W60 01251
Спасая мир: распределенные вычисления
Знаете ли вы, что неиспользуемые ресурсы вашего компьютера могут помочь в решении глобальных научных проблем?
W440x0 01253

Если большую часть времени ваш Mac занимается тем, что показывает вам различные сайты, значит, он не загружен на полную мощность. Знаете ли вы, что неиспользуемые ресурсы вашего компьютера могут помочь в решении глобальных научных проблем?

C миру по байту


Известно, что компьютер может использоваться не только для «шутеров», работы в Photoshop и чтения RSS-ленты, но и для сложных вычислений, которые невозможно выполнить другим образом. Однако в бытовых условиях обычный компьютер «трудится» не более, чем на половину от своей мощности: Core 2 Quad, используемый только для выхода в интернет и просмотра сериалов — не такая уж редкость. Сколько мощности пропадает зря!

Рассуждая похожим образом, ученые пришли к выводу, что нерасходуемые ресурсы можно направить «в мирное русло» — на решение полезных научных задач: например, ваш Maс может помочь найти лекарство от заболеваний, которые вызваны ошибками в сворачивании белков и считаются на данный момент неизлечимыми.

Конечно, мощности одного десктопа не хватит на то, чтобы решить эту задачу более-менее быстро: для просчета всех возможных комбинаций белков в ДНК даже самому мощному Mac потребуются сотни лет.

Сразу вспоминается анекдот про черепашек:

—Скажите, а почему у вас одна черепашка стоит сто, а другая — триста рублей?
—Просто эта черепашка будет радовать вас всего сто лет, а другая — целых триста!

Грех не подумать — а какая разница, зачем стараться и копить, по копейке собирая на дорогую черепашку, если даже времена ее зрелости мы все равно не застанем? Поэтому предоставлять решение таких трудоемких задач одному компьютеру —бесперспективно. Однако уже тысяча компьютеров, объединенных в сеть, сможет показать приемлемые результаты скорости вычислений и сравнится по мощности с суперкомпьютером. Быстрое решение важных задач — неотъемлемая часть прогресса науки и техники.

Идея о такой совместной работе над сверхзадачами была успешно претворена в жизнь и получила название «Распределенные вычисления». Однако идее мало просто родиться на уровне научных институтов и организаций — для того, чтобы она заработала, нужно не просто понимание того, что «да, это полезно», но еще и зарождение сакрального «хочу» в голове у каждого конкретного пользователя — силой вычислять никто никого не заставит.

Впрочем, заставлять никого не пришлось, и мало-помалу распределенные вычисления стали очень популярны: сейчас количество компьютеров, помогающих спасти мир, исчисляется миллионами.

Если кратко описать структуру распределенных вычислений, то это будет выглядеть так.

Компьютеры пользователей со всего мира объединяются в сеть посредством интернета и специального программного обеспечения для решения общей трудоемкой задачи. Как правило, глобальные задачи определяются учеными из различных научных институтов и строго сегментированы, то есть состоят из множества частей, которые распределяются между участниками проекта. Каждый компьютер получает свою часть задачи, решает ее, отправляет результат обратно и получает новый сегмент для дальнейшей обработки. В принципе, компьютер — наименование довольно условное, так как «вычислять» можно даже на iPhone, если тот подключен к сети Интернет.

Распределенные вычисления — сугубо благотворительный и добровольный проект. Несмотря на то, что вашему компьютеру присваивается идентификационный номер, в случае если решение целевой задачи выпало на него, никто не гарантирует вам имени на доске почета и миллиона долларов на личный счет. «Вычислителям» просто приятно делать общее дело, оказывать посильную помощь науке, соревноваться и общаться с друг другом (в Сети существует множество специализированных сообществ-стахановцев, выполняющих и перевыполняющих план по решению задач в сутки).

Несмотря на то, что первые серьезные разговоры о распределенных вычислениях стали слышны только в девяностых годах прошлого века, а все работающие проекты — дети годов двухтысячных, кое-какие проекты распределенных вычислений уже завершились: так, благодаря проекту «Геном человека» (Genome@home) стали известны аминокислотные последовательности всех белков в человеческом организме.

Mac — в помощь


Что же конкретно можно вычислять, и какие типы решаемых задач существуют? Прежде всего, это задачи, связанные с моделированием и анализом различных ситуаций. Для наглядности Macster представляет вам краткий обзор наиболее популярных на сегодняшний день проектов (далеко не всех, конечно же) и дает советы по началу работы с ними.

Общие принципы начала работы с любым из проектов просты: зайти на сайт проекта, скачать приложение, запустить и настроить его, если нужно. Приложение будет работать в фоновом режиме с низкой приоритетностью, то есть будет расходовать ресурсы только тогда, когда компьютер не загружен другой работой. Останавливать и возобновлять научную деятельность вы сможете по своему желанию.

Folding@home

Проект запущен в октябре 2001 года учеными Стэнфордского университета для симуляции свертывания молекул белка. Изучение закономерностей свертывания белков поможет понять причины возникновения болезней, вызванных дефектами белков. Например, болезни Паркинсона и Альцгеймера, а также диабет второго типа (инсулинонезависимый), могут быть окончательно побеждены в случае успешного завершения проекта.

Зайдите на сайт проекта, скачайте клиент для вашей версии Mac OS. После установки программы, ее нужно запустить. Управлять клиентом можно через системные настройки, где вкладка проекта появится после установки. Введите имя пользователя и название команды (команду можно выбрать самому, в сети довольно много активных организованных групп), если хотите отслеживать свои результаты. Впрочем, данные можно и не вводить — вы сможете работать, как anonуmous. Никаких видимых признаков работы программы не будет, она не отобразится в доке, а за ее состоянием можно будет наблюдать через ActivityMonitor.

Мониторинг системы

Системные настройки

Отключить процесс можно через «Системные настройки» или через ActivityMonitior.

Rosetta@home

Проект направлен на трехмерное моделирование белков. Работа проводится для того, чтобы в будущем стало возможно создавать новые типы белков, которых на данный момент не существует, но которые могли бы помочь справиться со многими неизлечимыми заболеваниями.

«Розетта» работает немного иначе, но начинается все точно так же: зайдите на сайт проекта и скачайте программу под названием «Boinc». Запустите инсталлер и следуйте инструкции по установке. Клиент «Boinc» позволяет работать не только с этим проектом, но и с множеством других, поэтому нужно выбрать тот, с которым вы собираетесь работать. Мы условились, что это «Розетта», но вы можете подобрать то, что вам по душе. Вам будет предложено зарегистрироваться, ввести свою почту и придумать пароль, затем вы сможете перейти на сайт проекта, чтобы выбрать нужные настройки и присоединиться к команде. Хотя можете и не переходить, и не присоединяться — это вовсе не обязательно. Сам клиент также позволит выставить несколько настроек: желаемое время работы и лимит поглощаемых ресурсов. Если вы нажмете на кнопочку «Advanced View», то сможете просмотреть состояние работы над вычислениями. «Boinc» будет сидеть в доке, поэтому управлять его работой проще.

BOINC Manager

BOINC Manager - Preferences

BOINC Manager - localhost

При помощи этого клиента работает еще несколько интересных и, я думаю, полезных проектов:

  • SETI@home — очень крупный и популярный проект Калифорнийского университета, занимающийся расшифровкой сигналов от радиотелескопов. Телескопы пытаются принять узкополосные радиосигналы из космоса, чтобы доказать существование внеземных цивилизаций и, возможно, вступить с ними в контакт.
  • FightAIDS@Home — проект, занимающийся поиском лекарства от СПИДа.
  • Influenza Antiviral Drug Search — проект 2009 года по поиску химических соединений, способных побороть грипп.

Помощь науке — дело, бесспорно, благородное, но есть и одно «но»: при использовании клиентов для вычислений «макбуки» сильно греются и протестуют — шумят. Впрочем, заядлых «вычислителей» это мало останавливает. Как не останавливает их и то, что далеко не все проекты заканчиваются научным открытием. Так в 2007 году был завершен проект по поиску лекарства от рака: лекарство не нашли.

комментировать Комментарии 0

Будьте первыми, кто прокомментирует эту статью!

Ваш комментарий
Авторизуйтесь чтобы можно было оставлять комментарии.