Was macht Ihr Rechner in seiner Freizeit?

In seiner Freizeit? Ja, ein Computer hat viel Frei-Zeit. Tatsächlich ist er die meiste Zeit am Nichtstun, da er auf Benutzereingaben wartet. In der Regel kann der Rechner die Eingaben viel schneller verarbeiten, als der Benutzer sie tätigt, und darf dann bis zum nächsten Mausklick oder Tastendruck Däumchen drehen, d.h. Warteschleifen fahren

Manche Betriebssysteme sind zumindest so intelligent, den Prozessor statt ihn drehen zu lassen kurzerhand abzuschalten - zumindest so weit, dass er nach einer Benutzereingabe innerhalb von Mikrosekunden (Millionstel Sekunden) wieder "voll da" ist. Zu diesen Betriebssystemen gehören z.B. Linux und Windows NT. Andere Betriebssysteme wiederum tun dies nicht: der Prozessor hängt tatsächlich in einer Schleife, in der er nichts sinnvolles tut ausser Strom zu verbrauchen. Zu diesen Betriebssystemen gehören DOS, Windows bis Version 95, Windows 98 ohne installiertes ACPI-Powermanagement und viele andere.

Ihr Prozessor hat teures Geld gekostet. Wäre es nicht sinnvoll, wenn er irgendetwas sinnvolles tun könnte, solange er nichts besseres zu tun hat? Dieses Sinnvolle ist Distributed Computing, auf Deutsch: "verteiltes Rechnen".

Viele Universitäten, Forschungseinrichtungen und die Industrie schaffen "Supercomputer" an, die enorm teuer sind, um umfangreiche Rechnungen ausführen zu können, für die ein normaler Rechner zu langsam ist. Ein normaler Rechner ist zu langsam, aber viele davon nicht. Warum nicht die freie Zeit vieler Computer für solche Zwecke nutzen? Gemeinsam können sie diese Aufgaben bewältigen.

Es gibt mehrere Organisationen, die sich zum Ziel gesetzt haben, solche Projekte zu organisieren. Sie entwickeln Programme, die sich jedermann aus dem Internet herunterladen und auf seinem Rechner installieren kann. Diese Programme holen sich ihren Aufgabenteil über eine Internetverbindung von einem zentralen Server und bearbeiten sie in ihrer freien Zeit. Der normale Betrieb des Rechners wird davon praktisch nicht beeinflusst, da nur in der freien Zeit gerechnet wird. Ist ein Teilergebnis berechnet, wird es zurück an den Server geschickt und eine neue Aufgabe geholt.

Was hat der Benutzer, der das Programm installiert hat nun davon? Nun, zum einen das Wissen, dass sein &euro500 oder mehr teurer Prozessor nicht 90% seiner Zeit mit Nichtstun vertrödelt, zum anderen je nach Projekt Ruhm und Ehre oder sogar Geld.

Im Folgenden werde ich einige dieser Projekte vorstellen.

RC5-64 und DES-Wettbewerbe

Die Firma RSA, Anbieter von Verschlüsselungsprodukten, schreibt regelmässig Wettbewerbe mit einem Preisgeld von $10.000 aus, bei denen die Teilnehmer aufgefordert werden, eine verschlüsselte Nachricht zu entschlüsseln. Ziel der Aktion ist es, die US-amerikanische Regierung davon zu überzeugen, dass die Verschlüsselungsprodukte, deren Export sie erlaubt, zu unsicher sind. Dadurch soll erreicht werden, dass der Export starker - also weder von Privatpersonen, noch von Firmen, kriminellen Organisationen oder Geheimdiensten zu brechender - Verschlüsselung erlaubt wird. Die Teilnahme an einem solchen Wettbewerb ist nicht ungesetzlich, da die Nachricht ausschliesslich für den Zweck dieses Wettbewerbes verschlüsselt wurde.

Es gibt mehrere Arten von Wettbewerben:

Momentan ist der einzige ernst zu nehmende Teilnehmer bei beiden Wettbewerbsarten distributed.net. Hier haben sich mehrere zehntausend Benutzer zusammengeschlossen und setzen über hunderttausend Rechner ein um den Code zu finden. Die Teilnahme ist einfach: man lädt von www.distributed.net das Client-Programm herunter, installiert es und schon ist man dabei. Einzig die eigene eMail-Addresse muss eingegeben werden, damit der Gewinner benachrichtigt werden kann. Von den $10.000 Preisgeld gehen $1.000 an den glücklichen Finder, $1.000 an distributed.net für die Koordination des Projektes und $8.000 an eine gemeinnützige Organisation.

OGR

Golomb-Ruler sind eine mathematische Konstruktion, die in der Anschauung einem Lineal entsprechen, dessen Markierungen nicht in gleichmässigen Abständen aufgebracht sind, sondern wo je zwei Markierungen einen unterschiedlichen Abstand haben, deren Positionen auf dem Lineal aber immer natürliche Zahlen (0,1,2,...) sind. Ein Golomb-Ruler heisst optimal, wenn es sich dabei um das kürzestmögliche Lineal handelt.

Bisher sind nur die OGR mit 1 bis 21 Markierungen bekannt. Für grössere Längen kennt man zwar Golomb-Ruler, man weiss aber nicht, ob diese optimal sind. Da OGR für zahlreiche Anwendungen benötigt werden, sucht man nun nach den OGRfür grössere Anzahlen von Markierungen. Auch hierfür wird wieder die Hilfe von möglichst vielen Freiwilligen benötigt, die ihre Rechner die verschiedenen Möglichkeiten durchprobieren lassen. Das Programm steht bereit, es muss nur heruntergeladen (und für Betriebssysteme ausser Windows und MacOS kompiliert) werden.

Zur Zeit wird die Suche von ogr.virtualave.net koordiniert, in naher Zukunft wird sie aber von distributed.net als drittes Projekt übernommen. Geld gibt es hier nicht zu gewinnen, dafür aber den Ruhm, als Entdecker eines neuen optimalen Golomb-Rulers weltweit in den Mathematiklehrbüchern und mathematischen Journalen zu stehen.

Mersenne-Primzahlen

Wie auch bei der Suche nach OGR geht es hier um ein mathematisches Problem, und zwar die Suche nach immer grösseren Primzahlen, also Zahlen mit genau zwei Teilern (1 und die Zahl selbst). Die besten Kandidaten hierfür sind Zahlen der Form M(p) := 2p-1, wobei p selbst eine Primzahl ist. Diese Zahlen M(p) heissen Mersenne-Zahlen, und die Methode um zu ermitteln, ob eine solche Zahl prim ist, ist der Lucas-Lehmer-Test. Auch hier gibt es nur Ruhm und die Verewigung in den Mathematikbüchern zu gewinnen. Das Testprogramm für die Suche nach Mersenne-Primzahlen gibt hier. Dieses Projekt ist eher etwas für Fortgeschrittene, da einige Eingaben im Testprogramm notwendig sind, die von der Rechenleistung des Computers abhängig sind.

SETI@Home

SETI ist das US-amerikanische Projekt für die Suche nach ausserirdischem Leben. Durch genaue Analyse der Messungen von Radioteleskopen soll festgestellt werden, ob irgendwelche der empfangenen Signale möglicherweise von anderen intelligenten Lebensformen stammen. Wegen der ungeheuren Datenmengen soll mit dem SETI@Home-Projekt die Rechenlast auf viele Computer verteilt werden. Das Projekt ist noch in der Planung, weitere Informationen folgen später.

Schlusswort

Ich hoffe, dass ich sie so weit für das verteilte Rechnen interessiert habe, dass Sie sich jetzt eines der Client-Programme downloaden und auf allen ihren Rechnern installieren. Abschliessend ein Wort zur Sicherheit: damit Sie sich keine Viren einfangen, benutzen Sie bitte ausschliesslich die Programme, die sie auf den angegebenen Seiten finden und keinesfalls solche, die sie auf anderem Wege erhalten haben.

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©1999 Kai Rode <kai_rode@bigfoot.com> 990221


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