1. مباحث پیشرفته در مهندسی نرم افزار
محاسبات گرید (Grid Computing)- مبحث اول
تهیه و تنظیم: علی حنانی

2. دنیا در حال توسعه؛ محاسبات و سنسورها
قانون لا: تعداد ترانزیستورها هر 18 ماه دو برابر می شود

3. دنیا در حال توسعه؛ فضای ذخیر سازی
ظرفیت ذخیره سازی هر 12 ماه دو برابر می شود.
رشد خیره کننده داده های آنلاین در سال‌های اخیر
2000 ~0.5 petabyte
2005 ~10 petabytes
2010 ~100 petabytes
2015 ~1000 petabytes?
1 petabyte = 1000 terabyte = 1,000,000 gigabyte
انتقال اطلاعات سایر علوم بر بستر فن‌آوری اطلاعات؛ فیزیک، پزشکی، نجوم، شیمی و ...

4. دنیا در حال توسعه؛ فضای ذخیر سازی(مثال)
Large number of new surveys
Multi-TB in size, 100M objects or larger
In databases
Individual archives planned and under way
Multi-wavelength view of the sky
> 13 wavelength coverage within 5 years
The planned Large Synoptic Survey Telescope will produce over 10 petabytes per year by 2008!
All-sky survey every few days, so will have fine-grain time series for the first time

5. دنیا در حال توسعه؛ فضای ذخیر سازی(مثال)
Medical data
X-Ray, mammography data, etc. (many petabytes)
Digitizing patient records (ditto)
X-ray crystallography
Molecular genomics and related disciplines
Human Genome, other genome databases
Proteomics (protein structure, activities, …)
Protein interactions, drug delivery
Virtual Population Laboratory (proposed)
Simulate likely spread of disease outbreaks
Brain scans (3-D, time dependent)

6. دنیا در حال توسعه؛ شبکه ها
کارائی شبکه در مقابل کامپیوتر
سرعت کامپیوترها هر 18 ماه دو برابر می‌شود.
سرعت شبکه ها هر 9 ماه دو برابر می‌شود.
1896 تا 2000
کامپیوترها: 500 برابر
شبکه ها: 340٫000 برابر
2001 تا 2010
کامپیوترها: 60 برابر
شبکه ها: 4000 برابر

7. گرید
گرید زیر ساخت نوظهوری است که اساس تفکر ما راجع به مساله محاسبات را تغییر خواهد داد
واژه گرید از مهندسی برق قدرت برگرفته شده است که دسترسی فراگیر به انرژی برق را فراهم می کند.
گرید مانند کامپیوتر و تعداد دیگری از مفاهیم پیشرفته تا ثیر شگرفی بر قابلیت های انسان خواهد داشت.
Foster and Kesselman 2004

8. آغاز گرید
ایده استفاده و به اشتراک‌گذاری منابع و داده از گذشته در بین محققین مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.
اولین نشانه‌های در نوشته‌های لیک‌لیدر در دهه 1960
"کامپیوترها باید توسعه یابند، انسان و کامپیوترها برای مشارکت در اخذ تصمیم‌ها و کنترل شرایط پیچیده، بدون وابستگی غیرقابل‌انعطاف به برنامه‌ها، باید تصمیمات جدیدی بگیرند."
اما در میانه دهه 90 میلادی بود که این دیدگاه بعد از تکامل محاسبات توزیع شده با عنوانمحاسبات گرید به واقعیت پیوست.
اولین تعریف پرکاربرد گرید را آقایان فوستر وکسلمن ارائه دادند

9. تعریف گرید
اولین تعریف پرکاربرد گرید را آقایان فوستر وکسلمن ارائه دادند:
” گرید محاسباتی، زیرساختی نرم‌افزاری و سخت‌افزاری است که دسترسی قابل‌اطمینان، سازگار، فراگیر و ارزان را به منابع محاسباتی فراهم می‌کند.”
گرید در واقع مجازی سازی و به اشتراک‌گذاری محاسبات و منابع داده میان سازمان‌ها و دامنه‌های فیزیکی متفاوت است.
در گرید منابع پراکنده فیزیکی به صورت یک منبع واحد دیده می‌شوند.

10. گرید در مقابل محاسبات توزیع شده
گرید تکامل یافته محاسبات توزیع شده است
پویایی
مستقل از محل جغرافیایی
ساختیافتگی بر اساس استانداردها
بر پایه اینترنت
محاسبات توزیع شده یک واژه قدیمی تر است
پیرامون نرم افزار و شبکه
چفت شدگی محکم سیستم‌ها و سازمان‌ها
Distributed computing refers to the means by which a single computer program runs in more than one computer at the same time. In particular, the different elements and objects of a program are being run or processed using different computer processors. Distributed computing is similar to parallel computing and grid computing.
Grid computing, on the other hand, refers to a more dedicated distributed computing setup – one whose computer ‘members’ are especially dedicated to the program being processed.

11. گرید در مقابل وب
Web
Uniform naming access to documents
Grid - Uniform, high performance access to computational resources
Software Catalogs
Sensor nets
Colleges/R&D Labs

12. آیا www یک گرید است؟ Seamless naming? Yes
Uniform security and Authentication? No
Information Service? Yes or No
Co-Scheduling? No
Accounting & Authorization ? No
User Services? No
Event Services? No
Is the Browser a Global Shell ? No

13. www چه چیزی به گرید اضافه نمود؟
Uniform Naming
A seamless, scalable information service
A powerful new meta-data language: XML
XML will be standard language for describing information in the grid
SOAP – simple object access protocol
Uses XML for encoding. HTML for protocol
SOAP may become a standard RPC mechanism for Grid services
Portal Ideas

14. تاریخچه تکامل گرید Early 90s Mid to late 90s 2002
Gigabit testbeds, metacomputing
Mid to late 90s
Early experiments (e.g., I-WAY), academic software projects (e.g., Globus, Legion), application experiments
2002
Dozens of application communities & projects
Major infrastructure deployments
Significant technology base (esp. Globus ToolkitTM)
Growing industrial interest
Global Grid Forum: ~500 people, 20+ countries

15. به کارگیری گرید
گرید مانند سایر نوآوری‌های زیرساخت، اولین بار برای کاربردهای علمی مطرح شد.
برای پشتیبانی از تحقیقات علمی که به توان محاسباتی بالایی نیاز داشتند.
گرید برای پیشرفت eSience بسیار به کار گرفته شد.
یک مثال از به کار گیری گرید در علم الکترونیک EGEE است.
مثال دیگر پروژه CERN است.
برای آنالیز داده های حاصل از آزمایشات گسترده
در یک آزمایش بر روی یک پتا بایت به کار گرفته شد
150 موسسه و بیش از 2000 کاربر از آن استفاده می‌کنند.

16. یک مثال؛ EGEE Enabling Grid for E-SciencE
این پروژه توسط کمیسیون اروپا پشتیبانی شد.
این پروژه بیش از 50 کشور را با هدف ساخت پروژه ها بر اساس تکنولوژی گرید، درگیر کرد.
دانشمندان 24 ساعته به این سیستم دسترسی داشتند.

17. مثال دیگر؛
پارادایم محاسبات گرید بر پایه اشتراک منابع توسط این پروژه مشهور معرفی شد.
Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI)
هدف پروژه تشخیص زندگی هوشمندانه در خارج از کره زمین است.
پروژه از تلسکوپ‌های رادیویی برای گوش دادن به سیگنالهای رادیویی با پهنای باند باریک استفاده می کند.
سیگنال‌هایی که به نظر برسد به طور طبیعی تولید نشده اند، ممکن است پردازش آنها شواهدی از تکنولوژی های فرازمینی ها به دست بدهد!
آنالیز سیگنال‌های تلسکوپ‌های رادیویی شامل مقادیر زیادی از داده هاست و نیاز به توان بالای محاسباتی دارد.

18. مثال دیگر؛ SETI@HOME(ادامه...)
هیچ آزمایشگاهی به تنهایی توان محاسباتی لازم را نمی‌توانست فراهم کند.
ایده شرکت کامپیوتر های شخصی به طور داوطلبانه در پروژه مطرح شد.
کامپیوترهای شخصی یک نرم افزار کوچک را دانلود می کنند.
سیستم وقتی بیکار است، نرم افزار بیکاری سیستم را تشخیص می‌دهد و از توان سیستم برای پیشبرد پروژه استفاده می‌کند.