three 
  2987.  main recommendations and a host of subrecommendations for 
  2988.  dealing with these impediments.  S. 272 responds to most of them.
  2989.  
  2990.  2.    One of the Panel's three principal recommendations was that, 
  2991.  "the institutions supporting the nation's researchers, led by the 
  2992.  federal government, should develop an interconnected national 
  2993.  information technology network for use by all qualified researchers." 
  2994.  S. 272's National Research and Education Network (NREN) responds 
  2995.  directly to the need reflected in this recommendation, and also to the 
  2996.  very important collateral need of the educational sector. In my 
  2997.  judgment, NREN will revolutionize both research and education (in an 
  2998.  evolutionary way, of course).
  2999.  
  3000.  3.    When one thinks of what NREN might do for education, one 
  3001.  thinks first of the education of scientists and engineers, then perhaps 
  3002.  of the incredible potential inherent in linking NREN to every 
  3003.  elementary school, secondary school, public library, and museum in 
  3004.  the country. There is another educational need of utmost importance. 
  3005.  I believe that part of the challenge we face is the creation of an 
  3006.  entirely new kind of institutional infrastructure for managing the 
  3007.  new information technology, led and supported by a new breed of 
  3008.  information professionals. The latter may bear some resemblance to 
  3009.  librarians, or to computer scientists, or to publishers. Whatever they 
  3010.  might be, we need to create schools for training them and institutions 
  3011.  within which they can function. That means educational and 
  3012.  institutional innovation of a kind S. 272 appears well designed to 
  3013.  foster.
  3014.  
  3015.  4.    The most important words in the title of our panel report reflect 
  3016.  our most important observation. They are "the user's view." In 
  3017.  simple terms, the Panel concluded that the development of 
  3018.  information technology and its applications in the conduct of 
  3019.  research (and, I would add here, education) are far too important to 
  3020.  be left to the experts. The Panel cautioned that planning and 
  3021.  development should be guided by users of information technology, 
  3022.  both current and prospective, Dot by information specialists, 
  3023.  information scientists, information technologists, or local, national, 
  3024.  and international policymakers. It may not invariably be true that 
  3025.  "the customer is always right," but institutions that create technology 
  3026.  or make policy without a clear understanding and appreciation of the 
  3027.  real needs of their clients and constituents risk making serious and 
  3028.  expensive blunders. S. 272 calls for the advice of users in the 
  3029.  development of the National Research and Education Network I 
  3030.  especially applaud this provision.
  3031.  
  3032.  5.  In my preface to our panel's report, I wrote:
  3033.  
  3034.  "I share with many researchers a strong belief that much of the 
  3035.  power of science (whether practiced by scientists, engineers, or 
  3036.  clinical researchers) derives from the steadfast commitment to free 
  3037.  and unfettered communication of information and knowledge. This 
  3038.  principle has been part of the ethos of the global research 
  3039.  community for centuries, and has served it and the rest of humanity 
  3040.  well. If asked to distill one key insight from my service on this panel, 
  3041.  I would respond with the assertion that information technology is of 
  3042.  truly enormous importance to the research community, and hence to 
  3043.  all humanity, precisely because it has the potential to enhance 
  3044.  communication of information and knowledge within that community 
  3045.  by orders of magnitude. We can now only dimly perceive what the 
  3046.  consequences of that fact may be. That there is a revolution 
  3047.  occurring in the creation and dissemination of information, 
  3048.  knowledge, and ultimately, understanding is clear to me. It is also 
  3049.  clear to me that it is critically important to maintain our commitment 
  3050.  to free and unfettered communication as we explore the uses of 
  3051.  information technology in the conduct of research."
  3052.  
  3053.  What I asserted there about research, I would assert now about 
  3054.  education. If I am right, then by far the most profoundly important 
  3055.  consequence of the creation of NREN will not be the expedition of 
  3056.  research or the improvement of next year's balance of trade. It will 
  3057.  be the fundamental democratization of all the world's knowledge. 
  3058.  That means placing the accumulated intellectual wealth of centuries 
  3059.  at the beck and call of every man, woman, and child. What that 
  3060.  might mean can only be guessed, but let me reminisce for a moment.
  3061.  
  3062.  I grew up in a small town on the Great Plains. In that town was a 
  3063.  Carnegie Library, one of hundreds Andrew Carnegie endowed across 
  3064.  the nation. That modest building and the equally modest collection it 
  3065.  housed opened the world to me. I have been grateful to the 
  3066.  Pittsburgh steelmaker ever since. What if I had had direct personal 
  3067.  access to the Library of Congress, the British Museum, the Louvre, 
  3068.  and the Deutsches Museum, all in the course of a summer afternoon 
  3069.  in North Dakota? Imagine!
  3070.  
  3071.  My point here is that there is an overriding public interest in NREN 
  3072.  and in the rest of the provisions of S. 272, an interest that transcends 
  3073.  research and its industrial applications, or issues of governance and 
  3074.  the timetable for commercialization. We have an opportunity here 
  3075.  for an American achievement of truly Jeffersonian proportions.  Let's 
  3076.  not blow it!
  3077.  
  3078.  6.  Finally, I note with approval that S. 272 identifies the National 
  3079.  Science Foundation as the lead agency for the development of NREN. 
  3080.  The choice is wise, I think NSF has a demonstrated capacity to 
  3081.  manage large complex technical operations. Unlike other S&T 
  3082.  agencies, NSF's focus is not on some "mission," but on its "users," i.e., 
  3083.  its client science and engineering communities. And, perhaps most 
  3084.  important, alone among federal agencies NSF bears responsibility for 
  3085.  the support of research across the full spectrum of scientific and 
  3086.  engineering disciplines, and for the training of those who perform 
  3087.  the research, and for the general education in science and technology 
  3088.  of everybody else.
  3089.  
  3090.  You will have gathered that I have considerable enthusiasm for S.
  3091.  272. I do!  I urge you and your colleagues to enact it into law.
  3092.  
  3093.  
  3094.  Testimony of
  3095.  David C. Nagel, Ph.D.
  3096.  Vice President, Advanced Technology
  3097.  Apple Computer, Inc
  3098.  Government Affairs Office
  3099.  1550 M Street, N.W., Suite 1000
  3100.  Washington, D.C. 20005
  3101.  (202) 872-6260
  3102.  
  3103.  On Behalf of the Computer Systems Policy Project
  3104.  (CSPP)
  3105.  
  3106.  Before the Science, Technology and Space Subcommittee
  3107.  of the
  3108.  Senate Commerce, Science and Transportation Committee
  3109.  
  3110.  S.272
  3111.  THE HIGH PERFORMANCE COMPUTING ACT OF 1991
  3112.  March 5, 1991
  3113.  
  3114.  
  3115.  Introduction
  3116.  
  3117.       Apple Computer, Inc. and the other members of the Computer 
  3118.  Systems Policy Project (CSPP) are very appreciative for the 
  3119.  opportunity to appear before this Subcommittee on the issue of high 
  3120.  performance computing. As several of us have said in previous 
  3121.  appearances before this subcommittee, the health of the U.S. 
  3122.  computer industry is inextricably tied to the future health of the 
  3123.  nation as a global economic power. Although the U.S. has been for 
  3124.  decades preeminent in both the development of the most advanced 
  3125.  computer technology in the world and in the capture of the largest 
  3126.  share of the global computing systems market, that leadership is 
  3127.  being steadily eroded by our global competitors.
  3128.  
  3129.       In purely economic terms, the U.S. computer systems industry 
  3130.  plays a vital role in the U.S. economy. In 1989, for example, our 
  3131.  industry exported more than $22B in computer equipment alone, or 
  3132.  more than 6% of total U.S. exports that year. Our industry employs 
  3133.  almost 600,000 workers in the U.S. When we look beyond the 
  3134.  immediate economic picture and into the future, few would argue 
  3135.  with the belief that the health of the computer systems industry will 
  3136.  serve as a bellwether to the overall health and leadership of the U.S. 
  3137.  as a global economic and industrial power. It is difficult to think of 
  3138.  significant technical advances over the past two decades in any 
  3139.  segment of the economy that have not relied on computer systems. 
  3140.  The computer systems industry is clearly a building block for other 
  3141.  industries. Computer systems products are necessary and critical 
  3142.  components of virtually all modem manufacturing and service 
  3143.  industries and development and operation of most of the 
  3144.  sophisticated weapons systems in the U.S. arsenal would be 
  3145.  impossible without computer systems and electronic components.
  3146.  
  3147.       In the fall of 1989, the eleven largest computer systems 
  3148.  companies in the U.S. formed the Computer Systems Policy Project to 
  3149.  address technology and trade policy from the computer systems 
  3150.  industry perspective. As a reflection of the seriousness with which 
  3151.  the industry views the future of computer technology in the U.S., the 
  3152.  CSPP is an association of the Chief Executives of Apple, Hewlett-
  3153.  Packard, Compaq, Cray, IBM, Control Data, Digital Equipment, NCR, 
  3154.  Sun Microsystems, Tandem and Unisys. One of the major goals in 
  3155.  forming the CSPP was to provide the industry and policy makers in 
  3156.  Washington, D.C. the data and perspective necessary to the 
  3157.  development of effective, long-range policies both in the 
  3158.  development of technology and in the improvement of our trade 
  3159.  position globally. Each of the member companies - including the 
  3160.  CEO's, Chief Technologists, and supporting staff - has made a 
  3161.  significant commitment to this project over the past year and a half.
  3162.  
  3163.       CSPP began its study more than a year ago with an internal look 
  3164.  at the health of our industry including: an assessment of the 
  3165.  technologies that are critical to computer systems; an assessment of 
  3166.  how the United States is doing with these technologies compared to 
  3167.  our foreign competitors; and a prognosis for U.S. industry 
  3168.  performance into the future. In summary, the results of this initial 
  3169.  analysis were mixed. While the U.S. computer systems industry still 
  3170.  today is the strongest in the world (both in terms of technology 
  3171.  leadership and overall market share), our lead is diminishing rapidly 
  3172.  by almost all the measures we examined. In addition, leading 
  3173.  indicators of future health provide little cause for optimism.
  3174.  
  3175.       In 1983, U.S. companies held a 83% share of the world market of 
  3176.  computer systems (including software). Between 1983 and 1989, our 
  3177.  share of the worldwide market declined from 83% to 61%. During this 
  3178.  same period, Japan's share rose from 8% to 22% and Europe's share 
  3179.  grew from 10% to 15%. Figure 1 shows a similar decline in our share 
  3180.  of the world market for computer hardware. Here the U.S. went from 
  3181.  supplying well more than half of the world's supply of computer 
  3182.  equipment to supplying less than our primary competitors, the 
  3183.  Europeans and Japanese. More troubling, the computer systems 
  3184.  industry went from a significantly positive contribution to the U.S. 
  3185.  trade balance all throughout the 1980's to a position in 1990 where 
  3186.  our imports almost exactly balance our exports (Figure 2). We note 
  3187.  that while the U.S.ratio of exports to imports moved steadily 
  3188.  downward over the past decade, Japan even more dramatically has 
  3189.  increased its export/import ratio from around 2 in 1980 to more 
  3190.  than 6 at the end of the 1980's. Finally, in the category of leading 
  3191.  indicators, the U.S. is failing significantly in the competition for 
  3192.  computer systems patents. Whereas in 1978, the U.S. received over 
  3193.  60% of all computer systems patents, by 1988 we were being 
  3194.  granted new U.S. patents only at the rate of 40% of the total. In the 
  3195.  aggregate, Japanese industry was awarded nearly as many patents in 
  3196.  the U.S. as were domestic manufacturers. Figure 3 illustrates these 
  3197.  trends.
  3198.  
  3199.       While these findings are clearly troubling, the members of CSPP 
  3200.  recognize that the primary  burden for staying competitive in the 
  3201.  global marketplace rests squarely with U.S. industry. Thus, to begin 
  3202.  our internal assessment, we examined our own investment levels 
  3203.  and competitive positions in the key technologies critical to success 
  3204.  in our highly competitive and highly technical business. We 
  3205.  identified, for example, 16 critical pre-competitive generic 
  3206.  technologies, and after significant analysis by the chief technologists 
  3207.  of the CSPP, concluded that the U.S. still leads the world in half of 
  3208.  these (data-base systems; processor architecture; human interface; 
  3209.  visualization; operating systems; software engineering; application 
  3210.  technology). Seven of the eight technologies for which the U.S. has a 
  3211.  lead worldwide are software intensive. We concluded also that the 
  3212.  U.S. lags the world in several critical technologies (displays; hard 
  3213.  copy technology; manufacturing technology; semiconductor 
  3214.  fabrication; electronic packaging). For the remainder (networks and 
  3215.  communication; storage, microelectronics; fiberoptics) a once solid 
  3216.  lead is diminishing. In contrast to the technologies for which the U.S. 
  3217.  holds a lead, the lagging technologies are mostly capital-intensive.
  3218.  
  3219.       The chief technologists of the CSPP also concluded that the 
  3220.  prognosis for leadership in these technologies over the next five 
  3221.  years is that, without positive action, the U.S. position will erode 
  3222.  further in all 16 technology areas. It is with this perspective that the 
  3223.  CSPP began taking a closer look at what might be done to mitigate 
  3224.  these negative trends.
  3225.  
  3226.       The CSPP supplemented its technology assessment with a review 
  3227.  of the role of government investment in R&D in the U.S. and other 
  3228.  countries (Figures 4 through 9) We came to some fundamental 
  3229.  conclusions. First, the overall level of R&D spending in the U.S. at 
  3230.  $135B in 1989 is substantial by any measure, greater than Japan and 
  3231.  the European Community by significant margins (Fig. 5). The overall 
  3232.  investment is split almost evenly between industry ($70B) and 
  3233.  government ($65.8B). The computer systems industry spends 21% of 
  3234.  private sector R&D, or about 10% of the total national investment in 
  3235.  R&D (Fig. 6a). The investment of the computer industry in 1989 - 
  3236.  more than $18B - is more than that of any other industrial sector and 
  3237.  represents a 26% increase over the amount we spent in 1988, during 
  3238.  a period when other industrial sectors were reducing their R&D 
  3239.  spending. In contrast to the level of investment of private industry, 
  3240.  the U.S. government only invested about 2% of its R&D portfolio in 
  3241.  generic technologies related directly to the computer industry (Fig. 
  3242.  6b). If we look at the electronics industry as a whole, about 30% of 
  3243.  private R&D was spent by the electronics industry while the 
  3244.  government invested only 6% of its R&D budget in electronics 
  3245.  research. In general, the ratio of private to government R&D 
  3246.  spending seems out of proportion relative to other industrial sectors 
  3247.  (e.g. aerospace, health care, etc.).
  3248.  
  3249.       While we found that government spending on R&D has increased 
  3250.  significantly in absolute levels over the past 25 years, defense-
  3251.  related spending has consumed a greater and greater share, 
  3252.  increasing from a historical share of 50% to a high of 70% in 1987. It 
  3253.  has remained at about the level of two-thirds of all government R&D 
  3254.  spending since that time (Fig. 7). By contrast, the Japanese 
  3255.  government allocates only 4% of its R&D budget to defense research 
  3256.  (Fig. 8). Selected European countries spend an average of 30% of their 
  3257.  government research budgets on defense. Among our principal 
  3258.  competitors, only the government of France spends a greater 
  3259.  percentage of its GNP on total R&D than does the U.S. government 
  3260.  (Fig. 9).
  3261.  
  3262.        In our initial "Critical Technologies Report", the CSPP identified 
  3263.  R&D as one of the most significant factors in determining the success 
  3264.  of the industry's performance in 15 of 16 critical technologies. It is 
  3265.  therefore not surprising that the computer systems industry 
  3266.  performs 21% of private sector R&D and 10% of the total national 
  3267.  R&D effort. We recognize that this investment is our lifeblood. 
  3268.  Computer industry spending on R&D has increased at a much faster 
  3269.  rate than government spending over the last two decades, a practice 
  3270.  that has been required to keep pace with rapidly changing 
  3271.  commercial demands and increasing levels of international 
  3272.  competition.
  3273.  
  3274.       How should the government and industry R&D investments be 
  3275.  split to maximize the benefits to U.S. industry and the U.S. economy? 
  3276.  First, investment in generic, pre-competitive technologies such as 
  3277.  electronics, materials and information technologies is important 
  3278.  because these are the building blocks for advancements in the 
  3279.  computer industry. Our assessment of the existing Federal research 
  3280.  effort reveals that the federal R&D investment is contributing 
  3281.  disproportionately little to these generic, pre-competitive technology 
  3282.  developments. The federal R&D budget is not focused in ways needed 
  3283.  to enhance and preserve our economic competitiveness given the 
  3284.  rapid pace of innovation and the R&D practices by other countries.
  3285.  
  3286.       We acknowledge that the degrees of success of the various 
  3287.  European (ESPRIT, BRITE, EURAM) and Japanese (5th Generation 
  3288.  Computer Project, Super-Sigma Project, an advanced 
  3289.  telecommunications research institute, etc.) research projects are not 
  3290.  necessarily directly related to the absolute amount of government 
  3291.  spending. Rather, we believe that the relative success of the Japanese 
  3292.  projects (as reflected in the competitive position of Japanese 
  3293.  industry) illustrates the benefits of close cooperation between the 
  3294.  private and public sectors and of well-managed, focused efforts for 
  3295.  advanced technology projects. Moreover, while in the past, defense 
  3296.  R&D was a major source of technological advancement in the U.S. and 
  3297.  the computer industry in particular benefited from defense research 
  3298.  dollars, we believe that today, because of heightened demand for 
  3299.  improved commercial products and the accelerating pace of global 
  3300.  competition, the private sector is now the primary catalyst for 
  3301.  innovation.
  3302.  
  3303.       We have concluded from these analyses that while the total 
  3304.  amount of federal R&D spending is probably adequate, it needs to be 
  3305.  managed more effectively if the U.S. computer industry is to be made 
  3306.  able to compete in the technology areas essential to our future 
  3307.  economic health. In short, we believe that federal R&D is not as 
  3308.  helpful to the computer industry as it might be.
  3309.  
  3310.       Based on the data and on the strength of our analyses, CSPP has 
  3311.  outlined an initial set of technology policy recommendations. We 
  3312.  believe that these recommendations provide a strategy for better 
  3313.  focusing the federal R&D investment in pre-competitive, generic 
  3314.  technologies and that will help the U.S. meet international 
  3315.  competitive challenges by increasing industry involvement in federal 
  3316.  R&D priority setting. We believe that by working together, industry 
  3317.  and government can improve the nation's return on the total R&D 
  3318.  investment and can help to meet the international challenges to this 
  3319.  country's technological strength.
  3320.  
  3321.                       Recommendations for Improvement
  3322.  
  3323.       We believe that the return on public and private investments in 
  3324.  R&D can be improved by coordinating research priority setting and 
  3325.  by allocating federal research dollars to more closely reflect the 
  3326.  private sector's role in developing the general technologies that are 
  3327.  key to the nation's economic growth. Increased investment in 
  3328.  microelectronics, information technologies, and materials will provide 
  3329.  a solid foundation for advancements not only in computer systems 
  3330.  but also in aerospace, medical, energy, environmental and virtually 
  3331.  every other area of research important to the future of our society.
  3332.  
  3333.       The CSPP believes that government and industry jointly must 
  3334.  take the following first steps to improve the effectiveness of R&D 
  3335.  spending in the U.S.:
  3336.  
  3337.  -    Improve the mechanisms within OMB for reviewing federal 
  3338.  R&D spending;
  3339.  
  3340.  -    Increase industry input in setting federal R&D priorities to 
  3341.  better manage the federal R&D budget;
  3342.  
  3343.  -    Work with industry to set federal laboratory priorities to 
  3344.  improve the return on the national R&D investment; and
  3345.  
  3346.  -    Implement the High Performance Computing Initiative, 
  3347.  including a national network capable of bringing the benefits of 
  3348.  computing to every institution, household, and school in the nation.
  3349.  
  3350.       CSPP has established three CEO-level working groups to develop 
  3351.  specific plans that will improve the economic return on the national 
  3352.  R&D investment by:
  3353.  
  3354.  -    Improving the industry participation in the federal R&D 
  3355.  priority setting and the federal R&D budget review process;
  3356.  
  3357.  -    Increasing the degree and effectiveness of interaction between 
  3358.  industry and the federal laboratories; and
  3359.  
  3360.  -    By implement the High Performance Computing and 
  3361.  Communications Initiative.
  3362.  
  3363.       CSPP CEO's, chief technologists, and staff are actively working on 
  3364.  development of plans that address these three issues. Once 
  3365.  completed, we intend to make the results of these investigations 
  3366.  available to policy makers, including members of this Subcommittee.
  3367.  
  3368.  Improving the R&D Budget Review Process
  3369.  
  3370.       CSPP believes that the Administration and Congress must develop 
  3371.  a better sense of how its $76B investment is R&D is being spent. To 
  3372.  make the distribution of funds more understandable, we urge the 
  3373.  Congress and the Administration to develop a comprehensive 
  3374.  summary of the federal R&D budget - budget crosscuts - including 
  3375.  summaries of agency initiatives related to development of generic 
  3376.  technologies. We are pleased that OMB is providing budget 
  3377.  summaries in several key areas, including high performance 
  3378.  computing, the subject of this bill, and is considering the 
  3379.  development of similar information for other important research 
  3380.  areas such as materials.
  3381.  
  3382.       We believe that by providing industry perspectives, the 
  3383.  effectiveness and usefulness of these budget summaries can be 
  3384.  improved. Once such summaries are available, strategies can be more 
  3385.  easily developed with industry participation to bolster investments 
  3386.  in needed areas or to shift priorities where necessary. This should be 
  3387.  done on an ongoing basis. We understand that industry participation 
  3388.  in such activities may be problematic because of ethical, regulatory, 
  3389.  and legal impediments and have established a CEO-level working 
  3390.  group to identify these impediments and to develop 
  3391.  recommendations for advisory mechanisms that are consistent with 
  3392.  legal and other requirements and that provide the greatest 
  3393.  opportunity for industry participation.
  3394.  
  3395.  Increasing Interactions Between Industry and the National Labs
  3396.  
  3397.       The Federal government spends billions each year on R&D in 
  3398.  federal labs, three-fifths of which goes to defense programs. CSPP 
  3399.  believes that much of that R&D, properly focused, could be 
  3400.  substantially more useful to the computer industry than it is today. 
  3401.  We believe that the nation's return on the federal lab investment can 
  3402.  be enhanced by increasing private sector input into lab activities and 
  3403.  by shifting some labs' research priorities to include generic 
  3404.  technologies that have commercial potential. CSPP has established a 
  3405.  CEO-level working group to recommend ways to improve the federal 
  3406.  laboratories' contributions to the national R&D effort, including 
  3407.  developing funding mechanisms for joint industry-lab projects of 
  3408.  interest to the private sector; by identifying potential and current 
  3409.  laboratory research projects and areas that could benefit the 
  3410.  computer industry; and by identifying research areas that lend 
  3411.  themselves to budget crosscut analysis. The results of this analysis 
  3412.  and recommendations will be issued later this year.
  3413.  
  3414.  Implement the High Performance Computing and Communications 
  3415.  Initiative
  3416.  
  3417.       Finally, CSPP fully supports and recommends fully funding a 
  3418.  national high performance computing and communication R&D 
  3419.  program, including implementing, in conjunction with academia and 
  3420.  the private sector, a national research and education network. Thus 
  3421.  the CSPP strongly supports the goals of S. 272 as well as the 
  3422.  Administration's High Performance Computing and Communications 
  3423.  (HPCC) Initiative. We believe that these efforts are critical to provide 
  3424.  the research infrastructure required to maintain our nation's 
  3425.  leadership in basic research and to expand our capability to perform 
  3426.  the applied research which leads to commercialization of technology. 
  3427.  The CSPP believes that the IIPCC will be instrumental in achievement 
  3428.  of national education and work force training goals, an achievement 
  3429.  that will be important increasingly to the economic and social health 
  3430.  of our nation.
  3431.  
  3432.       CSPP will support this effort through a long-term project to 
  3433.  identify possible future applications of a network that will enhance 
  3434.  the quality of life and economic competitiveness of the nation. We 
  3435.  believe that computer and networking technology can help to solve 
  3436.  problems and to realize opportunities in U.S. homes, factories, 
  3437.  universities, workplaces, and classrooms. We have established a CEO 
  3438.  working group to identify innovative network applications, the 
  3439.  technological advances needed to accomplish them, and the best 
  3440.  ways to describe the applications benefits to the public.
  3441.  
  3442.       We are working, as well, to acquaint ourselves with the HPCC 
  3443.  budget crosscut and with specific agency plans for research and 
  3444.  development. Once we complete this survey, we will examine the 
  3445.  relevance to the computer industry of the research being conducted 
  3446.  as part of the initiative. Later this year, CSPP will provide 
  3447.  recommendations to improve federal spending under the initiative.
  3448.  
  3449.       Although we have not yet completed our analyses, CSPP believes 
  3450.  that creation of the NREN is an important first step toward realization 
  3451.  of what some have termed a national information infrastructure. This 
  3452.  national infrastructure would in effect constitute a very high 
  3453.  performance electronic highway that will address the needs of 
  3454.  business, schools, and individual citizens as well as institutions of 
  3455.  research and higher education. With 80 percent of the U.S. economy 
  3456.  classified broadly as services-related, the potential user base of such 
  3457.  a national infrastructure is immense. We believe that the existence of 
  3458.  such an infrastructure would allow the U.S. service economy, 
  3459.  including the education component, to operate significantly more 
  3460.  efficiently than today. We imagine that users of the national 
  3461.  information network will have access to immense digital libraries 
  3462.  and databases and that this access will transform both education and 
  3463.  commerce. We believe too that health care will be transformed by 
  3464.  the existence of a national digital information network. Vast 
  3465.  databases encompassing the basic biological sciences (molecular 
  3466.  biology, biochemistry, genetics) and applied medical applications 
  3467.  such as diagnostic and treatment data will be needed eventually to 
  3468.  improve both the quality and efficiency of the U.S. health care 
  3469.  delivery system.
  3470.  
  3471.       We recognize and applaud the pioneering role that this 
  3472.  subcommittee and its Chairman, Senator Gore, have played in long 
  3473.  recognizing the importance of the development of a national 
  3474.  information infrastructure, a research and education network, and an 
  3475.  effective high performance computing program. The achievement of 
  3476.  a true national information infrastructure is an undertaking of very 
  3477.  significant complexity. The interim achievement of development of 
  3478.  an NREN will allow solutions to be developed to important technical, 
  3479.  policy, economic, regulatory, and social problems, solutions that will 
  3480.  point the way toward a true national information infrastructure for 
  3481.  the nation.
  3482.  
  3483.  Specific Comments About S. 272
  3484.  
  3485.       In Section 5 of the bill, we especially applaud the provision for a 
  3486.  National High Performance Computing Plan and the establishment of 
  3487.  a High-Performance Computing Advisory Panel consisting of 
  3488.  prominent representatives from industry and academia. These 
  3489.  provisions are in keeping with both the spirit and substance of CSPP 
  3490.  findings to date and the CSPP stands ready to participate in such an 
  3491.  Advisory Panel as needed. We applaud as well the Section 5 
  3492.  provision requiring the Panel to provide the FCCSET with an 
  3493.  independent assessment of whether the research and development 
  3494.  funded under the High Performance Computing Plan is helping to 
  3495.  Maintain United States leadership in computing technology.
  3496.  
  3497.       In Section 6 of the bill, FCCSET is charged with development of the 
  3498.  "goals, strategy, and priorities" for an NREN. While we support this 
  3499.  provision as an important first step, we believe that some attention 
  3500.  should be given as the program progresses to issues which surround 
  3501.  development of a true national information infrastructure. For 
  3502.  example, agencies could be directed to perform analyses that would 
  3503.  identify impediments, regulatory or otherwise, toward achievement 
  3504.  of a true national information infrastructure and conduct other 
  3505.  studies or research that will lead to solutions to these impediments 
  3506.  as experience is gained in the development and operation of NREN. 
  3507.  Again, CSPP would welcome the opportunity to contribute to such 
  3508.  analyses and otherwise support the achievement of the goals of the 
  3509.  High Performance Computing Act of 1991.
  3510.  
  3511.  Conclusions
  3512.  
  3513.       CSPP recognizes that improving U.S. technology policy is a long-
  3514.  term process that cannot be addressed by any one organization, any 
  3515.  single set of recommendations, or any given piece of legislation. 
  3516.  Improvement of U.S. technology is, nonetheless, an essential process 
  3517.  that will require cooperative R&D investments and the partnership of 
  3518.  the private sector and the government. Improving U.S. technology 
  3519.  requires a long-term commitment and a series of changes by 
  3520.  industry and government over time. Whether as independent CEO's 
  3521.  or as an industry, the members of the CSPP are committed to and 
  3522.  will remain involved in this process. CSPP believes that the high 
  3523.  performance computing and communication program will constitute 
  3524.  an important cornerstone by improving the harvest of federal R&D 
  3525.  investments in computing and other pre-competitive technologies 
  3526.  and by enhancing the competitiveness of the U.S. in the increasingly 
  3527.  competitive global economy.
  3528.  
  3529.  
  3530.  Supercomputing Network: A Key to U.S. Competitiveness
  3531.  in Industries Based on Life-Sciences Excellence
  3532.  
  3533.  
  3534.  John S. Wold, Ph.D.
  3535.  Executive Director
  3536.  Lilly Research Laboratories
  3537.  Eli Lilly and Company
  3538.  
  3539.  
  3540.  Testimony
  3541.  
  3542.  U.S. Senate, Commerce, Science and Transportation Committee
  3543.  Science, Technology and Space Subcommittee
  3544.  
  3545.  
  3546.  March 5, 1991
  3547.  
  3548.  
  3549.  
  3550.  
  3551.  I am John S. Wold, an executive director of Lilly Research 
  3552.  Laboratories, the research-and-development division of Eli Lilly and 
  3553.  Company. Lilly is a global Corporation, based in Indianapolis, Indiana, 
  3554.  that applies advances in the life sciences, electronics, and materials 
  3555.  sciences to basic human needs -- health care and nutrition. We 
  3556.  compete in the pharmaceutical, medical-devices, diagnostic-products, 
  3557.  and animal health-products industries.
  3558.  
  3559.  My responsibilities at Lilly include the company's supercomputing 
  3560.  program. With me is my colleague, Dr. Riaz Abdulla -- whom you just 
  3561.  saw on videotape. Riaz manages this program on a day-to-day basis. 
  3562.  I'm indeed pleased to have this opportunity to present my 
  3563.  company's views about the importance of a national commitment to 
  3564.  supercomputing and to a supercomputing network.
  3565.  
  3566.  I'm sure that this subcommittee has heard -- and will hear much 
  3567.  more -- about the underlying technology required to support the 
  3568.  evolution of supercomputers and supercomputing networks. It's 
  3569.  important, I believe, that you share computing technologists' 
  3570.  excitement about their visions of supercomputing systems, 
  3571.  algorithms, and networks. But I believe it is just as important for you 
  3572.  to share the visions that motivate research-oriented institutions, like 
  3573.  Lilly, to invest in supercomputers and to encourage their scientists 
  3574.  and engineers to use these systems. It's important for you to hear 
  3575.  supercomputer users support S. 272.
  3576.  
  3577.  Today, I'll try to articulate two levels of aspirations we at Lilly have 
  3578.  for our supercomputing program:
  3579.  
  3580.  -    First, we believe that Lilly scientists will use these powerful 
  3581.  new research tools to address fundamental research questions. 
  3582.  Answers to these questions will help us develop more-selective, 
  3583.  more-specific drugs with greater efficacy and fewer side effects. 
  3584.  These new medicines will represent important new products for our 
  3585.  company and support high quality, cost-effective health care for tens 
  3586.  of millions of people.
  3587.  
  3588.  -    Second, we believe that Lilly scientists will use these powerful 
  3589.  new research tools to expand the range of fundamental questions 
  3590.  they can explore. They may even use these systems to devise 
  3591.  entirely new ways of conducting research programs that probe the 
  3592.  staggering complexity of the human body.
  3593.  
  3594.  In fact, supercomputing represents a revolution...a new wave...a 
  3595.  "paradigm shift" in the development of modern technology. In the 
  3596.  years ahead, scientists at Lilly and at other institutions will use this 
  3597.  extraordinary research tool to do things that we simply cannot 
  3598.  anticipate today. For instance, it's unlikely that pioneers of molecular 
  3599.  biology foresaw the applications of recombinant DNA technology that 
  3600.  have unfolded in the past I5 years or so.
  3601.  
  3602.  Let's move, however, from the general to the specific. I'd like to 
  3603.  discuss supercomputing in the context of one company's decision. 
  3604.  making.
  3605.  
  3606.  The investment by Eli Lilly and Company of millions of dollars in 
  3607.  supercomputing systems and training was a very basic business 
  3608.  decision. We believe that this technology will help us effectively 
  3609.  pursue our company's mission and meet its goals in. an ever-more 
  3610.  challenging environment. Today, I'll focus on our pharmaceutical 
  3611.  business. But many of the following points are also relevant to our 
  3612.  other businesses.
  3613.  
  3614.  Long-term success in the research-based pharmaceutical industry 
  3615.  depends on one factor: innovation. We must discover and develop 
  3616.  new products that address patients' unmet needs. We must discover 
  3617.  and develop cost-effective new products that offer economic benefits 
  3618.  to patients, payors, and society as a whole. Whenever possible, we 
  3619.  must market innovative new products before our competitors do.
  3620.  
  3621.  Innovation has never come easy in this industry. The diseases that 
  3622.  afflict our species represent some of the most daunting of all 
  3623.  scientific mysteries. Consequently, pharmaceutical R&D has 
  3624.  traditionally been a high-risk...complex... time-consuming...and costly 
  3625.  enterprise.
  3626.  
  3627.  How risky is pharmaceutical R&D? Scientists generally evaluate 
  3628.  thousands of compounds to identify one that is sufficiently promising 
  3629.  to merit development. Of every five drug candidates that begin 
  3630.  development, only one ultimately proves sufficiently safe and 
  3631.  effective to warrant marketing.
  3632.  
  3633.  The risk does not end there, however. A recent study by Professor 
  3634.  Henry Grabowski, of Duke University, showed that only 3 of 10 new 
  3635.  pharmaceutical products introduced in the United States during the 
  3636.  1970s actually generated any profits for the companies that 
  3637.  developed them.
  3638.  
  3639.  How complex is pharmaceutical R&D? Consider just some of the 
  3640.  hurdles involved in the evaluation of each potential pharmaceutical 
  3641.  product that enters the development process:
  3642.  
  3643.  - We must complete scores of laboratory tests that probe potential 
  3644.  safety and efficacy.
  3645.  
  3646.  - We must manage global clinical tests of safety and efficacy that 
  3647.  involve thousands of patients in a dozen or more countries.
  3648.  
  3649.  - We must formulate dosage forms of each product that best deliver 
  3650.  the active ingredients to patients.
  3651.  
  3652.  - We must develop high-quality, cost-effective, environmentally 
  3653.  sound manufacturing processes for compounds that are often very 
  3654.  complex chemical entities.
  3655.  
  3656.  - We must prepare mountains of research data for submission to 
  3657.  regulatory authorities in countries around the world. For instance, 
  3658.  one of our recent submissions to the U.S. Food and Drug 
  3659.  Administration involved 900,000 pages of data assembled in well 
  3660.  over 1,000 volumes.
  3661.  
  3662.  How time-consuming are these complex R&D programs? Let's go step 
  3663.  by step. It usually takes several years to establish a discovery-
  3664.  research program in which scientists begin to identify promising 
  3665.  compounds. It typically takes from 5 to 8 years for us to conduct all 
  3666.  the tests required to evaluate each drug candidate. Then it takes 
  3667.  another 3 to 4 years for regulatory authorities to consider a new 
  3668.  drug application and approve the marketing of the new product.
  3669.  
  3670.  Consider this example. The Lilly product Prozac represents an 
  3671.  important new treatment for patients suffering from major 
  3672.  depressive disorder. Although we introduced Prozac to the U.S. 
  3673.  medical community in 1988, this innovative product came from a 
  3674.  research program that began in the mid-l960s. The bottom line is 
  3675.  that discovery-research programs often take a total of two decades 
  3676.  or more to yield new products.
  3677.  
  3678.  How costly are these long, complicated R&D programs? Last year, a 
  3679.  Tufts University group estimated that the discovery and 
  3680.  development of a new pharmaceutical product during the l980s 
  3681.  required an investment of some $231 million in 1987 U.S. dollars.
  3682.  
  3683.  That number is increasing rapidly. One reason is the ever-more 
  3684.  meticulous safety testing of drug candidates in humans. In the mid-
  3685.  l970s, for instance, clinical trials of the Lilly oral antibiotic Ceclor 
  3686.  involved 1,400 patients. But recent clinical studies of our oral-
  3687.  antibiotic candidate Lorabid encompassed 10,000 patients. Clinical-
  3688.  trial costs constitute the largest portion of total drug-development 
  3689.  expenses -- and they have skyrocketed in recent years.
  3690.  
  3691.  At Lilly, we believe that it will take $400 million to develop each of 
  3692.  our current drug candidates. And those costs do not include the 
  3693.  expenses required to build manufacturing facilities -- expenses that 
  3694.  can climb well into nine figures for hard-to-manufacture products.
  3695.  Pharmaceutical R&D has become a "big science." The R&D programs 
  3696.  that yield new drugs need the same kinds of technical, management, 
  3697.  and financial commitment required to develop the most imposing 
  3698.  high technology products -- including supercomputers themselves.
  3699.  
  3700.  I want to mention another dimension of our business environment. 
  3701.  The research-based pharmaceutical industry is unusually 
  3702.  competitive and cosmopolitan. Historically, no single company has 
  3703.  held more than 5 percent of the global market. Based on sales, the 10 
  3704.  or 12 top-ranking companies are very tightly clustered, compared 
  3705.  with most industries. These companies are based in France, Germany, 
  3706.  Switzerland, and the United Kingdom, as well as in the United States.
  3707.  
  3708.  I would like to note that many of our competitors abroad are 
  3709.  mammoth technology-based corporations, such as Bayer, CIBA-
  3710.  GEIGY, Hoechst, Hoffman-La Roche, Imperial Chemical Industries, and 
  3711.  Sandoz. These are truly formidable firms with superb technical 
  3712.  resources. Their pharmaceutical operations represent relatively small 
  3713.  portions of their total sales. By contrast, U.S. pharmaceutical 
  3714.  companies are, for the most part, smaller companies that have 
  3715.  focused their resources on human-health-care innovation.
  3716.  
  3717.  In this competitive industry, the United States has an excellent 
  3718.  record of innovation. For instance, nearly half of the 60 new 
  3719.  medicines that won global acceptance between 1975 and 1986 were 
  3720.  discovered by U.S.-based scientists. In addition, the pharmaceutical 
  3721.  industry has consistently made positive contributions to this nation's 
  3722.  trade balance.
  3723.  
  3724.  Over the past half decade, however, the research-based 
  3725.  pharmaceutical industry has experienced major changes. The rapid 
  3726.  escalation of R&D costs has helped precipitate major structural 
  3727.  changes in a sector of the global economy where the United States is 
  3728.  an established leader. An unprecedented wave of mergers, 
  3729.  acquisitions, and joint ventures has led to fewer, larger competitors. 
  3730.  In several cases, foreign companies have assumed control of U.S. 
  3731.  firms.
  3732.  
  3733.  Competition in the research-based pharmaceutical industry will only 
  3734.  become more challenging during the 1990s and beyond. 
  3735.  Consequently, Lilly has evaluated many opportunities to reinforce its 
  3736.  capacity to innovate -- to reinforce its capacity to compete. 
  3737.  Supercomputing is a case in point:
  3738.  
  3739.  - We believe that these powerful systems will help our scientists 
  3740.  pursue innovation.
  3741.  - We believe that these systems will help us compete.
  3742.  
  3743.  Now, let's move from business to science. Scientists have long been 
  3744.  frustrated in their efforts to address the fundamental questions of 
  3745.  pharmaceutical R&D. Only recently have we been able to begin 
  3746.  probing these questions. We've begun to probe them not through 
  3747.  experimentation but through the computational science of molecular 
  3748.  modeling. Prominent among these scientific priorities are the 
  3749.  following:
  3750.  
  3751.        - The quantitative representation of interactions between drug 
  3752.  candidates and drug targets, especially receptors and enzymes
  3753.  
  3754.        - The process by which proteins -- huge molecules that are 
  3755.  fundamental to life -- are "folded" into distinct con- figurations 
  3756.  through natural biological processes
  3757.  
  3758.        - The properties that enable catalysts to facilitate essential 
  3759.  chemical reactions required to produce pharmaceutical products.
  3760.  
  3761.        Today, I'd like to discuss the first of these challenges.  I'll 
  3762.  concentrate on the interaction of drug candidates with receptors.
  3763.  
  3764.        As you know, normal biological processes -- the beating of the 
  3765.  heart, the clotting of blood, the processing of information by the 
  3766.  brain -- involve complex biochemical chain reactions, sometimes 
  3767.  referred to as "cascades."
  3768.  
  3769.        Let me give you an example.  During these chain reactions, 
  3770.  natural substances in the body cause certain substances in the body 
  3771.  to produce other molecules, which, in turn, cause either the next 
  3772.  biochemical step in the cascade or a specific response by an organ or 
  3773.  tissue -- a movement, a thought, the secretion of a hormone.
  3774.  
  3775.        Over the years, scientists have found that disease often occurs 
  3776.  when there is either too much or too little of a key molecule in one of 
  3777.  these biological cascades.  As a result, research groups are studying 
  3778.  these chain reactions, which are fundamental to life itself.
  3779.  
  3780.        The natural substances involved in these processes link with, or 
  3781.  bind to, large molecules, called receptors, which are located on the 
  3782.  surfaces of cells.  We often use this analogy:  a natural substance fits 
  3783.  into a receptor, much like a key fits into a lock.  Many scientists at 
  3784.  Lilly -- at all research-based pharmaceutical companies -- are 
  3785.  focusing their studies on receptors involved in a host of diseases, 
  3786.  ranging from depression and anxiety to heart attack and stroke. 
  3787.  Their goal is to better understand these locks and then to design and 
  3788.  to synthesize chemical keys that fit into them.
  3789.  
  3790.        In some cases, we want to design chemical agents that activate 
  3791.  the receptor and stimulate a biochemical event. Compounds called 
  3792.  agonists serve as keys that open the locks. In other cases, we want to 
  3793.  synthesize chemical agents that block the receptor and stop a natural 
  3794.  substance from binding to the receptor.  These compounds, called 
  3795.  antagonists, prevent the biological locks from working.
  3796.  
  3797.        Unfortunately, this drug-design process is fraught with problems. 
  3798.  Most importantly, receptors are not typical locks. They are complex 
  3799.  proteins composed of thousands of atoms. Moreover, they are in 
  3800.  constant, high-speed motion within the body's natural aqueous 
  3801.  environment.
  3802.  
  3803.        This brings us to one of the most promising applications of 
  3804.  supercomputing technology.  Mathematicians can formulate 
  3805.  equations that describe virtually anything we experience or
  3806.  imagine:  the soft-drink can on your desk or the motion of the liquid 
  3807.  in that can as you gently swirl it during a telephone conversation. 
  3808.  Each can be expressed in numbers.
  3809.  
  3810.        Of course, those examples are relatively simple.  But scientists 
  3811.  can also develop equations that describe the remarkable complexity 
  3812.  of meteorological phenomena...geological formations...and key 
  3813.  molecules involved in the body's natural processes.  In recent years, 
  3814.  they have developed mathematical models describing the realistic 
  3815.  motion -- the bending, rotation, and vibration -- of chemical bonds in 
  3816.  large molecules, such as receptors.  These models are emerging as 
  3817.  important tools for scientists probing how potential drug candidates 
  3818.  would likely affect the target receptors.
  3819.  
  3820.        These mathematical descriptions are based on equations 
  3821.  involving billions of numbers.  Conventional computers take days, 
  3822.  weeks, or even longer to perform related calculations. But 
  3823.  supercomputers do this work in fractions of a second.  A second 
  3824.  computer then translates the results into graphic representations on 
  3825.  a terminal screen.
  3826.  
  3827.        These graphic representations can serve as a new 
  3828.  communications medium -- and new "language" -- for scientists. 
  3829.  Teams of scientists can share the same visualized image of how a 
  3830.  specific chemical agent would likely affect the receptor in question. 
  3831.  They can quickly evaluate the probable effects of modifications in 
  3832.  the chemical.  They can generate entirely new ideas -- and analyze 
  3833.  them.  They can focus the painfully slow efforts required to 
  3834.  synthesize and test compounds on those agents that appear to have 
  3835.  genuine potential.
  3836.  
  3837.        Supercomputers enable scientists to see what no one else has 
  3838.  seen.  Historically, technical breakthroughs that have dramatically 
  3839.  expanded the range of human perception -- from early telescopes 
  3840.  and microscopes to modern cyclotrons and electron microscopes -- 
  3841.  have enabled the research community to make landmark discoveries, 
  3842.  develop revolutionary inventions, and pioneer new academic 
  3843.  disciplines.  We have every reason to believe that supercomputing 
  3844.  can do the same.
  3845.  
  3846.        Now, let's return to the Lilly experience.  Several years ago, the 
  3847.  interest in supercomputing began to grow at Lilly Research 
  3848.  Laboratories.  We considered a number of ways to evaluate this 
  3849.  research tool.  Obviously, supercomputers don't do anything by 
  3850.  themselves.  They would only be relevant to our mission and our 
  3851.  goals if Lilly scientists actively and creatively embraced them.  We 
  3852.  had to see whether our biologists, chemists, and pharmacologists 
  3853.  could really apply those graphic representations of receptors and 
  3854.  enzymes to real drug-discovery problems.
  3855.  
  3856.        In January 1988, we took the first step:  Lilly became an 
  3857.  industrial partner in the National Center for Supercomputing 
  3858.  Applications (NCSA) at the University of Illinois.  This opportunity to 
  3859.  learn about supercomputing afforded us by interacting with the 
  3860.  NCSA proved to be an essential element in our supercomputing 
  3861.  decision.  Many of our scientists were in- deed interested in learning 
  3862.  how to use supercomputers.  Many of them quickly began to apply 
  3863.  the systems to their work.
  3864.  
  3865.        In April 1990, our supercomputing program took a great step 
  3866.  forward with the installation of a Cray 2S-2/128 system at our 
  3867.  central laboratories in Indianapolis.  Lilly scientists are using the 
  3868.  system at a far greater rate than we expected.  In the meantime, 
  3869.  we've maintained our relationship with the NCSA to ensure 
  3870.  maximum support for our program and to keep abreast of new 
  3871.  developments in the field.
  3872.  
  3873.        Our experience to date suggests three interrelated advantages of 
  3874.  supercomputing that we believe will make Lilly even more 
  3875.  competitive in the years ahead.
  3876.  
  3877.        - We believe these systems will speed up the identification of 
  3878.  promising drug candidates.  Supercomputing will enable Lilly 
  3879.  scientists to design new drug candidates that they otherwise would 
  3880.  not have even considered.  Supercomputing may well cut days, 
  3881.  weeks, even months from the overall process required to identify 
  3882.  novel compounds.
  3883.  
  3884.        - We believe these systems will foster great collaboration among 
  3885.  scientists from various disciplines who are involved in 
  3886.  pharmaceutical R&D.  Productive research in our industry 
  3887.  increasingly depends on teamwork.  supercomputer-generated 
  3888.  graphic simulations help scientists with diverse academic training to 
  3889.  share the same vision of crucial data. Again, these visual images 
  3890.  become a common language for scientists with different academic 
  3891.  training.
  3892.  
  3893.        Moreover, supercomputing will make these multidisciplinary 
  3894.  research efforts more spontaneous, energetic, and intense.  In the 
  3895.  past, our research was a step-by-step process in which long periods 
  3896.  often separated the formulation of ideas from experiments required 
  3897.  to test those ideas. But supercomputing helps teams of scientists 
  3898.  integrate their ideas and tests into a dynamic, interactive process. 
  3899.  These systems facilitate the communication, creativity, and decision 
  3900.  making that are critical to productive R & D programs.
  3901.  
  3902.        - We believe these systems will encourage truly visionary 
  3903.  exploration.  A spirit of unfettered inquiry drives scientific progress. 
  3904.  In the past, however, scientists were unable to test many novel ideas 
  3905.  because they didn't have sufficient computing power.  Now, 
  3906.  supercomputers are motivating our scientists to ask "what if?" more 
  3907.  boldly than ever before -- and to help them quickly consider many 
  3908.  possible answers to their questions.
  3909.  
  3910.        It's especially interesting to watch scientists actually get familiar 
  3911.  with supercomputing.  As you know, good scientists are among the 
  3912.  most independent people in any society. They respect good theories. 
  3913.  But they demand empirical data to support the theories.  In six 
  3914.  months, I've seen some pretty tough-minded chemists move from 
  3915.  skepticism to genuine enthusiasm for these systems.  Moreover, we 
  3916.  clearly see that many of the very brightest young Ph.D.s coming out 
  3917.  of graduate school are very enthusiastic about this technology.  Our 
  3918.  supercomputing capabilities have become a recruiting magnet.
  3919.  
  3920.        I want to stress that supercomputing is only one of a number of 
  3921.  powerful new technologies that research-based pharmaceutical 
  3922.  companies are applying to their drug-discovery programs.  But it's a 
  3923.  very powerful scientific tool -- a tool that will become all the more 
  3924.  powerful with networking capabilities.
  3925.  
  3926.        - A supercomputer network will greatly facilitate the dynamic 
  3927.  collaboration among scientists at different locations -- often different 
  3928.  institutions.  Lilly scientists are working with research groups at 
  3929.  universities and high technology companies around the world.  A 
  3930.  national supercomputer network would greatly enhance the 
  3931.  effectiveness of joint efforts with our colleagues at the University of 
  3932.  Michigan or the University of Washington at Seattle, for example.
  3933.  
  3934.        - A supercomputer network will help us optimize scarce 
  3935.  scientific talent during a period when we're almost certain to 
  3936.  experience major shortfalls in the availability of Ph.D.- level 
  3937.  scientists.  I would go so far as to suggest that the visualization 
  3938.  capabilities of supercomputing may actually help attract more of the 
  3939.  best and the brightest into the sciences -- this at a time when key 
  3940.  industries in the U.S. economy desperately need such talent.
  3941.  
  3942.          Finally, I can't overemphasize that a supercomputing network 
  3943.  will help scientists ask questions whose answers they could never 
  3944.  seriously pursue before.  Tens of thousands of our best thinkers will 
  3945.  find applications for this technology that will totally outstrip any 
  3946.  predictions that we venture today.  Supercomputing represents a 
  3947.  revolution.  a new wave...a paradigm shift in the development of 
  3948.  modern technology.
  3949.  
  3950.        In conclusion, I want to stress two points.  We believe that 
  3951.  supercomputers and a national supercomputing network are 
  3952.  important to our company, to our industry, and to the medical 
  3953.  professionals and patients we serve.  We believe that super-
  3954.  computing will play a crucial role in many technology-based 
  3955.  industries and in the growth of national economies that depend on 
  3956.  these industries.  Again, we strongly recommend the enactment of S. 
  3957.  272.
  3958.  
  3959.        Thank you.
  3960.  
  3961.  
  3962.  
  3963.