Надеюсь, с моей стороны не будет самонадеянностью утверждать, что эволюция моей исследовательской мысли не была слишком уж скороспешной и что на ней не лежит печать легковерия, так как это два воистину глобальных обвинения, выдвигаемых против нас оппонентами. Она, напротив того, оказалась слишком неспешной, ибо я был преступно медлителен, помещая на весы справедливости любую мелочь, которая могла бы оказать на меня влияние. Не разразись мировая война, я, скорее всего, так и провел бы жизнь лишь на подступах к истинным психическим исследованиям, высказывая время от времени свое симпатизирующее, но более или менее дилетантское отношение ко всему предмету – как если бы речь здесь шла о чем-то безличном и далеком, вроде существования Атлантиды или о какойто абстрактной полемике. Но пришла Война и принесла в души наши серьезность, заставила нас пристальнее присмотреться к себе самим, к нашим верованиям, произвести переоценку их значимости. Когда мир бился в агонии, когда всякий день мы слышали о том, что смерть уносит цвет нашей нации, заставая молодежь нашу на заре многообещающей юности, когда мы видели кругом себя жен и матерей, живущих с пониманием того, что их любимых супругов и чад более нет в живых, мне вдруг сразу стало ясно, что эта тема, с которою я так долго позволял себе заигрывать, была не только изучением некоей силы, находящейся по ту сторону правил науки, но что она нечто действительно невероятное, какой-то разлом в стене, разделяющей два наших мира, непосредственное, неопровержимое послание к нам из мира загробного, призыв надежды и водительство человеческой расе в годину самого глубокого ее потрясения. Внешняя материальная сторона этого предмета сразу потеряла для меня интерес, ибо когда мне стало понятно, что он несет истину, то исследовать снаружи здесь стало нечего. Бесконечно большее значение явно имела его религиозная сторона. Так, сам по себе телефонный звонок есть сущая безделица, но он ведь признак того, что с вами желают говорить, и тогда может оказаться, что с помощью телефонного аппарата вы узнаете нечто для себя жизненно важное. Похоже, все спиритические явления, и большие, и малые, являются своего рода телефонными звонками, которые, невзирая на свою сугубо материальную природу, кричат роду человеческому: «Прислушайтесь! Пробудитесь! Будьте готовы! Вот подаются вам знаки. Они приведут вас к посланию, которое желает передать вам Господь». И важно само послание, а не эти знаки. По всей видимости, некое Новое Откровение готовилось быть переданным человечеству, хотя и можно сказать, что оно пока находится только на стадии Иоанна Крестителя по отношению к учению Христа, и никто не может еще сказать, сколь велика окажется полнота и ясность этого Нового Откровения.
Физическим основанием всякой психической веры является то, что душа представляет собой полный дубликат тела, походящего на нее в мельчайших деталях, хотя и построенного из гораздо более плотного материала. В обычных условиях оба этих тела настолько переплетены, что присутствие более тонкого из них вовсе не замечается. Однако при смерти (а при наличии определенных условий и при жизни) эти тела разделяются и могут быть увидены раздельно. Смерть отличается от условий отделения тонкого тела при жизни лишь тем, что между двумя телами происходит полный разрыв и жизнь полностью переносится в более легкое тело, тогда как более грубое, подобно кокону, который скинула с себя находившаяся в нем личинка, распадается и исчезает. Вот только мир человеческий, с большой торжественностью погребая кокон, мало, увы, заботится о том, что сталось с пребывавшей в нем более благородной частью. По мнению многих, наука не признает этого положения, и потому утверждать его, с чьей бы то ни было стороны, является чистейшим догматизмом. Действительно, наука, которая не изучила фактов, не признает этого положения, но мнение такой науки, безусловно, не имеет никакого значения или уж, во всяком случае, обладает куда меньшим весом, нежели мнение тех, кто психические явления изучал.
Да и что такое наука? Наука – это лишь согласие мнений ученых между собой, и история показала, что наука весьма медлительна и неповоротлива, когда речь идет о необходимости принять истину. Наука двадцать лет не желала признавать Ньютона и его законы. Наука математически доказала, что корабль из железа не сможет плавать, и наука же заявила, что пароход никогда не пересечет Атлантику. Подобно Мефистофелю у Гёте, наши ученые только и могут что «stets verneinen» («постоянно отрицать» – нем.). Cпрашивается, каким весом может обладать такого рода наука? Она – те же самые теологические предрассудки, из-за которых церковники, современники Галилея, отказывались взглянуть в телескоп, к которому приглашал их великий астроном.
С какой целью человечество было проведено через горнило столь тяжкого испытания, как мировая война? Разумеется, только поверхностный наблюдатель может полагать, будто великий Создатель всего и вся привел всю планету в возбуждение, заставил каждый народ напрячь все силы и все только для того, чтобы слегка сдвинуть ту или иную границу или составить какое-нибудь свежее сочетание в калейдоскопе наций. Нет, причины этой мировой судороги и цели, ради которых она произошла, куда более глубоки. И оне имеют главным образом религиозный характер, а не политический. Оне лежат гораздо глубже пустяковых ссор, занимающих народы сегодняшнего дня. Через тысячу лет национальные последствия этой войны не будут иметь значения, тогда как последствия религиозные станут править миром. И эти религиозные последствия состоят в реформировании сегодняшнего декадентствующего христианства, в его упрощении, в его очищении и усилении за счет новейших фактов общения с душами умерших и ясного знания о том, что лежит за дверью смерти, через которую мы выходим, оставляя эту жизнь позади. Потрясение, вызванное войной, имело целью возвысить нас до умственной и моральной серьезности, дать нам мужество покончить с ханжеством, заставить человечество осознать Новое Откровение и воспользоваться его плодами. Причем для всех, кто с открытым умом изучит факты и доказательства, само существование этого Нового Откровения окажется недвусмысленно удостоверенным и с избытком доказанным.
Все возможно для Бога, и мы только пылинки в Его руках, но Бог дал нам разум для того, чтобы мы могли избирать лучшие пути, и если мы будем пренебрегать этим даром Божиим, то можем поплатиться за наше безумие.
Я не желал бы быть добродетельным из страха. Впрочем, долгий опыт жизни открыл мне, что ни один грех в этой земной жизни – не говоря уже о будущей – не остается ненаказанным. За каждое дурное дело человек платится или расстройством здоровья, или ухудшением материального положения, или же утратой душевного мира. Наказания эти постигают как отдельные личности, так и целые народы. Исторические книги в этом смысле представляют собой сборники проповедей. Вспомните, например, как любившие роскошь вавилоняне были побеждены трезвыми и скромными персами, а этих последних, когда они, оставив добродетели, ударились в роскошь и пороки, предали мечу греки. А затем и греки, предавшиеся чувственности, были покорены сильными и смелыми римлянами. Последние тоже были, в свою очередь, побеждены народами Севера, и случилось это потому, что римляне утратили свои воинские добродетели. Порок и гибель всегда шли рука об руку.
Мало того, Провидение пользовалось пороком как орудием для кары других безумствующих народов. Не думайте, что история – дело случая. В мире царствует единая великая система, которой подчинена и жизнь каждого из нас. Чем дольше ты живешь, тем яснее постигаешь, что грех и несчастие идут рядом и что истинное счастье немыслимо без добродетели.
Теперь спросим себя: для чего сотворен мир и люди? Всмотритесь в жизнь Вселенной и вы увидите, что все в мире непрестанно совершенствуется, растет, увеличивается в своем качестве познаний и мудрости. Природа – это молчаливый проповедник, и проповедует он непрестанно, не только в праздники, но и в будничные дни. Мы видим, как желудь превращается в дуб, как из яйца вырастает птица и как из червяка развивается бабочка. Можем ли мы сомневаться в том, что по этому закону непрерывного совершенствования живет и лучшее из творений – душа человеческая? А как может совершенствоваться душа? Только развивая свои добродетели и подчиняя страсти разуму. Иного пути совершенствования нет. Итак, мы можем сказать с уверенностью, что сотворены для того, чтобы обогащаться в добродетелях и познании.
Человек идет из тьмы в свет. Пробыв некоторое время в свете, он идет опять во тьму. Наши дни кратки, не будем же тратить этих дней попусту. Немного их в нашем распоряжении. Помните ли, что говорит Петрарка: «Начинающему жизнь кажется бесконечной, а уходящему в вечность она представляется ничтожеством». Каждый день, каждый час нашей жизни должен проходить в служении Творцу. Мы должны развивать все начатки добра, заложенные в нашей душе. Что такое наши горести, тревоги и болезни? Это – облака, которые закрывают солнце только на одно мгновение. Суть жизни заключается в том, чтобы сделать хорошо то, что ты был должен сделать. Вот где вечность, вот что переживет века. Итак, не давайте себе отдыха. Успеете отдохнуть, ибо смертный час недалек.
Свыкнитесь с неоспоримой очевидностью и примите ее. Расширяйте и одухотворяйте свои мысли. Плоды этого покажите в своей жизни. Отсутствие эгоизма – вот движущая сила всякого нравственного развития. Осознайте не как вопрос отвлеченной веры, но как осязаемый предмет, столь осязаемый и явный, как, например, улицы города, по которым вы ходите, тот факт, что мы ступаем в иную жизнь, в которой счастье станет доступно всем, и что счастье это может быть задержано или даже отнято у нас лишь безумием и эгоизмом в течение этих немногих скоротечных лет. Проникнитесь этой величественной истиной!
Сэр Артур Конан Дойл
Активно создаваемая сегодня вычислительная среда ГРИД призвана объединить компьютерные ресурсы всех для блага каждого. И похоже, инновационная технология действительно скоро потрясет мир, открыв небывалые возможности для любого рода исследований, требующих обработки большого объема данных и продолжительных вычислений.
Следуя родоначальникам концепции ГРИД, американским ученым Яну Фостеру и Карлу Кессельману, современный статус вычислительных инфраструктур можно сравнить с состоянием электрических систем в самом начале ХХ века. Тогда практически каждый пользователь электроэнергии применял свой собственный генератор. Революционным шагом было возникновение электросетей, создание технологий передачи и распределения электроэнергии, организация стандартизованной службы универсального и гарантированного доступа к электричеству.
Концепция ГРИД (от англ. – «сетка, решетка») подразумевает создание глобальной компьютерной инфраструктуры, обеспечивающей интеграцию географически распределенных информационных и вычислительных ресурсов. Концепция ГРИД базируется на следующих неоспоримых фактах:
– быстром и постоянном увеличении производительности микропроцессоров массового производства. Современный персональный компьютер на базе процессора Pentium 4 сравним по скорости вычислений с суперкомпьютерами 10-летней давности
– появлении быстрых оптоволоконных линий связи. Сегодня базовые линии связи в сети Интернет имеют пропускную способность 10 гигабит/с, а подключение к Сети многих научных организаций происходит на скорости в 1—2 гигабит/с
– феномене Интернета, глобализации процесса обмена информацией и интеграции мировой экономики
– развитии метакомпьютинга
– научной дисциплины по организации сложных вычислительных процессов
– совершенствовании технологий и средств информационной безопасности.
ГРИД предполагает высокий уровень обобществления компьютеров и линий связи, а это не так просто будет принять собственникам ресурсов. Они должны получить взамен нечто настолько ценное, что смогло бы компенсировать такую «экспроприацию».
Законен вопрос – что может дать ГРИД-технология?
Вычислительные задачи бывают разного уровня – от относительно простых, не требующих уникальных вычислительных ресурсов, до задач, решение которых возможно только на суперкомпьютерах.
Первый тип имеет массовый характер, и это основной тип нагрузки в большинстве прикладных областей. Эти задачи можно выполнять, используя вычислительные ресурсы и программное обеспечение массового производства. Заметим сразу, что в большинстве случаев именно на такие прикладные задачи и ориентирована ГРИД-технология.
Однако существуют задачи, которые невозможно решить на компьютерах массового производства с использованием общедоступного программного обеспечения. Это задачи аэро– и гидродинамики (расчет крыла самолета или корпуса быстроходного судна), моделирование сложных динамических систем (ядерного взрыва или образования нейтронной звезды), задачи предсказания погоды и создание модели климатических изменений. Здесь требуется специальная организация работы многих сотен и тысяч процессоров для решения одной задачи. С этой целью создаются многопроцессорные компьютеры специальной архитектуры и особое программное обеспечение. К таким вычислительным ресурсам обычно применяется термин «суперкомпьютер».
Для рынка вычислительных задач характерно то, что в рамках какого-либо фундаментального исследования, прикладной проблемы или даже коммерческого проекта приходится решать множество задач, каждая из которых в отдельности не является сложной. Конечно, поток или набор относительно простых и однотипных задач легко распараллеливается, и использование суперкомпьютеров несомненно даст огромный эффект по производительности. Однако такой же эффект можно получить и используя простые наборы персональных компьютеров, объединенные локальной сетью, – кластеры, в которых один из компьютеров занимается распределением задач по принципу «одна задача – один процессор». В физике высоких энергий такие кластеры получили название компьютерных ферм. Практика последнего десятка лет показала, что использование ферм в несколько раз дешевле, чем применение суперкомпьютеров, и дает такой же эффект производительности для большинства прикладных задач. И в этом плане ГРИД как глобальное объединение процессоров, скорее, является фермой, нежели суперкомпьютером.
Хорошо известно, что степень использования процессорной мощности персональных компьютеров очень низка, в большинстве случаев процессор реально загружен в течение лишь нескольких процентов рабочего времени. Эта проблема существует и для суперкомпьютерных центров.
В мире уже сейчас работают сотни миллионов персональных компьютеров как на рабочих местах, так и в составе кластеров (ферм). ГРИД-технология позволит объединять эти мощности в глобальные географически распределенные фермы. В результате такого объединения пользователь получает возможность запуска своих задач на глобальной ферме, которая будет на много порядков мощнее, нежели доступные ему локальные ресурсы. При этом собственные компьютеры будут, в свою очередь, включены в состав этой глобальной фермы и на них будут выполняться задачи других пользователей.
Эффект увеличения скорости счета будет определяться прежде всего тем, что в каждый конкретный момент не так много заданий посылается на исполнение и поэтому задачи выполняются сразу и быстро на очень большом количестве процессоров.
Таким образом, «конфеткой», на которую должны клюнуть собственники компьютерных ресурсов, станет резкое увеличение производительности доступных им ресурсов. В идеале все это может происходить бесплатно, в форме взаимозачета. Однако понятно, что учет и контроль всегда необходимы. Поэтому соответствующие системы – своеобразный биллинг для пользователей ГРИД – уже разрабатываются и опробываются на действующих фрагментах сети.
Но кроме производительности (скорости счета в реальном времени) есть другая «изюминка», связанная с возможностью использования географически распределенных данных для решения поставленной задачи без их транспортировки в одно место. Действительно, программа может мигрировать от сайта к сайту, в соответствии с тем, где необходимые данные хранятся, а окончательный результат будет доставлен пользователю после завершения всех вычислений.
Технология ГРИД в принципе нацелена на утилизацию всех видов компьютерных ресурсов, вне зависимости от типов операционных систем и вида технических средств. Это означает, что приготовленная в этой технологии задача не должна быть привязана к конкретному виду техники, и, следовательно, должна быть переносима с одной платформы на другие.
ГРИД – это набор стандартизированных сервисов, выполняющих свои функции в фоновом режиме в соответствии с универсальными оптимизирующими алгоритмами через использование специальных протоколов и стандартных программных средств промежуточного уровня (middleware). В этом он напоминает саму Всемирную паутину, где запрос на информацию к удаленному сайту происходит по протоколу (HTTP) и с использованием программ – Web-браузеров, сама же информация должна быть записана с использованием определенного стандарта (HTML). В случае ГРИД набор таких протоколов, стандартов и служб оказывается значительно шире.
ГРИД – это прежде всего сервис для обеспечения совместимого доступа к географически распределенным гетерогенным компьютерным ресурсам. Другой задачей является обеспечение надежного доступа к вычислительным ресурсам. Также должна быть обеспечена безопасность как для выполняемой задачи (задачи и данные не должны теряться и обязаны быть защищены от несанкционированного доступа к ним), так и в отношении используемого компьютерного ресурса.
Большое внимание в функционировании новой технологии уделяется сервису по созданию и обслуживанию виртуальных вычислительных организаций или лабораторий (virtual organizations/laboratories). Именно на уровне виртуальной организации и происходит то самое обобществление ресурсов, а также решаются конкретные вопросы безопасности.
Этот далеко не полный перечень служб показывает, что реализация идеи «вычислений через Интернет» не может быть простым развитием Web-технологии. Здесь требуются много принципиально новых решений. Тем не менее вполне закономерно считать, что «ГРИД – это следующий революционный этап развития WWW в XXI веке», более того уже появился новый термин «World Wide Grid – WWG».
Понятие ГРИД в последние годы успешно используется учеными разных стран как эффективный «флаг» для выбивания финансирования своих работ по компьютерной поддержке международных и междисциплинарных проектов.
Если говорить о реальных достижениях, то прежде всего следует отметить, что ГРИД – не всеобщий земной суперкомпьютер, а ряд реальных сетей, работающих в рамках конкретных научных проблем. Ярким примером является проект MAMMOGRID ( http://mammogrid.vitamib.com ), направленный на компьютерную поддержку медицинских исследований по проблеме рака молочной железы. В этом проекте планируется с помощью новой технологии организовать доступ ученых-медиков к данным, полученным в процессе ежегодных обследований миллионов женщин, и хранящимся в тысячах европейских медицинских центров. Если это удастся, то соответствующее направление медицинской науки выйдет на принципиально новый уровень. Ну а самое главное – за счет комплексной компьютерной обработки маммограмм существенно повысится достоверность обследований на самых ранних стадиях развития болезни.
В реальных ГРИД-проектах задача интеграции в глобальные фермы действительно персональных компьютеров, стоящих на рабочих столах пользователей или в их домах, пока не ставится, поскольку интеграция россыпи компьютеров, находящейся в персональном использовании, на сегодняшний день нереальна. Хотя не исключено, что в ближайшем будущем это и станет возможным.
Сейчас в ГРИД-инфраструктуры включаются ресурсы только компьютерных центров – научных или производственных. Хотя попытки задействовать такие ресурсы, как компьютеры интернет-кафе, все же предпринимаются. В этом плане интересен опыт объединения компьютерных ресурсов школ подмосковного города Дубны в ГРИД-сеть для решения прикладных задач Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ).
Анализируя существующие проекты, можно выделить два основных направления развития ГРИД-технологий – вычислительное (computational) и интенсивно работающее с данными (data intensive GRID).
В вычислительном направлении создаваемая инфраструктура нацелена на достижение максимальной скорости расчетов за счет глобального распределения вычислений. В таких случаях выгоднее доставлять требуемые данные к мощному компьютеру для выполнения задачи. Одним из таких проектов является европейский проект DEISA ( http://www . deisa.org), в котором предпринимается попытка объединить суперкомпьютерные центры.
В случае же второго направления транспортировка данных представляет собой гораздо более сложную задачу, чем сами вычисления, – такие задачи подпадают под понятие ГРИД для интенсивных операций с данными. Здесь задаче выгоднее пройти по серверам, где хранятся обрабатываемые данные.
Важнейшим примером инфраструктур типа интенсивных операций с данными является европейский проект EGEE (http://www.cern.ch/egee), который сегодня в основном обслуживает пользователей Большого адронного коллайдера, создаваемого в Европейской лаборатории по физике частиц в Женеве (ЦЕРН).
По плану ускоритель должен начать свою работу в 2007 году, что и определяет жесточайший временной график для доведения технологии ГРИД «до ума». С самого начала работы EGEE в 2004 году в проекте участвовали не только европейские, но также и американские университеты, и 8 российских институтов, и лаборатории из Израиля. Всего же ныне в нем задействовано 70 лабораторий из 27 стран.
Еще в 1999 году физики ЦЕРНа, взяв идею ГРИД на вооружение, принялись за ее реализацию. Для этого год спустя был организован проект EU -DataGrid ( http://www.eu-datagrid.org ), который успешно завершился в начале 2004 года. В 2002 году там же, в ЦЕРНе, стартовал еще один проект – LHC Computing GRID (LCG, http://www.cern.ch/lcg), целью которого стало создание всемирной инфраструктуры региональных центров по хранению, обработке и анализу экспериментальных данных с детекторов Большого адронного коллайдера. LCG начал работать в сентябре 2003 года в составе 12 лабораторий мира, среди которых был и российский сайт (НИИЯФ МГУ). Следует особо отметить, что создаваемое в рамках ЕU-DataGRID и EGEE программное обеспечение и другие технологические решения (включая исходные коды) доступны и открыты для всех, и это характерно для большинства ГРИД-проектов.
ГРИД-технологии только входят в нашу жизнь, но, по всей видимости, в самое ближайшее время многие из нас убедятся в новаторской пользе распределенного метакомпьютинга и в самой идее ГРИД-концепции – объединения возможностей всех для решения задач каждого.
Вячеслав Ильин, д. ф.-м. н.,
Александр Крюков, к. ф.-м. н.,