LHC revoliucionuos fiziką. Ar gali tai perversti internetą?

Pin
Send
Share
Send

Mes jau žinome, kad didelis hadronų susidūrėjas (LHC) bus didžiausias, brangiausias žmonijos kada nors atliktas fizikos eksperimentas. Susiliejus reliatyvistinėms dalelėms anksčiau neįsivaizduojamose energijose (iki dešimtmečio pabaigos iki 14 TeV žymės), susidarys milijonai dalelių (žinomų ir dar neatrastų), kurias reikia sekti ir apibūdinti didžiuliais dalelių detektoriais. Šis istorinis eksperimentas pareikalaus didelių duomenų rinkimo ir saugojimo pastangų, perrašant duomenų tvarkymo taisykles. Kas penkias sekundes LHC susidūrimai sugeneruos DVD vertės duomenų ekvivalentą, tai yra vieno gigabaito per sekundę duomenų perdavimo sparta. Pažvelgus į tai, vidutinis buitinis kompiuteris, turintis labai gerą ryšį, gali atsisiųsti duomenis vienu ar dviem megabaitais per sekundę (jei tau labai pasisekė! Aš gaunu 500 kilobaitų per sekundę). Taigi LHC inžinieriai sukūrė naujo tipo duomenų tvarkymo metodą, kuris gali kaupti ir platinti petabitai (milijonas gigabaitų) duomenų LHC bendradarbiams visame pasaulyje (senstant ir pilkai nelaukiant atsisiuntimo).

1990 m. Europos branduolinių tyrimų organizacija (CERN) padarė revoliuciją mūsų gyvenimo būdui. Praėjusiais metais CERN fizikas Timas Bernersas-Lee parašė pasiūlymą dėl elektroninės informacijos valdymo. Jis iškėlė mintį, kad informaciją būtų galima lengvai perduoti internetu, naudojant tai, kas vadinama hipertekstu. Laikui bėgant Bernersas-Lee ir bendradarbis Robertas Cailliau, CERN sistemų inžinierius, sujungė vieną informacinį tinklą, kad padėtų CERN mokslininkams bendradarbiauti ir dalytis informacija iš savo asmeninių kompiuterių, nereikia jo išsaugoti sudėtinguose saugojimo įrenginiuose. Hipertekstas leido vartotojams naršyti ir dalytis tekstu tinklalapiuose naudojant hipersaitai. Tada Bernersas-Lee sukūrė naršyklės redaktorių ir netrukus suprato, kad šia nauja komunikacijos forma gali pasidalinti daugybė žmonių. Iki 1990 m. Gegužės mėn. CERN mokslininkai šį naują bendradarbiavimo tinklą pavadino Pasaulinis tinklas. Tiesą sakant, CERN buvo atsakinga už pirmąją pasaulyje svetainę: http://info.cern.ch/, o ankstyvą pavyzdį, kaip ši svetainė atrodė, galima rasti „World Wide Web Consortium“ svetainėje.

Taigi CERN nėra svetimas duomenų valdymas internetu, tačiau visiškai naujam LHC reikės specialaus gydymo. Kaip pabrėžė Davidas Baderis, Džordžijos technologijos instituto aukšto našumo kompiuterių vykdomasis direktorius, dabartinis interneto pralaidumas yra didžiulė kliūtis, dėl kurios kitos dalijimosi duomenimis formos yra labiau pageidaujamos. „Pažvelgęs į LHC ir tai, ką jis daro ateičiai, vienas dalykas, kurio nepavyko padaryti žiniatinkliui, yra fenomenalios gausybės duomenų tvarkymas“, - sakė jis, turėdamas omenyje, kad lengviau išsaugoti didelius duomenų rinkinius terabaitų standžiajame diske ir nusiųsti juos paštu bendradarbiams. Nors CERN atkreipė dėmesį į bendro keitimosi duomenimis pobūdį žiniatinklyje, LHC sugeneruoti duomenys lengvai perkrauna šiuo metu prieinamą mažą pralaidumą.

Štai kodėl buvo sukurtas LHC kompiuterių tinklelis. Tinklelis tvarko didžiulį LHC duomenų rinkinį pakopomis, pirmasis (0 pakopa) yra CERN vietoje netoli Ženevos, Šveicarijoje. 0 pakopą sudaro didžiulis lygiagretus kompiuterių tinklas, kuriame yra 100 000 pažangių procesorių, kurie buvo sukurti nedelsiant saugoti ir valdyti pirminius duomenis (1 ir 0 dvejetainio kodo duomenys), kuriuos išpumpuoja LHC. Verta paminėti, kad davikliai aptinka ne visus dalelių susidūrimus, o užfiksuoti galima tik labai mažą dalelę. Nors gali būti aptiktas tik palyginti mažas dalelių skaičius, tai vis tiek reiškia didžiulę produkciją.

0 pakopa valdo dalis duomenų, išvestų sprogdinant juos per tam tikras 10 gigabito per sekundę šviesolaidžių linijas iki 11 1 pakopa svetainių visoje Šiaurės Amerikoje, Azijoje ir Europoje. Tai leidžia tokiems bendradarbiams kaip Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) Brookhaveno nacionalinėje laboratorijoje Niujorke išanalizuoti ALICE eksperimento duomenis, palyginti LHC švino jonų susidūrimo rezultatus su jų pačių sunkiųjų jonų susidūrimo rezultatais.

Iš 1 pakopos tarptautinių kompiuterių duomenų rinkiniai supakuojami ir siunčiami į 140 2 pakopa kompiuterių tinklai, esantys viso pasaulio universitetuose, laboratorijose ir privačiose įmonėse. Būtent tada mokslininkai turės prieigą prie duomenų rinkinių, kad iš neapdoroto dvejetainio kodo galėtų konvertuoti į naudingą informaciją apie dalelių energijas ir trajektorijas.

Pakopų sistema yra gerai ir gerai, tačiau ji negalėtų veikti be labai efektyvaus tipo programinės įrangos, vadinamos „tarpine programine įranga“. Bandant prieiti prie duomenų, vartotojas gali norėti informacijos, kuri yra paskirstyta duomenų petatuose skirtinguose serveriuose, skirtingais formatais. Vadinama atvirojo kodo tarpinės programinės įrangos platforma Globusas turės didžiulę atsakomybę sklandžiai rinkti reikiamą informaciją taip, tarsi ta informacija jau būtų tyrėjo kompiuteryje.

Būtent šį pakopinės sistemos, greito ryšio ir išradingos programinės įrangos derinį galima išplėsti už LHC projekto ribų. Pasaulyje, kuriame viskas tampa „paklausa“, tokia technologija galėtų paversti internetą skaidrus galutiniam vartotojui. Čia bus prieiga prie visko - nuo duomenų, gautų atlikus eksperimentus kitoje planetos pusėje, iki didelės raiškos filmų žiūrėjimo, nelaukiant atsisiuntimo eigos juostos. Panašiai kaip Bernerso-Lee išrastas HTML, LHC kompiuterių tinklelis gali pakeisti revoliuciją, kaip mes naudojame internetą.

Šaltiniai: „American American“, CERN

Pin
Send
Share
Send