Суперкомпютри, грид и облачни технологии

Какво ще научите от темата
• какво е суперкомпютър, за какво се използва
• какво е грид
• какво е облачна технология

Допълнително ще се запознаете
• предметни карти или как да си структурираме мисли
• задача за търговския пътник
• какво е интернет на нещата или как се свързват различни точки на света, които използват и си споделят ресурси

Предизвикателство
Интернет свързва хората по света, може да се срещнем с приятели от всяка точка на земното кълбо, да се видим и побъбрим с тях, но ако искаме да им изпратим подарък, трябва да използваме услугите на посредник – фирма, която да превози подаръка от нас или от магазина, от който сме избрали подаръка, до нашите приятели. Това е основната дейност на логистичните фирми. Една такава фирма ще е обект на проучване в нашия учебник.
Разглежданата от нас логистична фирма, нека да я наречем ИТ – Логистик, има 25 офиса на Балканския полуостров. ИТ – Логистик разполага с множество складове, коли, камиони, кораби и товарни самолети за доставка на стоки. Предизвикателството пред ИТ – Логистик е да създаде единна мрежа за офисите си, връзка с всяко едно превозно средство и връзка с крайните потребители.

Да се запознаем с...

Суперкомпютърът е компютър, чиито изчислителни възможности са близки до максимално възможните за даден етап на развитие на изчислителната техника.

Скоростта на суперкомпютрите се измерва, като се определи колко числа могат да съберат за една секунда. Числата трябва да са реални, с плаваща запетая, такива като 132,12 или –14,532. Операциите с реални числа са сложни, защото като електронни апарати компютрите могат да оперират само с цели числа.

Единицата мярка за измерване на производителността на компютрите е FLOPS – абревиатура от Floating Point Operations Per Second – броят операции с плаваща запетая за една секунда.

Счита се, че първият суперкомпютър е CDC6600 от 1964 г. Максималната му скорост е била 3 мегафлопа (mflops). Към края на 2016 г. най-бързият компютър е Sunway TaihuLight с 93 петафлопа (рflops). Той достига тази производителност с 40 960 отделни процесора, всеки от които съдържа по 256 отделни изчислителни ядра. Консумираната мощност от суперкомпютъра е 15,4 MW. За 52 г. бързината на компютрите се е увеличила милиард пъти.
В зависимост от техническата си реализация суперкомпютрите са два основни типа. Първият тип е една апаратна система с много процесори, които се управляват общо. Вторият тип представлява мрежа от много свързани отделни компютърни системи, които работят като една цяла изчислителна машина. Нарича се клъстер. Първоначално суперкомпютрите са били използвани за военни цели, например били са пресмятани очакваните поражения при ядрен конфликт. Сега на тях се разчита за метеорологичните прогнози, провеждат се изследвания на молекулярната динамика, извършва се генетичен анализ.

Грид (grid) се нарича обединение на компютърни ресурси, които са на много места в мрежата и извършват изчисления.

Целта на грида е да се създаде инфраструктура от компютърни и телекомуникационни устройства, които осигуряват отдалечен достъп до разнообразни изчислителни ресурси. Гридовете се различават от клъстера по това, че всеки възел от мрежата изпълнява различна задача. Друга разлика е, че гридовете са съставени от хетерогенни (в които работят разнотипни системи от различни производители) компютърни системи. Участващите компютри в мрежата са с различни технически параметри и принадлежат на различни собственици. Собствениците по своя воля са разрешили да се използват свободните ресурси на компютърните им системи.
Гридовете също са суперкомпютри. Гридът BOINC е достигнал 16,9 рflops в началото на 2017 година. Първоначално BOINC е бил предвиден само за търсене на извънземен живот по проекта SETI@home, но сега десетки други проекти използват изчислителния му капацитет.

Облачна технология (cloud computing) е нов модел използване и предоставяне на информационни услуги, базирани на интернет.

Ресурсите могат да бъдат процесори, оперативна памет, дисково пространство, приложения и услуги. Обикновено включват динамично мащабируеми и често виртуални ресурси като услуга по интернет. Ресурсите са споделени между много потребители. Облачните технологии могат да бъдат пояснени с пример. Потребителите получават ресурсите, които са им необходими, а апаратната реализация остава скрита в облака. Основната идея на облачната технология е ефективното споделяне на общ ресурс.

Интернет на нещата

Интернет на нещата (Internet of things – IoT) е мрежата от физически устройства, превозни средства и други елементи с вградена електроника, софтуер, сензори, снабдени с мрежова свързаност, които позволяват на тези обекти да събират и обменят данни.

Концепцията е базирана на идеята, че скоро всички заобикалящи ни устройства ще са свързани – електроуредите вкъщи, системите за отопление, напояване на градината и хранене, техниката в офисите, поддържането на оптимална температура в дома и офиса постоянно, поливането на домашните ни растения, когато сме на другия край на света и др.

Задача
Опишете приликите и разликите между грид и облачни технологии в таблица.