科學(xué)家讓每個(gè)人的電腦都能參與攻克疾病研究

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美國(guó)賓夕法尼亞州波科諾山一家普通鄉(xiāng)村旅店的地下室，日夜燈火通明，老板邁克·凱利的數(shù)臺(tái)電腦不停運(yùn)轉(zhuǎn)著，沙沙作響。雖然表面沒什么特別，但其實(shí)這些電腦正在處理一個(gè)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中的重大難題。

　　凱利的5臺(tái)電腦使用剩余的計(jì)算能力，分析著數(shù)億個(gè)基因組成的龐大數(shù)據(jù)庫(kù)，希望發(fā)現(xiàn)基因在艾滋病和癌癥等疾病中所起的作用。一天下來，如果運(yùn)氣好的話，他可以掀起8至9個(gè)
基因的面紗。如果按照這個(gè)速度計(jì)算，他可以在數(shù)億年后完成整個(gè)解析過程。

　　不過不要緊張，因?yàn)閯P利的同好遍天下，全球共有1萬多臺(tái)電腦加入了凱利所在的研究項(xiàng)目。這些電腦被因特網(wǎng)編織在一起，組成一個(gè)代用的超級(jí)計(jì)算機(jī)。仿佛浩浩蕩蕩的螞蟻兵團(tuán)嚙食大象的尸體一樣，這些電腦正在有條不紊地測(cè)試每一個(gè)潛在的基因。他們希望能夠在大約兩年時(shí)間內(nèi)完成所有工作。

　　凱利的電腦是這項(xiàng)雄心勃勃的分布式計(jì)算計(jì)劃的根的部分。所謂分布式計(jì)算是指把計(jì)算分布到多個(gè)機(jī)器上去進(jìn)行。利用數(shù)千萬臺(tái)個(gè)人電腦同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的力量來創(chuàng)造虛擬超級(jí)計(jì)算機(jī)，以攻克現(xiàn)代科學(xué)中的尖端計(jì)算難題。凱利說：“全球目前有相當(dāng)于一百萬臺(tái)Cray超級(jí)計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力處于閑置狀態(tài)，把它們調(diào)動(dòng)起來，就可以減輕計(jì)算能力緊張的壓力。”

　　以往曾經(jīng)有過分散的分布式計(jì)算項(xiàng)目，但并不紅火。隨著因特網(wǎng)的迅速傳播和個(gè)人電腦計(jì)算能力日益增長(zhǎng)，使這一領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)重大變化。科學(xué)工作者正在利用這一戰(zhàn)略來與疾病作斗爭(zhēng)，預(yù)測(cè)全球氣候變化并預(yù)測(cè)股票市場(chǎng)內(nèi)的變動(dòng)。

　　瑞典放射科學(xué)家彼得·詹森設(shè)計(jì)出一種算法，模擬測(cè)量一種小型核廢料儲(chǔ)存罐周圍數(shù)千萬個(gè)點(diǎn)的伽瑪射線輻射量。如果最終獲得答案，技術(shù)人員就可以知道一個(gè)罐子的最多儲(chǔ)存量。然而，詹森的算法需要數(shù)十億次計(jì)算，這項(xiàng)計(jì)算如果在在一臺(tái)電腦上完成，需要大約5萬年完成。而在2萬名志愿者的電腦上運(yùn)行該項(xiàng)目2年之后，對(duì)罐子的數(shù)據(jù)計(jì)算已經(jīng)基本完成。杰森說：“計(jì)算很簡(jiǎn)單，只是整個(gè)過程的計(jì)算量太大。”

　　分布式計(jì)算在某種程度上仍然是普通人很陌生的概念，因?yàn)槟壳皡⑴c的人僅有幾百萬，而訪問因特網(wǎng)的用戶則高達(dá)數(shù)億人。但這種概念正在迅速橫掃網(wǎng)絡(luò)世界，并產(chǎn)生了一種特殊的的技術(shù)文化，這種文化把慈善、高科技和電腦游戲混合在一起。

　　參與者已經(jīng)形成激烈競(jìng)爭(zhēng)的計(jì)算小組，成為因特網(wǎng)上的團(tuán)隊(duì)YD。弗吉尼亞州阿靈頓的網(wǎng)絡(luò)開發(fā)商亨利·斯坦波斯十分鐘情分布式計(jì)算的，他收集了一批廢棄電腦以提高他在分布式計(jì)算項(xiàng)目上的排名。斯坦波斯說：“你看到你的名字，然后你會(huì)說，我要把我的名字排在最上面。”斯坦波斯是計(jì)算股票市場(chǎng)波動(dòng)性項(xiàng)目的志愿者，同時(shí)參與研究蛋白質(zhì)如何從線型的氨基酸的形式轉(zhuǎn)換成三維形狀。

　　分布式計(jì)算的概念從網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的早期就已經(jīng)出現(xiàn)。這一概念早在最早誕生在20世紀(jì)70年代的施樂公司帕洛阿爾托研究中心。那里的網(wǎng)絡(luò)科學(xué)家們創(chuàng)造了一個(gè)名為“蠕蟲”(worm)的程序，該程序在研究中心的200多臺(tái)機(jī)器上漫游，目的是用來搜索可投入使用的閑置電腦。這一項(xiàng)目后來演變成一場(chǎng)災(zāi)難，蠕蟲可以運(yùn)行導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓的測(cè)試程序，當(dāng)某一主機(jī)下轄的每一臺(tái)電腦都癱瘓后，蠕蟲程序又?jǐn)U展到一個(gè)新的主機(jī)上，使它癱瘓。今天提起蠕蟲，大多數(shù)人已經(jīng)忘記了這其實(shí)是分布式計(jì)算的起源，而只記得它是一種破壞性極強(qiáng)、自我傳播快的電腦病毒，類似于去年的“愛蟲”病毒。

　　分布式計(jì)算的概念此后一段時(shí)間里進(jìn)入冬眠期，到90年代中期因特網(wǎng)開始普及、數(shù)百萬臺(tái)電腦可以通過一個(gè)單一的網(wǎng)絡(luò)相連接時(shí)，分布式計(jì)算的概念又開始復(fù)興。科學(xué)家開始推出各種質(zhì)數(shù)研究和解密工作，這些計(jì)算工作是專為這種方式而設(shè)計(jì)的，因?yàn)檫@些計(jì)算簡(jiǎn)單，但計(jì)算次數(shù)卻大到難以想像。

　　最終將分布式計(jì)算帶到大眾面前的是一個(gè)名為SETI@home的狂想家項(xiàng)目。加州大學(xué)伯克利分校領(lǐng)導(dǎo)的工作支持搜索外星智能，讓個(gè)人電腦用戶研究來自波多黎各Arecibo天文臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，來搜索可能是來自于先進(jìn)文明的不尋常信號(hào)。

　　盡管不少嚴(yán)肅的科學(xué)家懷疑這類項(xiàng)目是否能發(fā)現(xiàn)什么東西，但截取外星人通訊的前景那么引人著迷，在推出短短2年內(nèi)就有300多萬志愿者下載了SETI@home的數(shù)據(jù)計(jì)算屏保程序。

　　現(xiàn)在，各大領(lǐng)域內(nèi)的研究學(xué)者們都陸續(xù)推出類似SETI@home，但更具備使用目標(biāo)的程序。斯坦福大學(xué)化學(xué)教授維杰·潘德正在領(lǐng)導(dǎo)Genome@home的項(xiàng)目，正是這個(gè)項(xiàng)目占據(jù)了凱利在波科諾山旅店的電腦。在18000名志愿者的幫助下，他同時(shí)還在運(yùn)行一個(gè)相關(guān)項(xiàng)目，一毫微秒、一毫微秒地模擬蛋白質(zhì)在形成三維形狀時(shí)的行為。

　　每天，一個(gè)志愿者的電腦可以計(jì)算大約10億分之一秒的一個(gè)蛋白質(zhì)的形成過程。如果18000臺(tái)電腦都在運(yùn)行的話，大約需要三個(gè)星期就可以獲得一些有價(jià)值的結(jié)果，然后他們就可以開始研究另一組蛋白質(zhì)。

　　位于England的Oxfordshire的Rutherford Appleton實(shí)驗(yàn)室的氣象動(dòng)態(tài)研究學(xué)家邁爾斯·阿艾則試圖預(yù)測(cè)2050年的全球氣候。今年夏天，阿艾向17000多名志愿者發(fā)放各種氣候預(yù)測(cè)模型，每一個(gè)計(jì)算模型人至少需要在一臺(tái)臺(tái)式電腦上計(jì)算200天。分布式計(jì)算使阿倫可以模擬數(shù)千個(gè)方案，評(píng)估包括氣溫等100多個(gè)參數(shù)對(duì)全球氣候的影響。在一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)上，他僅可以運(yùn)行大約12個(gè)方案。

　　這些研究項(xiàng)目已經(jīng)開始獲得成果。約95000名志愿者組成的一個(gè)團(tuán)體贏得了數(shù)項(xiàng)加密競(jìng)賽的大獎(jiǎng)并且發(fā)現(xiàn)了新的質(zhì)數(shù)。斯坦福大學(xué)的潘德教授已經(jīng)根據(jù)正在進(jìn)行的研究蛋白質(zhì)的試驗(yàn)結(jié)果，在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了兩篇論文。在La Jolla的Scripps研究學(xué)會(huì)，一個(gè)名為FightAIDS@home的項(xiàng)目已經(jīng)加快了對(duì)治療艾滋病藥物的檢查速度。

　　但除了這些實(shí)際收益之外，在這個(gè)網(wǎng)上文明用語內(nèi)容日增、詐騙和大量垃圾郵件堆積的時(shí)代，真正推動(dòng)這項(xiàng)YD的是一種利他主義和科學(xué)研究的精神，以及重新回到純凈的早期因特網(wǎng)時(shí)代的渴望。

　　參與Genome@home項(xiàng)目的志愿者斯蒂夫·泰勒說：“癌癥使我失去了雙親，我把參與這項(xiàng)計(jì)劃看作是‘做自己的一點(diǎn)貢獻(xiàn)’，來抵抗癌癥和其它可怕的疾病。”

　　泰勒為該項(xiàng)目購(gòu)置了6臺(tái)電腦。他說：“我發(fā)現(xiàn)這樣做比起把錢放在慈善機(jī)構(gòu)的信封里、然后不知所終更有成就感。”

　　為了參加一個(gè)分布計(jì)算項(xiàng)目，普通的電腦用戶志愿者需要下載一個(gè)小程序。這個(gè)程序?qū)⒇?fù)責(zé)計(jì)算、與服務(wù)器通訊以發(fā)送用于處理的大量數(shù)據(jù)。這個(gè)程序的目的是利用電腦閑置時(shí)的資源，因此用戶使用電腦時(shí)，這個(gè)程序就會(huì)降低運(yùn)行速度，而在電腦閑置時(shí)就會(huì)加快。

　　一家成立4年的非盈利研究基金會(huì)Distribted.net專門致力于推動(dòng)分布式計(jì)算。基金會(huì)負(fù)責(zé)人戴維·馬克奈特說：“電腦閑置資源不能儲(chǔ)存，沒有充分利用的話就白白浪費(fèi)了。如果能找到一個(gè)很好地使用這種資源的途徑，將非常令人激動(dòng)。我希望能夠充分利用這些資源。”

　　但正如因特網(wǎng)逐漸從純潔的象牙塔走向市場(chǎng)，商業(yè)利益已經(jīng)走近分布式計(jì)算領(lǐng)域，并且因此推動(dòng)了這一過程。

　　免費(fèi)因特網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商Juno網(wǎng)上服務(wù)公司最近提出一些苛刻條件，要求客戶不能關(guān)閉電腦，這令其客戶非常不滿。這家公司希望借此向研究機(jī)構(gòu)和其它公司出售處理能力，以獲取利潤(rùn)。

　　許多新興公司正在組織自己的分布式計(jì)算電腦網(wǎng)絡(luò)，通過抽獎(jiǎng)和提供現(xiàn)金回扣等措施吸引志愿者加入。弗吉尼亞州Fairfax的Parabon計(jì)算公司計(jì)劃根據(jù)人們?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)貢獻(xiàn)的計(jì)算能力，提供一定報(bào)酬。其首席執(zhí)行官斯蒂夫·阿姆特朗估計(jì)，一臺(tái)高端工作站一年可收入500美元。

　　但是對(duì)大多數(shù)志愿者而言，吸引他們的不是錢，而是最終的結(jié)果。數(shù)據(jù)庫(kù)管理者米歇爾·霍特克對(duì)于他在SETI@home里的排名無法上升備感沮喪。這項(xiàng)排名是根據(jù)他們?yōu)樵擁?xiàng)目做了多少工作列出的。其實(shí)這種排名和與網(wǎng)上游戲排名相比并沒有多大區(qū)別，但對(duì)于參與者而言，這種排名是一項(xiàng)非常重要的榮譽(yù)。霍特克最終決定退出SETI@home項(xiàng)目，而轉(zhuǎn)而加入另外兩項(xiàng)更新的項(xiàng)目，原因就是這兩個(gè)項(xiàng)目提供更高的排名機(jī)會(huì)。他加入了FightAIDS@home的團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目，并成功地進(jìn)入了前100名；接著他又加入了英特爾公司和位于德克薩斯州奧斯丁的聯(lián)合設(shè)備公司贊助的癌癥研究項(xiàng)目，并迅速上升到第八位。霍特克說：“如果我發(fā)現(xiàn)了一些東西，就是發(fā)現(xiàn)了一些東西，但我更感興趣的是獲得更高的分值、更高的排名。”住在俄亥俄州的霍特克，一天到晚開著電腦，他的觀點(diǎn)是：“如果我現(xiàn)在用不著它，還不如讓它開著做些有用的事。”這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)有些白熱化，一些項(xiàng)目明顯是針鋒相對(duì)。

　　文章開頭提到的旅店老板凱利是Overclockers Network Hellspawns團(tuán)隊(duì)的一名成員。這個(gè)團(tuán)隊(duì)大約有65名成員，從技術(shù)專業(yè)人員到高校學(xué)生不等，最近超過了另外一個(gè)以Star Trek中的角色Jean-Luc Picard船長(zhǎng)為名的團(tuán)隊(duì)，在斯坦福大學(xué)的基因合成項(xiàng)目中排名升為第三。

　　現(xiàn)在他們已經(jīng)接近另外一個(gè)意大利團(tuán)隊(duì)，那個(gè)團(tuán)隊(duì)比他們多計(jì)算出2000多個(gè)基因。這大約需要Overclockers花費(fèi)5天的時(shí)間來趕超他們。凱利說，他的團(tuán)隊(duì)正在拼命追趕，團(tuán)體成員在辦公室里爭(zhēng)取有用的電腦計(jì)算時(shí)間，此外一些因特網(wǎng)網(wǎng)吧也被拉入這項(xiàng)工作。該團(tuán)隊(duì)的一位成員正在寫一種SETI@home類型的屏保程序，來吸引更多的人支持。盡管意大利的團(tuán)隊(duì)保持領(lǐng)先，但凱利有信心趕上他們。這樣的話就只剩下Ars Technica Team Primordial Soup團(tuán)隊(duì)，這支排名第一的團(tuán)隊(duì)比他們領(lǐng)先12400個(gè)基因。凱利明白，趕上他們的機(jī)會(huì)渺茫。凱利說：“他們就象龐然怪獸，有數(shù)萬名成員，比我們多太多了。

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分布式計(jì)算是一門計(jì)算機(jī)科學(xué)，它研究如何把一個(gè)需要非常巨大的計(jì)算能力才能解決的問題分成許多小的部分，然后把這些部分分配給許多計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，最后把這些計(jì)算結(jié)果綜合起來得到最終的結(jié)果。

說白了就是下載一個(gè)數(shù)據(jù)包程序運(yùn)行，再把數(shù)據(jù)包，返回總站上。

詳細(xì)操作和下載請(qǐng)到 中國(guó)分布式計(jì)算總站

項(xiàng)目
舊BOINC標(biāo)志隨著BOINC普及，越來越多研究都使用BOINC，以下是依功能分類的項(xiàng)目列表： （粗體顯示**重要工程）
生物學(xué)、醫(yī)學(xué)DockingHome — 研究更深入的蛋白質(zhì)鍵結(jié)和反應(yīng)的原子等級(jí)構(gòu)造和細(xì)節(jié)，并借由其研究結(jié)果來研發(fā)藥物以治療人類疾病。
DrugDiscoveryHome — 研發(fā)藥物以治療人類疾病。
Malaria Control — 模擬瘧疾的影響及控制。
Predictorhome — 預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，目前已停止運(yùn)作。
Proteinshome — 推論DNA的次序，目前已停止運(yùn)作。
GPUGRID.net — 研究分子生物動(dòng)力學(xué)相關(guān)的研究，主要運(yùn)行環(huán)境為支援CUDA的NVidia GPU。
Rosettahome — 研究蛋白質(zhì)的折疊。
RALPHHome — RosettaHome的測(cè)試專案。
SIMAP(Similarity Matrix of Proteins) － 一個(gè)蛋白質(zhì)同源計(jì)算序列并可以對(duì)這些序列數(shù)據(jù)提供專業(yè)的檢索工具的數(shù)據(jù)庫(kù)。
TANPAKU—利用布朗動(dòng)力學(xué)方法計(jì)算蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，目前已停止運(yùn)作。
POEMHOME — 利用能量法來研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。
MindModelingHome — 研究人類腦部的認(rèn)知科學(xué)。
SuperlinkTechnion — 幫助科學(xué)家研究人類基因及其異常所產(chǎn)生的疾病。
The Lattice Project — 美國(guó)馬里蘭大學(xué)的研究生物資訊學(xué)領(lǐng)域相關(guān)的分布式計(jì)算平臺(tái)。
Virtual Prairie
CelsHome
RNA world —研究分析生物中RNA的分子結(jié)構(gòu)。
DNAHome—研究有關(guān)生物中DNA的基因調(diào)控作用。




目前世界有許多能為人類造福的項(xiàng)目都因計(jì)算不足而擱淺，或者沒有很快完成！因 此，我呼吁大家利用CPU的閑置計(jì)算能力，幫忙做做計(jì)算，也是為人類做貢獻(xiàn)！通過加入分布式計(jì)算，你就可以為這些項(xiàng)目出一份力，大家可以進(jìn)入****** 中國(guó)分布式計(jì)算總站******下載客戶端，然后選擇自己感興趣的項(xiàng)目，加入以后就是自動(dòng)下載任務(wù)，自動(dòng)計(jì)算，自動(dòng)上傳結(jié)果，并且計(jì)算的優(yōu)先級(jí)是最小的， 也就是說只有CPU空閑時(shí)才計(jì)算，如果你有任務(wù)，CPU會(huì)優(yōu)先計(jì)算你的任務(wù)，因此電腦一點(diǎn)都不卡，還可以手動(dòng)調(diào)節(jié)CPU的利用率

BOINC和Folding.home的成果都是公開的

中國(guó)生物、醫(yī)藥類研究大量引用了Folding.home的研究成果如：

《藥物發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》
張文舉（1） 陳曙東（1） 劉了（3） 馬范援（1） 沈建華（2）
（1）上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系,上海200030 （2）中科院上海藥物研究所,上海201203 （3）江南計(jì)算技術(shù)研究所,無錫214083


《一種分布式網(wǎng)格計(jì)算框架以及在大規(guī)模分子動(dòng)力學(xué)模擬中的應(yīng)用》
王文睿（1） 陳國(guó)良（1） 邢利榮（2） 陳華平（1） 孫廣中（1） 單久龍（1）
（1）中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)國(guó)家高性能計(jì)算中心,安徽合肥230027 （2）上海電力學(xué)院數(shù)理系,上海201300


《GROMOS96分子動(dòng)力學(xué)模擬的并行優(yōu)化算法》
王文睿 陳國(guó)良 孫廣中
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)計(jì)算機(jī)系國(guó)家高性能計(jì)算中心,合肥230027

helloshigy

這是啥啊 ？

真友

新視野！！！

心想事成

電腦做慈善，支持！！

ultra517

想不到有這么好的回復(fù)!