Vapaaehtoinen tietojenkäsittely on hajautettua laskentaa , jossa käytetään vapaaehtoisesti toimitettuja laskentaresursseja . Vapaaehtoisen laskennan nykyaikaiset laskentajärjestelmät on rakennettu grid - järjestelmien pohjalle.
Internetin syntymisen ja nopean kehityksen myötä ajatus tavallisten käyttäjien Internetin kautta kytkettyjen tietokoneiden vapaaehtoisesta käytöstä hajautetun tietojenkäsittelyn järjestämiseen on tullut yhä suositummaksi . Vuonna 1994 David Gidi ehdotti ajatusta massiivisen hajautetun laskentaprojektin järjestämisestä, joka käyttää vapaaehtoisia tietokoneita - SETI@home [1] . David Gidin ja Craig Kasnoffin Seattlesta kehittämä tieteellinen suunnitelma projektille esiteltiin viidennessä kansainvälisessä bioastronomian konferenssissa heinäkuussa 1996 [2] .
Tammikuussa 1996 aloitettiin GIMPS-projekti Mersennen alkulukujen löytämiseksi .
28. tammikuuta 1997 käynnistettiin RSA Data Security -kilpailu hakkerointiongelman ratkaisemiseksi yksinkertaisesti luettelemalla 56-bittinen RC5 -tietojen salausavain . Hyvän teknisen ja organisatorisen valmistelun ansiosta voittoa tavoittelemattoman yhteisön distributed.net järjestämä projekti tuli nopeasti laajalti tunnetuksi [3] .
SETI@home aloitti 17. toukokuuta 1999 grid-laskennan pohjalta, ja vuoden 2002 alussa saatiin päätökseen huhtikuusta lähtien kehitetyn avoimen alustan BOINC (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing) kehitys Kalifornian yliopistossa Berkeleyssä . 2000, alun perin SETI@Homelle , mutta ensimmäinen BOINC-alustalla oli Predictor@home-projekti , joka käynnistettiin 9. kesäkuuta 2004.
Sellaiset Internetin hajautetut laskentaprojektit, kuten SETI@Home ja Folding@Home , eivät ole yhtä tehokkaita kuin nykyaikaisimmat supertietokoneet . Projektien integroitu tuottavuus BOINC-alustalla 17. joulukuuta 2016 on 28,7 peta floppia [4] . Vertailun vuoksi tehokkaimman supertietokoneen (2016) Sunway TaihuLightin huippusuorituskyky on 93 petaflopsia [5] . Vuoden 2011 puoliväliin asti tehokkain supertietokone oli Tianhe-1A , jonka suorituskyky oli "vain" 2,57 petaflopsia [6] . Hanke on merkitty Guinnessin ennätysten kirjaan suurimpana laskelmana [7] .
Tähän mennessä hajautetun tietojenkäsittelyn organisointi- ja hallintaprosessin yksinkertaistamiseksi on luotu useita ohjelmistojärjestelmiä , sekä kaupallisia että ilmaisia.
Yleinen osallistumiskaavio tiettyyn hajautettuun laskentaprojektiin näyttää tältä: mahdollinen osallistuja lataa ohjelmiston asiakasosan käyttöjärjestelmäänsä , asentaa, konfiguroi ja käynnistää sen. Asiakas käyttää ajoittain projektipalvelinta - pyytää siltä tietoja käsittelyä varten ja lähettää tulokset . Tässä tapauksessa asiakas suoritetaan alimmalla prioriteetilla ( idle priority ) eikä se häiritse päätyötä.
On olemassa useita tapoja houkutella osallistujia hajautettuihin laskentaprojekteihin. Ensinnäkin tämä on mainontaa , myös hankkeen aiheisiin liittyvillä verkkosivustoilla. Lähes jokainen projekti yrittää kiinnostaa mahdollisia osallistujia kuvailemalla ratkaistavan ongelman tärkeyttä ja sen ratkaisun tulosten myöhempää soveltamista tosielämään. Tässä tietysti hankkeet, joilla on tällaisia sovelluksia (esim. lääkekehitys ja muut biolääketieteen hankkeet), voivat hyötyä suuresti.
Monet hankkeet luovat ympäristön osallistujien väliselle kilpailulle suoritettujen laskelmien määrässä, niin yksilö- kuin joukkuepisteissäkin. Todennäköisesti kannustin osallistua tällaisiin hankkeisiin on mahdollisuus "kehutella" muille osallistujille käytettävissä olevista laskentaresursseista. Tärkeä tekijä tässä on yksityiskohtaiset ja houkuttelevasti suunnitellut tilastot osallistujien tekemästä työstä, arviointitaulukot, keskustelufoorumit projektista ja vastaavat tieto- ja viestintäelementit - kaikki tämä muodostaa sosiaalisen verkoston , jossa osallistujat voivat kommunikoida muiden kanssa. ajattelevia ihmisiä. Samalla projektin laskelmien todellinen tarkoitus monien kohdalla häipyy taustalle eikä tule niin tärkeäksi kuin esimerkiksi sivuston ja asiakasohjelmiston suunnittelun yksityiskohdat. Tämän lähestymistavan onnistumisen todistaa se, että on olemassa useita tiettyyn projektiin osallistuvien ryhmien sivustoja, jotka vapaaehtoisesti ja itsenäisesti mainostavat valittua projektia ja houkuttelevat uusia osallistujia.
Joitakin hajautettuja laskentaprojekteja rahoitetaan tavalla tai toisella ja ne tarjoavat osallistujilleen rahallista palkkiota tiettyjen tulosten saavuttamisesta. Erityisesti projektit, jotka etsivät harvinaisia esineitä (esimerkiksi erityisiä numeroita), voivat palkita tiettyjä osallistujia, jotka löytävät seuraavan hakuobjektin tietokoneeltaan. Tällaisia projekteja voidaan pitää arpajaisina , joissa osallistujat maksavat tietokoneresursseillaan laskemalla jotain hyödyllistä (tai hyödytöntä) ja heillä on mahdollisuus voittaa palkinto. Samaan aikaan onnistumisen mahdollisuus on suoraan verrannollinen investoituihin kapasiteettiin - kuten lotossa: mitä enemmän arpajaisia ostat, sitä todennäköisemmin voit voittaa.
Vuonna 2013 käynnistettiin Gridcoin- projekti - blockchain - teknologiaa käyttävä kryptovaluutta , jonka emissio liittyy osallistumiseen BOINC-alustan tieteelliseen hajautettuun laskemiseen , ts. käyttäjiä palkitaan "laskennan panoksesta" tieteeseen.
Hajautetun laskennan järjestäjät ilmoittavat aluksi, että kaikkien hankkeisiinsa osallistuvien osallistuminen on maksutonta ja heidän tulokset julkaistaan. Ongelmana on kuitenkin se, että useimpien projektien asiakasohjelmien lähdekoodi ei ole avoin yleisölle, mikä tarkoittaa, että projektin loppuosallistujalla ei ole mahdollisuutta analysoida asiakasohjelman työtä - yritys purkaa ohjelma saattaa olla laiton ; Näin ollen ei tiedetä tarkasti, millaisia laskelmia asiakasohjelmisto todellisuudessa tekee.
Tavallinen käyttäjä voi tulla tahattomasti osallistujaksi johonkin vapaaehtoiseen laskentaprojektiin, jonka ohjelmiston voi asentaa tietokonevirus . Tällainen viruspohjainen asiakasohjelma, joka ei vahingoita tietoja, mutta vie käyttäjän laitteen laskentatehon, voi jäädä havaitsematta pitkään. Laittomien tai ei-hyväksyttyjen toimintojen verkkoja (projekteja) kutsutaan botneteiksi .
7. huhtikuuta 2013 mennessä BOINC-projektiin oli rekisteröitynyt 2 563 466 osallistujaa, jotka liittivät 8 812 982 tietokonetta (isäntäkonetta).
Yksityiskohtaiset tilastot BOINC-projekteista
| Kaikki yhteensä | Aktiivinen | |
|---|---|---|
| Jäsenet | 2 563 466 | 259 791 |
| isännät | 8 812 982 | 442 507 |
| Joukkueet | 98 055 | 22 649 |
| Maat | 251 | 238 |
| Kokonaispisteet | 1436484956800 | |
| Keskimääräinen pisteiden määrä päivässä (BOINC) | 1 864 300 911 | |
| Toiminnot kelluvalla piste. Keskiarvo sekunnissa | 9 321 504,6 giga floppia / 9 321 505 tera floppia | |
BOINC-projektien päätilastopalvelimen mukaan Yhdysvaltoihin rekisteröityneet osallistujat ovat kärjessä kokonaispisteissä . Heitä seuraavat Saksa ja Japani . [kahdeksan]
| Vapaaehtoiset tietojenkäsittelyprojektit | |
|---|---|
| Tähtitiede |
|
| Biologia ja lääketiede |
|
| kognitiivinen |
|
| Ilmasto |
|
| Matematiikka |
|
| Fyysinen ja tekninen |
|
| Monikäyttöinen |
|
| muu |
|
| Apuohjelmat |
|