Что такое распределенные вычисления и как любой человек может поучаствовать в научных исследованиях

Что такое распределенные вычисления

Технология подразумевает следующее: когда возникает трудоемкая задача, ее поручают решить не одному компьютеру, а нескольким. Они могут находиться в разных концах планеты, а владельцам даже не обязательно иметь специальное техническое образование. Им лишь нужно установить на своем ПК программу, которая свяжет устройства друг с другом и позволит им обмениваться данными и результатами вычислений.

У такой системы нет единого центра, все компьютеры равноправны. Если изобразить это в виде схемы, получится сеть с большим количеством узлов. Благодаря такому устройству мощность не ограничивается самым продвинутым компьютером, а может наращиваться бесконечно.

Идея распределенных вычислений возникла задолго до появления первых компьютеров. Считается, что впервые ее опробовали еще в 18-ом веке. Тогда во Франции перешли на метрическую систему, и потребовалось перевести на нее огромное количество вспомогательных материалов, которыми математики пользовались в своей работе. Исполнителей задачи сегментировали на несколько уровней: одни просто выполняли вычисления, другие — раздавали задачи, третьи — координировали процесс целиком и обобщали все полученные результаты.

А вот с помощью компьютеров идею распределенных вычислений реализовали в 1973 году. Тогда исследователи из центра Xerox PARC создали специальную программу. Она запускалась по ночам и заставляла все включенные ПК выполнять ряд математических вычислений.

Как распределенные вычисления используют в науке

Часто в науке возникают ситуации, когда данных слишком много, а ресурсов для их систематизации нет. Ученым сложно самостоятельно искать закономерности, делать обобщения и выводы. Тогда прибегают к услугам волонтеров. Люди предоставляют мощности своих компьютеров, и те производят вычисления в моменты, когда ими не пользуются.

Есть несколько наиболее известных научных областей, которые задействовали масштабные распределенные вычисления.

Изучение особенностей других планет Солнечной системы. Один из проектов — расшифровка снимков с поверхности Марса. По особенностям рельефа ученые могут точнее судить о климате на этой планете и других ее особенностях.

Астрономия и поиск внеземного разума. Из космоса регулярно приходит большое количество сигналов. Считается, что среди них могут быть такие, которые отправили другие разумные существа. Ученые предполагают, что подобные послания будут обладать определенным набором характеристик. Компьютеры волонтеров ищут эти признаки среди полученных астрономами данных.

Вычисления в области квантовой химии. Мощности многих сотен и тысяч компьютеров задействуют, чтобы моделировать экстремальные состояния вещества, сложные биологические системы, работать в области нанотехнологий. С помощью распределенных вычислений исследуют взаимодействия различных молекул и создают новые типы лекарств.