Просмотр кода страницы MilkyWay@Home

{{Карточка программы
| name = MilkyWay@Home
| logo = 
| screenshot = 
| caption = 
| genre = [[Распределённые вычисления]]
| developer = 
| released = [[7 июля]] [[2007 год|2007 г]]
| latest_release_version = 1.00 ([[Windows]], [[FreeBSD]]) <br> 1.01 ([[Linux]], [[Mac OS X]])
| operating_system = {{nobr|[[Кроссплатформенное программное обеспечение|Кроссплатформенное ПО]]}}
| platform = [[x86]]
| status = Активное
| license =
| website = http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/
}}

{{Карточка программы для добровольных вычислений
 | platform = [[BOINC]]
 | name = MilkyWay@Home
 | program_download_traffic = 6 МБ
 | download_traffic = 4 МБ
 | upload_traffic = 0,5 КБ
 | hdd_usage = 10 МБ
 | ram_usage = 6 МБ
 | graphics = нет
 | time = 1-3 часа ([[CPU]]),<br> < 1 часа ([[GPU]])
 | deadline = 8—12 дней
 | gpu_usage = [[nVidia]], [[AMD]]/[[ATI]]
}}

'''MilkyWay@Home''' — проект [[Добровольные вычисления|добровольных распределённых вычислений]] в области [[Астрофизика|астрофизики]], работающий на платформе [[BOINC]]. Цель проекта — попытка создания высокоточной трёхмерной динамической модели [[Звёздный поток|звёздных потоков]] в нашей Галактике — [[Млечный Путь]] ({{lang-en|Milky Way}}), с помощью данных, собранных в ходе [[Слоановский цифровой обзор неба|Слоановского цифрового обзора неба]] ({{lang-en|Sloan Digital Sky Survey, SDSS}}) и более раннего обзора [[2MASS]]. В качестве второстепенной цели проект также занимается разработкой и оптимизацией алгоритмов [[Распределённые вычисления|распределённых вычислений]].
Проект был запущен в декабре 2007 г.<ref>{{Cite web |url=http://boincstats.com/en/stats/61/project/detail/credit |title=BOINCstats/BAM! {{!}} MilkyWay@home - Detailed stats |access-date=2012-07-15 |archive-date=2012-06-15 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120615041216/http://boincstats.com/en/stats/61/project/detail/credit |deadlink=no }}</ref> кафедрами «Информатики и физики», «Прикладной физики» и «Астрономии» [[Политехнический институт Ренсселира|Политехнического института Ренсселира]] при поддержке [[Национальный научный фонд (США)|Национального научного фонда США]]. Проект управляется группой, в которую входят такие учёные как [[Дезелл, Трэвис|Тревис Дезелл]] ({{lang-en|Travis Desell}}), {{нп1|Ньюберг, Хейди Джо|Хейди Джо Ньюберг|en|Heidi Jo Newberg}}, {{нп1|Шимански, Болеслав|Болеслав Шимански|en|Boleslaw Szymanski}} и [[Варела, Карлос|Карлос Варела]] ({{lang-en|Carlos Varela}}). По состоянию на [[5 сентября]] [[2012 год]]а<ref>{{Cite web |url=http://boincstats.com/en/stats/61/project/detail/overview |title=BOINCstats {{!}} MylkyWay@Home — Detailed stats |access-date=2013-09-05 |archive-date=2013-08-07 |archive-url=https://web.archive.org/web/20130807235219/http://boincstats.com/en/stats/61/project/detail/overview |deadlink=no }}</ref> в нём приняли участие 165&nbsp;767 пользователей (339 030 компьютеров) из 209 стран, обеспечивая интегральную производительность в 431,8 [[тера-|тера]][[флопс]] (в 2010 году производительность проекта составляла 1,45 [[пета-|пета]][[флопс]], что являлось сопоставимым с производительностью самых быстрых [[суперкомпьютер]]ов<ref>{{Cite web |url=http://prostonauka.com/proekt-MilkyWay-Home-zatknul-za-pojas-superkompjuter-Roadrunner |title=Проект MilkyWay@Home заткнул за пояс суперкомпьютер Roadrunner |access-date=2012-07-15 |archive-date=2013-04-03 |archive-url=https://web.archive.org/web/20130403075409/http://prostonauka.com/proekt-MilkyWay-Home-zatknul-za-pojas-superkompjuter-Roadrunner |deadlink=no }}</ref>). Участвовать в проекте может любой человек, обладающий подключённым к [[Интернет]] компьютером. Для этого необходимо установить на него программу [[BOINC]] и подключиться к проекту MilkyWay@home.

== Цели проекта ==
[[Файл:MilkyWay At Home Modeling Results.gif|right|thumb|Динамика эволюции звёздного потока Стрельца (кликнуть для воспроизведения)]]

{{external media
| topic     = Результаты моделирования динамики эволюции и текущего положения потока Стрельца
| subtopic  = 
| font-size = 
| align     = right
| clear     = 
| width     = 
| image1    = [http://milkyway.cs.rpi.edu/download/images/lb_polar_sgr0.png Текущее положение]
| image2    = Направление движения: [http://milkyway.cs.rpi.edu/download/images/XZ_plot.png], [http://milkyway.cs.rpi.edu/download/images/XY_plot.png]
}}

С середины 2009 года основной целью проекта стало моделирование [[Поток Стрельца|звёздного потока Стрельца]], произошедшего из [[Карликовая эллиптическая галактика в Стрельце|карликовой эллиптической галактики в созвездии Стрельца]] и частично пересекающегося с пространством, занимаемым нашей Галактикой. Поток имеет нестабильную [[Орбита|орбиту]] и скорее всего образовался в результате действия [[Приливные силы|приливных сил]] по мере сближения [[Карликовая галактика|карликовой галактики]] с [[Галактика|галактикой]] Млечный Путь. Изучение подобных звёздных потоков и их динамики в перспективе может стать ключом к пониманию структуры, процесса формирования, эволюции и распределения [[Гравитационный потенциал|гравитационного потенциала]] в Млечном Пути и других схожих галактиках, а также прояснить детали формирования [[Приливной хвост|приливных хвостов]], возникающих при столкновении галактик. Кроме того, полученные результаты способны пролить свет на понимание явления [[Тёмная материя|тёмной материи]], уточнение формы [[Галактическое гало|тёмного гало]] и его плотности. В процессе дальнейшего развития проекта планируется обратить внимание и на другие звёздные потоки (на данный момент также построены модели потоков [[Поток Сироты|Сироты]] и GD-1<ref name="ThreeStreamResults" />).

[[Файл:MilkyWay At Home Stream Model.gif|right|thumb|Модель звёздного потока<ref>{{Cite web |url=http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/download/2010_4_23_RPI_rcos.ppt |title=Travis Desell. MilkyWay@Home and Volunteer Computing at RPI. RPI Center for Open Source Software (RCOSS). RPI, Troy, New York, USA. April 2010 |access-date=2012-07-15 |archive-date=2012-09-16 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120916022149/http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/download/2010_4_23_RPI_rcos.ppt |deadlink=no }}</ref>]]

Используя данные обзора SDSS, производится разделение неба на области шириной около 2,5 [[Градус (геометрия)|градуса]] ({{lang-en|wedge или stripe}}). Далее с использованием [[Эволюционные алгоритмы|вероятностных методов]] производится извлечение первичной информации о приливных потоках (отделение звёзд Галактики от звёзд потока, выполняемое в расчётных заданиях типа «separation»). Затем производится формирование новой равномерно заполненной [[Звезда|звёздами]] области на основании информации о приливном потоке, причём поток в выбранной области условно считается [[цилиндр]]ическим по форме, а распределение звёзд в нём — [[Нормальное распределение|гауссовым]] (звёзды расположены чаще в средине, реже по краям)<ref>{{Cite web |url=http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/science.php |title=Milkyway@home Data Plots |access-date=2012-07-15 |archive-date=2012-07-26 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120726202811/http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/science.php |deadlink=no }}</ref>. Подобный подход вызван тем, что для звёзд, образующих поток, известны координаты на [[Небесная сфера|небесной сфере]], но неизвестно точное расстояние до каждой из них<ref name="art1">{{Cite web |url=http://wcl.cs.rpi.edu/papers/cole-apj-2008.pdf |title=Nathan Cole, Heidi Newberg, Malik Magdon-Ismail, Travis Desell, Kristopher Dawsey, Warren Hayashi, Jonathan Purnell, Boleslaw Szymanski, Carlos A. Varela, Benjamin Willett, and James Wisniewski. Maximum Likelihood Fitting of Tidal Streams with Application to the Sagittarius Dwarf Tidal Tails. Astrophysical Journal, 683:750-766, 2008. |access-date=2012-07-15 |archive-date=2012-09-16 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120916022845/http://wcl.cs.rpi.edu/papers/cole-apj-2008.pdf |deadlink=no }}</ref>. Поток в каждой области характеризуется 6 параметрами:
* <math>w</math> — вес (процент звёзд в потоке);
* <math>\mu</math> — угловое направление в пределах области ({{lang-en|angular position in the stripe}});
* <math>\phi</math>, <math>\theta</math> и <math>r</math> — 3 пространственные координаты (два угла и радиальное расстояние от [[Земля|Земли]]);
* <math>\sigma</math> — мера ширины ({{lang-en|measure of width}}).
Кроме того, каждая область также характеризуется двумя параметрами:
* <math>q</math> — мера плоскости галактического [[Эллипсоид вращения|сфероида]] ({{lang-en|measure of the flatness of the spheroid}});
* <math>r_0</math> — мера радиуса ядра галактического сфероида ({{lang-en|measure of the radius of the spheroid core}}).
Выбранная модель Галактики не является полной и теоретически может быть расширена за счёт добавления параметров толстого диска и [[Галактический центр|балджа]], но в данных исследованиях этого не требуется, так как большинство звёзд потоков находится за пределами плоскости Галактики. Кроме того, звёзды потока и Галактики отличаются по цвету, благодаря чему последние могут быть заранее исключены из рассмотрения <!-- Можно дать более правильный перевод фразы «There are many Galactic components (thick disk, bulge, etc.)
other than the spheroid that we could in principle add to our full
model. However, we do not expect many disk stars in our sample
because we are fitting data that is too far from the plane of the
Milky Way and the color-selected F turnoff stars are bluer than
the turnoff of the thick disk stellar population.» --><ref name="art1" />.

Таким образом, для расчёта в каждой области необходимо отыскание значений <math>2+6n</math> параметров, где <math>n</math> — число потоков в области. Во время расчёта сервер приложений отслеживает популяцию из наборов звёзд в выбранной области, каждый из которых принадлежит к одной из возможных моделей Млечного Пути, с целью отыскания численных значений параметров, наиболее [[Адекватность модели|адекватно]] описывающих наблюдаемые данные, с использованием [[Распределённые вычисления|распределённых]] эволюционных алгоритмов ([[метод максимального правдоподобия]], [[Генетический алгоритм|генетические алгоритмы]], [[метод роя частиц]], [[Дифференциальная эволюция|метод дифференциальной эволюции]], [[Марковская цепь Монте-Карло|марковские цепи и метод Монте-Карло]], адаптированные для распределённых вычислений)<ref>{{Cite web |url=http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/download/boinc2009.ppt |title=Travis Desell. Robust Asynchronous Optimization using Volunteer Computing Grids. 5th Annual Pan-Galactic BOINC Workshop. Barcelona, Spain. October 2009. |access-date=2012-07-15 |archive-date=2012-09-16 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120916022200/http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/download/boinc2009.ppt |deadlink=no }}</ref><ref>{{Cite web |url=http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/download/travis_phd_defense.ppt |title=Travis Desell. Asynchronous Global Optimization for Massive-Scale Computing. PhD Defense. RPI, Troy, New York, USA. November 2009. |access-date=2012-07-15 |archive-date=2012-09-16 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120916022840/http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/download/travis_phd_defense.ppt |deadlink=no }}</ref><ref>{{Cite web |url=http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/download/szymanski_escience.ppt |title=Boleslaw Szymanski. Robust Asynchronous Optimization for Volunteer Computing Grids. The 5th IEEE International Conference on e-Science (e-Science 2009). Oxford, UK. December 2009. |access-date=2012-07-15 |archive-date=2012-09-16 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120916022833/http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/download/szymanski_escience.ppt |deadlink=no }}</ref><ref>{{Cite web |url=http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/download/Newby_RPI_Max_likelihood.ppt |title=Matthew Newby. The Maximum Likelihood Problem and Fitting the Sagittarius Dwarf Tidal Stream. RPI Astrophysics Seminar. RPI, Troy, New York, USA. October 2009. |access-date=2012-07-15 |archive-date=2012-09-16 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120916022157/http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/download/Newby_RPI_Max_likelihood.ppt |deadlink=no }}</ref><ref>{{Cite web |url=http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/download/desell_und_2010.ppt |title=From Analyzing the Tuberculosis Genome to Modeling the Milky Way Galaxy: Using Volunteer Computing for Computational Science. Public Talk. University of North Dakota, Grand Forks, North Dakota, USA. November 2010. |access-date=2012-07-15 |archive-date=2012-09-16 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120916022828/http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/download/desell_und_2010.ppt |deadlink=no }}</ref><ref>{{Cite web |url=http://wcl.cs.rpi.edu/papers/e-science2007.pdf |title=Travis Desell, Nathan Cole, Malik Magdon-Ismail, Heidi Newberg, Boleslaw Szymanski, and Carlos A. Varela. Distributed and Generic Maximum Likelihood Evaluation. In 3rd IEEE International Conference on e-Science and Grid Computing (eScience2007), Bangalore, India, pages 337—344, December 2007 |access-date=2012-07-15 |archive-date=2012-09-16 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120916003412/http://wcl.cs.rpi.edu/papers/e-science2007.pdf |deadlink=no }}</ref>.

Первой задачей в рамках проекта являлось более точное описание звёздного потока Стрельца по сравнению с известными на тот момент, на что потребовалось несколько месяцев расчёта с использованием [[грид]]<ref name="SagittariusStreamResults">{{Cite web |url=http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/forum_thread.php?id=1830 |title=N-Body Simulation of the Sagittarius Stream |accessdate=2012-07-15 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20120924235536/http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/forum_thread.php?id=1830 |archivedate=2012-09-24 |deadlink=yes }}</ref>. Далее аналогичным образом были построены модели других звёздных потоков Сироты и GD-1<ref name="ThreeStreamResults">{{Cite web |url=http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/forum_thread.php?id=2392 |title=animation of the n-body simulations |access-date=2012-07-15 |archive-date=2012-06-21 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120621130335/http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/forum_thread.php?id=2392 |deadlink=no }}</ref>. Затем Мэттом Ньюби ({{lang-en|Matt Newby}}) было проведено моделирование с целью отыскания значений двух параметров сфероида в пределах всего неба. На основании данных о распределении звёзд в потоках выполняется моделирование динамики движения звёзд в потоках (расчётные задания типа «n-body»).

В ближайшей перспективе результаты моделирования могут дать ответы на два основных вопроса, не имеющих на данный момент однозначного ответа: о расположении и направлении движения звёздного потока Стрельца. Некоторые астрофизики полагают, что поток пройдет в непосредственной близости от нас; другие же уверены, что поток пройдёт выше [[Солнце|Солнца]] (в плоскости Галактики).

Существует также подпроект "N-body" (MilkyWay@Home N-Body Simulation). Проект  нацелен на создание симуляции столкновения карликовых галактик в гравитационное поле галактики   [[Млечный Путь]].

== История развития проекта ==
Проект начал развиваться с [[2007 год]]а, в 2008 году стали доступны оптимизированные клиентские приложения для 32-битных и 64-битных [[Операционная система|операционных систем]].

К середине 2009 года на рабочие задания, направляемые клиентам, требовалось лишь 2—4 часа расчётов на современных процессорах, однако их обработка должна была быть завершена в кратчайшие сроки (как правило, 3 дня). Это делало проект менее подходящим для [[компьютер]]ов, не работающих круглосуточно или где пользователи не разрешили вычисление в фоновом режиме. В январе 2010 года разрешённое время обработки задания было увеличено до 8 дней<ref>{{Cite web |url=http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/forum_thread.php?id=1485 |title=Increased WU Deadline |access-date=2012-07-15 |archive-date=2012-09-25 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120925044944/http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/forum_thread.php?id=1485 |deadlink=no }}</ref>.

[[11 июня]] [[2009 год]]а были разработаны расчётные приложения с поддержкой технологии [[CUDA]] для [[Графический процессор|графических процессоров]] [[Nvidia]]<ref>{{Cite web|url=https://setiathome.berkeley.edu/cuda.php|title=Run SETI@home on your NVIDIA GPU|publisher=setiathome.berkeley.edu|lang=en|accessdate=2018-10-24|archive-date=2018-10-24|archive-url=https://web.archive.org/web/20181024164717/http://setiathome.berkeley.edu/cuda.php|deadlink=no}}</ref>. [[13 января]] [[2010 год]]а была добавлена поддержка графических процессоров от [[ATI Technologies]], что позволило существенно повысить интегральную производительность проекта<ref>{{Cite web |url=http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/forum_thread.php?id=1486 |title=ATI Application |access-date=2012-07-15 |archive-date=2012-09-24 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120924235210/http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/forum_thread.php?id=1486 |deadlink=no }}</ref>. Например, задания, требующие 10 минут вычислений на графическом процессоре [[Radeon R600#Radeon HD 3800|ATI Radeon HD 3850]] или 5 минут на [[Radeon R700|ATI Radeon HD 4850]], вычисляются 6 часов на одном ядре процессора [[AMD]] [[Phenom II]] с частотой 2,8 ГГц. При этом от видеокарт требуется поддержка операций с [[Число с плавающей запятой|плавающей запятой]] [[Число двойной точности|двойной точности]].

== Научные достижения ==
=== [[2010 год в науке|2010 год]] ===
* произведено моделирование динамики эволюции звёздного потока Стрельца <ref name="SagittariusStreamResults" />.

=== [[2011 год в науке|2011 год]] ===
* произведено моделирование динамики эволюции звёздных потоков Стрельца, Сироты и GD-1 <ref name="ThreeStreamResults" />.

=== [[2012 год в науке|2012 год]] ===
* опубликованы результаты моделирования текущего положения потока Стрельца <ref>{{Cite web |url=http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/forum_thread.php?id=2923 |title=Progress Report |access-date=2012-07-15 |archive-date=2012-08-13 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120813074604/http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/forum_thread.php?id=2923 |deadlink=no }}</ref> и направления движения его отдельных компонентов <ref>{{Cite web |url=http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/forum_thread.php?id=2960 |title=Plot Progression! |access-date=2012-07-15 |archive-date=2012-07-19 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120719021711/http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/forum_thread.php?id=2960 |deadlink=no }}</ref>.

=== [[2013 год в науке|2013 год]] ===
* опубликованы результаты моделирования динамики звёздного потока Сироты<ref>{{youtube|V23cLasQZUM|Визуализация результатов моделирования потока Сироты}}</ref><ref>{{youtube|G2v9yKA9IuE|Визуализация результатов моделирования потока Сироты}}</ref>.

== См. также ==
* [[Добровольные вычисления]]
* [[BOINC]]
* [[Млечный Путь]]
* [[Гравитационная задача N тел]]
* [[Звёздный поток]]

== Примечания ==
{{примечания}}

== Ссылки ==
* [http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/ Официальный сайт проекта] {{ref-en}}
* [https://web.archive.org/web/20071012030742/http://news.rpi.edu/update.do PCs Around the World Unite To Map the Milky Way] {{ref-en}}
* http://phys.org/news185028222.html {{ref-en}}
* [http://wcl.cs.rpi.edu/papers/cole-phd-thesis.pdf Nathan Cole. Maximum Likelihood Fitting of Tidal Streams with Application to the Sagittarius Dwarf Tidal Tails. PhD thesis. Rensselaer Polytechnic Institute. 2009] {{ref-en}}
* [http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/download/random_stuff/nbody_graphics_sample.mp4 Демонстрация работы скринсейвера]
* [https://web.archive.org/web/20120726203945/http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/information.php Научные публикации проекта]
* [http://distributed.org.ua/index.php?go=Pages&in=view&id=159 Описание проекта на distributed.org.ua] {{ref-ru}}
* [http://www.cs.rpi.edu/~szymansk/papers/pcgrid-11.pdf Travis Desell, Malik Magdon-Ismail, Boleslaw Szymanski, Carlos A. Varela, Benjamin A. Willett, Matthew Arsenault, Heidi Newberg. Evolutionary N-Body Simulations to Determine the Origin and Structure of the Milky Way Galaxy's Halo using Volunteer Computing] {{ref-en}}

Исходный код:
* [http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/download/mw3_v0.05.zip Исходный код расчётного модуля Separation для CPU]
* [http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/download/test/milkyway_separation_0.48.2_windows_intelx86__cuda_opencl.zip Исходный код расчётного модуля для nVidia OpenCL CUDA]{{Недоступная ссылка|date=2018-05|bot=InternetArchiveBot }}
* [http://milkyway.cs.rpi.edu/milkyway/download/src/milkyway_nbody_0.40.tar.xz Исходный код расчётного модуля N-body с поддержкой OpenMP]

Обсуждение проекта в форумах:
* [https://web.archive.org/web/20120629100214/http://forum.boinc.ru/yaf_topics68_MilkyWay-home.aspx forum.boinc.ru]
* [http://distributed.org.ua/forum/index.php?showtopic=1205 distributed.org.ua]

{{Добровольные вычисления}}

[[Категория:Астрономические распределённые вычисления]]