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美國斯坦福大學研究艾滋病

發布時間: 2022-08-24 23:41:44

『壹』 「基因編輯嬰兒」案賀建奎釋放,曾被判三年,賀建奎是個怎樣的人

賀建奎是一個非常膽大的人,他的心中沒有普通民眾都敬畏的道德倫理底線。在普通人的認知中嬰兒怎麼能夠經過基因編輯呢?可是賀建奎就敢這么做,他不但在無證行醫的情況下從事人類的胚胎基因編輯,還找來幾個人與他一起合作。

當然有些人覺得賀建奎非常的沒有底線,其實小編覺得賀建奎是在某種程度上倫理道德觀念和大家不大一樣。他可以說是一個科學界的瘋子,同時也是一個很有知識和能力的人。我們看任何一個人都要全面的分析,不要盲目的否定或者肯定一個人。

『貳』 自我效能的簡介

自我效能(self-efficacy):指一個人在特定情景中從事某種行為並取得預期結果的能力,它在很大程度上指個體自己對自我有關能力的感覺。自我效能也是指人們對自己實現特定領域行為目標所需能力的信心或信念,簡單來說就是個體對自己能夠取得成功的信念,即「我能行」。
「自我效能」由美國斯坦福大學(Stanford University)心理學家阿爾伯特·班杜拉(Albert Banra)在20世紀70年代首次提出,20世紀末已經成為教育界的一個關鍵理念,正在被廣泛應用於醫療保健、管理、運動以及諸如發展中國家的艾滋病(AIDS)等看起來極為棘手的社會問題等領域。它同時也是20世紀末21世紀初橫掃心理健康領域的「積極心理學」(positive psychology)運動的主要特徵。「積極心理學」的重點發展性格中的優勢,而不是減弱不良特質。
「自我效能」與自尊不同,它是對特定能力的一種判斷,而非自我價值的一般性感受。已經88歲高齡、仍在斯坦福大學執教的班杜拉教授說,「人們很容易有強烈的自尊心──只要降低目標就好了。」另一方面,班杜拉教授指出,有些人具備很高的「自我效能」──努力驅動自我,但是自尊心卻不行,這是因為他們的表現總是達不到他們高高在上的標准。

『叄』 世界上著名的醫學院,

一、哈佛大學

在科學部醫學哈佛醫學院(HMS)的大學教師在與哈佛藝術和科學的跨學科項目提供了四個生物醫學博士學位的:生物和生物醫學科學(包括化學和教師從該部的生物分子葯理學,細胞生物學,發育和再生生物學,遺傳學,微生物學和分子遺傳學,病理學,並從其他部門,醫院和科研院所的其他教師),三個方案,從醫療學校和大學教師:免疫學,神經科學和病毒學。

二、牛津大學

提到醫學院我們會想到青黴素。今天用得最廣的抗生素是1955 年由牛津大學的愛德華·阿布拉罕發現的。牛津大學也致力於將分子生物學應用於臨床,將核磁共振原理應用於 醫療診斷。在發現人體的免疫系統和應用基因工程技術於臨床問題方面,牛津大學亦起領導作用。該校在艾滋病毒、移植手術和遺傳病研究等方面也很有潛力。1987 年,斯奎波父子公司贈予該校葯學系2000 萬英鎊,以支持他們的研究工作。

三、劍橋大學

劍橋大學醫學院是獨立的、自治的實體,擁有自己的收入和財產,自行負責本科生的招生。進化論的創立者達爾文就是畢業於劍橋大學醫學院。本專業的課程主要有自然科學和臨床醫學、醫學和獸醫學,研究部門非常廣闊,可延伸到免疫學、病毒學、微生物致病學、生物學等領域。該校醫學專業畢業生就業率高達99% 以上,畢業生主要在醫院、研究、教育和科學等領域工作,升讀研究生比例為37%。

四、約翰霍普金斯大學

約翰霍普金斯大學以醫科馳名於世,為美國現代醫學聖地。該校所有跟生物沾親帶故的專業,都在美國名聲斐然,其中包括生物醫學工程、化學和生物化學等。約翰·霍普金斯醫院幾乎年年被醫學雜志評為最好的醫院,是學生臨床研究的好去處。與約翰霍普金斯大學有關的諾貝爾獎得主有36 位,4 位教授曾榮獲過國家科學獎章。

五、斯坦福大學

美國斯坦福大學醫學院是美國西海岸最負盛名的大學,被《美國新聞與世界報道》評為全美第5 名明星級大學,全美學術排名第一。斯坦福大學成立於1891 年,是世界校園佔地最大的大學之一。校本部有斯坦福醫療中心,該中心附設有一所擁有570 張病床的醫院。作為世界領先的醫學院、著名的高等學府,斯坦福大學在醫療、科研及教學等領域均處於世界領先地位。

六、卡羅林斯卡學院

瑞典著名的醫學院,世界頂尖醫學院之一。卡羅林斯卡學院建立於1810年,在瑞典國內僅晚於烏普薩拉大學和隆德大學。學校位於瑞典首都斯德哥爾摩,地處波羅的海和梅拉倫湖交匯處

『肆』 克隆與自身有什麼相似

ne的音譯,作為名詞,c1one通常被意譯為無性繁殖系。同一克隆內所有成員的遺傳構成是完全相同的,例外僅見於有突變發生時。自然界早已存在天然植物、動物和微生物的克隆,例如:同卵雙胞胎實際上就是一種克隆。然而,天然的哺乳動物克隆的發生率極低,成員數目太少(一般為兩個),且缺乏目的性,所以很少能夠被用來為人類造福,因此,人們開始探索用人工的方法來生產高等動物克隆。這樣,克隆一詞就開始被用作動詞,指人工培育克隆動物這一動作。

目前,生產哺乳動物克隆的方法主要有胚胎分割和細胞核移植兩種。克隆羊「多莉」,以及其後各國科學家培育的各種克隆動物,採用的都是細胞核移植技術。所謂細胞核移植,是指將不同發育時期的胚胎或成體動物的細胞核,經顯微手術和細胞融合方法移植到去核卵母細胞中,重新組成胚胎並使之發育成熟的過程。與胚胎分割技術不同,細胞核移植技術,特別是細胞核連續移植技術可以產生無限個遺傳相同的個體。由於細胞核移植是產生克隆動物的有效方法,故人們往往把它稱為動物克隆技術。

採用細胞核移植技術克隆動物的設想,最初由漢斯·施佩曼在1938年提出,他稱之為「奇異的實驗」,即從發育到後期的胚胎(成熟或未成熟的胚胎均可)中取出細胞核,將其移植到一個卵子中。這一設想是現在克隆動物的基本途徑。

從1952年起,科學家們首先採用青蛙開展細胞核移植克隆實驗,先後獲得了蝌蚪和成體蛙。1963年,我國童第周教授領導的科研組,首先以金魚等為材料,研究了魚類胚胎細胞核移植技術,獲得成功。

哺乳動物胚胎細胞核移植研究的最初成果在1981年取得——卡爾·伊爾門澤和彼得·霍佩用鼠胚胎細胞培育出發育正常的小鼠。1984年,施特恩·維拉德森用取自羊的未成熟胚胎細胞克隆出一隻活產羊,其他人後來利用牛、豬、山羊、兔和獼猴等各種動物對他採用的實驗方法進行了重復實驗。1989年,維拉德森獲得連續移核二代的克隆牛。1994年,尼爾·菲爾斯特用發育到至少有120個細胞的晚期胚胎克隆牛。到1995年,在主要的哺乳動物中,胚胎細胞核移植都獲得成功,包括冷凍和體外生產的胚胎;對胚胎幹細胞或成體幹細胞的核移植實驗,也都做了嘗試。但到1995年為止,成體動物已分化細胞核移植一直未能取得成功。

二、克隆羊「多莉」的意義和引起的反響
以上事實說明,在1997年2月英國羅斯林研究所維爾穆特博士科研組公布體細胞克隆羊「多莉」培育成功之前,胚胎細胞核移植技術已經有了很大的發展。實際上,「多莉」的克隆在核移植技術上沿襲了胚胎細胞核移植的全部過程,但這並不能減低「多莉」的重大意義,因為它是世界上第一例經體細胞核移植出生的動物,是克隆技術領域研究的巨大突破。這一巨大進展意味著:在理論上證明了,同植物細胞一樣,分化了的動物細胞核也具有全能性,在分化過程中細胞核中的遺傳物質沒有不可逆變化;在實踐上證明了,利用體細胞進行動物克隆的技術是可行的,將有無數相同的細胞可用來作為供體進行核移植,並且在與卵細胞相融合前可對這些供體細胞進行一系列復雜的遺傳操作,從而為大規模復制動物優良品種和生產轉基因動物提供了有效方法。

在理論上,利用同樣方法,人可以復制「克隆人」,這意味著以往科幻小說中的獨裁狂人克隆自己的想法是完全可以實現的。因此,「多莉」的誕生在世界各國科學界、政界乃至宗教界都引起了強烈反響,並引發了一場由克隆人所衍生的道德問題的討論。各國政府有關人士、民間紛紛作出反應:克隆人類有悖於倫理道德。盡管如此,克隆技術的巨大理論意義和實用價值促使科學家們加快了研究的步伐,從而使動物克隆技術的研究與開發進入一個高潮。

三、近3年來克隆研究的重要成果
克隆羊「多莉」的誕生在全世界掀起了克隆研究熱潮,隨後,有關克隆動物的報道接連不斷。1997年3月,即「多莉」誕生後1個月,美國、中國台灣和澳大利亞科學家分別發表了他們成功克隆猴子、豬和牛的消息。不過,他們都是採用胚胎細胞進行克隆,其意義不能與「多莉」相比。同年7月,羅斯林研究所和PPL公司宣布用基因改造過的胎兒成纖維細胞克隆出世界上第一頭帶有人類基因的轉基因綿羊「波莉」(Polly)。這一成果顯示了克隆技術在培育轉基因動物方面的巨大應用價值。

1998年7月,美國夏威夷大學Wakayama等報道,由小鼠卵丘細胞克隆了27隻成活小鼠,其中7隻是由克隆小鼠再次克隆的後代,這是繼「多莉」以後的第二批哺乳動物體細胞核移植後代。此外,Wakayama等人採用了與「多莉」不同的、新的、相對簡單的且成功率較高的克隆技術,這一技術以該大學所在地而命名為「檀香山技術」。

此後,美國、法國、荷蘭和韓國等國科學家也相繼報道了體細胞克隆牛成功的消息;日本科學家的研究熱情尤為驚人,1998年7月至1999年4月,東京農業大學、近畿大學、家畜改良事業團、地方(石川縣、大分縣和鹿兒島縣等)家畜試驗場以及民間企業(如日本最大的奶商品公司雪印乳業等)紛紛報道了,他們採用牛耳部、臀部肌肉、卵丘細胞以及初乳中提取的乳腺細胞克隆牛的成果。至1999年底,全世界已有6種類型細胞——胎兒成纖維細胞、乳腺細胞、卵丘細胞、輸卵管/子宮上皮細胞、肌肉細胞和耳部皮膚細胞的體細胞克隆後代成功誕生。

2000年6月,中國西北農林科技大學利用成年山羊體細胞克隆出兩只「克隆羊」,但其中一隻因呼吸系統發育不良而早夭。據介紹,所採用的克隆技術為該研究組自己研究所得,與克隆「多莉」的技術完全不同,這表明我國科學家也掌握了體細胞克隆的尖端技術。

在不同種間進行細胞核移植實驗也取得了一些可喜成果,1998年1月,美國威斯康星一麥迪遜大學的科學家們以牛的卵子為受體,成功克隆出豬、牛、羊、鼠和獼猴五種哺乳動物的胚胎,這一研究結果表明,某個物種的未受精卵可以同取自多種動物的成熟細胞核相結合。雖然這些胚胎都流產了,但它對異種克隆的可能性作了有益的嘗試。1999年,美國科學家用牛卵子克隆出珍稀動物盤羊的胚胎;我國科學家也用兔卵子克隆了大熊貓的早期胚胎,這些成果說明克隆技術有可能成為保護和拯救瀕危動物的一條新途徑。

四、克隆技術的應用前景
克隆技術已展示出廣闊的應用前景,概括起來大致有以下四個方面:(1)培育優良畜種和生產實驗動物;(2)生產轉基因動物;(3)生產人胚胎幹細胞用於細胞和組織替代療法;(4)復制瀕危的動物物種,保存和傳播動物物種資源。以下就生產轉基因動物和胚胎幹細胞作簡要說明。

轉基因動物研究是動物生物工程領域中最誘人和最有發展前景的課題之一,轉基因動物可作為醫用器官移植的供體、作為生物反應器,以及用於家畜遺傳改良、創建疾病實驗模型等。但目前轉基因動物的實際應用並不多,除單一基因修飾的轉基因小鼠醫學模型較早得到應用外,轉基因動物乳腺生物反應器生產葯物蛋白的研究時間較長,已進行了10多年,但目前在全世界范圍內僅有2例葯品進入3期臨床試驗,5~6個葯品進入2期臨床試驗;而其農藝性狀發生改良、可資畜牧生產應用的轉基因家畜品系至今沒有誕生。轉基因動物製作效率低、定點整合困難所導致的成本過高和調控失靈,以及轉基因動物有性繁殖後代遺傳性狀出現分離、難以保持始祖的優良勝狀,是制約當今轉基因動物實用化進程的主要原因。

體細胞克隆的成功為轉基因動物生產掀起一場新的革命,動物體細胞克隆技術為迅速放大轉基因動物所產生的種質創新效果提供了技術可能。採用簡便的體細胞轉染技術實施目標基因的轉移,可以避免家畜生殖細胞來源困難和低效率。同時,採用轉基因體細胞系,可以在實驗室條件下進行轉基因整合預檢和性別預選。在核移植前,先把目的外源基因和標記基因(如LagZ基因和新黴素抗生基因)的融合基因導入培養的體細胞中,再通過標記基因的表現來篩選轉基因陽性細胞及其克隆,然後把此陽性細胞的核移植到去核卵母細胞中,最後生產出的動物在理論上應是100%的陽性轉基因動物。採用此法,Schnieke等(Bio Report,1997)已成功獲得6隻轉基因綿羊,其中3隻帶有人凝血因子IX基因和標記基因(新黴素抗性基因),3隻帶有標記基因,目的外源基因整合率高達50%。Cibelli(Science,1997)同樣利用核移植法獲得3頭轉基因牛,證實了該法的有效性。由此可以看出,當今動物克隆技術最重要的應用方向之一,就是高附加值轉基因克隆動物的研究開發。

胚胎幹細胞(ES)是具有形成所有成年細胞類型潛力的全能幹細胞。科學家們一直試圖誘導各種幹細胞定向分化為特定的組織類型,來替代那些受損的體內組織,比如把產生胰島素的細胞植入糖尿病患者體內。科學家們已經能夠使豬ES細胞轉變為跳動的心肌細胞,使人ES細胞生成神經細胞和間充質細胞和使小鼠ES細胞分化為內胚層細胞。這些結果為細胞和組織替代療法開辟了道路。目前,科學家已成功分離到人ES細胞(Thomson等1998,Science),而體細胞克隆技術為生產患者自身的ES細胞提供了可能。把患者體細胞移植到去核卵母細胞中形成重組胚,把重組胚體外培養到囊胚,然後從囊胚內分離出ES細胞,獲得的ES細胞使之定向分化為所需的特定細胞類型(如神經細胞,肌肉細胞和血細胞),用於替代療法。這種核移植法的最終目的是用於幹細胞治療,而非得到克隆個體,科學家們稱之為「治療克隆」。

克隆技術在基礎研究中的應用也是很有意義的,它為研究配子和胚胎發生,細胞和組織分化,基因表達調控,核質互作等機理提供了工具。

五、克隆技術存在的問題
盡管克隆技術有著廣泛的應用前景,但離產業化尚有很大距離。因為作為一個新興的研究領域,克隆技術在理論和技術上都還很不成熟,在理論上,分化的體細胞克隆對遺傳物質重編(細胞核內所有或大部分基因關閉,細胞重新恢復全能性的過程)的機理還不清楚;克隆動物是否會記住供體細胞的年齡,克隆動物的連續後代是否會累積突變基因,以及在克隆過程中胞質線粒體所起的遺傳作用等問題還沒有解決。

在實踐中,克隆動物的成功率還很低,維爾穆特研究組在培育「多莉「的實驗中,融合了277枚移植核的卵細胞,僅獲得了「多莉」這一隻成活羔羊,成功率只有0.36%,同時進行的胎兒成纖維細胞和胚胎細胞的克隆實驗的成功率也分別只有1.7%和1.1%,即使是使用「檀香山」技術,以分化程度較低的卵丘細胞為核供體,其成功率也只有百分之幾。

此外,生出的部分個體表現出生理或免疫缺限。以克隆牛為例,日本、法國等國培育的許多克隆牛在降生後兩個月內死去;到2000年2月,日本全國已共有121頭體細胞克隆牛誕生,但存活的只有64頭。觀察結果表明,部分犢牛胎盤功能不完善,其血液中含氧量及生長因子的濃度都低於正常水平;有些牛犢的胸腺、脾和淋巴腺未得到正常發育;克隆動物胎兒普遍存在比一般動物發育快的傾向,這些都可能是死亡的原因。

即使是正常發育的「多莉」,也被發現有早衰跡象。染色體的未端被稱為端粒,它決定著細胞能夠分裂的次數:每一次分裂端粒都會縮短,而當端粒耗盡後細胞就失去了分裂能力。1998年,科學家發現「多莉」的細胞端粒比正常的要短,即其細胞處於更衰老的狀態。當時認為,這可能是用成年綿羊的細胞克隆「多莉」造成的,使其細胞具有成年細胞的印記,但這一解釋目前受到了挑戰,美國馬薩諸塞州的醫生羅伯特·蘭扎等用培養的衰老細胞克隆牛,得到6頭小牛,出生5~10個月後發現這些克隆牛的端粒比普通同齡小牛要長,有的甚至比普通新生小牛的端粒還長。現在還不清楚這一現象的原因,也不清楚為何與「多莉「的情況有巨大差別。但這一實驗說明,在一些情況下克隆過程能改變成熟細胞的分子鍾,使其「恢復青春」,關於這種變化對克隆動物壽命的影響,還有待於進一步觀察。

除了以上的理論和技術障礙外,克隆技術(尤其是在人胚胎方面的應用)對倫理道德的沖擊和公眾對此的強烈反應也限制了克隆技術的應用。但幾年來克隆技術的發展表明,世界各科技大國都不甘落後,誰也沒有放棄克隆技術研究。這一點上英國政府的態度非常具有代表性,在1997年2月底宣布中止對「多莉」研究小組投資後不到1個月,英國科技委員會就對克隆技術發表專題報告,表明英國政府將重新考慮這一決定,認為盲目禁止這方面的研究並不是明智之舉,關鍵在於建立一定的規范利用它為人類造福。

『伍』 berkeley統計專業怎麼樣

什麼是分布式計算?

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,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閑置計算能力,通過網際網路,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葯物。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。

分布式計算是利用互聯網上的計算機的 中央處理器 的閑置處理能力來解決大型計算問題的一種計算科學。下面,我們看看它是怎麼工作的:

首先, 要發現一個需要非常巨大的計算能力才能解決的問題。這類問題一般是跨學科的、極富挑戰性的、人類急待解決的科研課題。其中較為著名的是:

1.解決較為復雜的數學問題,例如:GIMPS(尋找最大的梅森素數)。
2.研究尋找最為安全的密碼系統,例如:RC-72(密碼破解)。
3.生物病理研究,例如:Folding@home(研究蛋白質折疊,誤解,聚合及由此引起的相關疾病)。
4.各種各樣疾病的葯物研究,例如:United Devices(尋找對抗癌症的有效的葯物)。
5.信號處理,例如:SETI@Home(在家尋找地外文明)。

從這些實際的例子可以看出,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。在以前,這些問題都應該由超級計算機來解決。但是, 超級計算機的造價和維護非常的昂貴,這不是一個普通的科研組織所能承受的。隨著科學的發展,一種廉價的、高效的、維護方便的計算方法應運而生——分布式計算!

隨著計算機的普及,個人電腦開始進入千家萬戶。與之伴隨產生的是電腦的利用問題。越來越多的電腦處於閑置狀態,即使在開機狀態下中央處理器的潛力也遠遠不能被完全利用。我們可以想像,一台家用的計算機將大多數的時間花費在「等待」上面。即便是使用者實際使用他們的計算機時,處理器依然是寂靜的消費,依然是不計其數的等待(等待輸入,但實際上並沒有做什麼)。互聯網的出現, 使得連接調用所有這些擁有限制計算資源的計算機系統成為了現實。

那麼,一些本身非常復雜的但是卻很適合於劃分為大量的更小的計算片斷的問題被提出來,由某個研究機構通過大量艱辛的工作開發出計算用服務端和客戶端。服務端負責將計算問題分成許多小的計算部分,把這些部分分配給許多聯網參與計算的計算機進行並行處理,最後將這些計算結果綜合起來得到最終的結果。

當然,這看起來也似乎很原始、很困難,但是隨著參與者和參與計算的計算機的數量的不斷增加, 計算計劃變得非常迅速,被實踐證明是的確可行的。目前一些較大的分布式計算項目的處理能力已經可以達到甚而超過目前世界上速度最快的巨型計算機。

您也可以選擇參加某些項目以捐贈的 Cpu 內核處理時間,您將發現您所提供的 中央處理器 內核處理時間將出現在項目的貢獻統計中。您可以和其他的參與者競爭貢獻時間的排名,您也可以加入一個已經存在的計算團體或者自己組建一個計算小組。這種方法很利於調動參與者的熱情。

隨著民間的組隊逐漸增多, 許多大型組織(例如公司、學校和各種各樣的網站)也開始了組建自己的戰隊。同時,也形成了大量的以分布式計算技術和項目討論為主題的社區,這些社區多數是翻譯製作分布式計算項目的使用教程及發布相關技術性文章,並提供必要的技術支持。

那麼誰可能加入到這些項目中來呢? 當然是任何人都可以! 您已經加入了某個項目,曾經考慮加入計算小組, 您將在中國分布式計算總站及論壇里找到您的家。任何人都能加入任何由我站的組建的分布式計算小組。希望您在中國分布式總站及論壇里發現樂趣。

參與分布式計算——一種能充分發揮您的個人電腦的利用價值的最有意義的選擇——只需要下載有關程序,這個程序會以最低的優先度在計算機上運行,這對平時正常使用計算機幾乎沒有影響。你想利用計算機的空餘時間做點有益的事情,還猶豫什麼?馬上行動起來吧,你的微不足道的付出或許就能使你在人類科學的發展史上留下不小的一筆呢!

專業定義 (中國科學技術信息研究所對分布式計算的定義)

分布式計算是近年提出的一種新的計算方式。所謂分布式計算就是在兩個或多個軟體互相共享信息,這些軟體既可以在同一台計算機上運行,也可以在通過網路連接起來的多台計算機上運行。分布式計算比起其它演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。

實際上,網格計算就是分布式計算的一種。我們說某項工作是分布式的,那麼,參與這項工作的一定不只是一台計算機,而是一個計算機網路,顯然這種「螞蟻搬山」的方式將具有很強的數據處理能力。網格計算的實質就是組合與共享資源並確保系統安全。

分布式計算的意義和格局

一、分布式計算與人類由於現代人類各個課題學科繁多,涉及面廣,而分類又細。而當今的每個學科似乎都需要進行大量的計算。天文學研究組織需要計算機來分析太空脈沖(pulse),星位移動;生物學家需要計算機來模擬蛋白質的折疊(protein folding)過程;葯物學家想要研製克服愛滋病(AIDS)或非典(SARS)的葯物;數學家想計算最大的質數和圓周率的更精確值;經濟學家要用計算機分析計算在幾萬種因素考慮下某個企業/城市/國家的發展方向從而宏觀調控。由此可見,人類未來的科學,時時刻刻離不開計算。而分布式計算(Distributed Computing),以其獨特的優點——便宜、高效而越來越受到社會的關注。

二、雜亂無章的分布式計算格局
就目前來看,全球的各種分布式計算已有約百種,這些計算大多互無聯系、獨立管理、獨立使用自己的一套軟體。目前的這種分布式計算互相割據的格局很不利於發展的需要。比如,某個生物學研究機構需要利用世界各地誌願者的計算機來模擬蛋白質折疊的過程,那個生物學研究機構沒有分布式計算方面的專業人才,而但是社會上也並沒有任何公司可以提供這樣的服務,他們就不得不自己花費大量精力用於開發分布式計算的伺服器、客戶端。這樣一來,原來可以用於研究生物的時間用在了別的地方。剛才提到的生物學研究機構就是美國斯坦福大學的PANDE小組。

三、BOINC一統大局,互相協作!
為了改變這種雜亂無章的割據,美國加州大學伯克利分校(UC Berkeley)首先提出了建立BOINC的想法。BOINC的中文全稱是伯克利開放式網路計算平台(Berkeley Open Infrastructure for Network Computing),他能夠把許多不同的分布式計算項目聯系起來統一管理。並對計算機資源進行統一分配(比方您對研究愛滋病葯物和探索地外文明同時感興趣,您就可以同時選擇兩個運行,並設置優先順序)。對統計評分系統進行統一管理(無論你在為哪個項目工作,只要你奉獻CPU時間長,就積分高)。有了這樣的統一管理,的確給PANDE小組這樣的科學研究機構提供了便利!
BOINC目前已經成熟,多個項目已經成功運行於BOINC平台之上,如SETI@home, LHC@home等。

BOINC分布式計算平台介紹

BOINC是Berkeley Open Infrastructure for Network Computing的簡稱,即伯克利開放式網路計算平台。
BOINC是不同分布式計算可以共享的分布式計算平台。不同分布式計算項目可以直接使用BOINC的公用上傳下載系統、統計系統等,這樣不僅可以發揮各個分布式計算之間的協調性,也能使分布式計算的管理、使用更加方便易用。
BOINC項目由美國加州大學伯克利分校(U.C.Berkeley)主持發起。
BOINC項目由美國國家科學基金會(National Science Foundation)贊助。
BOINC有自己的積分系統,因為在BOINC上可以運行的項目千差萬別,比如項目A的任務包(Workunit,簡稱WU)在某台機器里需要3個小時完成,而項目B的任務包在這台機器里需要30個小時才能完成,顯然用WU的數目來衡量工作量是不可行的;類似的,機器性能也有差別,用CPU時間來衡量工作量更是不行的。積分系統只能通過一定的演算法得到用戶實際完成的計算量,這篇文章對BOINC中積分的計算方法進行了說明。

分布式計算安全嗎?

對用戶方來說,加入任何一個項目前,您必須確保您可以信任項目的研製方,主要涉及兩方面:
1.個人計算機上的隱私數據,您從項目方下載的計算程序,運行在本機,可以訪問網路,因此,只有可靠的項目方才能保證您計算機上的隱私數據不會惡意的取走、修改等。
2.個人計算機的壽命,雖然分布式計算的計算程序一般運行在最低優先順序,不會對您的日常使用造成影響,但計算程序全負荷運行時仍會對計算機的各個部件造成一定壓力,要了解更多請查看分布式計算對計算機軟硬體的影響。

對項目方來說,參加分布式計算的志願者畢竟不是項目方自己的人員,並不是全體可信任,因此必須引入一定的冗餘計算機制,才防止計算錯誤、惡意作弊等。

分布式計算在中國

據中國互聯網信息中心(CNNIC)的統計信息,中文網民人數佔世界的比重已經增長到了12%左右,並且還在快速增長著。這里所說的中文網民是包括大陸、香港、澳門、台灣和海外華人的。您也許會問互聯網在中國快速發展的原因。我想,主要有以下幾個方面。價格便宜:在上海一根512K的ADSL包月才120元人民幣左右。教育體制:最近政府花了巨資幫助大學、初高中修建了多媒體信息教室,這使得很多學生對信息技術充滿著興趣和渴望。
相比於互聯網在中國的快速發展,中國的分布式計算卻發展緩慢。就我看來,網民數量的統計並不能十分客觀地反映一個國家信息化程度的高低,而參與分布式計算網民的數量或比例卻可以明顯地看出這個國家科學普及化的水平。在這方面,毋庸置疑,歐美國家是十分領先的。在北歐國家,幾乎一半的電腦參加了分布式計算項目,這是一個驚人的數字。再讓我們來看看我們中國和印度,盡管我們擁有了不少最新科技,且看上去在網路普及化進程中有不錯表現,但是在分布式計算方面卻很薄弱。讓我們來看些例子:
SETI@home是世界上最大的分布式計算項目。從中國的參與人數來看,它在中國也是最著名的項目。它通過使用聯網的計算機下載程序分析射電望遠鏡所收到的訊號,來搜索地球外的生命跡象。
盡管中國在近一年來有所進步,中國的國際排名從29上升到了24,但是我們中國用戶卻仍然只完成了日本用戶完成的工作數的十分之一,而日本,這個高度發達的國家網民人數缺少於中國。看來,提高網民素質、提高科學普及化程度也是十分重要的。印度和一些中東國家也有相似的問題,而中歐國家明顯在這方面作得比較好,不少獨聯體國家所完成的數據量已經超過了俄羅斯聯邦的總合。
Folding@home是一個研究蛋白質折疊,誤解,聚合及由此引起的相關疾病的分布式計算工程。它使用聯網式的計算方式和大量的分布式計算能力來模擬蛋白質折疊的過程,並指引我們近期對由折疊引起的疾病的一系列研究。
中國很少有人參加這個項目。
Climateprediction.net工程是把最新的氣候預測模型通過家庭、學校、辦公室的計算機來進行計算。這些計算完成的結果將會組成世界最大的氣象預測模型。氣候改變了,而我們對此的行動已經是全球重要的話題。這將影響到人類的農業生產、水資源量、生態系統、能源需求、保險花費和很多其他與人類息息相關的方面。確鑿的科學依據表明,地球在在接下來的幾個實際可能會變得溫暖話,但是我們無法估計到底變化會有多大。您參加,這將能有助與21世紀的氣候科學預測。
中國目前已經有了很多計算機,其中不乏性能極其先進的。而他們中的大多數僅僅是打字、播放幻燈而已。這不能不說是一種資源的浪費。
從另外一個角度看,我們不難發現發達國家和發展中國家的差距。我們把這種現象稱為數字鴻溝。另一個現象同樣令人痛心疾首,所有的分布式計算項目都是由發達國家發起的,這一方面也加深了科學鴻溝。斯坦福大學化學系的戈爾哈姆

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