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世界公共網格

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中文名: 世界公共網格 外文名: World Community Grid 領 域: 分布式計算 性 質: 公益性 主 持: IBM公司 應 用: 醫藥、生物和環境

世界公共網格（World Community Grid, WCG），是一個用於科學研究的公用分布式計算網格。是由IBM公司主持的一項基於互聯網的公益性分布式計算項目，開始於2004年11月16日。根據IBM中國區官網顯示，該項目被中文命名為全球網格大同盟。該項目將聯合分布 於世界各地的志願者們提供的計算資源，用於一些能為全人類帶來福音的大型科學研究項目。World Community Grid 創立之初是基於 Grid.org 的平台搭建的，之後於 2007 年開始全面遷移至開源的 BOINC 平台。World Community Grid 在底層計算平台的基礎上，為具體 的計算項目提供了一個更高層次的計算平台。

簡介

世界公共網格，又稱世界社群網格、世界共同體網格計劃、全球網格大同盟，是一個開放和公益性的分布式計算平台，聯合全世界志願提高的計算資源，將個人計算機和商業計算機中未使用的計算能力為使用的計算能力應用於造福於人類的研究項目，世界公共網格基於分布式計算和網格計算實現的。

項目

已經完成的項目

Human Proteome Folding–Phase 1（人類蛋白質組摺疊 – 第一階段）項目為World Community Grid啟動的第一個項目，於2004年11月16日啟動，該項目主要是用來模擬蛋白質摺疊的過程，目的在於指引研究人員對於由蛋白質錯誤摺疊所引起的疾病進行一系列更為深入的 研究。該項目於2006年7月18日結束，並已經在Bioinformatics、The Journal of Experimental Medicine、PLoS Biology Journal、Cell等相關期刊上發表研究成果。

Help Defeat Cancer（對抗癌症）項目於2006年6月19日啟動。該項目利用World Community Grid的集體計算能力，幫助研究人員更快速 地分析大量的癌症微組織陣列樣本，並使用更為廣泛的生物標誌和色素進行實驗，提高識別的精確度和靈敏性，以同時完成多項實驗，使研究人員發現和跟蹤可測量參數中細微的變化，從而促進預後線索的發現。最終目的在於可以推動癌症生物學、藥物研製和治療方案的發展。該項目於2007年4月結束，並已在Wiley InterScience、IEEE Xplore等相關期刊上發表研究成果。

Genome Comparison（基因組比較）項目於2006年11月21日啟動。該項目的主要目標是對所有預測的蛋白質序列首次進行「窮舉式」成對 比較，以獲得將要使用的相似性索引和標準化的基因本體論，作為說明者社群的參考存儲庫，以便為生物學家提供免費的數據源。該項目已於2007年7月21日結束。

Help Cure Muscular Dystrophy - Phase 1（治療肌肉萎縮症 – 第一階段）項目於2006年12月19日啟動。該項目由Décrypthon（由法國肌肉萎縮症協會(AFM)、法國國家科學研究中心(CNRS)和IBM的研究人員合作）發起，利用World Community Grid分析研究4萬多種結構已 知的蛋白質分子之間的相互作用，特別關注在神經肌肉疾病方面起作用的蛋白質。該項目所產生的信息數據庫將可幫助研究人員設計分子以抑制或增強特定高分子的結合，希望能發現治療肌肉萎縮症及其他神經肌肉疾病的更好方法。該項目的用戶端是使用United Devices的裝置來作運算，並未使用到BOINC。該項目已於2007年6月11日結束第一階段的運算。

Discovering Dengue Drugs – Together（發現治療登革熱的藥物 – 齊心協力）項目於2007年8月21日啟動。該項目的任務是發現有希 望對抗登革熱、丙型肝炎、西尼羅河病以及黃熱病等病毒的藥物的線索，利用World Community Grid強大的計算能力來完成發現這些線索所需的基於結構的藥物發現計算。該項目已於2009年8月11日完成第一階段的計算，並分析第一階段的結果數據以準備隨後的第二階段研 究。

The Clean Energy Project（清潔能源計劃，於2008年12月5日啟動，已進行到第二階段）。「清潔能源項目」的任務是尋找可用於下一 代太陽能電池以及未來儲能設備的新材料。藉助 World Community Grid 的強大計算能力，研究人員可以計算數以萬計有機材料的電子屬性（數量遠遠超出可在實驗室中測試的材料種類），並確定最有希望用於開發低成本太陽能技術的材料。

Influenza Antiviral Drug Search（搜尋抗流感病毒藥物）於2009年5月5日啟動。該項目的任務是找到可以阻止流感病毒傳染的新藥。 研究上將重點關注在具有抗藥性的流感病毒，以及新出現的流感病毒。其目的在於找出並確定最有可能的化合物，並將有助於加速開發能夠控制季節性感冒爆發、未來感冒流行甚至大規模爆發的新療法。該項目已於2009年10月22日完成第一階段的計算，正在分析第一階段的結果數據以準備將來的第二階段研究。

Nutritious Rice for the World（全球營養水稻）項目於2008年5月12日啟動。該項目的目的是預測主要水稻品種的蛋白質結構。旨在幫助農民種植出具有更高產量、防病蟲害能力更強並具有各種生物學營養物質的水稻品種，從而為饑荒問題嚴重地區的人民帶來福音。在2010年4月13日，World Community Grid官方正式宣布全球營養水稻計劃於2010年4月6日完成全部的計算。

Computing for Sustainable Water（永續水源計算）項目於2012年4月17日啟動，由維吉尼亞大學主持，為World Community Grid的第21個項目。此項計劃主要目的在於研究人類活動在重要分水嶺上所產生的影響，並深入關注在有助於此種重要水資源復育、健康和永續性的行動。該項目已於2012年10月17日結束。

Human Proteome Folding–Phase 2（人類蛋白質組摺疊 – 第二階段）是第一階段的延續，於2006年6月23日啟動。這個項目的兩個主要目標是：1. 獲得特定人類蛋白質和病原體蛋白質更為精細的結構，2. 通過進一步開發 Rosetta 軟件結構預測功能，進一步提高蛋白質 結構預測的準確性。因此，該項目將並行完成兩個非常重要的任務 – 一個涉及生物學領域，一個涉及生物物理學領域。

Help Conquer Cancer（征服癌症）項目於2007年11月1日啟動。該項目的任務是改進蛋白質X射線結晶學的結果，這不僅能夠幫助研究人 員解釋人類蛋白質組的未知部分，更重要的是還能夠提高他們對癌症的產生、發展及治療的理解。

Help Fight Childhood Cancer（對抗孩童癌症）於2009年3月16日啟動。該任務是尋找可以抑制與成神經細胞瘤（一種最常見的兒童實體瘤）關聯的三種蛋白質的藥物。確定這些藥物後，再結合化療，也許可以大大提高該疾病的治癒率。

Help Cure Muscular Dystrophy - Phase 2（治療肌肉萎縮症 – 第二階段）於2009年5月12日啟動。這個項目所產生的信息數據庫將幫 助研究人員設計分子以抑制或增強特定高分子的結合，希望能發現治療肌肉萎縮症及其他神經肌肉疾病的更好方法。

Discovering Dengue Drugs - Together - Phase 2（發現治療登革熱的藥物－齊心協力 – 第二階段）項目於2010年2月17日啟動。該項目根據先前第一階段所發現到的可能藥物線索，利用World Community Grid強大的計算能力來作篩選分析，以尋找出可以對抗登革熱、丙型肝炎、西尼羅河病以及黃熱病等病毒的藥物。

The Clean Energy Project（清潔能源項目）的任務是尋找可用於下一代太陽能電池以及未來儲能設備的新材料。藉助 World Community Grid 的強大計算能力，研究人員可以計算幾十萬種有機材料的電子屬性（數量是可在實驗室中測試的材料種類的數千倍），並確定最有希望用於開發低成本太陽能技術的材料。

Computing for Clean Water（清水計算）項目由中國北京清華大學的「微納力學與多學科交叉創新研究中心」(Centre for Novel Multidisciplinary Mechanics, CNMM)主持，於2010年9月21日啟動。此項目任務是在分子級別更深入地從根源上研究如何使水流過新型過濾材料。通過該項目所獲得的深入洞察力將指導進一步開發更高效、成本更低的水過濾設施。清水計算所得結果的首篇文章已經發表在主流期刊 Physical Review E（物理學評論E）上。

Drug Search for Leishmaniasis（尋找治療利什曼病的藥物）項目於2011年9月7日啟動，系利用World Community Grid強大的計算能力 來分析數百萬個可能的化學物質與目標蛋白質分子間的互相作用，以尋找出可以有效治療利什曼病的藥物。

GO Fight Against Malaria Project（對抗瘧疾）項目於2011年11月16日啟動，其任務在於尋找可能的藥物，以進一步開發出可以治療具抗藥性瘧疾的新藥。該項目藉由World Community Grid強大的計算能力來分析模擬數百萬個可能的化學物質與目標蛋白質分子間的互相作用，並預測它們減輕瘧疾症狀的能力，所篩選出來的最佳分子物質將會由科學家作進一步的試驗，以開發出能夠治療此類疾病的藥物。

Say No to Schistosoma（向血絲蟲說再見）項目於2012年2月22日啟動，為World Community Grid的第20個項目。該項目藉由World Community Grid強大的計算能力來分析模擬數百萬個可能的化學物質與目標蛋白質分子間的互相作用，藉以尋找出最可能的藥物以有效治療血絲蟲病。

Uncovering Genome Mysteries 揭開微生物基因組之謎，將未被研究過的微生物的基因與那些已經被研究得較為透徹的基因進行比對。基因的相似性與功能的相似性是相對應的，通過進行大量的比對，科學家能夠弄清楚每一種微生物的真面目以及它們能完成的事情。

The Clean Energy Project - Phase 2（清潔能源計劃，於2008年12月5日啟動，已進行到第二階段）。「清潔能源項目」的任務是尋找 可用於下一代太陽能電池以及未來儲能設備的新材料。藉助 World Community Grid 的強大計算能力，研究人員可以計算數以萬計有機材料的電子屬性（數量遠遠超出可在實驗室中測試的材料種類），並確定最有希望用於開發低成本太陽能技術的材料。

未完成的項目

FightAIDS@Home為World Community Grid啟動的第二個項目，於2005年11月21日啟動，已進行到第二階段。該項目主旨在於開發能夠有效抵抗 HIV 病毒感染的化學藥物，或者新的、更有效的治療方法，以防止艾滋病病毒（HIV）攜帶者最終患上艾滋病。

Outsmart Ebola Together 共同抗擊埃博拉病毒

Mapping Cancer Markers 測繪癌症標記物項目，關注於臨床應用——發現能被用於改善癌症的檢測、診斷、預後和治療的特定標記物組 。

Help Stop TB 對抗結核病計劃，於 2016 年 三月啟動，用於對抗結核病，一種已經耐藥變種的細菌所造成的疾病。 這個計劃主要針對 用來保護細菌的抗酸外殼來進行計算，模擬這些分子的特性以用來了解這些分子是如何保護這些細菌。

Smash Childhood Cancer 粉碎兒童癌症

Microbiome Immunity Project 微生物免疫項目，對細菌的相關蛋白進行研究。

OpenZika 對抗寨卡病毒

網格計算與分布式計算

網格計算

基於網格的分布式計算的一種問題求解。它利用網絡中的計算資源來解決某個科學問題或技術問題，該問題的解決需要大量的計算機處理能力或者需要訪問大量的數據。網格就是把電網作為比擬的對象而開始建立和發展的，希望成熟的網格如同電網一樣，用戶只要把設備的插頭插入網格的「插座」，就可以使用網 格中的資源。

網格把分布在不同地理位置上，用通信媒體連 接起來的各種資源連成一體，為用戶提供恰到好處的服務。網格計算有兩個優勢，一個是 數據處理能力超強；另一個是能充分利用網絡上的閒置處理能力。

像電網一樣，使用計算機資源的設想在人們研 制MULTICS的時候就提出來了，只不過當時沒有如今這麼先進的技術和設施，也就遲遲沒有實現。

網格計算的發展經歷了三個階段： 第一階段是 網格的萌芽階段，開始於20世紀90年代早期，研究內容是關於千兆位網試驗床以及一些元計算方面的工作；第二階段是一些早期的試驗，時間大概從20世紀90年代中期到晚期，出現了一些比較重要的開創性和奠基性的研究項目，比如I-WAY，Globus，Legion等；是網格計算的第三階段，也是迅速發展階段，同時網格計算也不再僅僅局限於科學研究，工業界與學 術界開展了廣泛聯盟，正努力於使網格計算在更廣泛的領域得到推廣和應用。

分布式計算

所謂分布式計算是一門計算機科學，它研究如何把一個需要非常巨大的計算能力才能解決的問題分成許多小的部分，然後把這些部分分配給許多計算機進行處理，最後把這些計算結果綜合起來得到最終的結果。 最近的分布式計算項目已經被用於使用世界各地成千上萬位志 願者的計算機的閒置計算能力，通過因特網，您可以分析來自外太空的電訊號，尋找隱蔽的黑洞，並探索可能存在的外星智慧生命；您可以尋找超過1000萬位數字的梅森質數；您也可以尋找並發現對抗艾滋病病毒的更為有效的藥物。這些項目都很龐大，需要驚人的計算量，僅僅由單個的電腦或是個人在一個能讓人接受的時間內計算完成是決不可能的。

中國科學院的定義

分布式計算是一種新的計算方式。所謂分布式計算就是在兩個或多個軟件互相共享信息，這些軟件既可以在同一台計算機上運行，也可以在通過網絡連接起來的多台計算機上運行。分布式計算比起其它算法具有以下幾個優點：

1、稀有資源可以共享。

2、通過分布式計算可以在多台計算機上平衡計算負載。

3、可以把程序放在最適合運行它的計算機上。

其中，共享稀有資源和平衡負載是計算機分布式計算的核心思想之一。