Добровольные вычисления
Добровольные вычисления (англ. Volunteer computing) — распределённые вычисления с использованием предоставленных добровольно вычислительных ресурсов. Современные вычислительные системы для добровольных вычислений строятся на базе грид-систем.
История
С появлением и бурным развитием Интернета всё большую популярность стала получать идея добровольного использования для организации распределённых вычислений компьютеров простых пользователей, соединённых через Интернет. В 1994 году Дэвидом Джиди была предложена идея по организации массового проекта распределённых вычислений, который использует компьютеры добровольцев — SETI@home. Научный план проекта который разработали Дэвид Джиди и Крейг Каснофф из Сиэтла был представлен на пятой международной конференции по биоастрономии в июле 1996 года.
В январе 1996 года стартовал проект GIMPS по поиску простых чисел Мерсенна.
28 января 1997 года стартовал конкурс RSA Data Security на решение задачи взлома методом простого перебора 56-битного ключа шифрования информации RC5. Благодаря хорошей технической и организационной подготовке проект, организованный некоммерческим сообществом distributed.net, быстро получил широкую известность.
17 мая 1999 года стартовал SETI@home на базе грид-вычислений, а в начале 2002 года завершилась разработка Калифорнийского университета в Беркли открытой платформы BOINC (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing), разрабатываемой с апреля 2000 года первоначально для SETI@Home, но первым на платформе BOINC стал проект Predictor@home, запущенный 9 июня 2004 года.
Такие проекты распределённых вычислений в Интернете, как SETI@Home и Folding@Home обладают не меньшей вычислительной мощностью, чем самые современные суперкомпьютеры. Интегральная производительность проектов на платформе BOINC по данным на 17 декабря 2016 года составляет 28,7 петафлопс. Для сравнения, пиковая производительность самого мощного суперкомпьютера (на 2016 год) Sunway TaihuLight — 93 петафлопс. До середины 2011 года самым мощным суперкомпьютером являлся Тяньхэ-1А с производительностью «всего» 2,57 петафлопс. Проект отмечен в Книге рекордов Гиннесса как самое большое вычисление.
На сегодняшний день для упрощения процесса организации и управления распределёнными вычислениями создано несколько программных комплексов, как коммерческих, так и бесплатных.
Участие в проектах распределённых вычислений
Общая схема участия
Общая схема участия в том или ином проекте распределённых вычислений выглядит так: потенциальный участник загружает клиентскую часть программного обеспечения под свою операционную систему, устанавливает, настраивает и запускает её. Клиент периодически обращается к серверу проекта — запрашивает у него данные для обработки и отправляет результаты. При этом клиент выполняется с наименьшим приоритетом (приоритетом простоя) и не мешает основной работе.
Привлечение и мотивация участников
Существует несколько методов привлечения участников в проекты распределённых вычислений. Прежде всего это реклама, в том числе на веб-сайтах по смежной проекту тематике. Почти каждый проект старается заинтересовать потенциальных участников описанием важности решаемой задачи и последующего применения результатов её решения в реальной жизни. Здесь, безусловно, большую выгоду могут извлечь проекты, у которых такие приложения есть (например, поиск лекарств и другие биомедицинские проекты).
Многие проекты создают среду для соревнования участников по объёму проделанных вычислений, как в личном, так и в командном зачёте. Вероятно, стимулом для участия в таких проектах является возможность «похвастаться» перед другими участниками доступными вычислительными ресурсами. Немаловажным фактором здесь является наличие подробной и привлекательно оформленной статистики о проделанной участниками работе, таблиц рейтингов, форумов для обсуждения проекта и тому подобных информационных и коммуникационных элементов — всё это образует социальную сеть для общения участников в среде единомышленников. При этом собственно цель вычислений проекта для многих из них уходит на второй план и становится не так важна, как, например, детали оформления сайта и клиентского программного обеспечения. Успешность такого подхода доказывает существование множества сайтов команд-участниц того или иного проекта, которые добровольно и самостоятельно рекламируют выбранный проект и привлекают новых участников.
Некоторые проекты распределённых вычислений так или иначе финансируются и предлагают своим участникам денежное вознаграждение при достижении определённых результатов. В частности, проекты, занимающиеся поиском редких объектов (например, чисел специального вида), могут награждать конкретных участников, нашедших на своём компьютере очередной объект поиска. Такие проекты можно рассматривать как лотерею, в которой участники платят своими компьютерными ресурсами, вычисляя что-то полезное (или бесполезное), и имеют шанс выиграть приз. При этом шанс на успех прямо пропорционален вложенным мощностям — как и в лотерее: чем больше покупаешь лотерейных билетов, тем больше вероятность выигрыша.
В 2013 году запущен проект Gridcoin — криптовалюты, использующей технологию блокчейн, эмиссия которой связана с участием в научных распределённых вычислениях платформы BOINC, т.е. пользователи получают вознаграждение за «вычислительный вклад» в науку.
Критика проектов добровольных вычислений
Организаторами распределённых вычислений изначально заявляется безвозмездность участия всех, кто присоединяется к их проектам, а также то, что их результаты будут опубликованы. Однако проблема в том, что исходные тексты клиентских программ большинства проектов не открыты для общего доступа, а значит, конечный участник проекта не имеет возможности проанализировать работу клиентской программы — попытка дизассемблировать программу может быть противозаконна; таким образом точно неизвестно, какими именно вычислениями на самом деле занимается клиентское программное обеспечение.
Рядовой пользователь может стать невольным участником того или иного проекта добровольных вычислений, программное обеспечение которого может быть установлено компьютерным вирусом. Такая клиентская программа на вирусной основе, не наносящая вреда информации, но занимающая вычислительную мощность пользовательского устройства, может долгое время оставаться необнаруженной. Сети (проекты) для нелегальной или неодобряемой деятельности называют ботнетами.
Статистика участия в BOINC-проектах
По состоянию на 7 апреля 2013 года зарегистрировано 2 563 466 участников BOINC-проектов, которые подключили 8 812 982 компьютеров (хостов).
Подробная статистика BOINC-проектов
| Всего | Активные | |
|---|---|---|
| Участники | 2 563 466 | 259 791 |
| Хосты | 8 812 982 | 442 507 |
| Команды | 98 055 | 22 649 |
| Страны | 251 | 238 |
| Всего очков | 1 436 484 956 800 | |
| Среднее количество очков за день (BOINC) | 1 864 300 911 | |
| Операций с плав. точкой. В среднем в секунду | 9 321 504,6 гигафлопс / 9 321,505 терафлопс | |
По данным основного сервера статистики BOINC-проектов в общем зачёте лидируют участники, зарегистрированные за США. Следом за ними идут Германия и Япония.
Примечания
- Компьютер на службе науки — интервью директора SETI@Home и BOINC Дэвида П. Андерсона Архивировано 30 августа 2011 года.
- Ильин Ю. SETI для внеземного разума: 24 часа на поиски\\[[MEMBRANA]], 12 марта 2003. Дата обращения: 30 августа 2011. Архивировано из оригинала 7 октября 2011 года.
- С миру по нитке: Суперкомпьютер " журнал «Популярная механика». Дата обращения: 16 мая 2010. Архивировано 29 декабря 2009 года.
- BOINCstats | BOINC combined — Credit overview Архивная копия от 5 мая 2010 на Wayback Machine
- TOP500 за ноябрь 2016. Дата обращения: 16 декабря 2016. Архивировано 16 декабря 2016 года.
- November 2009 | TOP500 Supercomputing Sites. Дата обращения: 16 мая 2010. Архивировано 6 сентября 2018 года.
- Самое большое вычисление Архивная копия от 28 ноября 2005 на Wayback Machine, Книга рекордов Гиннесса
- BOINCstats | Суммарная статистика по проектам — Статистика по странам Архивная копия от 3 апреля 2012 на Wayback Machine
Литература
- Леонид Дурман «Гонки по вертикали. Числа Ферма от Эйлера до наших дней: начало, продолжение, окончание». Компьютерра, № 393—395, 2001.
- Региональные grid-сети, Мир ПК, № 08, 2005.
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Добровольные вычисления, Что такое Добровольные вычисления? Что означает Добровольные вычисления?
Dobrovolnye vychisleniya angl Volunteer computing raspredelyonnye vychisleniya s ispolzovaniem predostavlennyh dobrovolno vychislitelnyh resursov Sovremennye vychislitelnye sistemy dlya dobrovolnyh vychislenij stroyatsya na baze grid sistem Uchastie v proekte dobrovolnyh vychislenij s pomoshyu klienta BOINCIstoriyaS poyavleniem i burnym razvitiem Interneta vsyo bolshuyu populyarnost stala poluchat ideya dobrovolnogo ispolzovaniya dlya organizacii raspredelyonnyh vychislenij kompyuterov prostyh polzovatelej soedinyonnyh cherez Internet V 1994 godu Devidom Dzhidi byla predlozhena ideya po organizacii massovogo proekta raspredelyonnyh vychislenij kotoryj ispolzuet kompyutery dobrovolcev SETI home Nauchnyj plan proekta kotoryj razrabotali Devid Dzhidi i Krejg Kasnoff iz Sietla byl predstavlen na pyatoj mezhdunarodnoj konferencii po bioastronomii v iyule 1996 goda V yanvare 1996 goda startoval proekt GIMPS po poisku prostyh chisel Mersenna 28 yanvarya 1997 goda startoval konkurs RSA Data Security na reshenie zadachi vzloma metodom prostogo perebora 56 bitnogo klyucha shifrovaniya informacii RC5 Blagodarya horoshej tehnicheskoj i organizacionnoj podgotovke proekt organizovannyj nekommercheskim soobshestvom distributed net bystro poluchil shirokuyu izvestnost 17 maya 1999 goda startoval SETI home na baze grid vychislenij a v nachale 2002 goda zavershilas razrabotka Kalifornijskogo universiteta v Berkli otkrytoj platformy BOINC Berkeley Open Infrastructure for Network Computing razrabatyvaemoj s aprelya 2000 goda pervonachalno dlya SETI Home no pervym na platforme BOINC stal proekt Predictor home zapushennyj 9 iyunya 2004 goda Takie proekty raspredelyonnyh vychislenij v Internete kak SETI Home i Folding Home obladayut ne menshej vychislitelnoj moshnostyu chem samye sovremennye superkompyutery Integralnaya proizvoditelnost proektov na platforme BOINC po dannym na 17 dekabrya 2016 goda sostavlyaet 28 7 petaflops Dlya sravneniya pikovaya proizvoditelnost samogo moshnogo superkompyutera na 2016 god Sunway TaihuLight 93 petaflops Do serediny 2011 goda samym moshnym superkompyuterom yavlyalsya Tyanhe 1A s proizvoditelnostyu vsego 2 57 petaflops Proekt otmechen v Knige rekordov Ginnessa kak samoe bolshoe vychislenie Na segodnyashnij den dlya uprosheniya processa organizacii i upravleniya raspredelyonnymi vychisleniyami sozdano neskolko programmnyh kompleksov kak kommercheskih tak i besplatnyh Uchastie v proektah raspredelyonnyh vychislenijObshaya shema uchastiya Obshaya shema uchastiya v tom ili inom proekte raspredelyonnyh vychislenij vyglyadit tak potencialnyj uchastnik zagruzhaet klientskuyu chast programmnogo obespecheniya pod svoyu operacionnuyu sistemu ustanavlivaet nastraivaet i zapuskaet eyo Klient periodicheski obrashaetsya k serveru proekta zaprashivaet u nego dannye dlya obrabotki i otpravlyaet rezultaty Pri etom klient vypolnyaetsya s naimenshim prioritetom prioritetom prostoya i ne meshaet osnovnoj rabote Privlechenie i motivaciya uchastnikov Sushestvuet neskolko metodov privlecheniya uchastnikov v proekty raspredelyonnyh vychislenij Prezhde vsego eto reklama v tom chisle na veb sajtah po smezhnoj proektu tematike Pochti kazhdyj proekt staraetsya zainteresovat potencialnyh uchastnikov opisaniem vazhnosti reshaemoj zadachi i posleduyushego primeneniya rezultatov eyo resheniya v realnoj zhizni Zdes bezuslovno bolshuyu vygodu mogut izvlech proekty u kotoryh takie prilozheniya est naprimer poisk lekarstv i drugie biomedicinskie proekty Mnogie proekty sozdayut sredu dlya sorevnovaniya uchastnikov po obyomu prodelannyh vychislenij kak v lichnom tak i v komandnom zachyote Veroyatno stimulom dlya uchastiya v takih proektah yavlyaetsya vozmozhnost pohvastatsya pered drugimi uchastnikami dostupnymi vychislitelnymi resursami Nemalovazhnym faktorom zdes yavlyaetsya nalichie podrobnoj i privlekatelno oformlennoj statistiki o prodelannoj uchastnikami rabote tablic rejtingov forumov dlya obsuzhdeniya proekta i tomu podobnyh informacionnyh i kommunikacionnyh elementov vsyo eto obrazuet socialnuyu set dlya obsheniya uchastnikov v srede edinomyshlennikov Pri etom sobstvenno cel vychislenij proekta dlya mnogih iz nih uhodit na vtoroj plan i stanovitsya ne tak vazhna kak naprimer detali oformleniya sajta i klientskogo programmnogo obespecheniya Uspeshnost takogo podhoda dokazyvaet sushestvovanie mnozhestva sajtov komand uchastnic togo ili inogo proekta kotorye dobrovolno i samostoyatelno reklamiruyut vybrannyj proekt i privlekayut novyh uchastnikov Nekotorye proekty raspredelyonnyh vychislenij tak ili inache finansiruyutsya i predlagayut svoim uchastnikam denezhnoe voznagrazhdenie pri dostizhenii opredelyonnyh rezultatov V chastnosti proekty zanimayushiesya poiskom redkih obektov naprimer chisel specialnogo vida mogut nagrazhdat konkretnyh uchastnikov nashedshih na svoyom kompyutere ocherednoj obekt poiska Takie proekty mozhno rassmatrivat kak lotereyu v kotoroj uchastniki platyat svoimi kompyuternymi resursami vychislyaya chto to poleznoe ili bespoleznoe i imeyut shans vyigrat priz Pri etom shans na uspeh pryamo proporcionalen vlozhennym moshnostyam kak i v loteree chem bolshe pokupaesh loterejnyh biletov tem bolshe veroyatnost vyigrysha V 2013 godu zapushen proekt Gridcoin kriptovalyuty ispolzuyushej tehnologiyu blokchejn emissiya kotoroj svyazana s uchastiem v nauchnyh raspredelyonnyh vychisleniyah platformy BOINC t e polzovateli poluchayut voznagrazhdenie za vychislitelnyj vklad v nauku Kritika proektov dobrovolnyh vychislenij Organizatorami raspredelyonnyh vychislenij iznachalno zayavlyaetsya bezvozmezdnost uchastiya vseh kto prisoedinyaetsya k ih proektam a takzhe to chto ih rezultaty budut opublikovany Odnako problema v tom chto ishodnye teksty klientskih programm bolshinstva proektov ne otkryty dlya obshego dostupa a znachit konechnyj uchastnik proekta ne imeet vozmozhnosti proanalizirovat rabotu klientskoj programmy popytka dizassemblirovat programmu mozhet byt protivozakonna takim obrazom tochno neizvestno kakimi imenno vychisleniyami na samom dele zanimaetsya klientskoe programmnoe obespechenie Ryadovoj polzovatel mozhet stat nevolnym uchastnikom togo ili inogo proekta dobrovolnyh vychislenij programmnoe obespechenie kotorogo mozhet byt ustanovleno kompyuternym virusom Takaya klientskaya programma na virusnoj osnove ne nanosyashaya vreda informacii no zanimayushaya vychislitelnuyu moshnost polzovatelskogo ustrojstva mozhet dolgoe vremya ostavatsya neobnaruzhennoj Seti proekty dlya nelegalnoj ili neodobryaemoj deyatelnosti nazyvayut botnetami Statistika uchastiya v BOINC proektahPo sostoyaniyu na 7 aprelya 2013 goda zaregistrirovano 2 563 466 uchastnikov BOINC proektov kotorye podklyuchili 8 812 982 kompyuterov hostov Podrobnaya statistika BOINC proektov Vsego AktivnyeUchastniki 2 563 466 259 791Hosty 8 812 982 442 507Komandy 98 055 22 649Strany 251 238Vsego ochkov 1 436 484 956 800Srednee kolichestvo ochkov za den BOINC 1 864 300 911Operacij s plav tochkoj V srednem v sekundu 9 321 504 6 gigaflops 9 321 505 teraflops Po dannym osnovnogo servera statistiki BOINC proektov v obshem zachyote lidiruyut uchastniki zaregistrirovannye za SShA Sledom za nimi idut Germaniya i Yaponiya PrimechaniyaKompyuter na sluzhbe nauki intervyu direktora SETI Home i BOINC Devida P Andersona Arhivirovano 30 avgusta 2011 goda Ilin Yu SETI dlya vnezemnogo razuma 24 chasa na poiski MEMBRANA 12 marta 2003 neopr Data obrasheniya 30 avgusta 2011 Arhivirovano iz originala 7 oktyabrya 2011 goda S miru po nitke Superkompyuter zhurnal Populyarnaya mehanika neopr Data obrasheniya 16 maya 2010 Arhivirovano 29 dekabrya 2009 goda BOINCstats BOINC combined Credit overview Arhivnaya kopiya ot 5 maya 2010 na Wayback Machine TOP500 za noyabr 2016 neopr Data obrasheniya 16 dekabrya 2016 Arhivirovano 16 dekabrya 2016 goda November 2009 TOP500 Supercomputing Sites neopr Data obrasheniya 16 maya 2010 Arhivirovano 6 sentyabrya 2018 goda Samoe bolshoe vychislenie Arhivnaya kopiya ot 28 noyabrya 2005 na Wayback Machine Kniga rekordov Ginnessa BOINCstats Summarnaya statistika po proektam Statistika po stranam Arhivnaya kopiya ot 3 aprelya 2012 na Wayback MachineLiteraturaLeonid Durman Gonki po vertikali Chisla Ferma ot Ejlera do nashih dnej nachalo prodolzhenie okonchanie Kompyuterra 393 395 2001 Regionalnye grid seti Mir PK 08 2005
