0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Распределенные вычисления: поиск лекарства от рака

Распределенные вычисления: поиск лекарства от рака

В наше время существует довольно большое число проектов в интернете по распределенным вычислениям. Сегодня хотелось бы рассказать об одном из них — United Devices Cancer Research Project (сокращенно UD CRP), который полностью посвящен поиску лекарства от рака. Почему именно о нем? Как известно, на данный момент рак — неизлечимая болезнь, которая ежегодно уносит тысячи жизней. При этом пациенты страдают от побочных эффектов существующих сегодня лекарств, да и цена многих из них слишком высока. И одна мысль о том, что ты можешь внести вклад в поиск лекарства от этой напасти, уже греет душу.

Что же представляют собой распределенные вычисления, в целом? Весь смысл заключается в объединении большого числа компьютеров в единую вычислительную структуру. И пусть каждая единица такой структуры представляет собой обычный настольный ПК, за счет их огромного числа можно получить вычислительную структуру, превосходящую во много раз по мощности самые современные суперкомпьютеры. При этом связь между отдельными узлами происходит через интернет, а всем проектом управляет отдельный сервер, который разбивает исходную задачу на подзадачи и распределяет их между участниками проекта, а также принимает и обрабатывает результаты. Участником проекта распределенного вычисления может стать любой пользователь, имеющий доступ к интернету (возможен вариант доступа и через прокси-сервер). Для этого обычно нужно получить с сервера проекта и установить клиентское ПО.


Подробности проекта UD CRP

Итак, перейдем к рассмотрению самого проекта United Devices CRP. Он был создан компанией United Devices совместно с химическим факультетом Оксфордского университета и Национальным фондом США по исследованию рака. Официальный сайт United Devices CRP находится по адресу members.ud.com/projects/cancer.

Суть проекта заключается в следующем. На предварительном этапе исследований было выделено некоторое количество белков (порядка 12), которые могут применяться для терапии рака. Эти белки имеют определенные области (или «целевые участки») в их структуре, где молекула-препарат могла бы соединиться с белком для получения желательного взаимодействия. Если процесс, в который они вносят вклад, может управляться, то и сама болезнь тоже будет излечиваться. Для исследований на данный момент моделируются молекулы препарата и их взаимодействие с целевыми протеинами. На основании этого анализа можно сделать прогноз о полезности отдельного препарата, и если прогноз положительный, то далее уже наступает этап лабораторных исследований.

Существует библиотека молекул-препаратов (лигандов), разделенная на рабочие блоки, которые распределяются между участниками проекта. Каждый рабочий блок состоит из многих молекул, и каждый блок выдается отдельному участнику. Участники проекта (программы-клиенты) получают свои молекулы, целевой протеин, и затем программа оценивает их взаимодействие. Каждая молекула-препарат будет протестирована, и каждое взаимодействие будет оценено программой. Как только все молекулы в задании будут проанализированы, программа отошлет полученную информацию на сервер проекта для обработки и загрузит новый блок молекул.

Для участия в проекте необходимо скачать с адреса download.ud.com/gold/win32/ud_agent_setup.exe небольшую бесплатную программу. После ее установки вам будет предложено зарегистрироваться и стать участником проекта, а в системном трее появится иконка, щелчком по которой вызывается главное окно программы. Программа не принесет вреда ни вашему компьютеру, ни хранящейся на нем конфиденциальной информации — за все время существования проекта не было ни одного скандала, связанного с этой программой.

Программа может работать в двух режимах: в режиме скринсейвера либо постоянно. В первом случае вы получаете симпатичный скринсейвер, который каждый раз при запуске будут показывать разные красочные трехмерные модели молекул, и при этом производить необходимые вычисления. Второй вариант — это непрерывная работа. Если ваш компьютер имеет характеристики выше среднего, то при работе вы не ощутите присутствия у себя этой программы — она запускается в системе с низшим приоритетом и абсолютно не тормозит ее. В главном окне программы можно найти такую информацию, как суммарное процессорное время, количество набранных вами очков, сравнительную характеристику вашего компьютера с компьютером, который был выбран в качестве базового для сравнения, а также процент завершенности текущего задания. На других закладках можно изменить параметры работы программы на вашем компьютере, посмотреть трехмерную модель анализируемого в данный момент вещества. Когда программа заканчивает обработку текущего задания, вам нужно подключиться к интернету для отправки результатов на сервер проекта и получения нового задания. Весь процесс обмена занимает от двух до пяти минут.

С момента регистрации все вычислительные затраты вашего «железного друга» будут учитываться, и вам будут начисляться очки за каждое «успешное» моделирование взаимодействия молекулы с белком. В принципе, вы можете объединиться с кем-нибудь в команду, и тогда ваши заработанные очки и вычислительное время будут суммироваться. Есть в проекте и наши отечественные команды. Самой большой из тех, что мне удалось отыскать, является команда «Belarus», которая насчитывает на момент написания статьи 64 человека, а суммарное процессорное время для этой команды составляет 29 лет. Также с сайта проекта доступна разнообразная статистика. Наиболее интересной, на мой взгляд, является статистика по странам. Например, в отношении суммарного процессорного времени лидируют США. Россия на 22 месте, Беларусь — на 57, уступая непосредственно Филиппинам и Уругваю. Неплохо было бы поддержать наших соотечественников — для этого при регистрации нужно не забыть указать страну. Общая статистика на 18 января 2003 года по проекту выглядит следующим образом: суммарное потраченное время — 187863 года, всего членов проекта — 935935 человек, среднее суммарное процессорное время в день — 224 года.

На сегодняшний день проблема рака — одна из острейших проблем человечества. Однако в наших силах помочь в поиске лекарства от этого заболевания. Тем более, участвуя в описанном в статье проекте, вы абсолютно ничем не рискуете, наоборот — приобретаете довольно симпатичный бесплатный скринсейвер. К тому же никто не знает, что принесет нам завтрашний день, и не коснется ли эта страшная беда кого-нибудь из нас.

Распределенные вычисления: поиск лекарства от рака

Каждый четвертый человек в мире страдает от рака. Эта болезнь имеет высокий уровень смертности, пациенты страдают от побочных эффектов существующих сегодня лекарств, а цена многих лекарств высока. Поэтому поиск эффективного лекарства от рака – одна из приоритетных задач человечества.

Благодаря росту вычислительной мощности персональных компьютеров свой вклад в поиск лекарства может внести любой пользователь ПК. Каждый из вас может подключиться к проекту поиска лекарства United Research, который проводится совместно с химическим факультетом Оксфордского университета и Национальным фондом США по исследованию рака. Для участия вам просто нужно скачать небольшую бесплатную программу, которая может работать как скрин-сейвер: она будет включаться во время бездействия компьютера и производить соответствующие вычисления. Кроме того, программа может работать параллельно с вами (скажем, если вы используете средства типа Word или Excel, которые незначительно нагружают процессор) – при этом она запускается с низшим приоритетом, и не будет мешать вашей деятельности.

Для участия в проекте не нужно ничего платить, и программа не принесет вреда вашему компьютеру. Программа не будет искать или передавать в сеть какие-либо ваши данные. Она просто будет использовать свободную вычислительную мощность вашего компьютера для поиска молекул, которые могут помочь в разработке лекарства по лечению рака. Каждый отдельный компьютер анализирует несколько молекул, а затем отсылает полученный результат обратно по Интернету для дальнейших исследований.

Проект является самым масштабным проектом распределенных химических вычислений из всех, когда-либо проводившихся. Авторы проекта надеются на сознательность и добровольное участие людей – ведь мы работаем, в конечном счете, на себя. Даже новейшие суперкомпьютеры не идут ни в какое сравнение с суммарной мощностью сотен тысяч энтузиастов по всему миру.

Статистика показывает, что на сегодняшний момент в проекте участвуют около 900 000 пользователей и около 1 900 000 компьютеров. Общее вычислительное время, потраченное на проект, уже составило 165 тысяч лет. За это время пользователи получили 17 миллиардов очков и обработали 164 миллиона заданий. Каждый день работы проекта приносит примерно 250-300 лет вычислительного времени. Это огромная цифра.

После скачивания программы вам предлагается зарегистрироваться – ввести свое имя и пароль. После этого вам будут начисляться очки. В принципе, вы можете объединиться с кем-нибудь в команду. Программа будет накапливать ваше вычислительное время (к примеру, на иллюстрации оно уже равно 2 дням и за это время было заработано 1186 очка). В левой нижней части окна программы показывается вычислительное время, потраченное на текущее задание (41 минута) и ход текущего задания (16%). После завершения задания вам будет предложено отправить его в Интернет (объем – примерно 1 Мб) и закачать новое задание (объем – примерно 200 кб). Причем если вы работаете по модему, то программа выполнит эти операции в тот момент, когда вы будете подключены в сеть.

В правой нижней части экрана вы можете сравнить по мощности свой компьютер с компьютерами других участников проекта.

Этот экран показывает 3-мерную структуру молекулы. При работе программы в качестве скрин-сейвера именно такая картинка будет выводиться на экран при бездействии компьютера.

На экране настроек вы можете указать работу программы в качестве скрин-сейвера (галочка Run only as Screen Saver) и выбрать время запуска – через 5 минут после последнего действия пользователя.

Если вы работаете через корпоративную сеть, то вы можете выбрать несколько вариантов подключения через прокси-сервер (Proxy Settings).

Зачем это необходимо?

Во-первых, мы должны найти лучшее средство от рака. За последние 50 лет исследования в области поиска лекарства от рака привели к получению около 40 лекарств. Эти лекарства уже продлевают жизнь многих людей, но цена их высока. Побочные эффекты противораковой терапии иногда оказываются по своему действию не лучше самой болезни. Эти эффекты настолько опасны, что зачастую они приводят к ограничению дозировки противораковой терапии. И половину больных раком мы сегодня не можем вылечить даже с помощью современной терапии.

Несмотря на эти недостатки, терапия является очень дорогой – на лечение рака уходят огромные средства. Лечение рака отнимает около 6% всего бюджета медицины. По данным Национального института здоровья США на рак было потрачено $37 миллиардов только на лекарства, а $11 миллиардов составляют косвенные убытки, связанные с потерей трудоспособности. Если мы сможем найти новое эффективное лекарство, то мы сможем снизить как затраты на лечение рака, так и страдания больных, получающих противораковую терапию.

Высокий уровень смертности, страдания пациентов и высокая цена лечения – вот три фактора, по которым поиск лекарства от рака можно считать приоритетным. От рака не застрахован никто, и сегодня вы можете внести свой посильный вклад в свое будущее и в будущее своих детей.

Читать еще:  Виртуальная лазерная клавиатура VKB

Во-вторых, мы отрабатываем новый инструмент для поиска лекарства. Даже с учетом расширенной предварительной фильтрации, минимальное количество молекул для тестирования в проекте составляет примерно две сотни миллионов для каждого протеина – огромное число. Анализ такого количества молекул потребовал бы огромной вычислительной мощности. При таком числе молекул даже суперкомпьютеры оказываются бесполезны – их мощность ограничена. Даже если работа будет выполняться в три раза быстрее мощности самого лучшего суперкомпьютера, исследователь не получит результат в течение своей жизни. Однако благодаря модели распределенных вычислений сотни тысяч или даже миллионы компьютеров одновременно работают над проектом, что позволяет существенно уменьшить время на расчет молекул.

Как происходит поиск лекарства?

Просмотр и поиск молекул – это всего лишь одна часть процесса поиска лекарства от рака. Для того, чтобы начать этот этап, уже были проведены масштабные исследования, а когда процесс поиска нужных молекул будет завершен, от ученых потребуется проведение еще большей работы перед получением лекарства. Ниже приведены все этапы исследования.

Начало — в лабораториях

Первым шагом явился анализ различных исследовательских проектов и совместная работа лабораторий по идентификации целевых протеинов.

Вторым шагом является выборка и получение доступа к молекулярным данным. Ни одна организация не имеет списка всех «лечебных» молекул, которые смогут удовлетворить необходимым критериям. Различные каталоги молекул принадлежат десяткам университетов и компаний по всему миру. Несколько организаций согласились предоставить свои каталоги молекул для проекта.

Затем следует предварительная высокоуровневая фильтрация. В ней из проекта удаляются все молекулы из каталога, которые будут слишком большие по размеру, нерастворимы в воде или слишком нестабильны.

Затем – виртуальный просмотр и поиск молекул

Следующий этап проекта выполняется в данное время. Библиотека молекул (лигандов) разделена на рабочие блоки, которые распределяются по участникам проекта. Каждый рабочий блок состоит из многих молекул, и каждый блок выдается отдельному участнику. Участники проекта получают свои молекулы, целевой протеин и затем программа оценивает их взаимодействие.
Каждый лиганд будет протестирован, и каждое взаимодействие будет «оценено» программой. Как только все молекулы в задании будут проанализированы, программа отошлет полученную информацию на сервер проекта для обработки и загрузит новый блок молекул.

Затем результаты будут собраны вместе. Молекулы, показавшие наилучшие результаты, будут проходить сложный процесс анализа. При этом будет создаваться структура, необходимая для создания лекарства.

Последние этапы

В определенный момент времени виртуальные молекулы приведут к получению вещества. Исследовательские лаборатории затем синтезируют и протестируют молекулы в лаборатории. При этом права на результаты исследования будут принадлежать исключительно некоммерческим или правительственным организациям.

Затем последуют лабораторные исследования лекарства, а потом придет и этап массового производства лекарства, которое уже будет помогать пациентам. Поиск молекулы – это хорошее начало пути по поиску лечения от рака, но биохимическая реакция – это далеко не все, что нужно. Необходимо убедиться, что молекулы будут работать в теле человека. При этом должна существовать и возможность их создания, чтобы из них получилось долгожданное лекарство.

Где получить программу?

Вы можете скачать ее с сайта United Devices. Программа занимает 1,6 Мб.

Заключение

Проблема рака – одна из острейших проблем человечества. В наших силах помочь поиску лекарства. По отдельности персональные компьютеры слишком слабы, но в сумме они составляют огромную вычислительную мощь. Возможность помочь у вас уже есть. Будете ли вы ее реализовывать – решайте сами.

Распределенные вычисления: поиск лекарства от рака

Распределенные вычисления: поиск лекарства от рака

Каждый четвертый человек в мире страдает от рака. Эта болезнь имеет высокий уровень смертности, пациенты страдают от побочных эффектов существующих сегодня лекарств, а цена многих лекарств высока. Поэтому поиск эффективного лекарства от рака – одна из приоритетных задач человечества.

Благодаря росту вычислительной мощности персональных компьютеров свой вклад в поиск лекарства может внести любой пользователь ПК. Каждый из вас может подключиться к проекту поиска лекарства United Research, который проводится совместно с химическим факультетом Оксфордского университета и Национальным фондом США по исследованию рака. Для участия вам просто нужно скачать небольшую бесплатную программу, которая может работать как скрин-сейвер: она будет включаться во время бездействия компьютера и производить соответствующие вычисления. Кроме того, программа может работать параллельно с вами (скажем, если вы используете средства типа Word или Excel, которые незначительно нагружают процессор) – при этом она запускается с низшим приоритетом, и не будет мешать вашей деятельности.

Для участия в проекте не нужно ничего платить, и программа не принесет вреда вашему компьютеру. Программа не будет искать или передавать в сеть какие-либо ваши данные. Она просто будет использовать свободную вычислительную мощность вашего компьютера для поиска молекул, которые могут помочь в разработке лекарства по лечению рака. Каждый отдельный компьютер анализирует несколько молекул, а затем отсылает полученный результат обратно по Интернету для дальнейших исследований.

Проект является самым масштабным проектом распределенных химических вычислений из всех, когда-либо проводившихся. Авторы проекта надеются на сознательность и добровольное участие людей – ведь мы работаем, в конечном счете, на себя. Даже новейшие суперкомпьютеры не идут ни в какое сравнение с суммарной мощностью сотен тысяч энтузиастов по всему миру.

Статистика показывает, что на сегодняшний момент в проекте участвуют около 900 000 пользователей и около 1 900 000 компьютеров. Общее вычислительное время, потраченное на проект, уже составило 165 тысяч лет. За это время пользователи получили 17 миллиардов очков и обработали 164 миллиона заданий. Каждый день работы проекта приносит примерно 250-300 лет вычислительного времени. Это огромная цифра.

После скачивания программы вам предлагается зарегистрироваться – ввести свое имя и пароль. После этого вам будут начисляться очки. В принципе, вы можете объединиться с кем-нибудь в команду. Программа будет накапливать ваше вычислительное время (к примеру, на иллюстрации оно уже равно 2 дням и за это время было заработано 1186 очка). В левой нижней части окна программы показывается вычислительное время, потраченное на текущее задание (41 минута) и ход текущего задания (16%). После завершения задания вам будет предложено отправить его в Интернет (объем – примерно 1 Мб) и закачать новое задание (объем – примерно 200 кб). Причем если вы работаете по модему, то программа выполнит эти операции в тот момент, когда вы будете подключены в сеть.

В правой нижней части экрана вы можете сравнить по мощности свой компьютер с компьютерами других участников проекта.

Этот экран показывает 3-мерную структуру молекулы. При работе программы в качестве скрин-сейвера именно такая картинка будет выводиться на экран при бездействии компьютера.

На экране настроек вы можете указать работу программы в качестве скрин-сейвера (галочка Run only as Screen Saver) и выбрать время запуска – через 5 минут после последнего действия пользователя.

Если вы работаете через корпоративную сеть, то вы можете выбрать несколько вариантов подключения через прокси-сервер (Proxy Settings).

Зачем это необходимо?

Во-первых, мы должны найти лучшее средство от рака. За последние 50 лет исследования в области поиска лекарства от рака привели к получению около 40 лекарств. Эти лекарства уже продлевают жизнь многих людей, но цена их высока. Побочные эффекты противораковой терапии иногда оказываются по своему действию не лучше самой болезни. Эти эффекты настолько опасны, что зачастую они приводят к ограничению дозировки противораковой терапии. И половину больных раком мы сегодня не можем вылечить даже с помощью современной терапии.

Несмотря на эти недостатки, терапия является очень дорогой – на лечение рака уходят огромные средства. Лечение рака отнимает около 6% всего бюджета медицины. По данным Национального института здоровья США на рак было потрачено $37 миллиардов только на лекарства, а $11 миллиардов составляют косвенные убытки, связанные с потерей трудоспособности. Если мы сможем найти новое эффективное лекарство, то мы сможем снизить как затраты на лечение рака, так и страдания больных, получающих противораковую терапию.

Высокий уровень смертности, страдания пациентов и высокая цена лечения – вот три фактора, по которым поиск лекарства от рака можно считать приоритетным. От рака не застрахован никто, и сегодня вы можете внести свой посильный вклад в свое будущее и в будущее своих детей.

Во-вторых, мы отрабатываем новый инструмент для поиска лекарства. Даже с учетом расширенной предварительной фильтрации, минимальное количество молекул для тестирования в проекте составляет примерно две сотни миллионов для каждого протеина – огромное число. Анализ такого количества молекул потребовал бы огромной вычислительной мощности. При таком числе молекул даже суперкомпьютеры оказываются бесполезны – их мощность ограничена. Даже если работа будет выполняться в три раза быстрее мощности самого лучшего суперкомпьютера, исследователь не получит результат в течение своей жизни. Однако благодаря модели распределенных вычислений сотни тысяч или даже миллионы компьютеров одновременно работают над проектом, что позволяет существенно уменьшить время на расчет молекул.

Как происходит поиск лекарства?

Просмотр и поиск молекул – это всего лишь одна часть процесса поиска лекарства от рака. Для того, чтобы начать этот этап, уже были проведены масштабные исследования, а когда процесс поиска нужных молекул будет завершен, от ученых потребуется проведение еще большей работы перед получением лекарства. Ниже приведены все этапы исследования.

Начало — в лабораториях

Первым шагом явился анализ различных исследовательских проектов и совместная работа лабораторий по идентификации целевых протеинов.

Вторым шагом является выборка и получение доступа к молекулярным данным. Ни одна организация не имеет списка всех «лечебных» молекул, которые смогут удовлетворить необходимым критериям. Различные каталоги молекул принадлежат десяткам университетов и компаний по всему миру. Несколько организаций согласились предоставить свои каталоги молекул для проекта.

Затем следует предварительная высокоуровневая фильтрация. В ней из проекта удаляются все молекулы из каталога, которые будут слишком большие по размеру, нерастворимы в воде или слишком нестабильны.

Затем – виртуальный просмотр и поиск молекул

Следующий этап проекта выполняется в данное время. Библиотека молекул (лигандов) разделена на рабочие блоки, которые распределяются по участникам проекта. Каждый рабочий блок состоит из многих молекул, и каждый блок выдается отдельному участнику. Участники проекта получают свои молекулы, целевой протеин и затем программа оценивает их взаимодействие.

Каждый лиганд будет протестирован, и каждое взаимодействие будет «оценено» программой. Как только все молекулы в задании будут проанализированы, программа отошлет полученную информацию на сервер проекта для обработки и загрузит новый блок молекул.

Затем результаты будут собраны вместе. Молекулы, показавшие наилучшие результаты, будут проходить сложный процесс анализа. При этом будет создаваться структура, необходимая для создания лекарства.

В определенный момент времени виртуальные молекулы приведут к получению вещества. Исследовательские лаборатории затем синтезируют и протестируют молекулы в лаборатории. При этом права на результаты исследования будут принадлежать исключительно некоммерческим или правительственным организациям.

Затем последуют лабораторные исследования лекарства, а потом придет и этап массового производства лекарства, которое уже будет помогать пациентам. Поиск молекулы – это хорошее начало пути по поиску лечения от рака, но биохимическая реакция – это далеко не все, что нужно. Необходимо убедиться, что молекулы будут работать в теле человека. При этом должна существовать и возможность их создания, чтобы из них получилось долгожданное лекарство.

Читать еще:  Sony установила антирекорд по объёму продаж смартфонов Xperia

Проблема рака – одна из острейших проблем человечества. В наших силах помочь поиску лекарства. По отдельности персональные компьютеры слишком слабы, но в сумме они составляют огромную вычислительную мощь. Возможность помочь у вас уже есть. Будете ли вы ее реализовывать – решайте сами .

Найди лекарство с помощью распределенных вычислений

О проекте

Проект Find-a-Drug создан и поддерживается Кейтом Дейвисом, руководителем
компании Treweren Consultants. Find-a-Drug имеет английские корни.
Проект использует ПО THINK для распределенных вычислений, созданным тем
же Кейтом Дейвисом. Проект является не коммерческим и преследует
несколько целей: поиск и разработка доступных по цене (!) лекарств от
рака, ВИЧ, респираторных заболеваний и прочих, а так же рекламирование
собственного ПО.

Проектов с схожей целью достаточно, однако Find-a-Drug качественно
отличается от всех, т.к. уже на данный момент имеет конкретные
результаты и исследования в лабораториях.

Существуют достаточное количество других проектов, но большинство
людей выбирает именно FaD, из-за этических соображений. Зачем тупым перебором
взламывать алгоритм шифрования в distributed.net, если можно помочь
умирающим людям. Так же можно упрекнуть цель самого популярного проекта
— SETI@home, в том, имеет ли смысл искать инопланетян где-то в другой
галактике, если на нашей собственной планете в сутки умирает тысячи
людей от ВИЧ и рака.

Для начала расчетов клиент скачивает с сервера задание («Job»), размером
50-100 Кб, которое представляет собой 100 молекул, на основе каждой
клиент генерирует еще 100. Дальше клиент по специальному алгоритму моделирует соединение (в Windows
версии вам покажут каждое соединение в 3D) и пытается связать его с
белком-целью, если связывание прошло успешно, то данная молекула
является предположительным лекарством («Hit»). Количество хитов
неравномерно, т.е. в одном задание оно может быть 10, в другом свыше
400, в третьем вообще 0. После обработки задания, результаты о найденных
хитах закачиваются обратно на сервер (траффик 30-50 Кб).

Хиты влияют на белки цели, но характер взаимодействия можно установить
только при лабораторных исследованиях. Например, некоторое соединение
действительно позволяет приостановить рост раковых клеток, но при этом
является ядом для человека. Как видно, данный процесс
позволяет облегчить дорогостоящие лабораторные исследования,
убирая гарантированно бесполезные соединения.

Find-a-Drug сотрудничает с несколькими небольшими фармакологическими
компаниями, которые финансируют проект. Характер сотрудничества
следующий — либо полученные хиты с одного проекта, либо уже на основе
лабораторных исследований компании изготавливают лекарства и реализуют
их по конкурентоспособной цене. Т.е. если лекарство попадет в одну
компанию, то оно будет стоить заоблачную цену, как это происходит и
сейчас на эксклюзивные препараты от фармацевтических гигантов.
Все деньги полученные от проекта Find-a-Drug будут направлены на
дальнейшие исследования.

Работа с клиентом

Существует версии под Windows и Linux, по функциональности они
практически схожи, разве что виндовый клиент обладает графическим
интерфейсом и предоставляет возможность просмотреть обрабатываемые
соединения в 3D с помощью OpenGL (очень красиво ;). Клиент можно скачать
с http://findadrug.org.uk/download.

В распределенных вычислениях существует такое понятие, как «Ферма».
Например, у вас есть локальная сеть из 20 машин в которой только одна
машина имеет доступ в интернет.

Ферма подразумевает, что инсталлируется только одна копия клиента,
собственно на машину, которая имеет доступ в интернет — «сервер фермы».
Остальные машины пускают клиент с «сервера фермы», следующим образом

Дальше server.exe сам распределяет задания между машинами, скачивает
свежие задания, закачивает обработанные результаты. Т.е. в общем понятии
ферма — наш локальный кластер 😉 Где нет необходимости следить за всем
парком машин, лишь только за главной. Способность организовывать фермы относится именно к ПО, в данном случае
THINK обладает необходимой функциональностью. В некоторых проектах ПО не
позволяет организовывать фермы, из-за этого уже на 3-х машинах
появляются огромные проблемы.

Статистика доступна на http://stats.findadrug.co.uk, в среднем
обновляется раз в 6 часов. Существует несколько видов статистики,
например командная, личная, по странам и прочие. Так же существует
местами удобнее неофициальная статистика (см. ссылку в конце статьи).
Так же в статистике можно просмотреть ваши/чужие сертификаты от проекта
с личной подписью руководителя. Сертификаты выдаются автоматически при
достижении некоторых круглых значений, например, обработал 1.000.000
молекул — получил сертификат, что некий Вася Пупкин исследовал 1.000.000
молекул в проекте в Find-a-Drug. Некоторые особо мощные кранчеры
оклеивают ими стены вместо обоев 😉

За участие в проекте начисляются очки. Например AMD Thourobred с
реальной частотой 2200 Мгц приносит 210 очков в час,
соответсвенно за 10 часов работы такая машина приносит хозяину 2.100 очков. На рейтинг
влияет только частота процессора, другие характеристики как объем и тип
памяти, частота системной шины и прочее — ни коем образом не влияют.
Далее приведена сводная таблица усредненых рейтингов и процессоров,
полученная участниками «TSC! Russia»

Celeron 333MHz=22
Celeron ‘Coppermine-128’ 700MHz=70
AthlonXP ‘Barton’ 2500+=170
AthlonXP ‘Barton’ 3200+=210
Athlon 750MHz=72
Celeron 2.0@2.9GHz=180
Pentium4 3.2GHz=220
Celeron ‘Tualatin’ 1.4GHz=131
PentiumIII 700MHz=56
Athlon 850MHz=81
Pentium4 2.4GHz=168
AthlonXP 1800+=154
PentiumII 350MHz=27
PentiumIII 1.0GHz=78
PentiumIII 650MHz=53
Celeron 433MHz=31
PentiumIII-m 1.0GHz=85
PentiumII 450MHz=30
PentiumIII 800MHz=65
PentiumIII 1.3gHz=112
Celeron 2.0GHz=120

В данный момент Find-a-Drug примечателен и тем, что в нем большую роль
играют участники из стран СНГ, а первое место занимает команда из России
(«TSC! Russia»). Первое место среди участников занимает наш
соотечественник «Joker!», собственно участник «TSC! Russia» 😉
Для того, что бы вступить в команду необходимо в настройках клиента
(fadsetup.exe) указать «Team Number». У «TSC! Russia» — 2094 . Заметьте,
что команду вы можете поменять в любое время.
Единственное, где мы не первые — это зачет по странам, где USA — первые,
а Россия только вторая. Нам очень нужна ваша помощь, указывайте в
настройках клиента родную страну.

Участвовать или нет в распределенных вычислениях — личное дело каждого.
Однако поучаствовав недельку — другую, начинается привыкание и
зависимость 😉 Соревновательный элемент — переходит в наркоманию. К
вычислениям начинают подключать не только домашние компьютеры, но и
рабочие, университетские (без ведома администраторов ;), компьютеры
бабушек и дедушек.

Шеринг

Даже самого мощного суперкомпьютера не всегда хватает, чтобы решить масштабные научные задачи. Поэтому ученые просят помощи у добровольцев. Каждый может подключить свое устройство — компьютер или смартфон — к распределенной сети и поделиться небольшим количеством его мощностей. К некоторым сетям подключены сотни человек, и каждый день они помогают ученым быстрее продвигаться в их исследованиях. Научные направления разные: от поиска внеземных цивилизаций до расшифровки генома. С недавнего времени можно внести свой вклад в борьбу с коронавирусом.

Как это работает

Пользователь загружает приложение и выбирает, каким количеством ресурсов он готов поделиться. Для работы приложения есть два простых условия: устройство должно быть подключено к источнику питания и интернету. Помимо этого никаких дополнительных действий не требуется.

По умолчанию приложение не работает, когда устройство активно, например, когда вы пользуетесь компьютером или экран смартфона включен. Поэтому эффективнее всего оно работает ночью. В это время устройство выполняет небольшую задачу, например, моделирует определенный процесс, обрабатывает изображение или решает уравнение, и отправляет результаты ученым.

Для пользователя подключение к распределенной сети безопасно:

приложение не повлияет на работу устройства;

у приложения нет доступа к персональным данным;

пользователь задает максимальную нагрузку на устройство и может ее регулировать.

Почему ученым нужно так много вычислительных мощностей

Обычный компьютер часто «виснет» во время обработки фотографий большого разрешения. Ученым же требуется анализировать, например, изображения, сделанные самым большим телескопом в мире, и простые компьютеры, которыми мы пользуемся каждый день, с этой задачей не справятся. Для таких исследований существуют суперкомпьютеры — вычислительные машины, способные выполнять миллиарды операций в секунду. Но даже их мощностей не всегда хватает. Кроме того, количество таких компьютеров ограничено, поэтому ученым приходится ждать в очереди на подключение, чтобы решить свои задачи.

«Распределенные вычисления — это своего рода суперкомпьютер масштаба планеты , — объясняет Мария Попцова, заведующая лабораторией биоинформатики, доцент департамента больших данных и информационного поиска факультета компьютерных наук НИУ ВШЭ. — В обычном компьютере все вычислительные мощности сосредоточены под корпусом ноутбука или десктопа. В распределенном по планете Земля суперкомпьютере все мощности находятся в разных местах (на разных столах в разных домах, городах и странах) и соединены между собой проводами — кабелями интернета».

Примеры проектов, работающих на основе распределенной сети

SETI@home — самый известный проект с использованием распределенной сети. Ученые из Калифорнийского университета в Беркли занимались поиском сигналов внеземных цивилизаций. После запуска в 1999 году проект быстро привлек миллион пользователей. На компьютерах добровольцев обрабатывались снимки, полученные с телескопа в Южной Америке. SETI@home просуществовал 20 лет, однако в марте 2020 года был приостановлен. На тот момент приложение было установлено на 1,8 млн устройств. Ученые сослались на необходимость проанализировать все данные, накопившиеся за годы исследований.

После успеха SETI@home ведущие университеты стали по очереди запускать собственные проекты. Калифорнийский университет в Беркли открыл доступ к BOINC (от англ. Berkeley Open Infrastructure for Network Computing) — открытой программной платформе, которую можно свободно использовать для организации распределенных вычислений. Сейчас распределенные сети на BOINC помогают ученым решать задачи по математике, физике, биологии, астрономии, медицине, химии и другим направлениям:

World Community Grid — проект IBM, в котором объединены медицинские исследования: от поиска онкомаркеров до поиска лекарства от лихорадки Зика. Распределенная сеть позволила завершить несколько фаз различных исследований, например, исследований по расшифровке информации генома различных организмов, поиску лекарств и вакцин от тропической лихорадки и гепатита С, созданию полной карты белков человеческого организма и др. На данный момент к распределенной сети подключено более 780 тыс. устройств.

MilkyWay@Home — проект направлен на создание высокоточной трехмерной динамической модели звездных потоков в нашей Галактике. С помощью распределенных вычислений произведено моделирование динамики эволюции звездных потоков Стрельца и Сироты.

Climate Prediction — проект для прогноза изменений климата Земли в ближайшие десятилетия. У каждого участника сети на компьютере запускается компьютерная модель земного климата, а анализ тысяч таких моделей поможет делать более точные прогнозы.

Rosetta@Home — проект по моделирования структуры белков. Он способствует прикладным исследованиям для борьбы с раком, малярией, болезнью Альцгеймера и другими болезнями. После публикации результатов исследования о свертывании белка куратор Rosetta@Home Дэвид Бейкер поблагодарил пользователей, сказав, что их вклад был совершенно необходим для этого проекта.

Einstein@Home —проект по поиску гравитационных волн. С помощью распределенной сети ученые уже открыли несколько звезд-радиопульсаров и гамма-пульсаров, излучающих гравитационные волны, а пользователи, на компьютерах которых были найдены пульсары, получили сертификаты первооткрывателей.

Asteroids@home — проект помогает выяснить параметры астероидов — их форму, период вращения и т.д. В 2019 году были опубликованы более 1 тыс. модели астероидов.

Существуют и проекты, основанные на других платформах. Например, исследование, помогающее в разработке новейшего ускорителя элементарных частиц, анализ и прогнозирование временных рядов, анализ данных с различных телескопов и другие.

Как распределенные сети помогают в борьбе с коронавирусом

Собственные исследования, связанные с вирусом COVID-19, запустили несколько проектов, в том числе упомянутые World Community Grid и Rosetta@Home. Самым массовым на сегодня является проект Стэнфордского университета Folding@home.

О сути проекта рассказывает Мария Попцова: «Самый известный сейчас белок — это белок на поверхности коронавируса, так называемый белок-шип (spike), который соединяется с рецепторами-белками на поверхности клеток нашего организма. Этот белок перед захватом клетки изменяет форму, переходит из закрытого состояния в открытое, и необходимо смоделировать все потенциальные формы, которые примет этот белок во время перехода».

Читать еще:  BioShock 2 – Папочка вас спасет

Именно для этого нужна распределенная сеть, поясняет Мария Попцова: «Один компьютер вычисляет возможность и характеристики какой-то одной формы, а всего таких возможностей — миллионы. Для чего нужно знать все возможные формы? Для разработки лекарств. Нужно подобрать такую молекулу, чтобы она связалась с опасным местом белка-шипа и заблокировала его. Тогда белок-шип не сможет связаться с нашими клетками. Этот процесс тоже надо сначала смоделировать и просчитать все формы и характеристики этого связывания, прежде чем испытывать лекарство в пробирке».

За несколько недель к проекту присоединилось более 400 тыс. человек. В мае производительность распределенной сети превысила 2,4 эксафлопс, или миллиард миллиардов операций в секунду. Это больше, чем мощность всех суперкомпьютеров из списка TOP500 вместе взятых.

Мария Попцова подчеркивает важность подключения большого количества пользователей для этой задачи: «Невозможно поставить опыты с миллионом лекарств — на это не хватит человеческой жизни. А компьютеры могут просчитать и предсказать, какое лекарство стоит испытывать, а на какое и не надо тратить время. Чем больше будет одновременных параллельных вычислений на каждом индивидуальном компьютере, тем лучше».

Какие приложения можно скачать, чтобы присоединиться к распределенной сети

Здесь можно скачать приложение Folding@home и присоединиться к крупнейшему распределенному проекту по анализу коронавируса.

Приложение World Community Grid помогает ученым разработать ученым лекарство от коронавируса. Перед скачиванием приложения зарегистрируйтесь на сайте.

Приложение для смартфона DreamLab в Google Play и в App Store. После установки выберите в списке проектов Corona-AI и обозначьте, сколько трафика вы готовы передавать каждый месяц. Максимальное значение — 500 Мб— эквивалентно просмотру видео длительностью 1,5 часа.

Больше информации и новостей о трендах шеринга в нашем Telegram-канале. Подписывайтесь.

LIFEWATCH

Отрывки жизни..

Поможем борьбе с раком: Help Conquer Cancer (World Community Grid)

Начав из далека, в предыдущей статье — с распределенные вычислений в целом, я все же возвращаюсь к основной теме, которую я хотел осветить… к теме указанной в заголовке — «борьба с раком». Изначально, я устанавил SETI@home для прикола…но позже, начав разбираться более подробно со всеми проектами увидел, что распределенные сети служат не только для «бредовых» идей поиска инопланетян или самомго большого простого числа (проект GIMPS), но и для конкретных правктических задач. Эти задачи будут полезны всему человечеству, в том числе и в борьбе с раком.

Рак (Карцинома) — злокачественная опухоль, развивающейся из клеток эпителиальной ткани различных органов (кожи, слизистых оболочек и многих внутренних органов). Рак — одно из самых страшных заболеваний, неизлечимое на поздних стадиях. Ежегодно только в России от рака умирают более 285 тысяч человек!

Так вот, выйдя через SETI@home на сеть BOINC я начал смотреть, каким еще проектам можно помочь. На данный момент для платформы BOINC доступно более 40 проектов.
Вот 5 самые популярных проектов BOINC:

  1. SETI@Home — поиск внеземного разума
  2. Rosetta@Home — разработка методов лечения заболеваний человека
  3. World Community Grid — сеть проектов направленных на помощь в борьбе с болезнями, голодом и прочими глобальными проблемами
  4. Einstein@Home — проверка гипотезы Эйнштейна о существовании гравитационных волн
  5. Climate Prediction Production — Изучение изменений климата

Так сложилось но первым «полезным» проектом, который я увидел, был — World Community Grid. World Community Grid — состоит из множества различных под-проектов. На март 2010 активны следующие проекты:

  • Discovering Dengue Drugs — Together (Phase 2) — разработка вакцин от тропической лихорадки, энцефалита Западного Нила, желтой лихорадки и пр.
  • Help Cure Muscular Dystrophy (Phase 2) — лечении мышечной дистрофии
  • Help Fight Childhood Cancer — проект по поиску лекарств для лечения нейробластомы
  • Nutritious Rice for the World — улучшение сортов риса
  • Help Conquer Cancer — помогаем понять как образуется и развивается рак
  • Human Proteome Folding (Phase 2) — изучение структуры белка человека
  • FightAIDS@Home — борьба со СПИД

Я участвую в проектах Help Conquer Cancer и Help Fight Childhood Cancer. И только они одни живут на моем Boinc Manager. Остальные проекты не менее важны, просто, в силу личных обстоятельств (моя бабушка умерла от опухоли), я хочу помочь как можно быстрее побороть именно рак . . .

Насколько это всё реально? Очень даже… Несколько проектов World Community Grid уже завершено. Так например за 2 года (с 2004 по 2007 год) при помощи сети распределенных вычислений ученые проекта Help Cure Muscular Dystrophy (Phase 1) сумели выполнить расчеты, для которой понадобилось бы более 14000 лет работы одного компьютера с процессором 2ГГц.

Опухолевые клетки отличаются высоким отношением площади ядра (тёмные области) к цитоплазме (светлые). они убивают людей.

Нужно ли это Вам — решайте сами, но подумайте — большинство времени ресурсы компьютера используются менее чем на 5%. Для процессора, время между нажатиями клавиш при печати, время пока вы читаете с экрана какой-нибудь текст или ненадолго отошли от компьютера — целая вечность. Для Вас работа BOINC не будет стоить ни чего, но возможно спасет чью то жизнь в будущем!

В каких проектах участвовать — также личное дело каждого. Моё мнение на этот счет таково: глупо использовать ресурсы компьютера для вещей, которые в принципе бесполезны.

Поэтому, друзья, если вы все же решите учавствовать в распределенных вычислениях, я призываю Вас не тратиться на глупости. Участвуйте в проектах, реально помогающих людям.

Возможно, именно Ваше участие поможет приблизить победу над раком и сохранить тысячи жизней!

p.s. Присоединяйтесь также к нашей команде «Russia-Lifewatch» на World Community Grid

Написать обо всем я не могу, но, надеюсь, я зародил в Вас зерно интереса к теме. Дополнительную информацию вы можейте найти в Интернете.

Еще ссылки по теме:

Поделиться ссылкой:

Навигация по записям

Добавить комментарий Отменить ответ

Если не трудно расскажите на страницах вашего сайта о следующих вещах:

1) Какой именно клиент BOINC может задействовать для расчетов ресурсы GPU?
Как это можно проверить?
2) Почему Вы создали свою команду в World Community Grid, а не присоединились к самой многочисленной команде Russia?
3) Есть ли «нормальный» русскоязычный форум для тех кто участвует в World Community Grid?

Спасибо за интерес! Постараюсь сделать обзор по Вашим вопросам.
1) Официальный клиент BOINC и модификация WCG (различие у них только в оформлении) поддерживают расчет через GPU. Второе необходимое условие «нужная» видеокарта — т.к. не все видюхи позволяют использовать их проц для сторонних расчетов. Список поддерживаемых карт для nVidia тут — http://www.nvidia.com/object/cuda_gpus.html
А для ATI тут — http://developer.amd.com/gpu/ATIStreamSDK/Pages/default.aspx#two
Да, и еще — не все проекты дают задания на GPU.
То что расчеты через GPU отображается в менеджере
2) Ну видь интереснее видеть результат именно твоих друзей и единомышленников К примеру — есть сборная России по футболу, но видь есть и отдельные команды — Спартак, Динамо и т.п. И еще — в общий зачет страны идут результаты всех пользователей под флагом страны не зависимо от принадлежности к команде.
3) distributed.ru, boinc.ru чем не устраивают?

Походу я в пролете со своей 8400M G
Придется новую видеокарту прикупить 8600M GT.

Спасибо за дельный и быстрый ответ :)!

A great way to ensure that your synthesis link is sensible is always to
clarify it to somebody else. You are possibly about the right track if you
clarify they obtain it and so what you feel the text
is. Paul’s cathedral designed Outdated Unhappinessis
home|the household of Old Misery was created by Wren, who had been the seventeenth-century designer No quiero imponer mi traducción como ejemplo, si bien la realic� siguiendo mis
propias convicciones en el campo de la traducción.
Paul’s cathedral|Christopher Wren, who was the seventeenth-century designer Make certain that you cite certain types of activities where are strongly
related your goals, that you simply enjoyed. Although certainly one of your targets for composing your personal declaration is to stand
out from thousands of different applicants, keep in Brain that
you’re trying to get not a creative writing course and law-school.
Be concise and keep the flow well and plausible -prepared.
Paul’s cathedral created Outdated Agony’s property|the house of Old Unhappiness was designed by Wren, who had been the seventeenth century
architect There is a workable matter one that can be efficiently done within the page demands
of the dissertation. Currently talking about widespread problems for example nationwide or global issues is frequently difficult
in only afew websites. To prevent this, most authors make an effort to narrow right
down the subject to a far more appropriate amount after
which must start with a simple topic. Like, if your writer is excited about fighting for or from the Health Care
Reform Act that was passed by Congress this season, it would be smart
to narrow this topic. It’sn’t possible to fight for or contrary to the complete law (the statement itself is over 2,000 pages long).

Paul’s cathedral|Christopher Wren, who was the seventeenth century
designer Lots of individuals retain freelancers for jobs such as this.

Paul’s cathedral designed the household of
Old Misery|Christopher Wren, who was simply There is items that
are only.’ For Greene, the machine is shown within the wilderness when its actions are organised
by the team. Paul’s cathedral created the home of Previous Agony|Christopher Wren, who was
Why you want to take up regulation, a great individual declaration should clearly describe.
Why fantastic entry warren buffett essays
frequently give attention to the clientis motivation in its dialogue, this
is. Be described as a storyteller and go the reader during your private
encounters which caused one to want to turn into a lawyer.

Paul’s cathedral|Christopher Wren, who was the seventeenth-century builder
A distinct and brief structure can make your essay simple to create.
Showing your suggestions obviously, creating a strong information focus, and giving plenty of
support produce the composition easier to recognize.
The 5-paragraph essay we will examine assists you to coordinate
your suggestions into a format that is written. Your viewer’s understanding and interest, and therefore your marks by
organising the suggestions of your document into this structure you will enhance your
essay design. Paul’s cathedral|Christopher Wren, who was
simply the seventeenth-century designer About having a basic outline, a poor article will even not stick to the guidelines.
A five paragraph article should have an introduction, a
three passage body and finally a realization.
The format has to maintain that purchase. Distortion of the means which
you have a composition that is negative. With out a great format,
the composition failures to be easily its quality understandable.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector