الحوسبة الموزعة: مقدمة موجزة لمشاريع BOINC

هنا ، سمع الكثير عن برنامج الحوسبة الموزعة BOINC ، وربما يشارك الكثيرون فيه. هذه المقالة مخصصة في المقام الأول لأولئك الذين لم يسمعوا بهذا المشروع ، ولكن قد يكونون مهتمين به. هنا سأقدم وصفا موجزا لأكثر المشاريع شعبية.

BOINC هي حزمة برامج لتنظيم الحوسبة الموزعة بسرعة. يتكون من أجزاء الخادم والعميل. تم تطويره في الأصل لأكبر مشروع حوسبة طوعي - SETI @ home ، لكن المطورين من جامعة كاليفورنيا في بيركلي جعلوا النظام الأساسي متاحًا لمشاريع الطرف الثالث. اليوم ، BOINC هي منصة عالمية للمشاريع في مجال الرياضيات والبيولوجيا الجزيئية والطب والفيزياء الفلكية وعلم المناخ. تتيح BOINC للباحثين فرصة الاستفادة من قوة الحوسبة الضخمة لأجهزة الكمبيوتر الشخصية من جميع أنحاء العالم ¹ .

خلاصة القول هي أن هذا البرنامج يسمح للعديد من المؤسسات البحثية أو التعليمية أو عشاق العلوم ببساطة بالحصول على مساعدة من الأشخاص المستعدين لمشاركة وقت المعالج معهم. تنقسم المهمة التي تتطلب قوة معالجة كبيرة إلى أجزاء أبسط ويتم إرسالها إلى أشخاص مختلفين إذا كان الحل صحيحًا من جانبه - يحصل خادم المشروع على عدد معين من النقاط للمشارك.
يتم تنظيم العديد من المشاركين في فرق وترتيب المسابقات فيما بينهم في مشاريع مختلفة.

يمكن وصف هذه العملية بإيجاز على النحو التالي:



في الوقت الحالي ، تحتوي شبكة BOINC على حوالي 300 ألف مشارك نشط ، مما يعطي في المجموع أكثر من 9 ملايين جهاز كمبيوتر وأداء أكثر من 8 بيتافلوب (في وقت كتابة هذا التقرير).

قائمة المشاريع
هنا يمكنك رؤية إحصائيات لجميع المشاريع النشطة.

SETI @ المنزل

SETI (البحث عن الذكاء خارج الأرض) هو مجال علوم هدفه هو العثور على حياة ذكية خارج الأرض. تتمثل إحدى الطرق المعروفة باسم "راديو SETI" في استخدام التلسكوبات اللاسلكية لاستقبال إشارات النطاق الضيق من الفضاء. الإشارات غير المميزة للظواهر الطبيعية ستكون بمثابة دليل على استخدام تقنيات خارج الأرض.

في السابق ، كانت مشاريع TAC تستخدم أجهزة كمبيوتر فائقة خاصة موجودة في التلسكوب لتحليل المعلومات الواردة. في عام 1995 ، اقترح ديفيد جيدي استخدام عدد كبير من أجهزة الكمبيوتر المنزلية المتصلة بالإنترنت كحاسوب عملاق افتراضي لتحليل الإشارات اللاسلكية. لدراسة هذه الفكرة ، قام بتنظيم مشروع SETI @ home. تم إطلاق مشروع SETI @ home في مايو 1999.

Rosetta @ home

يهدف مشروع Rosetta @ home إلى حساب البنية ثلاثية الأبعاد للبروتينات. يمكن أن تؤدي مثل هذه الأبحاث إلى علاجات لأمراض مثل فيروس نقص المناعة البشرية والملاريا والسرطان والزهايمر.

يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول أهداف وطرق هذا المشروع هنا .

WorldCommunityGrid

تم إطلاق هذا المشروع من قبل شركة آي بي إم للحساب في مختلف مجالات العلوم: فك تشفير الجينوم البشري ، وتطوير علاج لفيروس إيبولا ، ورسم العلامات الكيميائية لأنواع مختلفة من السرطان ، وكذلك البحث في مجال الطاقة المتجددة.

قائمة المشاريع المكتملة

أينشتاين @ المنزل

يهدف Einstein @ Home إلى تحديد موقع النجوم النابضة باستخدام بيانات من مرصد الموجة التداخلية بالليزر ( LIGO ) ، تلسكوب الراديو Arecibo ، تلسكوب Fermi الفضائي غاما ( GLAST ).

كانت الإشارة التي أثبتت وجود موجات الجاذبية قصيرة جدًا بحيث يتعذر على المشروع معالجتها ، ولكن يتم الآن إعداد البيانات للبحث الجديد عن موجات الجاذبية المستمرة عبر السماء.

التنبؤ بالمناخ

يحسب المشروع عمليات محاكاة مختلفة للنماذج المناخية ، مما يسمح لنا بالتنبؤ بكيفية تغير الطقس على الأرض في المستقبل.

مكافحة الملاريا

يستخدم المشروع موارد الكمبيوتر للنمذجة العشوائية لعلم الأوبئة والتاريخ الطبيعي للملاريا الناجم عن Plasmodium falciparum .

MilkyWay @ الصفحة الرئيسية

يهدف المشروع إلى إنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد عالية الدقة لـ Sagittarius Flow ، والتي توفر معلومات حول كيفية تكوين درب التبانة وكيف تتشكل أذرع المد والجزر أثناء اصطدام المجرات.

LHC @ Home

يحسب المشروع الفرعي SixTrack ، المصمم لمساعدة العلماء على تحسين أداء المصادم LHC ، المسارات المختلفة لـ 60 جسيمًا ، حيث ستحافظ الحزمة على الاستقرار في المعجل. عدد الدورات من 100000 إلى مليون دورة ، وهو ما يتوافق مع أقل من 10 ثوانٍ من الوقت الفعلي. هذا يكفي للتحقق مما إذا كانت الحزمة ستحافظ على المسار لفترة أطول بكثير أو إذا كان هناك خطر فقدان استقرار الحزمة ، مما قد يؤدي إلى مشاكل خطيرة في الواقع ، على سبيل المثال ، لإيقاف المسرع أو فشل بعض أجهزة الكشف.

Primegrid

يهدف المشروع إلى البحث عن الأعداد الأولية من نوع خاص. يمكن العثور على قائمة كاملة بالمشاريع الفرعية على الموقع الرسمي.

الكويكبات @ المنزل

يهدف المشروع إلى زيادة كمية المعلومات حول الخصائص الفيزيائية للكويكبات. يقوم البرنامج بمعالجة بيانات الملاحظات الضوئية بأدوات مختلفة في أوقات مختلفة. يتم تحويل هذه المعلومات عن طريق عكس منحنى الضوء ، والذي يسمح لك بإنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد لشكل الكويكب ، إلى جانب تحديد الفترة واتجاه الدوران حول محوره.

بما أن بيانات الملاحظات الضوئية عادة ما تكون ممتدة في الوقت المناسب ، فإن فترة الدوران ليست "مرئية" مباشرة. يجب التحقق من كمية كبيرة من المعلمات لتحديد الحل الأمثل. في مثل هذه الحالات ، يستغرق انعكاس منحنى الضوء الكثير من الوقت والحوسبة الموزعة هي الطريقة الوحيدة للتعامل بفعالية مع قياس الضوء لمئات وآلاف الكويكبات. بالإضافة إلى ذلك ، من أجل الكشف عن الأخطاء في الطريقة وإعادة بناء المعلمات الفيزيائية الحقيقية للكويكبات ، من الضروري معالجة كمية كبيرة من البيانات عن الأجسام "الاصطناعية".

ستتيح لك دراسة شكل الكويكبات ومعلماتها الأخرى معرفة المزيد عن أحجامها الحقيقية ، سواء كانت تشكل تهديدًا حقيقيًا ، وستساعد في المستقبل على تحديد الأهداف المناسبة لمهام البحث.



قاعدة للنماذج ثلاثية الأبعاد للكويكبات

علم الكونيات @ الصفحة الرئيسية

يهدف المشروع إلى البحث عن نموذج يصف كوننا على أفضل وجه ، والعثور على مجموعة النماذج التي تؤكد البيانات الحالية التي تم الحصول عليها من خلال الدراسات الكونية النظرية والملاحظات المادية العملية.

يويو @ المنزل

يتكون المشروع من خمسة مشاريع فرعية ، كل منها عبارة عن مشروع لإيجاد حلول لمختلف القضايا النظرية: من العثور على أرقام فردية غريبة إلى مشروع لمحاكاة عمل مصادم الميون .

POEM @ الرئيسية

يهدف المشروع إلى نمذجة طي البروتين ، والذي سيساعد في المستقبل على تحديد وظيفة البروتينات بشكل أكثر دقة حسب هيكلها. هذه المعرفة يمكن أن تساعد في البحث الطبي.

TheSkyNet POGS

هذا مشروع بحث فلكي لمعالجة البيانات من مقاريب مختلفة من العالم في نطاقات مختلفة من الطيف الكهرومغناطيسي. يجمع المشروع بين GALEX و Pan-STARRS1 و WISE لإنشاء أطلس متعدد الترددات (أطياف الأشعة فوق البنفسجية والبصرية والأشعة تحت الحمراء) للمنطقة المحيطة بالكون. يحدد المشروع المعايير الفيزيائية (الكتلة النجمية للمجرات ، وامتصاص الغبار ، وكتلة مكون الغبار ، ومعدل تكوين النجوم) لكل بكسل ، باستخدام تقنية البحث المثلى لتوزيع الطاقة الطيفية .

GPUGRID

تعد المحاكاة الجزيئية التي يقوم بها المشروع من أكثر المحاولات تكرارا خلال عمل العلماء ، ولكنها أيضا واحدة من أكثر الموارد كثافة ، لذلك عادة ما يتم استخدام الكمبيوتر العملاق لحسابها. مثل مشاريع BOINC البيولوجية الأخرى ، يستخدم GPUGRID موارد الكمبيوتر لمحاكاة البروتينات لفهم بنيتها بشكل أفضل وتطوير الأدوية لمختلف الأمراض.

روابط مفيدة:

إصدارات BOINC لموقع OS باللغة الروسية
GitHub
BOINC Wiki المختلفة
باللغة الروسية

Source: https://habr.com/ru/post/ar390749/