分布式計(jì)算是什么-創(chuàng)新互聯(lián)

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分布式計(jì)算是什么？相信很多沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的人對(duì)此束手無(wú)策，為此本文總結(jié)了問(wèn)題出現(xiàn)的原因和解決方法，通過(guò)這篇文章希望你能解決這個(gè)問(wèn)題。

分布式計(jì)算是一種計(jì)算方法，和集中式計(jì)算是相對(duì)的，分布式計(jì)算是將該應(yīng)用分解成許多小的部分，分配給多臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，這樣可以節(jié)約整體計(jì)算時(shí)間，大大提高計(jì)算效率。

分布式計(jì)算定義

廣義定義

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(wèn)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(lái)得到最終的結(jié)果。

最近的分布式計(jì)算項(xiàng)目已經(jīng)被用于使用世界各地成千上萬(wàn)位志愿者的計(jì)算機(jī)的閑置計(jì)算能力，通過(guò)因特網(wǎng)，可以分析來(lái)自外太空的電訊號(hào)，尋找隱蔽的黑洞，并探索可能存在的外星智慧生命；可以尋找超過(guò)1000萬(wàn)位數(shù)字的梅森質(zhì)數(shù)；也可以尋找并發(fā)現(xiàn)對(duì)抗艾滋病病毒的更為有效的藥物。這些項(xiàng)目都很龐大，需要驚人的計(jì)算量，僅僅由單個(gè)的電腦或是個(gè)人在一個(gè)能讓人接受的時(shí)間內(nèi)計(jì)算完成是絕不可能的。

中國(guó)科學(xué)院的定義

在兩個(gè)或多個(gè)軟件互相共享信息，這些軟件既可以在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，也可以在通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)的多臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。分布式計(jì)算比起其它算法具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1、稀有資源可以共享。

2、通過(guò)分布式計(jì)算可以在多臺(tái)計(jì)算機(jī)上平衡計(jì)算負(fù)載。

3、可以把程序放在最適合運(yùn)行它的計(jì)算機(jī)上。

其中，共享稀有資源和平衡負(fù)載是計(jì)算機(jī)分布式計(jì)算的核心思想之一。

網(wǎng)格計(jì)算

網(wǎng)格計(jì)算就是分布式計(jì)算的一種。如果某項(xiàng)工作是分布式的，那么，參與這項(xiàng)工作的一定不只是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，而是一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，這種“螞蟻搬山”的方式將具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。

網(wǎng)格計(jì)算的實(shí)質(zhì)就是組合與共享資源并確保系統(tǒng)安全。

工作原理

分布式計(jì)算是利用互聯(lián)網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)的中央處理器的閑置處理能力來(lái)解決大型計(jì)算問(wèn)題的一種計(jì)算科學(xué)。下面，我們看看它是怎么工作的：

首先, 要發(fā)現(xiàn)一個(gè)需要非常巨大的計(jì)算能力才能解決的問(wèn)題。這類問(wèn)題一般是跨學(xué)科的、極富挑戰(zhàn)性的、人類急待解決的科研課題。其中較為著名的是:

解決較為復(fù)雜的數(shù)學(xué)問(wèn)題，例如：GIMPS（尋找大的梅森素?cái)?shù)）。

研究尋找最為安全的密碼系統(tǒng)，例如：RC-72（密碼破解）。

生物病理研究，例如：Folding@home（研究蛋白質(zhì)折疊，誤解，聚合及由此引起的相關(guān)疾?。?/p>

各種各樣疾病的藥物研究，例如：United Devices（尋找對(duì)抗癌癥的有效的藥物）。

信號(hào)處理，例如：SETI@Home（在家尋找地外文明）。

在以前，這些問(wèn)題都應(yīng)該由超級(jí)計(jì)算機(jī)來(lái)解決。但是, 超級(jí)計(jì)算機(jī)的造價(jià)和維護(hù)非常的昂貴，這不是一個(gè)普通的科研組織所能承受的。隨著科學(xué)的發(fā)展，一種廉價(jià)的、高效的、維護(hù)方便的計(jì)算方法應(yīng)運(yùn)而生——分布式計(jì)算！

隨著計(jì)算機(jī)的普及，個(gè)人電腦開(kāi)始進(jìn)入千家萬(wàn)戶。與之伴隨產(chǎn)生的是電腦的利用問(wèn)題。越來(lái)越多的電腦處于閑置狀態(tài)，即使在開(kāi)機(jī)狀態(tài)下中央處理器的潛力也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能被完全利用。我們可以想象，一臺(tái)家用的計(jì)算機(jī)將大多數(shù)的時(shí)間花費(fèi)在“等待”上面。即便是使用者實(shí)際使用他們的計(jì)算機(jī)時(shí),處理器依然是寂靜的消費(fèi)，依然是不計(jì)其數(shù)的等待（等待輸入，但實(shí)際上并沒(méi)有做什么）?；ヂ?lián)網(wǎng)的出現(xiàn), 使得連接調(diào)用所有這些擁有限制計(jì)算資源的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)成為了現(xiàn)實(shí)。

那么，一些本身非常復(fù)雜的但是卻很適合于劃分為大量的更小的計(jì)算片斷的問(wèn)題被提出來(lái)，然后由某個(gè)研究機(jī)構(gòu)通過(guò)大量艱辛的工作開(kāi)發(fā)出計(jì)算用服務(wù)端和客戶端。服務(wù)端負(fù)責(zé)將計(jì)算問(wèn)題分成許多小的計(jì)算部分，然后把這些部分分配給許多聯(lián)網(wǎng)參與計(jì)算的計(jì)算機(jī)進(jìn)行并行處理，最后將這些計(jì)算結(jié)果綜合起來(lái)得到最終的結(jié)果。

當(dāng)然，這看起來(lái)也似乎很原始、很困難，但是隨著參與者和參與計(jì)算的計(jì)算機(jī)的數(shù)量的不斷增加, 計(jì)算計(jì)劃變得非常迅速，而且被實(shí)踐證明是的確可行的。目前一些較大的分布式計(jì)算項(xiàng)目的處理能力已經(jīng)可以達(dá)到甚而超過(guò)目前世界上速度最快的巨型計(jì)算機(jī)。

您也可以選擇參加某些項(xiàng)目以捐贈(zèng)Cpu的內(nèi)核處理時(shí)間,您將發(fā)現(xiàn)您所提供的 中央處理器 內(nèi)核處理時(shí)間將出現(xiàn)在項(xiàng)目的貢獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)中。您可以和其他的參與者競(jìng)爭(zhēng)貢獻(xiàn)時(shí)間的排名，您也可以加入一個(gè)已經(jīng)存在的計(jì)算團(tuán)體或者自己組建一個(gè)計(jì)算小組。這種方法很利于調(diào)動(dòng)參與者的熱情。

隨著民間的組隊(duì)逐漸增多, 許多大型組織(例如公司、學(xué)校和各種各樣的網(wǎng)站)也開(kāi)始了組建自己的戰(zhàn)隊(duì)。同時(shí)，也形成了大量的以分布式計(jì)算技術(shù)和項(xiàng)目討論為主題的社區(qū)，這些社區(qū)多數(shù)是翻譯制作分布式計(jì)算項(xiàng)目的使用教程及發(fā)布相關(guān)技術(shù)性文章，并提供必要的技術(shù)支持。

那么誰(shuí)可能加入到這些項(xiàng)目中來(lái)呢? 當(dāng)然是任何人都可以! 如果您已經(jīng)加入了某個(gè)項(xiàng)目，而且曾經(jīng)考慮加入計(jì)算小組, 您將在中國(guó)分布式計(jì)算總站及論壇里找到您的家。任何人都能加入任何由我站的組建的分布式計(jì)算小組。希望您在中國(guó)分布式總站及論壇里發(fā)現(xiàn)樂(lè)趣。

參與分布式計(jì)算——一種能充分發(fā)揮您的個(gè)人電腦的利用價(jià)值的最有意義的選擇——只需要下載有關(guān)程序，然后這個(gè)程序會(huì)以最低的優(yōu)先度在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，這對(duì)平時(shí)正常使用計(jì)算機(jī)幾乎沒(méi)有影響。如果你想利用計(jì)算機(jī)的空余時(shí)間做點(diǎn)有益的事情，還猶豫什么？馬上行動(dòng)起來(lái)吧，你的微不足道的付出或許就能使你在人類科學(xué)的發(fā)展史上留下不小的一筆呢！

BOINC分布式計(jì)算平臺(tái)

BOINC是Berkeley Open Infrastructure for Network Computing的簡(jiǎn)稱，即伯克利開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)計(jì)算平臺(tái)。

BOINC是不同分布式計(jì)算可以共享的分布式計(jì)算平臺(tái)。不同分布式計(jì)算項(xiàng)目可以直接使用BOINC的公用上傳下載系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)等，這樣不僅可以發(fā)揮各個(gè)分布式計(jì)算之間的協(xié)調(diào)性，也能使分布式計(jì)算的管理、使用更加方便易用。

BOINC項(xiàng)目由美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校（U.C.Berkeley）主持發(fā)起。

BOINC項(xiàng)目由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（National Science Foundation）贊助。

BOINC有自己的積分系統(tǒng)，因?yàn)樵贐OINC上可以運(yùn)行的項(xiàng)目千差萬(wàn)別，比如項(xiàng)目A的任務(wù)包(Workunit，簡(jiǎn)稱WU)在某臺(tái)機(jī)器里需要3個(gè)小時(shí)完成，而項(xiàng)目B的任務(wù)包在這臺(tái)機(jī)器里需要30個(gè)小時(shí)才能完成，顯然用WU的數(shù)目來(lái)衡量工作量是不可行的；類似的，機(jī)器性能也有差別，用CPU時(shí)間來(lái)衡量工作量更是不行的。積分系統(tǒng)只能通過(guò)一定的算法得到用戶實(shí)際完成的計(jì)算量，這篇文章對(duì)BOINC中積分的計(jì)算方法進(jìn)行了說(shuō)明。

分布式計(jì)算在中國(guó)

據(jù)中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)信息中心（CNNIC）的統(tǒng)計(jì)信息，中文網(wǎng)民人數(shù)占世界的比重已經(jīng)增長(zhǎng)到了12%左右，并且還在快速增長(zhǎng)著。這里所說(shuō)的中文網(wǎng)民是包括大陸、香港、澳門、臺(tái)灣和海外華人的。

相比于互聯(lián)網(wǎng)在中國(guó)的快速發(fā)展，中國(guó)的分布式計(jì)算卻發(fā)展緩慢。就我看來(lái)，網(wǎng)民數(shù)量的統(tǒng)計(jì)并不能十分客觀地反映一個(gè)國(guó)家信息化程度的高低，而參與分布式計(jì)算網(wǎng)民的數(shù)量或比例卻可以明顯地看出這個(gè)國(guó)家科學(xué)普及化的水平。在這方面，毋庸置疑，歐美國(guó)家是十分領(lǐng)先的。在北歐國(guó)家，幾乎一半的電腦參加了分布式計(jì)算項(xiàng)目，這是一個(gè)驚人的數(shù)字。再讓我們來(lái)看看我們中國(guó)和印度，盡管我們擁有了不少最新科技，且看上去在網(wǎng)絡(luò)普及化進(jìn)程中有不錯(cuò)表現(xiàn)，但是在分布式計(jì)算方面卻很薄弱。讓我們來(lái)看些例子：

SETI@home是世界上大的分布式計(jì)算項(xiàng)目。從中國(guó)的參與人數(shù)來(lái)看，它在中國(guó)也是最著名的項(xiàng)目。它通過(guò)使用聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)下載程序分析射電望遠(yuǎn)鏡所收到的訊號(hào)，來(lái)搜索地球外的生命跡象。

盡管中國(guó)在分布式計(jì)算中取得了進(jìn)步，中國(guó)的國(guó)際排名從29上升到了24，但是我們中國(guó)用戶卻仍然只完成了日本用戶完成的工作數(shù)的十分之一，而日本，這個(gè)高度發(fā)達(dá)的國(guó)家網(wǎng)民人數(shù)卻少于中國(guó)?？磥?lái)，提高網(wǎng)民素質(zhì)、提高科學(xué)普及化程度也是十分重要的。印度和一些中東國(guó)家也有相似的問(wèn)題，而中歐國(guó)家明顯在這方面作得比較好，不少獨(dú)聯(lián)體國(guó)家所完成的數(shù)據(jù)量已經(jīng)超過(guò)了俄羅斯聯(lián)邦的總合。

Folding@home是一個(gè)研究蛋白質(zhì)折疊，誤解，聚合及由此引起的相關(guān)疾病的分布式計(jì)算工程。它使用聯(lián)網(wǎng)式的計(jì)算方式和大量的分布式計(jì)算能力來(lái)模擬蛋白質(zhì)折疊的過(guò)程，并指引我們對(duì)由折疊引起的疾病的一系列研究。

中國(guó)參加這個(gè)項(xiàng)目的人數(shù)在不斷增多，截至2011年3月底，中國(guó)3213團(tuán)隊(duì)的用戶數(shù)達(dá)到3025人，活躍用戶有190人左右。

參與該項(xiàng)目　Climateprediction工程是把最新的氣候預(yù)測(cè)模型通過(guò)家庭、學(xué)校、辦公室的計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行計(jì)算。這些計(jì)算完成的結(jié)果將會(huì)組成世界大的氣象預(yù)測(cè)模型。氣候改變了，而我們對(duì)此的行動(dòng)已經(jīng)是全球重要的話題。這將影響到人類的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水資源量、生態(tài)系統(tǒng)、能源需求、保險(xiǎn)花費(fèi)和很多其他與人類息息相關(guān)的方面。確鑿的科學(xué)依據(jù)表明，地球在在接下來(lái)的幾個(gè)世紀(jì)可能會(huì)變得溫暖，但是我們無(wú)法估計(jì)到底變化會(huì)有多大。如果您參加，這將能有助與21世紀(jì)的氣候科學(xué)預(yù)測(cè)。

中國(guó)已經(jīng)有了很多計(jì)算機(jī)，其中不乏性能極其先進(jìn)的。而他們中的大多數(shù)僅僅是打字、播放幻燈而已。這不能不說(shuō)是一種資源的浪費(fèi)。

從另外一個(gè)角度看，我們不難發(fā)現(xiàn)發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家的差距。我們把這種現(xiàn)象稱為數(shù)字鴻溝。另一個(gè)現(xiàn)象同樣令人痛心疾首，所有的分布式計(jì)算項(xiàng)目都是由發(fā)達(dá)國(guó)家，如：美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、日本等發(fā)起的，這一方面也加深了科學(xué)鴻溝。斯坦福大學(xué)化學(xué)系的戈?duì)柟贰だ聿榈隆で袪柭淌谡f(shuō)，分布式計(jì)算將加快整個(gè)人類的科學(xué)進(jìn)程?？茖W(xué)家們可以完成以前從來(lái)想不到要去完成的，或者要花幾十年幾百年才能完成的計(jì)算任務(wù)。這是的確是千真萬(wàn)確的，但是這種計(jì)算從一定程度上助長(zhǎng)了發(fā)達(dá)國(guó)家的科學(xué)壟斷。

中國(guó)有關(guān)部門也開(kāi)始意識(shí)到分布式計(jì)算的重要性，一些大學(xué)教授和科學(xué)家也開(kāi)始鉆研分布式計(jì)算科學(xué)，比如：中科院CAS@HOME和清華大學(xué)的“清水計(jì)劃”。

看完上述內(nèi)容，你們掌握分布式計(jì)算是什么的方法了嗎？如果還想學(xué)到更多技能或想了解更多相關(guān)內(nèi)容，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)-成都網(wǎng)站建設(shè)公司行業(yè)資訊頻道，感謝各位的閱讀！

本文題目：分布式計(jì)算是什么-創(chuàng)新互聯(lián)
當(dāng)前地址：http://muchs.cn/article38/cedesp.html

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