Вычисления + Россия

Наши польские друзья.

От AlexA  29.11.2012

На вопросы BOINC.RU ответил Михаил Ярош (Michał Jarosz — капитан команды BOINC@Poland) (Польша, ноябрь 2012) (English version)

Привет, Михаил (Mchl)

Российским участникам распределенных вычислений было бы интересно получить побольше информации о своих польских коллегах-соперниках. Не могли бы Вы ответить на несколько моих вопросов?

Да, я с удовольствием отвечу на Ваши вопросы.

1. Насколько популярны распределенные вычисления в Польше?

К сожалению, не очень популярны. По нашим оценкам, не более 6-7% интернет-пользователей когда-либо участвовали в каких-либо волонтерских вычислительных проектах.

2. Вы капитан одной из сильнейших польских команд. Как Вы привлекаете людей в свою команду?

С самого начала у нас было три пути, чтобы привлечь людей.

Во-первых, наличие команды в каждом BOINC-проекте. Мы были первой польской командой, которая присутствовала во всех проектах BOINC (не считая команды под названием «Poland», которая также присутствовала везде, но не имела ничего общего в различных проектах). Таким образом, наши участники имеют чувство принадлежности к одной команде независимо от того, в каких проектах они хотят принять участие.

Второе, что мы сделали, это обеспечение высококачественными переводами информации, имеющейся в BOINC-проектах. В дальнейшем это привело к созданию собственной WiKi, которая, на сегодняшний день, является наиболее полным источником знаний, связанных с BOINC в Польше. В настоящее время мы предоставляем не только переводы, но и свои собственные статьи. Некоторые проекты используют наши переводы в локализованных версиях своих сайтов.

Последнее, но не менее важное, это наш форум. Он появился примерно через год после основания B@P, и сразу же стал координационным центром для нашего сообщества. С тех пор на нем зарегистрировалось более двух тысяч человек. Мы стараемся быть в форуме очень открытыми для любых новых пользователей. С одной стороны, мы стараемся быть вежливы и дружелюбны, предоставляя много возможностей для свободного обсуждения, с другой стороны мы гарантируем, что личные нападки и высказывания оскорбительного содержания будут быстро удалены. В результате, хотя у нас появляются время от времени некоторые горячие дискуссии, нашим модераторам не приходится использовать свои полномочия слишком часто. Насколько я могу судить, мы еще не заблокировали ни одного человека за какой-либо проступок (спамеры это отдельный разговор).

3. Вы пытаетесь что-то делать, чтобы способствовать развитию распределенных вычислений в вашей собственной стране?

За эти годы мы организовали несколько промо-акций. Мы расклеивали плакаты и распространяли листовки, писать письма в университеты и научно-исследовательские институты, делали видео для YouTube и писали статьи в прессе. Материалы различного типа. Нам удалось привлечь внимание общенациональной прессы и пару раз даже радио.

4. Есть ли у польских участников желание создать единую сборную Польши?

Да, такое желание всегда присутствовало среди польских кранчеров. Нам удалось сделать несколько слияний команд в прошлые годы. В настоящее время однако, кажется, что такой единой команды не будет создано в обозримом будущем.

5. Каковы ваши отношения с другими польскими командами? Например, ваш основной конкурент — «Polish National Team»? Вы общаетесь? Дискутируете? Ругаетесь?

Мы всегда старались быть очень уважительными по отношению к другим командам. Это привело к созданию, в целом, хорошей атмосферы и некоторому сотрудничеству. Наши отношения с «Polish National Team» несколько сложнее. Некоторые из основных членов PNT являются бывшими участниками B@P, которые по той или иной причине, решили, что B@P не является той командой, которую они хотели бы поддерживать. По ходу дела были сказаны некоторые излишне горькие слова с обеих сторон, и существует еще достаточный уровень враждебности между некоторыми отдельными членами обеих команд. Несмотря на все, что мы вели переговоры о слиянии обеих команд, но, в конце концов, достигли консенсуса, что это не реально и невыполнимо. Это похоже на попытку объединить команду Формулы 1 (PNT) с техническим университетом (B@P). Обе имеют дело с технологией, и даже университет имеет собственную спортивную команду, но цели обеих организаций, а также способы их достижения, просто слишком различны. Настолько, чтобы в их слиянии нет никакого смысла. В целом мы стараемся держать наши отношения нейтральными и ослаблять напряжение как можно скорее, так чтобы оно не возрастало. Это удается большую часть времени

6.Вы пытаетесь как-то управлять командой? Или каждый пользователь выбирает проекты, которые он хочет?

Вот уже несколько лет я пытаюсь поощрять членов команды к участию в принятии решений о достижении цели нашей команды. Будь то выбор нашего «Проекта месяца» или разработка нового дизайна для сайта, все это доводится до членов команды, предлагается обсудить и прийти к консенсусу, чтобы действовать совместно. Я также стараюсь делегировать другим членам команды, так много административных обязанностей, насколько это возможно. Будь то управление нашей командой в проектах, решение вопросов касающихся нашего сайта и хостинга, или просто сочинение нового приветствия для новых членов команды. Чем больше членов команды участвует, тем большее чувство коллективизма они получают, и, в результате, они становятся более ответственными и более привязанными к команде.

7. Нравится ли Вам принимать участие в Челленджах?

Мы приглашаем наших членов участвовать в конкретных проектах при соревнованиях или тогда, когда проекты заслуживают особого внимания по какой-то причине, но это не является обязательным. Есть люди, которым нравится принимать участие в таких действиях, и есть те, кто этого не делают. В целом, это, кажется, работает очень хорошо.

Я хорошо провел время отвечая на эти вопросы. Если вам нужно любое разъяснение, или у вас есть дополнительные вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться ко мне!

С наилучшими пожеланиями!

Mchl

Описание проекта Einstein@Home

Einstein@Home — проект добровольных вычислений на платформе BOINC по проверке гипотезы Эйнштейна о существовании гравитационных волн, которые были обнаружены 100 лет спустя (в сентябре 2015 года). В ходе выполнения проекта первоначальная цель была расширена: в настоящее время проект занимается также поиском пульсаров по данным радио- и гамма-телескопов. Проект стартовал в рамках Всемирного года физики 2005 и координируется Университетом Висконсина-Милуоки (Милуоки, США) и Институтом гравитационной физики им. Макса Планка (Ганновер, Германия), руководитель — Брюс Аллен. С целью проверки гипотезы проводится составление атласа гравитационных волн, излучаемых быстро вращающимися неосесимметричными нейтронными звездами (пульсарами), качающимися (англ. wobbling star), аккрецирующими (англ. accreting star) и пульсирующими звездами (англ. oscillating star). Данные для анализа поступают с Лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO) и GEO600. Кроме проверки общей теории относительности Эйнштейна и получения ответов на вопросы «Распространяются ли гравитационные волны со скоростью света?» и «Чем они отличаются от электромагнитных волн?», прямое обнаружение гравитационных волн будет также представлять собой важный новый астрономический инструмент (большинство нейтронных звезд не излучают в электромагнитном диапазоне и гравитационные детекторы способны привести к открытию целой серии ранее неизвестных нейтронных звезд). Наличие же экспериментальных доказательств отсутствия гравитационных волн известной амплитуды от известных источников поставит под сомнение саму общую теорию относительности и понимание сущности гравитации.

С марта 2009 года часть вычислительной мощности проекта используется для анализа данных, полученных консорциумом PALFA с радиотелескопа Обсерватории Аресибо (Пуэрто-Рико), на предмет поиска радиопульсаров в двойных звездных системах. В ходе анализа были обнаружены 2 новых ранее неизвестных радиопульсара — PSR J2007+2722 (2010) и PSR J1952+2630 (2011). Анализ данных радиотелескопа обсерватории Паркс (Австралия) позволил открыть в 2011—2012 годах 23 ранее неизвестных радиопульсара. При обработке новой порции данных, полученных Обсерваторией Аресибо в 2011—2012 гг. с использованием широкополосного спектрометра «Mock», в 2011—2015 годах открыты 28 новых радиопульсаров. Общее количество открытых радиопульсаров — 54. В 2013—2016 гг. в ходе анализа данных с гамма-телескопа GLAST были открыты 18 гамма-пульсаров. Сентябрь 2015 - первое в истории прямое обнаружение гравитационных волн. Добровольцы, чьи компьютеры участвовали в открытии пульсаров, получают от организаторов проекта памятный сертификат.

Стратегия поиска

Основной задачей расчетов является выделение полезного сигнала (интерференционной картины) из шума, который является следствием тепловых колебаний атомов в зеркалах, квантовой природы света, сейсмических движений земной коры или резонансных колебаний нитей, на которых подвешена оптика. Процесс обнаружения осложняется также влиянием вращения Земли вокруг Солнца и вокруг своей оси, в совокупности вызывающими сдвиг частоты сигнала из-за эффекта Доплера. При обработке данных выполняется согласованная фильтрация сигнала, требующая сопоставления зашумленного образца с эталонным, и производится сравнение десятичасовых отрезков наблюдений («сегментов» на интерферометре с теоретически предсказанной картиной, которую должны создавать гравитационные волны, идущие от вращающихся нейтронных звёзд, предположительно располагающихся на определенных участках небесной сферы. Подобные гравитационные волны являются непрерывными (англ. continuous-wave, CW), имеют постоянную амплитуду и являются квази-монохроматическими (имеют незначительное уменьшение частоты с течением времени). В ходе расчетов используется достаточно густая сетка (30 000 узлов), охватывающая все небо (предполагается, что пульсар может находиться в любой точке небесной сферы в узлах сетки), а также перебираются различные частоты и скорости их изменения (фактически производные от частоты).

При помощи оконного преобразования Фурье (англ. Short Fourier Transform, SFT) получасовые фрагменты данных с гравитационного телескопа разбиваются на набор из 2901 SFT-файла (каждый файл, обрабатываемый на машине пользователя, перекрывает частоту спектра в 0,8 Гц: 0,5 Гц полезных данных плюс боковые лепестки), что в совокупности покрывает диапазон частот от 50 до 1500,5 Гц. Помехи, создаваемые самим инструментом, по возможности удаляются (заменяются гауссовым белым шумом) по априорно известным линиям в спектре, специфичном для каждого из детекторов. В результате анализа на сервер проекта передается информация о возможных претендентах, выявленных в ходе вычислений с использованием критерия Фишера (шумы инструмента подчиняются нормальному распределению Гаусса, вычисленный критерий Фишера обладает распределением \chi^2 с четырьмя степенями свободы, а его параметр нецентрированности пропорционален квадрату амплитуды гравитационной волны). Выбранные претенденты отвечают неравенству 2F > 25 (при использовании преобразования Хафа требования к кандидатам могут быть ослаблены до 2F > 5{,}2). Описанная процедура выполняется для двух различных десятичасовых блоков данных, после чего производится сравнение результатов и отсев части их них, отличающихся более чем на 1 мГц по частоте и на 0,02 рад по позиции на небесной сфере. Затем результаты отправляются на сервер проекта для постобработки, которая заключается в проверке того, что для большинства наборов данных должны быть получены совпадающие результаты (при этом в некоторых случаях возможно обнаружение ложных кандидатов в пульсары из-за наличия шумов). Постобработка результатов выполняется на вычислительном кластере Atlas, расположенном в Институте имени Альберта Эйнштейна в Ганновере и содержащем 6720 процессорных ядер Xeon QC 32xx 2,4 ГГц (пиковая производительность — 52 терафлопс, реальная — 32,8 терафлопс).

Подобным образом могут быть проанализированы не только данные гравитационных детекторов, но и наблюдения в радио-, рентгеновском и гамма-диапазоне с обнаружением пульсаров соответствующих типов.

Эксперименты BRP4, BRP4G, BRP5 (завершены)/BRP6 (PMPS XT) (активен)

21 июля 2011 года стартовал новый эксперимент (BRP4) для обработки свежей порции данных обсерватории Аресибо. Данные получены с использованием нового широкополосного спектрометра Jeff Mock (ширина принимаемого диапазона — 300 МГц, 1024 канала), названного по имени его создателя. При обработке заданий возможно использование технологии CUDA. В настоящее время в ходе обработки данных эксперимента открыты 24 и переоткрыты несколько десятков уже известных радиопульсаров. В 2013 году стартовал эксперимент BRP5, целью которого является подробное исследование рукава Персея на предмет поиска радиопульсаров. В феврале 2015 года стартовал эксперимент BRP6 (PMPS XT), целью которого является расширение области поиска радиопульсаров в сторону больших частот вращения.

Применение распределенных вычислений в астрономии

В настоящее время астрономия активно развивается не только благодаря использованию

прямых наблюдений в разных диапазонах электромагнитного спектра. Многие объекты и процессы непосредственно зафиксировать бывает довольно затруднительно. Поэтому используются различные методы косвенного обнаружения и исследования на основании имеющихся данных. И тут без анализа больших объёмов информации не обойтись. В таких случаях на помощь приходят распределённые вычисления, суть которых состоит в том, что объёмная вычислительная задача делится на множество небольших заданий, которые раздаются на компьютеры пользователей через интернет, вычисления производятся локально, после чего готовые результаты отправляются обратно на сервер научного центра.

История применения распределённых вычислений в области астрономии начинается с 17

мая 1999 года, когда был запущен знаменитый проект SETI@Home, который занимается поиском сигналов внеземных цивилизаций. Основатели проекта – Д. Геди и К. Кэснов из лаборатории космических исследований Калифорнийского университета в Беркли. На радиотелескопе обсерватории Аресибо (Пуэрто-Рико) записывается космический шум. Любой пользователь, подключенный к сети интернет, может установить на свой компьютер программу-клиент для проекта SETI@Home. Эта программа скачивает через интернет с серверов проекта небольшую порцию данных, записанных с радиотелескопа, и в течение нескольких часов обрабатывает их. Обработка заключается в попытке выделить из космического (и техногенного) шума сигналы, возможно принадлежащие внеземным цивилизациям.

Следующим большим шагом в истории развития распределённых вычислений стал момент, когда разработчики из того же самого университета

Беркли решили создать для своего проекта SETI@Home программную платформу BOINC. А после появления универсальной версии этой платформы, вслед за SETI@Home на её основе возникло множество проектов распределённых вычислений из различных областей науки. Да и сам проект SETI@Home за несколько лет значительно видоизменился. Постоянно совершенствуется и оптимизируется счётный модуль. Основная работа по совершенствованию счётного модуля велась в направлении, чтобы счётный модуль смог игнорировать помехи и сигналы земного происхождения.

В 2008 году помимо основного приложения, которое анализирует данные в диапазоне частоты 1420 МГц, было запущено ещё и новое, дополнительное приложение Astropulse, которое в рамках этого же проекта изучает данные в значительно более широком диапазоне частот. До середины 2011 года проект SETI@Home анализировал данные, просто записанные радиотелескопом с различных участков неба. Однако с середины 2011 года проект начал исследовать звёздные системы, где были открыты экзопланеты.

Для исследований были выбраны 86 планет, ранее обнаруженных космическим телескопом Kepler. Из множества открытых экзопланет, для исследований были отобраны именно те 86, температура поверхности которых от 0 до 100 градусов, т.е.

подразумевает наличие воды в жидкой фазе. Таким образом, поиски в SETI@Home стали более целенаправленными.

Наконец, в проекте SETI@Home, помимо счётных приложений для центрального процессора, были созданы и запущены в работу приложения, использующие для счёта графические процессоры видеокарт NVidia и ATI. У современных видеокарт имеются десятки и даже сотни графических процессоров и разработаны библиотеки (CUDA, OpenCL), позволяющие задействовать их не для обработки графических изображений, а для параллельных математических вычислений. Приложения для видеокарт в проекте распределённых вычислений SETI@Home предоставляют возможность в десятки раз ускорить выполнение задания по анализу сигнала, записанного с радиотелескопа.

До сих пор в мире проект SETI@Home остаётся одним из самых популярных среди всех (не только астрономических) проектов добровольных распределённых вычислений. К концу июня 2014 года в проекте приняло участие свыше 1,4 миллиона человек со всего мира, было подключено свыше 3,6 миллионов компьютеров. В начале 2012 года, после того, как полгода производился анализ сигналов из звёздных систем, где есть экзопланеты, было обнаружено несколько подозрительных сигналов, однако пока нет точной уверенности, что они произведены именно внеземным разумом, а не являются земными помехами. Телескоп Kepler открывает по многу экзопланет в день, поэтому вероятность обнаружения внеземных цивилизаций все же пока остается весьма низкой.

Но рассмотрим и другие проекты распределённых вычислений, ведущие исследования

в области астрономии. Вторым по популярности среди пользователей является проект Einstein@Home (см. рисунок в начале статьи). Этот проект был запущен в 2005 году. Проект координируется Университетом Висконсина-Милуоки (Милуоки, США) и Институтом гравитационной физики имени Макса Планка (Ганновер, Германия). В проекте поставлено несколько задач. Ведётся обработка данных, поступающих сразу из нескольких обсерваторий. Данные, идущие с двух интерферометров обсерватории LIGO (Лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории) и интерферометра GEO600 анализируются проектом с целью проверки гипотезы Эйнштейна о существовании гравитационных волн. С 2009 года в рамках проекта начался поиск радиопульсаров. Для решения этой задачи анализируются данные, полученные с радиотелескопа обсерватории Аресибо (Пуэрто-Рико) и радиотелескопа обсерватории Паркс, которая находится в Австралии. Открывшему пульсар в Einstein@Home высылается именной сертификат в рамочке от руководителя проекта Брюса Аллена. К настоящему времени (август 2017 года) проектом обнаружено 54 новых радиопульсаров (1 в 2010 году, 15 в 2011, 30 в 2012, 1 в 2013, 1 в 2014 и 5 в 2015 году).

Также в рамках этого проекта производится поиск гамма-пульсаров, для чего анализируются данные, полученные в гамма-обсерватории Fermi. При анализе данных с гамма-телескопа GLAST за 4 прошедших года были открыты 18 гамма-пульсаров.

Две другие активные задачи этого проекта в настоящее время являются поиск гравитационных волн от направления, соответствующего сверхновой Кассиопея A и подробное исследование рукава Персея на предмет поиска радиопульсаров. Прочитать подробнее о проекте и ознакомиться с его открытиями Вы можете на странице

http://ru.wikipedia.org/wiki/Einstein@Home.

Совсем недавно, летом 2012 года, в Международном центре радиоастрономических

исследований (The International Centre for Radio Astronomy Research) стартовал новый проект the SkyNet POGS. Цель этого проекта – создать многоволновый атлас ближайшей Вселенной в ультрафиолетовом, оптическом и инфракрасном диапазонах. Для этого на компьютерах добровольцев обрабатываются данные, полученные с трёх разных телескопов (GALEX – орбитальный космический телескоп, работающий в ультрафиолетовом диапазоне; система оптических телескопов PanSTARRS1; инфракрасный космический телескоп WISE). Проектом изучаются такие физические параметры, как звёздная масса галактик, поглощение излучения пылью, масса пылевой компоненты, скорость образования звёзд. Адрес, который нужно ввести в BOINC для подключения к проекту the SkyNet POGS следующий: http://pogs.theskynet.org/pogs/ Также интересно отметить, что программа-планетарий Stellarium может показать пользователю все галактики, которые были обработаны на его компьютерах.

Также недавно теми же разработчиками, что и theSkyNet POGS, был запущен новый проект theSkyNet Sourcefinder https://sourcefinder.theskynet.org/duchamp/ . Он занимается моделированием поиска расположения радиоисточников в определённом заданном кубе

данных. Пока проект находится в стадии тестирования (на смоделированных данных

тестируется счётное приложение), но в будущем этот проект будет вести уже анализ реальных полученных данных. Однако этот проект для расчётов помимо BOINC использует ещё и виртуальную машину Oracle VirtualBOX, а, следовательно, очень требователен к оперативной памяти компьютера и потребляет большой Интернет-трафик.

Также недавно был запущен новый проект Asteroids@Home. Его цель – определение формы, параметров вращения и направление оси вращения астероидов по данным фотометрических наблюдений. Проект обрабатывает данные из Центра малых планет (MPC). Уже получены первые научные результаты, которые опубликованы на странице проектаhttp://asteroidsathome.net/scientific_results.html. Чтобы присоединиться к проекту Asteroids@home, в BOINC нужно ввести адрес: http://asteroidsathome.net/boinc/ .

В начале января 2014 года в проектеAsteroids@Home помимо счётного приложения для

центрального процессора было выпущено счётное приложение, которое не использует центральный процессор, а считает только на видеокартах NVidia.

Это приложение во много раз позволяет ускорить время расчёта одного задания.

Помимо основных проектов распределённых вычислений есть также вспомогательные, тестовые проекты. Это два проекта – SETI@Home Beta (адрес для подключения: http://setiweb.ssl.berkeley.edu/beta/) и Albert@Home (адрес для подключения: http://albert.phys.uwm.edu/). Они не занимаются научными расчётами, а ведут расчёты только для теста новых программных счётных модулей, недавно разработанных. Соответственно, SETI@Home Beta тестирует новые счётные модули для основного проекта SETI@Home, а проект Albert@Home занимается тестом новых счётных модулей для проекта Einstein@Home. Однако участие пользователей в этих двух проектах также очень важно и интересно. Ведь чем быстрее будут протестированы и отлажены новые счётные модули в тестовом проекте, тем быстрее они будут выпущены в основной проект, и тем быстрее он будет продвигаться. Поэтому сейчас присоединиться к счёту проектов SETI@Home Beta и особенно Albert@Home может быть также интересно для многих пользователей, желающих внести вклад в развитие астрономии с помощью распределённых вычислений. Также из области астрономии существует проект Orbit@home, который изучает траектории движения всех малых тел, проходящих рядом с Землёй. В 2008 году проектом смоделировано падение астероида 2008 TC3 на теневую сторону Земли. Однако в настоящее время проект временно приостановлен. Но его в ближайшем будущем всё же планируют запустить снова. Следите за новостями на сайте проекта http://orbit.psi.edu/ и сайтах статистики распределённых вычислений (например,http://boincstats.com/ ), когда он будет снова запущен и какой будет его новый адрес.

Принять участие в проектах распределённых вычислений может каждый. Для этого достаточно иметь современный компьютер и постоянное подключение к Интернету (желательно по безлимитному тарифу, поскольку, например, проекты Albert@Home и Einstein@Home потребляют достаточно большой трафик для загрузки данных для

анализа). На компьютер нужно установить программную оболочку BOINC, которую можно загрузить с официального сайта по ссылке

http://solidstate.karelia.ru/~yura/pyldin/yura/ekrans2/boinc... приведена иллюстрация процесса установки программы BOINC, она достаточно проста и сложностей не вызывает. После подключения к проекту можно зайти в созданный аккаунт на его сайте и выбрать настройки, такие, как например, получать ли задания для видеокарты или только для

центрального процессора и другие.

Помимо астрономических проектов можно также подключить в BOINC и поддержать несколько отечественных российских проектов, ведущих исследования в других областях науки, например: Acoustics@home http://www.acousticsathome.ru/boinc/ - проект для решения обратных задач в подводной акустике. SAT@home http://sat.isa.ru/pdsat/ - различные задачи в области математики. XANSONS for COD http://xansons4cod.com/xansons4cod/ - проект из области материаловедения. Все заинтересовавшиеся могут получить ответы и поддержку на многих русскоязычных сайтах и форумах, посвящённых распределённым вычислениям. Основная мотивация к участию в проектах распределённых вычислений – это помощь науке, стремление принять участие в научных исследованиях, тем более что в данном случае от пользователя практически ничего не требуется (задания на компьютере выполняются в фоновом режиме на низком приоритете и поэтому незаметно для пользователя). Кому-то может быть будет даже интересно посоревноваться в количестве выполненных заданий с другими участниками или командами. Но основное – это привлечь практически неиспользуемый во время набора текста или использования интернета процессор и видеокарту на решение многих интересных научных задач в области астрономии.

World Community Grid: сеть распределенных вычислений

Задумывались ли Вы когда-нибудь о том, как Вы можете внести свой персональный вклад в борьбу с онкологическими заболеваниями, СПИДом или малярией?

Корпорация IBM предоставляет Grid-технологии для проведения глобальных исследовательских проектов!

World Community Grid

World Community Grid – это глобальное сообщество пользователей ПК, которые предоставляют неиспользуемое время своих вычислительных систем для реализации глобальных исследовательских инициатив (борьбе со СПИдом и онкологическими заболеваниями, моделированию и прогнозированию природных явлений и др.).

Т.е. grid-вычисления – это технология, сводящая вычислительные ресурсы тысяч и миллионов отдельных компьютеров в гигантскую единую «виртуальную» систему с огромной вычислительной мощью.

Глобальный гуманитарный проект World Community Grid запущен IBM в 2004 году при поддержке крупнейших исследовательских центров мира. ИТ-ресурсы World Community Grid позволяют проанализировать за один день такое количество данных, обработка которых на обычном компьютере заняла бы около 130 лет.

На сегодняшний день по всему миру в сети WCG насчитывается 604 494 пользователей, задействовавших 2 175 094 ПК. Общее время вычислений – 661 296 лет.

Для участия в проектах достаточно зарегистрироваться на сайте и загрузить бесплатную программу.

В инфраструктуру World Community Grid могут быть подключены компьютеры, работающие на ОС Windows, Mac и Linux.

После регистрации участник выбирает проект, для которого он хочет предоставить свои компьютерные ресурсы. Проекты отбираются независимым Экспертным советом, в который входят ведущие ученые разных стран.

Присоединившись к сети, пользователь получает на свой компьютер отдельное вычислительное задание (проект разделяется специалистами IBM на миллионы подзадач). Выполнив задание, ПК передает результаты вычислений на сервер и получает новое задание. Вычисления выполняются лишь тогда, когда компьютер не задействован (таким образом участие в проекте не мешает выполнению основных задач). Результаты вычислений, отправленные на сервер, автоматически соединяются с результатами других заданий, и формируют общий результат.

Ниже описание нескольких проектов, в которых можно принять участие.

Computing for clean water/ Вычисления ради чистой воды

Цель проекта заключается в исследовании молекулярных механизмов прохождения воды через углеродные нанотрубки, которые могут стать недорогой и эффективной заменой «начинки» современных фильтров для очистки воды.

Во всем мире более 1,2 млрд. людей не имеют доступа к чистой питьевой воде, а 2,6 млрд. не имеют в жилищах канализации. В результате этих проблем ежегодно расстаются с жизнью миллионы людей. Проблема усугубляется относительной дороговизной технологий фильтрации загрязненной воды, особенно для социально незащищенных слоев населения. Опреснение морской воды — еще менее доступная вещь, хотя потенциально способная решить проблему с питьевой водой во многих регионах.

На мощностях WCG планируется провести всестороннее молекулярное моделирование динамики движения и взаимодействия молекул воды с нанотрубками.

Компьютерное моделирование поможет, в частности, внести ясность в вопрос о необычном поведении молекул воды при контакте с нанотрубками, когда вода начинает вести себя как лед. Разобравшись с этой проблемой, можно добиться минимального сопротивления молекул воды при прохождении через нанотрубки и другие нанопористые материалы, и, таким образом, — увеличить скорость очистки воды.

Discovering Dengue Drugs – Together/ Поиск лекарств от лихорадки

Проект призван обнаружить потенциальные лекарственные соединения, которые блокируют размножение в организме человека вирусов семейства Flaviviridae. К ним относятся вирусы, вызывающие такие опасные заболевания, как лихорадка Денге, желтая лихорадка, лихорадка Западного Нила, гепатит С и пр.

Около 40% населения Земли проживают в регионах, где высока вероятность заразиться одним из перечисленных вирусов. К сожалению, эффективных препаратов для лечения этих заболеваний не существует, а паллиативная терапия обходится слишком дорого и при этом способна лишь ненамного снизить показатели летальности среди больных.

В рамках проекта Discovering Dengue Drugs – Together ученые делают ставку на поиск ингибиторов вирусной протеазы NS3.

В августе 2009 года закончилась первая фаза проекта. Вычисления проводились с помощью специализированной программы для молекулярного докинга – AutoDock, разработанной доктором Олсоном и его сотрудниками из Научно-исследовательского института Скриппса.

В ходе вычислений было произведено моделирование взаимодействия с протеазой NS3 около 3 млн потенциально эффективных малых молекул, из которых было отобрано несколько тысяч самых перспективных. Но, к сожалению, 90-95% соединений оказались неэффективными в лабораторных условиях.

На второй фазе проекта Discovering Dengue Drugs – Together планируется отсеять ложноположительные соединения, найденные в первой фазе, с помощью еще одной программы для молекулярного докинга – CHARMM, разработанной Мартином Карплюсом и его сотрудниками в Гарварде.

Help Conquer Cancer

Миссия проекта заключается в том, чтобы улучшить результаты исследований белков методом рентгеновской кристаллографии (X-ray Crystallography), что поможет исследователям понять, как образуется рак, как он развивается, и как на него можно повлиять.

Для того чтобы существенным образом повлиять на понимание рака и на его лечение, нужно не только открыть новые терапевтические подходы, нацеленные на исследование метастаз (процесс распространения рака на другие органы тела), но и найти некие маркеры или структурные метки, с помощью которых можно было бы провести раннюю диагностику.

Во время изучения многих форм рака, исследователи смогли сделать несколько открытий, имея ограниченное представление об участвующих в образовании рака белках. Но для того, чтобы глубже понять и найти более эффективные способы лечения, необходимо исследовать все вовлеченные в процесс белки, их структуру и функции.

С помощью рентгеновской кристаллографии исследователи смогут получить более точные данные о структуре этих белков. Это должно привести к более глубокому пониманию функций ракообразующих белков, и позволит найти потенциальные лекарства от смертельной болезни.

В проекте обрабатывается более 105 млн. изображений.

С подробной информацией по всем проектам можно познакомиться на сайте World Community Grid.

Глобальное сотрудничество и партнерство

IBM ставит задачу расширения сети World Community Grid путем привлечения новых участников из разных стран.

В России на данный момент насчитывается 3 603 участника, задействовавших 21 717 компьютеров. Общее время вычислений – 5 656 лет.

Помимо новых участников IBM ищет исследовательские проекты из России для предоставления grid-технологий.

Предпочтение отдается проектам, связанным с изучением и охраной окружающей среды. Это может быть моделирование стихийных явлений, природных катастроф, изменений климата, оценка запасов природных ресурсов, охрана и восстановление ландшафтов и т.д. Критерии для отбора проектов – научная значимость, глобальный характер проблемы и возможность разделить задачу на множество подзадач.

Исследователи, заинтересованные в использовании ресурсов WCG для выполнения своих проектов, могут получить консультацию по адресу: info@ru.ibm.com. Заявки на участие в проекте оформляются на сайте World Community Grid.

По самым скромным оценкам проектам в среднем необходимо 184 тысячи лет процессорного времени, а если брать по максимуму – в 10-100 раз больше.

Но сколько бы в итоге ни понадобилось вычислительных ресурсов, можно с уверенностью сказать — не поставлена еще такая задача, с которой бы не справилась многомиллионная добровольческая армия владельцев персональных компьютеров, жертвующих свои кровные гигагерцы и киловатты во имя науки :)

Желаете поучаствовать? Тогда подключайтесь к World Community Grid, чтобы сделать мир чуточку лучше!

http://www.boinc.ru

http://forum.boinc.ru/default.aspx?g=mytopics

http://boinc.berkeley.edu/download.php

http://www.boinc.ru/doc/boinc/boinc_setup.htm