از ابر رایانه‌ها برای چه مواردی استفاده می‌شود؟
از دسکتاپ ضروری و ساده گرفته تا لپ تاپ قابل حمل فوق العاده براق و ماشین‌های سِرور تعیین شده، انواع مختلفی از ماشین‌های محاسباتی وجود دارد که در نقش‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در واقع تکامل رایانه‌ها نشان می‌دهد که چگونه یک ماشین پیچیده و عظیم، به یک دستگاه برای توده‌ها، و یک بخش ضروری از هر خانه و اداره تبدیل شده است.
تصور قبلی از رایانه‌ها در ذهن مردم یک ماشین بسیار هوشمند همه کارهای بود که بتواند سر و ته داده‌ها و اطلاعات را در عرض چند دقیقه به هم آورد. اما در واقع چنین رایانه‌هایی صرفاً افسانه نیستند؛ آنها وجود دارند و در واقع ابر رایانه نامیده می‌شوند.
بنابراین ابر رایانه‌ها چیستند؟ آنها بر اساس اصل انجام مقادیر زیادی کار در حداقل زمان ممکن کار می‌کنند.
ابر رایانه‌ها قادر به انجام عملیاتی در چند دقیقه یا ثانیه هستند که تیمی از ماشین آلات حتی رده بالا، روزها یا هفته‌ها یا به طور واقع بینانه‌تر ماه‌ها آنها را به انجام می رسانند. آنها همچنین از نظر نگهداری نیز سوپر هستند و به اتاق‌های بزرگ احتیاج دارند، به همراه محیطی با درجه حرارت کاملاً خنک.
آنها به دلیل تعداد زیاد میکروپردازنده‌ها، برق زیادی مصرف می‌کنند و سرعت پردازش بسیار بالایی دارند. ابر رایانه‌ها در شرایطی مورد استفاده قرار می‌گیرند که مقدار زیادی از داده‌ها باید در مدت زمان کمی پردازش شوند و عملیات ارائه و مدل سازی به طور همزمان انجام شود.
از دسکتاپ ضروری و ساده گرفته تا لپ تاپ قابل حمل فوق العاده براق و ماشین‌های سِرور تعیین شده، انواع مختلفی از ماشین‌های محاسباتی وجود دارد که در نقش‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در واقع تکامل رایانه‌ها نشان می‌دهد که چگونه یک ماشین پیچیده و عظیم، به یک دستگاه برای توده‌ها، و یک بخش ضروری از هر خانه و اداره تبدیل شده است.
تصور قبلی از رایانه‌ها در ذهن مردم یک ماشین بسیار هوشمند همه کارهای بود که بتواند سر و ته داده‌ها و اطلاعات را در عرض چند دقیقه به هم آورد. اما در واقع چنین رایانه‌هایی صرفاً افسانه نیستند؛ آنها وجود دارند و در واقع ابر رایانه نامیده می‌شوند.
بنابراین ابر رایانه‌ها چیستند؟ آنها بر اساس اصل انجام مقادیر زیادی کار در حداقل زمان ممکن کار می‌کنند.
ابر رایانه‌ها قادر به انجام عملیاتی در چند دقیقه یا ثانیه هستند که تیمی از ماشین آلات حتی رده بالا، روزها یا هفته‌ها یا به طور واقع بینانه‌تر ماه‌ها آنها را به انجام می رسانند. آنها همچنین از نظر نگهداری نیز سوپر هستند و به اتاق‌های بزرگ احتیاج دارند، به همراه محیطی با درجه حرارت کاملاً خنک.
آنها به دلیل تعداد زیاد میکروپردازنده‌ها، برق زیادی مصرف می‌کنند و سرعت پردازش بسیار بالایی دارند. ابر رایانه‌ها در شرایطی مورد استفاده قرار می‌گیرند که مقدار زیادی از داده‌ها باید در مدت زمان کمی پردازش شوند و عملیات ارائه و مدل سازی به طور همزمان انجام شود.
زیست شناسی
از ابر رایانه‌ها می‌توان برای مدل سازی یا ارائه کار سیستم عصبی یا مغز یک ارگانیسم استفاده کرد. در سال 2006، پلی تکنیک Fédérale de Lausanne سوئیس از یک ابر رایانه برای ارائه بخشی از مغز موش استفاده کرد تا دریابد که چگونه نورون‌ها پیام‌ها را در این نوع ارگانیسم انتقال می‌دهند و تولید می‌کنند.
با این حال، کامپیوتر فقط قادر به نشان دادن کار در یک ناحیه کوچک از مغز بود. با این وجود این یک موفقیت بزرگ بود.
در سال 2009 ، یک سرمایه گذاری مشترک توسط IBM و دانشگاه استنفورد، قشر مغز گربه را با استفاده از ابر رایانه Blue Gene / IP مدل سازی کرد. آنها 1٪ از عملکرد مغز انسان را در همان سال شبیه سازی کردند.
طی 10 سال آینده، یک ارائه و شبیه سازی کامل از نحوه عملکرد مغز انسان توسط یک ابر رایانه نشان داده خواهد شد. چرا مغز را مدل سازی می‌کنیم؟ برای این که بفهمیم این بخش از بدن چگونه کار می‌کند، پیام‌ها چگونه منتقل می‌شوند، و خاطره‌ها چگونه ذخیره می‌شوند.
روانشناسان قادر خواهند بود تا بررسی کنند که چرا برخی شرایط روانی رخ می‌دهد و کدام قسمت از مغز تحت تأثیر قرار می‌گیرد. مغز انسان پرکاربردترین قسمت بدن است، اما در مورد آن بسیار کم شناخت داریم و برطرف کردن این شکاف، کار اصلی ابر رایانه‌هاست.
با این حال، کامپیوتر فقط قادر به نشان دادن کار در یک ناحیه کوچک از مغز بود. با این وجود این یک موفقیت بزرگ بود.
در سال 2009 ، یک سرمایه گذاری مشترک توسط IBM و دانشگاه استنفورد، قشر مغز گربه را با استفاده از ابر رایانه Blue Gene / IP مدل سازی کرد. آنها 1٪ از عملکرد مغز انسان را در همان سال شبیه سازی کردند.
طی 10 سال آینده، یک ارائه و شبیه سازی کامل از نحوه عملکرد مغز انسان توسط یک ابر رایانه نشان داده خواهد شد. چرا مغز را مدل سازی می‌کنیم؟ برای این که بفهمیم این بخش از بدن چگونه کار می‌کند، پیام‌ها چگونه منتقل می‌شوند، و خاطره‌ها چگونه ذخیره می‌شوند.
روانشناسان قادر خواهند بود تا بررسی کنند که چرا برخی شرایط روانی رخ می‌دهد و کدام قسمت از مغز تحت تأثیر قرار می‌گیرد. مغز انسان پرکاربردترین قسمت بدن است، اما در مورد آن بسیار کم شناخت داریم و برطرف کردن این شکاف، کار اصلی ابر رایانه‌هاست.
فضا
فضا مرز نهایی و شاید آخرین منطقه باقی مانده است که توسط انسان نیمه مکشوف باقی مانده است. از ابر رایانه‌ها استفاده می‌شود برای تحقق موارد زیر:
- مدل سازی مسیر و رفتار اجرام و اجسام مختلف آسمانی در فضا.
- ارائه خورشید، عملکرد آن و تأثیر آن بر روی زمین.
- ابر رایانه‌ها می‌توانند انفجار ابرنواخترها را که در عمق فضا اتفاق می‌افتد و خارج از دسترسی دیده‌بانی است شبیه سازی کنند.
- شبیه سازی چگونگی ایجاد جهان، با بازآفرینی و ارائه رویداد بیگ بنگ، و همچنین چگونگی شکل گیری ستارگان، ماده تاریک و سایر هویت‌های فضایی.
- مدل سازی مسیر و رفتار اجرام و اجسام مختلف آسمانی در فضا.
- ارائه خورشید، عملکرد آن و تأثیر آن بر روی زمین.
- ابر رایانه‌ها می‌توانند انفجار ابرنواخترها را که در عمق فضا اتفاق می‌افتد و خارج از دسترسی دیده‌بانی است شبیه سازی کنند.
- شبیه سازی چگونگی ایجاد جهان، با بازآفرینی و ارائه رویداد بیگ بنگ، و همچنین چگونگی شکل گیری ستارگان، ماده تاریک و سایر هویت‌های فضایی.
اقلیم
"به همان اندازه که اب وهوا غیرقابل پیش بینی است" یک جمله رایج است اما اگر بتوانید آب و هوا را پیش بینی کنید چه؟ یا حداقل، علائم هشدار دهنده و شاخص‌های زودرس را شناسایی کنید؟
ابر رایانه‌ها با ارائه مدل‌ها و شبیه سازی شرایط آب و هوایی و همچنین قرار دادن اعداد و داده‌ها در آمار و نمودارهای مفید، بار دیگر به داد ما می‌رسند. پیش بینی تغییرات و نوسانات در الگوهای آب و هوایی از طریق ابر رایانه‌ها امکان پذیر است.
پوشش و مهاجرت ابرها، تحلیل وضعیت آب و هوای فصل قبل و مقایسه آن با وضعیت فعلی، برآورد شدت و پوشش تابش نور خورشید بر روی زمین، تجزیه و تحلیل تأثیر آلاینده‌ها بر جو و آب و هوا و پیش بینی جریان‌ها و دمای اقیانوس فقط چند مورد از مواردی است که توسط ابر رایانه‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرند.
اداره ملی اقیانوسی و اتمسفر از ابر رایانه‌های تولید شده توسط IBM برای کمک به پیش بینی هوا استفاده می‌کند.
ابر رایانه‌ها با ارائه مدل‌ها و شبیه سازی شرایط آب و هوایی و همچنین قرار دادن اعداد و داده‌ها در آمار و نمودارهای مفید، بار دیگر به داد ما می‌رسند. پیش بینی تغییرات و نوسانات در الگوهای آب و هوایی از طریق ابر رایانه‌ها امکان پذیر است.
پوشش و مهاجرت ابرها، تحلیل وضعیت آب و هوای فصل قبل و مقایسه آن با وضعیت فعلی، برآورد شدت و پوشش تابش نور خورشید بر روی زمین، تجزیه و تحلیل تأثیر آلاینده‌ها بر جو و آب و هوا و پیش بینی جریان‌ها و دمای اقیانوس فقط چند مورد از مواردی است که توسط ابر رایانه‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرند.
اداره ملی اقیانوسی و اتمسفر از ابر رایانه‌های تولید شده توسط IBM برای کمک به پیش بینی هوا استفاده می‌کند.
بلایای طبیعی
تأثیر مرگبار مصیبت‌های طبیعی را می توان از قبل تخمین زد و محاسبه کرد تا آسیب‌ها به حداقل برسد. تا حدی ابر رایانه‌ها می‌توانند مسیر طوفان‌ها، گردبادها و سونامی‌ها را پیش بینی کنند. مغز انسان پرکاربردترین قسمت بدن است، اما در مورد آن بسیار کم شناخت داریم و برطرف کردن این شکاف، کار اصلی ابر رایانه‌هاست. این امر به انجام تخلیه‌های به موقع و حفاظت از منابع کلیدی مهم کمک می‌کند.
تشخیص فعالیت لرزه‌ای و محاسبه مسیرهای احتمالی امواج لرزه‌ای می‌تواند در برنامه ریزی و یادگیری نحوه مقابله با چنین بلایایی کمک کند.
تشخیص فعالیت لرزه‌ای و محاسبه مسیرهای احتمالی امواج لرزه‌ای می‌تواند در برنامه ریزی و یادگیری نحوه مقابله با چنین بلایایی کمک کند.
پژوهش
- از ابر رایانه‌ها در حل معادلات پیچیده در مباحثی چون فیزیک کوانتومی و مکانیک استفاده می‌شود.
- برای هواپیماها و ماشین آلات نظامی، ابر رایانه‌ها می توانند آیرودینامیک موجود در محل را شبیه سازی کرده و از الگوهای پرواز کمک بگیرند تا بهتر به پیشرفت ماشین آلات کمک کنند.
- تحقیقات هسته‌ای به آزمایش نیاز دارند اما به جای انفجارهای زنده، ابر رایانه‌ها می‌توانند به شبیه سازی انفجارها و واکنش‌های هسته‌ای بپردازند. این امر به پیشرفت فناوری هسته‌ای کمک می‌کند.
- پروتئین‌ها عنصر بیولوژیکی بسیار مهمی هستند و ساختار مولکولی آنها دارای جهت گیری سه بعدی است.
یک تاشدگی یا همپوشانی یک رشته مولکولی می‌تواند عملکرد پروتئین در بدن را تغییر دهد. بیماری‌هایی مانند آلزایمر و فیبروز کیستیک با چنین پروتئین‌های تاشده‌ای مرتبط هستند، بنابراین درک ماهیت پروتئین‌های معیوب و این که پروتئین‌های طبیعی چگونه تا می‌شوند، کلید اصلی یادگیری چرایی چنین بیماری‌هایی و چگونگی درمان آنهاست.
شبیه سازی عملکرد تاشو پروتئین‌ها یک کار بسیار پیچیده و محاسباتی است که بار دیگر کاری برای ابر رایانه‌ها برای انجام است.
این کاربردهای دقیق از ابر رایانه‌ها، سودمندی چنین دستگاه‌هایی در انجام کارهای مهم و نیز کمک به کشف و انجام تحقیقات در زمینه‌های مختلف دانش را نشان می‌دهد.
منبع: Rave Uno
- برای هواپیماها و ماشین آلات نظامی، ابر رایانه‌ها می توانند آیرودینامیک موجود در محل را شبیه سازی کرده و از الگوهای پرواز کمک بگیرند تا بهتر به پیشرفت ماشین آلات کمک کنند.
- تحقیقات هسته‌ای به آزمایش نیاز دارند اما به جای انفجارهای زنده، ابر رایانه‌ها می‌توانند به شبیه سازی انفجارها و واکنش‌های هسته‌ای بپردازند. این امر به پیشرفت فناوری هسته‌ای کمک می‌کند.
- پروتئین‌ها عنصر بیولوژیکی بسیار مهمی هستند و ساختار مولکولی آنها دارای جهت گیری سه بعدی است.
یک تاشدگی یا همپوشانی یک رشته مولکولی می‌تواند عملکرد پروتئین در بدن را تغییر دهد. بیماری‌هایی مانند آلزایمر و فیبروز کیستیک با چنین پروتئین‌های تاشده‌ای مرتبط هستند، بنابراین درک ماهیت پروتئین‌های معیوب و این که پروتئین‌های طبیعی چگونه تا می‌شوند، کلید اصلی یادگیری چرایی چنین بیماری‌هایی و چگونگی درمان آنهاست.
شبیه سازی عملکرد تاشو پروتئین‌ها یک کار بسیار پیچیده و محاسباتی است که بار دیگر کاری برای ابر رایانه‌ها برای انجام است.
این کاربردهای دقیق از ابر رایانه‌ها، سودمندی چنین دستگاه‌هایی در انجام کارهای مهم و نیز کمک به کشف و انجام تحقیقات در زمینه‌های مختلف دانش را نشان می‌دهد.
منبع: Rave Uno
