Obliczenia rozproszone
Transkrypt
Obliczenia rozproszone
Obliczenia rozproszone Komputery zdominowały nasze życie, podłączone do sieci internetowej wykorzystujemy je na co dzień w pracy i w domu. Większość użytkowników nie wyłącza komputera podczas krótkich przerw, a niektórzy z nas pozostawiają maszyny włączone przez noc, aby pobierać z sieci aplikacje i różne pliki multimedialne. Gdy nie pracujemy w danej chwili, a komputer jest włączony jego zasoby i moc obliczeniowa procesora jest marnowana. Zazwyczaj uruchamia się wygaszacz ekranu, procesor wchodzi w stan jałowy i poza zużyciem ok. 2 % mocy na obsługę podstawowych procesów nic on nie robi. Gdybyśmy zsumowali czasy bezczynności prywatnych komputerów na świecie, okazałoby się, że marnujemy gigantyczną moc obliczeniową procesorów. Dlatego też od wielu lat działają programy naukowei badawcze umożliwiające współdzielenie zasobów obliczeniowych, dzięki czemu każdy może brać w nich udział (oczywiście mając komputer i dostęp do Internetu). Dzięki pracy setek tysięcy (a nawet milionów) komputerów stworzony zostaje jakby wieloprocesorowy superkomputer. Działa to w ten sposób, że użytkownik instaluje oprogramowanie (zazwyczaj jest to wygaszacz ekranu), który pobiera dane poprzez Internet z serwera w celu ich przetworzenia. Po przetworzeniu pobranych danych nasz wygaszacz ekranu przesyła serwerowi wyniki przeprowadzonych obliczeń, a następnie pobiera od serwera kolejne dane do przetworzenia. W chwili, gdy nie używamy komputera włącza się wygaszacz ekranu – czyli nasza aplikacja, która wykonuje obliczenia (wykorzystywana jest wtedy każda chwila przestoju w pracy do analizy danych). Przetwarzanie jednej „paczki” danych trwa różnie i zależy od wielu czynników (szybkości maszyny, algorytmu obliczeniowego, ilość przerw w pracy – aby mógł zadziałać wygaszacz, itp.), mogą to być dni, tygodnie, miesiące. W Internecie jest olbrzymia liczba programów badawczych, wykorzystujących obliczenia rozproszone. Głównymi ich dostawcami są uniwersytety i instytuty naukowe. Seti@home – był największym (trwającym 7 lat) i najbardziej znanym projektem opartym na obliczeniach rozproszonych, mającym za zadanie rozstrzygnąć możliwość istnienia inteligentnej formy życia poza Ziemią. Zbierane dane z radioteleskopu w Arecibo zostały rozdzielane na małe fragmenty, a następnie analizowane na komputerach użytkowników. W projekcie brało udział ponad 5 mln komputerów. Powstały zorganizowane grupy użytkowników, rywalizując między z sobą, która z nich przetworzy najwięcej danych – były rankingi, statystyki i nagrody dla najlepszych. Mimo braku konkretnego wyniku, Wygaszacz ekranu projektu Seti@home 60 Radioteleskop Arecibo w Portoryko Seti@home spełnił ważne zadanie – zainteresował zwykłych ludzi udziałem w specjalistycznych badaniach i przyczynił się do rozwoju koncepcji rozproszonego przetwarzania danych przez prywatne komputery. Obecnie jest wiele dostępnych projektów z różnych dziedzin nauki: fizyki, astronomii, matematyki, meteorologii, biologii i medycyny. Dostępne są m. in.: Einstein@home mający na celu badanie fal grawitacyjnych, LHC@home służący dokładnej kalibracji akceleratora cząstek elementarnych budowanego przez CERN w Genewie, ABC@home badanie jednego z ważniejszych otwartych problemów matematyki – hipotezy ABC. Do najważniejszych jednak należy zaliczyć projekty z dziedziny medycyny i biologii, które mogą rozwiązać nasze ziemskie problemy. Pomagamy w walce z chorobami których dziś jeszcze nie potrafimy skutecznie leczyć – chorobą Alzheimera, BSE, Creutzfeldta-Jakoba, AIDS, Huntingtona i Parkinsona, różnymi odmianami nowotworów. Dołączając do zespołów poszukujących odpowiednie struktury białek, czy zajmujących się badaniami ludzkiego genomu, można mieć swój udział w rozwiązywaniu globalnych problemów ludzkości. Warto więc brać udział w projektach, chociaż niektórzy będą zastanawiać się co tak naprawdę obliczamy, może nasz wygaszacz ekranu łamie kody, szyfry bankowe a może symuluje wybuchy bomby atomowej? Faktem jest, że wykorzystując metodę brute force „brutalna siła” możemy łamać kody czy rozkładać klucze szyfrujące na czynniki pierwsze. Metoda opiera się na sukcesywnym sprawdzeniu wszystkich możliwych kombinacji w poszukiwaniu rozwiązania problemu. Jest ona zwykle nieoptymalna, ale najprostsza i najbardziej skuteczna – teoretycznie pozwala ona złamać każde hasło – praktycznie może to potrwać nawet tysiące i miliony lat. Już niebawem, będzie można zarabiać za pomocą przetwarzania rozproszonego, wspomagając firmy komercyjne... a wtedy to, już niektórzy nie będą się zastanawiać czy łamiemy kody bankowe czy symulujemy wybuchy nuklearne. Aby zachęcić jak najwięcej osób do udziału w danym projekcie, już teraz niektóre firmy wprowadzają nagrody pieniężne dla osoby, która odnajdzie najlepsze rozwiązanie danego problemu. Fot. Internet Paweł Król