Русская Википедия:MilkyWay@Home

MilkyWay@Home — проект добровольных распределённых вычислений в области астрофизики, работающий на платформе BOINC. Цель проекта — попытка создания высокоточной трёхмерной динамической модели звёздных потоков в нашей Галактике — Млечный Путь (Шаблон:Lang-en), с помощью данных, собранных в ходе Слоановского цифрового обзора неба (Шаблон:Lang-en) и более раннего обзора 2MASS. В качестве второстепенной цели проект также занимается разработкой и оптимизацией алгоритмов распределённых вычислений. Проект был запущен в декабре 2007 г.^[1] кафедрами «Информатики и физики», «Прикладной физики» и «Астрономии» Политехнического института Ренсселира при поддержке Национального научного фонда США. Проект управляется группой, в которую входят такие учёные как Тревис Дезелл (Шаблон:Lang-en), Шаблон:Нп1, Шаблон:Нп1 и Карлос Варела (Шаблон:Lang-en). По состоянию на 5 сентября 2012 года^[2] в нём приняли участие 165 767 пользователей (339 030 компьютеров) из 209 стран, обеспечивая интегральную производительность в 431,8 тера флопс (в 2010 году производительность проекта составляла 1,45 пета флопс, что являлось сопоставимым с производительностью самых быстрых суперкомпьютеров^[3]). Участвовать в проекте может любой человек, обладающий подключённым к Интернет компьютером. Для этого необходимо установить на него программу BOINC и подключиться к проекту MilkyWay@home.

Цели проекта

Файл:MilkyWay At Home Modeling Results.gif

Динамика эволюции звёздного потока Стрельца (кликнуть для воспроизведения)

Шаблон:External media

С середины 2009 года основной целью проекта стало моделирование звёздного потока Стрельца, произошедшего из карликовой эллиптической галактики в созвездии Стрельца и частично пересекающегося с пространством, занимаемым нашей Галактикой. Поток имеет нестабильную орбиту и скорее всего образовался в результате действия приливных сил по мере сближения карликовой галактики с галактикой Млечный Путь. Изучение подобных звёздных потоков и их динамики в перспективе может стать ключом к пониманию структуры, процесса формирования, эволюции и распределения гравитационного потенциала в Млечном Пути и других схожих галактиках, а также прояснить детали формирования приливных хвостов, возникающих при столкновении галактик. Кроме того, полученные результаты способны пролить свет на понимание явления тёмной материи, уточнение формы тёмного гало и его плотности. В процессе дальнейшего развития проекта планируется обратить внимание и на другие звёздные потоки (на данный момент также построены модели потоков Сироты и GD-1^[4]).

Файл:MilkyWay At Home Stream Model.gif

Модель звёздного потока^[5]

Используя данные обзора SDSS, производится разделение неба на области шириной около 2,5 градуса (Шаблон:Lang-en). Далее с использованием вероятностных методов производится извлечение первичной информации о приливных потоках (отделение звёзд Галактики от звёзд потока, выполняемое в расчётных заданиях типа «separation»). Затем производится формирование новой равномерно заполненной звёздами области на основании информации о приливном потоке, причём поток в выбранной области условно считается цилиндрическим по форме, а распределение звёзд в нём — гауссовым (звёзды расположены чаще в средине, реже по краям)^[6]. Подобный подход вызван тем, что для звёзд, образующих поток, известны координаты на небесной сфере, но неизвестно точное расстояние до каждой из них^[7]. Поток в каждой области характеризуется 6 параметрами:

<math>w</math> — вес (процент звёзд в потоке);
<math>\mu</math> — угловое направление в пределах области (Шаблон:Lang-en);
<math>\phi</math>, <math>\theta</math> и <math>r</math> — 3 пространственные координаты (два угла и радиальное расстояние от Земли);
<math>\sigma</math> — мера ширины (Шаблон:Lang-en).

Кроме того, каждая область также характеризуется двумя параметрами:

<math>q</math> — мера плоскости галактического сфероида (Шаблон:Lang-en);
<math>r_0</math> — мера радиуса ядра галактического сфероида (Шаблон:Lang-en).

Выбранная модель Галактики не является полной и теоретически может быть расширена за счёт добавления параметров толстого диска и балджа, но в данных исследованиях этого не требуется, так как большинство звёзд потоков находится за пределами плоскости Галактики. Кроме того, звёзды потока и Галактики отличаются по цвету, благодаря чему последние могут быть заранее исключены из рассмотрения ^[7].

Таким образом, для расчёта в каждой области необходимо отыскание значений <math>2+6n</math> параметров, где <math>n</math> — число потоков в области. Во время расчёта сервер приложений отслеживает популяцию из наборов звёзд в выбранной области, каждый из которых принадлежит к одной из возможных моделей Млечного Пути, с целью отыскания численных значений параметров, наиболее адекватно описывающих наблюдаемые данные, с использованием распределённых эволюционных алгоритмов (метод максимального правдоподобия, генетические алгоритмы, метод роя частиц, метод дифференциальной эволюции, марковские цепи и метод Монте-Карло, адаптированные для распределённых вычислений)^[8]^[9]^[10]^[11]^[12]^[13].

Первой задачей в рамках проекта являлось более точное описание звёздного потока Стрельца по сравнению с известными на тот момент, на что потребовалось несколько месяцев расчёта с использованием грид^[14]. Далее аналогичным образом были построены модели других звёздных потоков Сироты и GD-1^[4]. Затем Мэттом Ньюби (Шаблон:Lang-en) было проведено моделирование с целью отыскания значений двух параметров сфероида в пределах всего неба. На основании данных о распределении звёзд в потоках выполняется моделирование динамики движения звёзд в потоках (расчётные задания типа «n-body»).

В ближайшей перспективе результаты моделирования могут дать ответы на два основных вопроса, не имеющих на данный момент однозначного ответа: о расположении и направлении движения звёздного потока Стрельца. Некоторые астрофизики полагают, что поток пройдет в непосредственной близости от нас; другие же уверены, что поток пройдёт выше Солнца (в плоскости Галактики).

Существует также подпроект "N-body" (MilkyWay@Home N-Body Simulation). Проект нацелен на создание симуляции столкновения карликовых галактик в гравитационное поле галактики Млечный Путь.

История развития проекта

Проект начал развиваться с 2007 года, в 2008 году стали доступны оптимизированные клиентские приложения для 32-битных и 64-битных операционных систем.

К середине 2009 года на рабочие задания, направляемые клиентам, требовалось лишь 2—4 часа расчётов на современных процессорах, однако их обработка должна была быть завершена в кратчайшие сроки (как правило, 3 дня). Это делало проект менее подходящим для компьютеров, не работающих круглосуточно или где пользователи не разрешили вычисление в фоновом режиме. В январе 2010 года разрешённое время обработки задания было увеличено до 8 дней^[15].

11 июня 2009 года были разработаны расчётные приложения с поддержкой технологии CUDA для графических процессоров Nvidia^[16]. 13 января 2010 года была добавлена поддержка графических процессоров от ATI Technologies, что позволило существенно повысить интегральную производительность проекта^[17]. Например, задания, требующие 10 минут вычислений на графическом процессоре ATI Radeon HD 3850 или 5 минут на ATI Radeon HD 4850, вычисляются 6 часов на одном ядре процессора AMD Phenom II с частотой 2,8 ГГц. При этом от видеокарт требуется поддержка операций с плавающей запятой двойной точности.

Научные достижения

2010 год

произведено моделирование динамики эволюции звёздного потока Стрельца ^[14].

2011 год

произведено моделирование динамики эволюции звёздных потоков Стрельца, Сироты и GD-1 ^[4].

2012 год

опубликованы результаты моделирования текущего положения потока Стрельца ^[18] и направления движения его отдельных компонентов ^[19].

2013 год

опубликованы результаты моделирования динамики звёздного потока Сироты^[20]^[21].

См. также

Примечания

Шаблон:Примечания

Ссылки

Исходный код:

Обсуждение проекта в форумах:

Шаблон:Добровольные вычисления

[1] Шаблон:Cite web

[2] Шаблон:Cite web

[3] Шаблон:Cite web

[ThreeStreamResults-4] 4,0 ^4,1 ^4,2 Шаблон:Cite web

[5] Шаблон:Cite web

[6] Шаблон:Cite web

[art1-7] 7,0 ^7,1 Шаблон:Cite web

[8] Шаблон:Cite web

[9] Шаблон:Cite web

[10] Шаблон:Cite web

[11] Шаблон:Cite web

[12] Шаблон:Cite web

[13] Шаблон:Cite web

[SagittariusStreamResults-14] 14,0 ^14,1 Шаблон:Cite web

[15] Шаблон:Cite web

[16] Шаблон:Cite web

[17] Шаблон:Cite web

[18] Шаблон:Cite web

[19] Шаблон:Cite web

[20] Шаблон:Youtube

[21] Шаблон:Youtube

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

Партнерские ресурсы
Криптовалюты	Обмен криптовалют - www.bestchange.ru Криптовалютная биржа CoinEx Криптовалютная биржа Binance HIVE OS - операционная система для майнинга e4pool - Мультивалютный пул для майнинга.
Магазины	AliExpress — глобальная виртуальная (в Интернете) торговая площадка, предоставляющая возможность покупать товары производителей из КНР; computeruniverse.net - Интернет-магазин компьютеров(Промо код 5 Евро на первую покупку:FWWC3ZKQ);
Хостинг	DigitalOcean - американский провайдер облачных инфраструктур, с главным офисом в Нью-Йорке и с центрами обработки данных по всему миру;
Разное	Викиум - Онлайн-тренажер для мозга Like Центр - Центр поддержки и развития предпринимательства. Gamersbay - лучший магазин по бустингу для World of Warcraft. Ноотропы OmniMind N°1 - Усиливает мозговую активность. Повышает мотивацию. Улучшает память. Санкт-Петербургская школа телевидения - это федеральная сеть образовательных центров, которая имеет филиалы в 37 городах России. Lingualeo.com — интерактивный онлайн-сервис для изучения и практики английского языка в увлекательной игровой форме. Junyschool (Джунискул) – международная школа программирования и дизайна для детей и подростков от 5 до 17 лет, где ученики осваивают компьютерную грамотность, развивают алгоритмическое и креативное мышление, изучают основы программирования и компьютерной графики, создают собственные проекты: игры, сайты, программы, приложения, анимации, 3D-модели, монтируют видео. Умназия - Интерактивные онлайн-курсы и тренажеры для развития мышления детей 6-13 лет SkillBox - это один из лидеров российского рынка онлайн-образования. Среди партнеров Skillbox ведущий разработчик сервисного дизайна AIC, медиа-компания Yoola, первое и самое крупное русскоязычное аналитическое агентство Tagline, онлайн-школа дизайна и иллюстрации Bang! Bang! Education, оператор PR-рынка PACO, студия рисования Draw&Go, агентство performance-маркетинга Ingate, scrum-студия Sibirix, имидж-лаборатория Персона. «Нетология» — это университет по подготовке и дополнительному обучению специалистов в области интернет-маркетинга, управления проектами и продуктами, дизайна, Data Science и разработки. В рамках Нетологии студенты получают ценные теоретические знания от лучших экспертов Рунета, выполняют практические задания на отработку полученных навыков, общаются с экспертами и единомышленниками. Познакомиться со всеми продуктами подробнее можно на сайте https://netology.ru, линейка курсов и профессий постоянно обновляется. StudyBay Brazil – это онлайн биржа для португалоговорящих студентов и авторов! Студент получает уникальную работу любого уровня сложности и больше свободного времени, в то время как у автора появляется дополнительный заработок и бесценный опыт. Автор24 — самая большая в России площадка по написанию учебных работ: контрольные и курсовые работы, дипломы, рефераты, решение задач, отчеты по практике, а так же любой другой вид работы. Сервис сотрудничает с более 70 000 авторов. Более 1 000 000 работ уже выполнено. StudyBay – это онлайн биржа для англоязычных студентов и авторов! Студент получает уникальную работу любого уровня сложности и больше свободного времени, в то время как у автора появляется дополнительный заработок и бесценный опыт.

Русская Википедия:MilkyWay@Home

Содержание