Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Programma_Boinc
Войти
Регистрация
Восстановить пароль
Рейтинг: 1.00. Голосов: 1.

RakeSearch: Карельский научный центр РАН и добровольные вычисления

Запись от Programma_Boinc размещена 07.08.2020 в 18:22

RakeSearch: Карельский научный центр РАН и добровольные вычисления

https://rake.boincfast.ru/rakesearch/
https://rake.boincfast.ru/rakesearch/

В научной среде для разгадки сложных задач и поиска наиболее эффективных решений принято объединяться, так как вместе гораздо легче и быстрее можно найти ответы на интересующие общество вопросы. И с развитием технологий люди “научили” свои компьютеры такому же принципу. С 90-х годов прошлого века стали очень популярны вычислительные системы на основе добровольных вычислений (Volunteer computing), когда объединяются не только люди, но также вычислительные ресурсы их компьютеров. В результате, одновременно множество персональных компьютеров с разных уголков нашей планеты выполняют вычисления по выбранной задаче в фоновом режиме. Сформировалось целое направление Desktop Grid.

“Desktop Grid — это объединение в качестве единого логического «суперкомпьютера» большого количества неспециализированных вычислителей (офисных рабочих и персональных компьютеров, ноутбуков и даже смартфонов) относительно невысокой производительности.”

На сегодняшний день, добровольные вычисления используются в поиске лекарства от коронавируса - это огромные вычислительные мощности. Широко известны проекты PrimeGrid, занимающийся поиском простых чисел, SETI@Home, в котором в течение 20 лет проводился поиск космических радиосигналов внеземного происхождения, и Folding@Home, проект моделирования свёртывания молекул белка.

На базе Карельского научного центра РАН в Институте прикладных математических исследований уже порядка 10 лет занимаются развитием технологии Desktop Grid. В частности, ученые уже реализовали проект по поиску компонентов для лекарственного препарата от Пемфигуса (пузырчатка обыкновенная - тяжелое аутоимунное заболевание), используя добровольные вычисления. На данный момент, научная команда института работает над проектом RakeSearch, призванном решать математические задачи. Уже в феврале этого года CNews сообщил об итогах сравнительного тестирования производительности процессоров «Эльбрус-8C» и различных моделей Intel и AMD, для исследования которых были использованы ресурсы тематического проекта RakeSearch.

Мы решили узнать у соавтора проекта RakeSearch Наталии Никитиной о том, как родилась идея проекта и поделится опытом добровольных вычислений в различных областях науки.

"Институт прикладных математических исследований КарНЦ РАН интересует приложение технологии Desktop Grid к решению междисциплинарных научных задач. Именно с этой целью создавался проект RakeSearch, соавтором которого я являюсь”

Что такое латинский квадрат?

Латинский квадрат – это математический объект, представляющий собой таблицу размером n*n, заполненную n элементами множества M так, что в каждой строке и каждом столбце каждый элемент из M встречается точно 1 раз.

Диагональный латинский квадрат – это латинский квадрат, в котором элементы на главной и побочной диагонали не повторяются.

Латинский Квадрат

“Наши коллеги из Юго-Западного государственного университета (Курск) уже давно исследуют квадраты на базе проекта добровольных вычислений Gerasim@home. Как побочная ветвь исследований возникла идея поиска строчно-перестановочных пар ОДЛК (Ортогональных диагональных латинских квадратов). Идея принадлежит Максиму М. из Москвы, который увлекается квадратами в качестве хобби. Идея оказалась достаточно оригинальной, чтобы запустить отдельный проект RakeSearch. Это проект добровольных вычислений. Латинские квадраты - это лишь пример исследования. Аналогично наша группа могла бы содействовать поиску лекарств, например, у нас уже есть один реализованный проект в данном направлении, он также был на основе добровольных вычислений. По сути, тематика проектов добровольных вычислений не ограничивается медициной и математикой, это может быть любая вычислительная задача, которая поддается разделению на множество независимых подзадач”.

Расскажите о Вашем опыте совместной работы с научными командами в сфере добровольных вычислений?

“Мы стараемся создавать проекты на основе контактов с научными группами. В случае с поиском компонента лекарства от Пузырчатки обыкновенной - с немецкой группой. Этот контакт закрепился, когда я была на стажировке в Германии по программе DAAD. В случае исследования квадратов - с российскими учёными из ЮЗГУ (Курск). Для RakeSearch КарНЦ РАН выделил нам сервер, и далее мы создали проект RakeSearch, который был запущен в августе 2017 года. В основе лежит известная программная платформа BOINC. Существует много проектов в мире на основе этой платформы. Сейчас и наша группа вносит определенный вклад в её популяризацию, оптимизацию и развитие. На протяжении всей работы проекта росло количество участников проекта. Все они - это члены сообщества добровольных вычислений, которых привлекла тематика проекта или желание помочь. Кроме того, вычислительные ресурсы, пожертвованные нашему проекту, учитываются в общем рейтинге сообщества добровольных вычислений. Поскольку проект занял своё место среди других BOINC-проектов по всему миру, то и участники появились из разных городов и стран”.

RakeSearch, аналогично любому научному вычислительному проекту, способен небольшими усилиями привлечь вычислительные мощности множество людей по всему миру.

“Например, если бы какая-то научная группа биологов КарНЦ РАН захотела провести виртуальный скрининг для поиска лекарства от клещевого энцефалита или любой другой болезни, то за считанные недели можно было бы привлечь десятки и сотни компьютеров, готовых работать на протяжении нескольких месяцев или лет по заданной тематике. Это похоже на целый суперкомпьютер, который предоставлен совершенно бесплатно энтузиастами. Конечно, для этого нужно опубликовать научную цель проекта, держать участников в курсе прогресса исследований и рассказывать о промежуточных результатах. Возможно также создание локальной Desktop Grid в рамках одной организации”.

В каком направлении сейчас идут исследования в RakeSearch?

«Сейчас в проекте RakeSearch исследуются свойства латинских квадратов для приложений в области информационной безопасности и криптографии. Эту научную задачу поставил Олег Заикин, ведущий научный сотрудник Института динамики систем и теории управления им. В.М. Матросова СО РАН, г. Иркутск.

Какие есть промежуточные результаты проекта RakeSearch?

“В проекте RakeSearch промежуточные результаты представляют собой пары ОДЛК (ортогональных диагональных латинских квадратов) и графы ОДЛК, которые выглядят для сторонних наблюдателей очень красиво”.

Полный список находок проекта можно посмотреть в виде графов (https://rake.boincfast.ru/rakesearch/graphs.html) и пар ОДЛК (https://rake.boincfast.ru/rake... esults.php).
Нажмите на изображение для увеличения
Название: 5yhDRv-0ITc.jpg
Просмотров: 277
Размер:	43.0 Кб
ID:	6420

Нажмите на изображение для увеличения
Название: CFl82RXJsws.jpg
Просмотров: 290
Размер:	233.3 Кб
ID:	6421

Название: e16FgqsFrKs.jpg
Просмотров: 189

Размер: 13.1 Кб

Нажмите на изображение для увеличения
Название: gnWQVNCJ6Ec.jpg
Просмотров: 283
Размер:	93.0 Кб
ID:	6423

Нажмите на изображение для увеличения
Название: GolRxco_mrQ.jpg
Просмотров: 284
Размер:	49.6 Кб
ID:	6424
Размещено в Без категории
Просмотров 291 Комментарии 0
Всего комментариев 0
Комментарии
 
КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2020, vBulletin Solutions, Inc.