Search

تورین ابزاری برای ورود به عصر جدید

تورین ابزاری برای ورود به عصر جدید

تورین ابزاری برای ورود به عصر جدید

توان محاسبات کلان امروزه نقش مهمی در توسعه صنعتی و علمی ملت ها بازی می کند. در این راستا معاونت علمی وفناوری ریاست جمهوری که مجری طرح های کلان ملی در حوزه فناوری های نوین است، طرح تورین (Grid) محاسباتی ملی ایران را با عقد قراردادی با وزارت علوم، تحقیقات و فناوری با محوریت پژوهشگاه دانش های بنیادی(IPM) در سال ۸۸ آغاز کرد.

طرح کلان ملی فناوری راه اندازی تورین محاسباتی ایران از اهمیت استراتژیک ویژه ای برخوردار است و می تواند دروازه های جدیدی از امکانات فناوری و محاسباتی را روی محققان و دانشمندان ایرانی بگشاید.

سرعت خیره کننده، فضای ذخیره ای عظیم، گردش کار مطمئن، امکان دسترسی به کاربردهای نیرومند برای حل مسائلی که تاکنون امکان حل آنها در داخل مملکت وجود نداشته است و نیز پیشگامی علمی و فناوری در سطح منطقه خاورمیانه همه از ویژگی های طرح تورین ملی ایران به شمار می رود.

از این رو با دکتر شاهین روحانی، مجری این طرح کلان ملی به گفت وگو نشسته ایم تا با فناوری تورین و کاربردهای آن آشنا شویم.

فناوری تورین چیست؟

در چند دهه اخیر، محاسبات کامپیوتری در بسیاری از شاخه های علوم نقش عمده ای در تولید علم ایفا کرده است. این محاسبات متناسب با پیچیدگی مساله مورد مطالعه با کامپیوترهای شخصی (PC)، خوشه های کامپیوتری (cluster) یا ابررایانه ها صورت گرفته است.

هدف اصلی استفاده از فناوری تورین کدام است؟

هدف یکپارچه کردن منابع پردازشی شامل کامپیوترها، داده های خام، برنامه های کاربردی، آشکارسازها و دستگاه های آزمایشگاهی است که از طریق یک شبکه (مانند اینترنت) به همدیگر متصل شده اند. در واقع هدف این است که آنها را به طور یکپارچه به یک ابررایانه مجازی ولی بسیار قوی تبدیل کند.

کلمه Grid از Electrical Grid (شبکه برق شهری) گرفته شده است زیرا هدف آرمانی فناوری تورین رسیدن به مرحله ای است که تشابه زیادی با شبکه برق شهری دارد.

در شبکه برق شهری، شخص استفاده کننده (کاربر) می تواند با اتصال دستگاه استاندارد هر مقدار که نیاز داشته باشد از برق استفاده کند، بدون آن که اطلاع داشته باشد منبع برق از کجا تامین می شود.

در تورین آرمانی کاربر با وارد کردن مشخصات خود از طریق یک پایانه مثل laptop طبق یک استاندارد به تورین وارد می شود و برنامه کاربردی مورد نظر خود را فرا می خواند و بقیه کار به تورین سپرده می شود، تورین توان محاسباتی لازم و احیانا داده های لازم را در بهترین حالت فراهم می آورد و فرمان کاربر را در کمترین زمان ممکن انجام داده و پایان کار را به کاربر انتقال می دهد. این در حالی است که هریک از این منابع سه گانه ممکن است در مکان جغرافیایی دور از یکدیگر قرار داشته باشند.

آیا به کمک این سیستم می توان محاسبات پیچیده را در زمانی کوتاه​تر انجام داد؟

یکی از پارامترهای محاسباتی مهم برای محققان، زمان محاسبه است. ممکن است اجرای یک برنامه محاسباتی در یک کامپیوتر شخصی یک سال به طول بینجامد در حالی که همان برنامه در یک خوشه کامیپوتری در کمتر از یک هفته به اتمام برسد.

در واقع زمان محاسبه نسبت مستقیم با پیچیدگی مساله و نسبت معکوس با توان محاسباتی کامپیوتر دارد.هر قدر پیچیدگی مساله بیشتر باشد زمان محاسبه طولانی تر است و هر قدر توان محاسباتی بیشتری در اختیار داشته باشیم زمان محاسبه کوتاه تر خواهد بود.

محاسبات سریع و محاسبات تورین در حوزه هایی چون هواشناسی، صنایع خودروسازی و زمین شناسی اهمیت زیادی دارد که با راه اندازی این طرح کلان محقق می شود.

پس با این حساب این شبکه فقط برای پردازش اطلاعات به کار نمی رود و کاربردها یا به عبارتی دسته بندی های مختلف دیگری نیز دارد.

بله، طبقه بندی های متعددی برای تورین تصور شده است، تورین پروژه ای یکی از این دسته بندی هاست. در این نوع تورین،موسساتی علمی در سراسر دنیا که به یک موضوع خاص علمی علاقه مند هستند با به اشتراک گذاردن منابع محاسباتی، داده های آزمایشگاهی، محققان و دستاوردهای پژوهشی خود، یک تورین پروژه ای ایجاد می کنند.

در این نوع تورین معمولا موسساتی علمی در نقاط مختلف دنیا مشارکت دارند. بنابراین، مساله امنیت، اولویت و سطح دسترسی به منابع موجود از مسائل مهم این نوع تورین به حساب می آید.

تورین ملی یکی دیگر از این دسته بندی هاست. در این نوع تورین دولت کامپیوترهای موجود در کشور را برای نیازهای محاسباتی خود در سازمان های مختلف دولتی از جمله مراکز تحقیقاتی، صنعت، اقتصاد و مراکز نظامی به کار می گیرد و اصولا یک زیر ساختار تورین ملی تعریف می کند.

در حال حاضر خیلی از کشورها، تورین ملی خود را تعریف کرده اند و با یکپارچه کردن منابع محاسباتی و داده ای تحت نظر دولت، نیازهای محاسباتی خود را تامین می کنند. بنا به سیاست دولت ها ممکن است تورین های ملی ارتباط فرامرزی داشته باشند بنابراین لازم است از استاندارد جهانی تبعیت کنند.

یکی دیگر از دسته بندی های فناوری تورین خصوصی است. در این تورین یک دانشکده یا موسسه یا شرکت با به اشتراک گذاشتن منابع محاسباتی خود یک تورین خصوصی ایجاد می کند و در واقع مرز های اشتراک محدود به آن دانشکده یا موسسه می شود. در این گونه تورین ها به خاطر کوچک بودن داشتن مدیریتی مرکزی و اعتماد عمومی کاربران ، به کارگیری بهینه منابع محاسباتی در درجه اول امنیت در درجه دوم اهمیت قرار دارد. تورین تجاری هم چیزی شبیه شبکه برق شهری خصوصی است.

یعنی شرکت هایی وجود دارند که توان محاسباتی را در اختیار مشتریان خود می گذارند. این گونه تورین ها بازار خود را در آینده پیدا خواهد کرد. به عنوان نمونه می توان به شرکت Oracle یا Amazon اشاره کرد.

هدف و ضرورت راه اندازی تورین محاسباتی ملی چیست؟

این پروژه با هدف نهایی پیاده سازی شبکه محاسباتی کشور به صورت تورین تدوین شده است به طوری که کلیه دانشگاه ها و موسسات پژوهشی و علمی به آن متصل باشند و توان استفاده از امکانات محاسباتی برای همه کاربران واجد شرایط ایجاد شود و در عین حال اتصال به شبکه جهانی نیز حاصل شود.

همان طور که گفته شد، پیشرفت بسیاری از علوم و تکنولوژی مدرن جهان مدیون وجود چنین توان محاسباتی است.

در معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری تشخیص داده شد که بدون چنین ابزاری علم و صنعت کشور نمی تواند پا به پای سایر کشورهای جهان قدم های پیشرفت را بردارد. لذا عزم لازم برای اجرای این پروژه به وجود آمد. اکنون با به وجود آمدن این توان محاسباتی عظیم، اجرای بسیاری از پروژه های علمی و صنعتی که قبلاً ناممکن به نظر می رسید، ممکن شده است.

مثال هایی از کاربردهای مهم تورین محاسباتی

در حال حاضر فیزیکدانان ذرات بنیادی برای درک ماهیت ماده و اندرکنش نیروهای بین آنها، بزرگ ترین شتابگر ذرات را ساخته اند که به شتابگر بزرگ ذرات (LHC) مشهور است این شتابگر در سرن (CERN) مرکز تحقیقات هسته ای اروپا قرار دارد. این آزمایشگاه بزرگ سالانه تقریبا ۱۰ میلیون مگابیت داده تولید می کند که فیزیکدانان سراسر دنیا در صدد تحلیل آن داده ها هستند.

هرچند تحلیل آنها در سرن که محل تولید آنهاست امکان پذیر است ولی فیزیکدانان سراسر دنیا به تحلیل این داده ها علاقه مند هستند بنابراین لازم است داده ها به نقاط مختلفی از دنیا که توان محاسباتی کافی دارند ارسال شوند و تحلیل روی آنها انجام گیرد.

از این رو راه اندازی تورین محاسباتی ایران می تواند گامی موثر برای استفاده پژوهشگران رشته فیزیک ذرات در کشور از این امکانات باشد.

مثال دیگر رمزگشایی و شناختن ژن انسان است، که دانشمندان در شاخه های مختلفی از زیست شناسی علاقه مندند آن را درک کنند.

در این مقوله داده های زیادی به صورت رشته هایی از DNA موجود است که حجم عظیمی از اطلاعات را به خود اختصاص داده و برنامه های کاربردی متعددی برای تحلیل این داده ها وجود دارد.

از سوی دیگر طراحی یک دارو برای از بین بردن یک گونه خاص از ویروس، یکی دیگر از کاربردهای تورین محاسباتی است.

به طور کلی در این موارد گفته شده میزان محاسبات یا به عبارت دیگر زمان محاسبات آنقدر زیاد است که انجام دادن آن فراتر از توان محاسباتی یک موسسه است.




پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *