محققان کشور با طراحی یک نرم افزار،رایانه های عادی را به ابر رایانه تبدیل کردند
پژوهشگران کشورمان با طراحی و تولید نرم افزاری سیستمی و بنیادی برای اولین بار در جهان موفق شده اند با استفاده از سیستم رایانه های معمولی و ایجاد شبکه بین آن ها، به توان محاسباتی پردازشی معادل توان پردازشی ابررایانه ها دست پیدا کنند.این نرم افزار هم اکنون مراحل نهایی ثبت پتنت بین المللی را می گذراند. این نرم افزار در سازمان هواشناسی با موفقیت اجرا شده است و در ۶ مرکز پژوهشی دیگر نیز در حال اجراست. توان محاسباتی این نرم افزار ۳۰ تا ۵۰ درصد بالاتر از توان محاسباتی سیستم های کلاستری متعارف است.به عنوان نمونه در زمینه هواشناسی و پیش بینی آب و هوا این نرم افزار نسبت به نسخه های متعارف که مورد استفاده قرار می گیرد، ۴۶ درصد زمان محاسبات را کاهش می دهد.
نرم افزار Csharifi سومین تجربه موفق بشر در زمینه طراحی نرم افزار سیستم های کلاستری شناخته شده است. تاکنون فناوری طراحی سیستم های ابررایانه ها و یا کلاستر در انحصار آمریکا بود، اما هم اکنون بنا به اذعان این کشور، نرم افزار Csharifi جزو معدود تجربه های موفق بشر در حوزه های نرم افزارهای کلاسیک است که در هسته سیستم عامل پیاده سازی شده است.
احسان موسوی خانقاه یکی از اعضای تیم طراحی و برگزیده دهمین جشنواره جوان خوارزمی با اعلام این مطلب در گفت وگو با خراسان اظهار داشت: Csharifi نرم افزاری است که برای اولین بار در دنیا، در سطح هسته سیستم عامل، این امکان را برای کاربر فراهم می کند که با استفاده از سیستم رایانه های متداول و شبکه هایی که به طور روزمره استفاده می شود، به توان محاسباتی پردازشی معادل با توان پردازشی ابر رایانه ها دست پیدا کند. این نرم افزار برای ایجاد مدل سیستم های کلاستری است که فناوری ساخت این سیستم ها چه در حوزه نرم افزاری و چه در حوزه سخت افزاری تنها در انحصار آمریکا است. سیستم های ابررایانه ها یا سیستم های کلاستری، سیستم های ایجاد شده خاص منظوره است و تنها برای حل یک مسئله خاص از طریق حل محاسبات سنگین و پیچیده طراحی و از طریق یک شبکه متداول به هم مرتبط می شوند.وی با تاکید بر این که Csharifi نرم افزاری سیستمی و بنیادی است که اقدام به ایجاد و راه اندازی سیستم کلاستری می کند، گفت: مدیریت پردازنده های موجود در سیستم و اجرای برنامه هایی با همان محاسبات سنگین و پیچیده ای که ابررایانه قادر به حل آن هاست، از ویژگی های این نرم افزار است.موسوی کاربرد نرم افزار تولید شده را در هر حوزه ای اعلام کرد که نیازمند محاسبات پیچیده و سنگین است و گفت: به عنوان نمونه حوزه های دفاعی، نفت و پتروشیمی، پیش بینی آب و هوا، صنایع بیمه، بانک و صنایع مادر از حوزه هایی است که این نرم افزار در آن ها کاربرد دارد. در این حوزه ها حجم داده ها بالا و محاسبات سنگین و پیچیده است. به عنوان مثال در صنایع دفاعی، هنگامی که بحث محاسبات موشک ها و ردیابی دشمن وجود دارد، حجم زیادی از اطلاعات از محیط دریافت می شود و محاسباتی که روی آن ها انجام می شود، فوق العاده سنگین و پیچیده و زمان حل مسئله نیز بسیار محدود است. حال اگر این داده ها با همین محاسبات روی رایانه های معمولی انجام شود، زمان محاسبات بسیار طولانی خواهد بود اما نرم افزار Csharifi در حالی که از رایانه های معمولی استفاده می کند و در داخل هسته سیستم عامل قرار می گیرد، از توان محاسباتی مجموع رایانه ها استفاده می کند تا بتواند مسئله را در زمانی که مورد نظر است، حل کند. به عنوان مثال در ردیابی یک شیء که اطلاعات آن در واحد زمان دریافت می شود، باید در بازده زمانی ثانیه ای نیز در مورد آن تصمیم گیری شود و اگر این زمان از دست برود محاسباتی که انجام گرفته است، مفید نخواهد بود.
این پژوهشگر با اشاره به این که نرم افزارهای کلاستری موجود در جهان نرم افزارهایی است که نگهداری آن ها پیچیده و استفاده از آ ن ها وابستگی به شرکت های تولید کننده این نرم افزارها را به دنبال دارد، گفت: این نرم افزارها در بیشتر موارد دارای یک نسخه Free یا open source است که دربرگیرنده کلیه ویژگی های واقعی این نرم افزارها نیست. شرکت های تولید کننده این نرم افزارها با توجه به این که کاربرد آ ن ها در بیشتر موارد در حوزه های استراتژیک و حساس است، نسخه های رایگان یا متن باز این نرم افزارها را تولید می کنند و آن ها را در اختیار کشورها قرار می دهند تا کاربران برنامه های خود را روی نسخه های نامطمئن و بدون پشتیبانی رایگان این شرکت ها اجرا کنند. علاوه بر این، شرکت های مزبور هیچ نوع خدمات پشتیبانی و سرویس دهی را نیز به کاربران این نسخه های رایگان ارائه نمی دهند. همچنین هزینه خرید لایسنس واقعی این نرم افزارها به علت کاربردهای خاص بسیار بالاست. با توجه به شرایط حساس و استراتژیکی ایران، استفاده از سیستم های ابر رایانه های خارجی نسخه مناسبی برای ایران نیست، لذا باید یک سیستم نرم افزاری ایجاد می شد که امکان مدیریت پردازه ها را در یک سیستم با توان محاسباتی و پردازشی بالا داشته باشد. وی در تشریح نرم افزار Csharifi بیان داشت: این سیستم نرم افزاری نیاز به سخت افزارهای خاص ندارد و تنها با استفاده از سخت افزارهایی که به راحتی در بازار قابل تهیه است، تولید شده است. طراحی آن برای اولین بار در سطح هسته سیستم عامل پیاده سازی شده است، لذا می توان برای ایجاد یک سیستم کلاستری با توان محاسباتی و پردازشی و ضریب بالای اطمینان آن را اجرا کرد. در طراحی آن حداقل نیازهای موجود برای سخت افزار پیش بینی شده است. در این نرم افزار از الگوریتم های موجود در هسته سیستم عامل به طور بهینه بهره برداری شده لذا کارآیی مدیریت کلاستر در آن تا ۴۶ درصد بهبود پیدا می کند.موسوی درباره طراحی این نرم افزار نیز بیان داشت: نرم افزار Csharifi به گونه ای طراحی شده است که قابلیت پشتیبانی از زبان های متداول برنامه سازی و برنامه های نوشته شده به آن ها را دارد.این ویژگی در عمل باعث می شود تا در زمانی که تصمیم گرفته می شود برنامه ها روی سیستم های کلاستری اجرا شود، دیگر نیازی به بازنویسی برنامه ها به زبان های خاص کلاستری مانند MPI نباشد.موسوی اضافه کرد: این نرم افزار بر اساس فناوری کاملا بومی تهیه شده است. کار کردن با آن بسیار آسان و بدون نیاز به آموزش های مجدد برای کاربری است.این نرم افزار با همکاری مهندس سیده لیلی میرطاهری دانش پژوه دکترای کامپیوتر و دکتر محسن شریفی از اعضای هیئت علمی دانشگاه علم و صنعت ایران ساخته شده و اکنون در مرحله تولید نیمه صنعتی است.
