Я познаю мир. Компьютеры и интернет - [65]

«Мастер и работяги»

Основная схема параллельных метакомпьютерных вычислений ныне обычно выглядит так. Разнородные компьютеры связываются между собой по линиям связи. Для всех участников проекта пишется общая программа обеспечения. При этом учитывается, что связь между вычислительными узлами имеет весьма небольшую скорость, неизбежны длительные задержки. Кроме того, компьютеры участников проекта имеют разную скорость, объем памяти, а сами участники проекта имеют неодинаковую квалификацию. Приходится учитывать и тот факт, что какая–то часть участников проекта в какой–то момент может разочароваться в своей деятельности и вообще отключиться от сети.

Кроме того, программное обеспечение для метакомпьютерных вычислений должно быть независимым от операционной системы, выполняться любой из них. Таким образом, приходится готовить различные версии рабочих программ для каждого участника проекта.

Схема работы метакомпьютера в режиме «мастер–работяги»

Поэтому даже не всякая задача перебора и поиска пригодна для метакомьютинга. Тем не менее такие задачи все же находятся и не только в области теории чисел. Математик Сергей Абрамов как–то заметил, что метакомпьютинг применим для задач, формулируемых моделью "мастер–работяги".

«Мастер» – программа, работающая на корневом сервере. «Работяги» – программы, запускаемые на других машинах через Интернет. «Мастер» делит всю работу на части. По запросу «работяг» он выделяет каждому его часть работы. Те ее выполняют и, отчитавшись перед «мастером», берут следующий кусок. Время от времени кто–то из «работяг» увольняется, уходит в отпуск или заболевает, и тогда взамен ему приходится брать другого работника, обучать его и потом уж давать задание...

Если навалиться сообща...

Переломным для метакомпьютерных вычислений стал 1997 год. В январе одна из компаний, разрабатывающих криптосистемы для рекламы своего нового алгоритма шифрования, предложила всем желающим взломать его, назначив приз в 10 тыс. долларов. Математики знали, что для взлома надо перебрать практически все варианты ключа, а на это требовалось, по расчетам сотрудников фирмы, около 10 тыс. лет при работе на компьютере средней мощности.

Однако поскольку такая задача легко делится на части, то вскоре объявились энтузиасты, которые объединили своих единомышленников в метакомпьютер, поделили между ними работу и в том же году добились успеха. 56–битный ключ удалось найти всего за 250 дней.

Ныне та же команда, объединяющая уже около 200 тыс. участников, трудится над отысканием 64–битного ключа. Общими усилиями уже достигнута скорость перебора 127 млрд ключей в секунду/С такой производительностью полный перебор вариантов можно осуществить за 4 года.

Однако наибольшим интересом в настоящее время пользуется другой проект, касающийся поиска сигналов внеземного разума. С помощью большой микроволновой антенны в Пуэрто–Рико с весны 1999 года записываются все мало–мальски интересные сигналы, приходящие из космоса. Весь этот массив данных делится на части и рассылается участникам проекта. Те, скачав из Интернета специальную программу, анализируют полученную информацию и сигнализируют о результатах центральному компьютеру, который взамен выдает новое задание.

Ныне в этом проекте seti. home участвует более 3 млн человек.

Еще одну интересную и полезную работу предлагает техасская компания «Юнайтед Дивайсис», созданная Девидом Андерсеном – одним из авторов проекта, участники которого ищут инопланетян. Вместе с Оксфордским университетом, Американским фондом онкологических исследований и компанией «Интел» в апреле 2001 года компания начала распределенный анализ различных химических веществ, чтобы найти среди них эффективные лекарства против рака.

Поскольку кандидатов на роль таких веществ много, то их перебор ведется методом метакомпьютинга. Для участия в нем надо скачать с сайта ud. come 2–мегабайтную программу, содержащую модели четырех белков и аналитический модуль. Затем участник проекта будет периодически получать файл с молекулами новых веществ, которые нужно подвергнуть анализу. Результаты анализа возвращаются на сайт.

Простые молекулы обрабатываются за несколько секунд, на большие уходят минуты. Всего участники проекта должны проверить 250 млн различных веществ.

Бизнес между делом

Когда в процессе участвуют миллионы пользователей, сама собой возникает идея коммерческого приложения подобных вычислений.

Первые компании, которые сделали метавычисления своим бизнесом, появились в середине 2000 года. Тогда казалось, что их ждет безоблачное будущее. Ведь ныне количество компьютеров, имеющих выход в сеть, измеряется сотнями миллионов. Так что рабочих ресурсов достаточно. С другой стороны, есть и немало задач, которые требуют серьезных вычислений – к ним, например, относится моделирование свойств новых химических веществ.

Многие фармацевтические компании хотели бы ускорить подобное моделирование и готовы платить за это. Так что остается лишь соорганизовать владельцев «персоналок» на эту работу. Правда, плата тут небольшая – порядка 10 долларов в месяц, но ведь и вычисления могут идти в фоновом режиме, то есть параллельно с основной работой. Программа загружает компьютер, когда пользователь отвлекается от основной работы.