GRİD HESAPLAMA ŞEYMA ŞAFAK 1030710441

Bilgisayarınız ile yapabileceklerinizi saydığınızda; hiç uzak galaksileri tarayabileceğiniz, yeni yıldızlar keşfedebileceğiniz, insan gen haritasını çözebileceğiniz, vücudumuzun protein yapısını analiz edebileceğiniz, kanser tedavisi için araştırma yapabileceğiniz, dünyanın en güçlü şifrelerini çözebileceğiniz veya iklimsel araştırmalar yapabileceğiniz aklınıza geliyor mu? Büyük ihtimalle bu saydıklarımı yapabileniz için, her alanda çok ileri derecede bilgi birikimine, inanılmaz bir programlama yeteneğine ve milyon dolarlık bir süper bilgisayara ihtiyacınız olurdu. Elbette bu imkanlara hiçbirimiz sahip değiliz. Ancak çağımızda hızla ilerleyen bilim ve teknoloji sayesinde, yukarıda saydığım şeyleri evinizdeki bilgisayarınız ile yapabilmeniz, Grid (Izgara) Hesaplama ile artık mümkün.

Peki bunu biliyormuyuz? Bilgisayarlarımızı kullanırken çoğunlukla bilgisayarlarımız bir şey yapmaz. Bunu görmek için işlemcinizin yüzde kaçla çalıştığını gösteren bir programı kurmanız veya hiç uğraşmak istemiyorsanız windowsun görev yöneticisini açmanız ve onu taskbardan takip etmeniz yeterli. Kelime işlem programlarını kullanırken, örneğin word, excel gibi veya internette gezinirken. Bilgisayarımız aslında çoğunlukla hiçbir iş yapmıyor yani öylesine çalışıyor ama performansının %5 bilemediniz %10’ unu kullanıyor. İşlemci ağırlıklı uygulamalar kullandığınızda veya oyun oynadığınızda durum farklı tabii ki, o zaman PC'niz tam güçte çalışıyor. Bunu gören bazı yazılımcılar, 1970 li yılların sonlarına doğru grid hesaplama diye bir yöntem geliştirmişler. Bu yöntemle bilgisayarlardaki kullanılmayan hesaplama gücü kullanılarak yüksek hesaplama gücü isteyen uygulamalara katkı sağlanmak hedeflenmiş.

Grid hesaplama nedir? Diğer bir ismiyle dağıtık hesaplama (Distrubuted Computing) olarakta bilinir.Basit bir temel prensip ile çalışan bir hesaplama yöntemidir. Bilgi, adeta bir grid (ızgara) yapısındaki bilgisayarlar arasında dağıtılarak işlenmektedir. Normalde standart bir PC'nin yapmak için yüzyıllara ihtiyaç duyduğu hesaplamaları bir ağ üzerinde bulunan diğer bilgisayarlara paylaştırarak, hesaplanması daha kısa süren parçalara ayırmak ve hesaplanan sonuçları birleştirerek çok daha kısa sürelerde netice elde etmektir.

Yaratılan bu sistem, tamamen birbirinden bağımsız çalışmakta olan ve birbirine benzemeyen sistemlerin bir araya gelerek oluşturduğu sanal bir işleme gücüdür. Bilgi sistemleri kapasitelerine sonsuz bir kullanım imkanı sunmaktadır. Grid yapısını oluşturan yüzlerce bilgisayar ile adeta bir süper bilgisayar kapasitesinde bilgi işleme olanağı yaratılmaktadır. Daha basit anlamda grid hesapmala;Web internet üzerinden bilgi paylaşımı hizmetiyse, grid de internet üzerinden bilgisayar gücü ve veri depolama hacmi paylaşımıdır. Grid hesaplama, bilgisayar kaynaklarının (işlemci gücü, hafıza, depolama, yazılım, veri) esnek, güvenli, eşgüdümlü olarak, kişi ve kuruluşlar tarafından internet üzerinden paylaşımı olarak tanımlanabilir.

Grid hesaplama tekniğiyle internetteki çoğu kullanıcı bir araya gelerek yüzlerce teraflopluk hesaplama gücüne ulaşabilmektedir ki bu hesaplama gücüne günümüzde ancak süper bilgisayarlarla ulaşılabilmektedir. Grid hesaplamadaki amaç; Küresel bilgisayar ağının büyük bir hesaplama kaynağına çevrilmesidir.

NEDEN GRID HESAPLAMA? Heterojen ve coğrafi olarak dağınık çevrelerin, birbirleri arasında haberleşmelerine imkân tanımaktadır. Bu sayede Grid, hesaplama merkezi olmayan sanal bir yapı oluşturmaktadır. Bunun yanı sıra, bu sanal yapının bir sınırı da olmamaktadır; diğer bir deyişle katılımcı sayısının artması ile grid ağı sonsuz şekilde büyüyebilmektedir. Basit bilgisayarlardan oluşmuş bu ağ, bir süper bilgisayara yakın bilgi işleme gücü yaratılabilmektedir.

Bu yapının bir diğer özelliği ise, en basit kişisel bilgisayarların işlemci gücünden bile faydalanabilecek bir sisteme sahip olunmasıdır. Bu sayede özel donanımlar, bu özel donanımlar için özel yazılımlar, uzman kişilerce yapılan bakımların yüksek maliyetleri gibi zorlayıcı mali sıkıntıların önüne geçilmektedir. Süper bilgisayarların maliyetleri ile kıyaslandığında grid ağları, çok ekonomik çözümler sunmaktadır. Süper bilgisayarların yoğun enerji tüketimi ve ısı yönetimi gibi titiz konular, grid ağlarında yaşanmamaktadır.

GRID HESAPLAMA NASIL ÇALIŞIR? Grid sistemler karmaşık problemleri küçük parçacıklara bölerek, aynı anda çözülmek üzere tek bir işlemi dünyadaki milyonlarca makineye dağıtıyor. Evlerdeki her bir makine, işlemin kendi paylarına düşen kısmını çözüyor ve merkezi makineye yine internet üzerinden geri bildirim yapıyor. Bunlar merkez bilgisayarda toplanarak baştan harmanlanıyor. Grid sistemlerinden en çok işe yaradığı alanlar, normal şartlarda uzun süre alacak olan hesaplamalardır. Grid ağlar üzerinden işlemler, yıllar yerine aylarla ifade edilen kısa bir zamanda bitmiş oluyor.

Grid hesaplamanın sağladIğI avantajlar Başkalarına ait boşta olan kaynakları kullanarak işlerin yürürlüğünü arttırmak. Hızlı uygulamalar sayesinde işlemler hızlanır ve sonuçlar daha hızlı elde edilir. Yeni ve daha fazla işe yarayan uygulamaların geliştirmesini hızlandırmak İşbirliği ve üretkenlik kapasitelerinde artışlar oluşturmak Kullanıcılar tarafından erişilebilecek kaynakları çoğaltmak Uluslararası rekabetçi araştırma ve yayınların yapılabilmesi için araştırmacılara destek olmak. Kullanıcıya güçlü tek makine kullanıyormuş gibi bir ara yüz sağlanarak kullanımın kolaylaşması sağlamak. Benzer konuda çalışan araştırmacıların sanal organizasyonlarda bir araya gelmesini sağlamak.

Grid Hesaplama Sistemleri KullanIm AlanlarI  Yüksek Enerji Fiziği (LHC) Temel Bilimler (Fizik, Kimya, Matematik) Biyomedikal ( Biyomedikal, İlaç Araştırmaları, Tıbbi Görüntüleme) Hesaplamalı Kimya Jeofizik ve Sismoloji (SDA) Beyin Araştırmaları (HuM2S) Finansal Simulasyonlar Hava Tahmin Araştırmaları Uzay Bilimleri(Planck) Bilgisayar Bilimleri Genetik Araştırmalar

Grid güvenliği Ağ yapısında çok sayıda kullanıcı ve kaynak bulunduran sistemin kullanıcı ve uygulamalar açısından güvenilir olması gerekmektedir. Grid yapısında alınan güvenlik önlemlerini üç kısımda inceleyebiliriz. Erişim Hakkı Kimlik Doğrulama Yetkilendirme Erişim Hakkı : Grid ağı üzerindeki kaynaklardan ve uygulamalardan yararlanmak isteyen her kullanıcı kendisine ait kullanıcı adı ve şifresi ile sisteme giriş yapmak zorundadır. Kimlik Doğrulama : Grid güvenliği için kaynakları kullanmak isteyen her kullanıcının kendisine ait geçerli bir sertifikasının bulunması zorunludur. Yetkilendirme: Sanal organizasyonlar bünyesindeki kaynaklara erişebilmek için bu organizasyona giriş yetkimizin olması gerekir.

Dünyadan grid hesaplamarına verilecek en güzel örnek ‘yüksek fizik deneyi’ (LHC – Large Hadron Collider - Büyük Hadron Çarpıştırıcısı)dir.

Büyük Patlama (Big Bang) deneyinin, CERN – Avrupa Nükleer Araştırma Organizasyonu başkanlığında İsviçre’de gerçekleştirilen, çok yüksek kapasitelerde veri elde edilen deney sonucunun senede 10-40 PetaByte veri üretmesi beklenmektedir. (1 PetaByte = 1015 Byte) Yine elde edilen veriler üzerinde aranacak verinin tespiti için yüksek performanslı hesaplama kullanılması gerekmektedir. Yaklaşık olarak 1013 veri içinden sadece 1 veri kullanılacaktır.