Допустим, что в качестве базового элемента для построения модели у нас
выступают модели отдельных клеток ( клетки крови, нервные клетки и
т.п.), которые достаточно сложны кстати. В человеческом организме
10^15 степени клеток. Если задать начальные условия для всех этих
клеток, записать уравнения эволюции учитывающие особенности каждой
клетки, дополнить уравнениями диффузии и гидродинамики
многокомпонентных смесей, то мы получим довольно емкую модель. Если
какой-нибудь суперкомпьютер это потянет, я ничего не имею против.
mailto:abpetr***@m*****.com
I> Hello ABP,
A>> Очевидно что построение единой всеобъемлющей модели невозможно - не
A>> хватит ресурсов ни одного суперкомпьютера.
I> Стоит уточнить "невозможно сейчас". Как насчет GRID, EGEE, сетей типа
I> Folding@Home, параллельных процессоров, или достижений в молекулярной
I> динамике ?
I> Скажем, вот одна из последних новостей с нашего сайта http://www.eternalmind.ru/content/view/550/2/
I> где для моделирования Рибосомы 768 процессоров 8192-процессорного компьютера
I> LANL ASCI Q
I> трудились почти 260 суток.
I> НО! Читаем дальше: "На четверг запланирован торжественный пуск в эксплуатацию
I> компьютера
I> Blue Gene/L, установленного в Национальной лаборатории им. Лоуренса в Ливерморе.
I> На сегодняшний день это самый быстродействующий в мире компьютер, способный
выполнять
I> 136,8
I> трлн операций в секунду, тогда как быстродействие ASCI Q составляет всего
13,8
I> трлн операций в секунду. Ожидается, что в этом году производительность Blue
Gene/L
I> примерно
I> удвоится, благодаря установке дополнительных процессоров."
I> Путем использования арифметики из 1-го класса, выясняем:
I> Мощность, использованная в LANL ASCI Q = 768/8192 = около 0.09 от
I> полной. Мощность Blue Gene/ASCI Q = 10/1
I> В этом году вычислительная мощность Blue Gene = 20 ASCI Q, то есть рибосому
можно
I> будет считать
I> на одном единственном Blue Gene за 1,5 дня.
I> Так-же возникает мысль, зачем использовать только 1 суперкомпьютер ? Как на
счет
I> примера GRID,
I> разрабатываемого, например для европейского EGEE/LCG ?
I> Добавлю к этому что полные модели каждый раз считать не нужно. Никто
I> же так не считает, например, такие системы как ракетоносители, с
I> миллионами элементов - для этого есть вероятности, которые складываются.
I> По этой же причине не надо так считать и человека, а его "детали" нужно
I> тестировать на биологических "вибростендах". При анализе молекулярных проявлений
I> болезней тоже часто достаточно знать только качественную картину процесса.
I> Еще бывает ненужным считать все на квантовом уровне. Хотя просчитать
I> "стандартные" неправильные сворачивания белков считаю обязательно.
I> Собственно "Жизнь" это процесс уровня "организм как система". Многие
I> болезни и проявления старения не выходят с уровня "клетка", "орган" или
I> "подсистема".
I> Кроме того модели бывают разные. Исследовательские - позволяющие понять вообще,
I> и
I> медицинские, позволяющие понять в вашем случае.
I> Так вот исследовательские модели вполне возможны. Модели медицинские
I> значительно труднее, так как приходится руководствоваться меньшим и
I> обобщенным количеством данных анализов. И иметь дело не с усредненной
I> моделью, а с конкретным человеком.
I> Поэтому не стоит закладываться на то, что это НЕВОЗМОЖНО. И задачу
I> "построения всеобъемлющей модели человека для медицинского
I> применения", ставить можно и нужно. Таким проектом, является к примеру
I> проект БСМЧ - базовой системы моделирования человека.
A>> Поэтому речь может идти только о совокупности взаимосвязанных моделей.
I> Совокупность взаимосвязанных может быть в разном смысле. На Фон
I> Неймановской архитектуре - это всегда последовательные вычисления
I> одной структуры данных, потом второй...
I> Моделирование тоже дискретизирует все процессы, превращая их во
I> взаимосвязанные - последовательные.
I> В этом смысле - да, речь может идти только о совокупности взаимосвязанных
I> моделей. Но для медицинского применения модели должны быть более
I> доступны, так как это даст больше статистики.
A>> Предлагается следующий вариант построения системы. Модели делятся по
A>> следующим уровням:
A>> 1) Организм в целом
A>> 2) Уровень отдельного органа или функциональной системы (кровеносной и
A>> т.п.)
A>> 3) Группа клеток расположенных вблизи друг друга
A>> 4) Клетка в целом
A>> 5) Уровень отдельной органеллы
A>> 6) Квантовохимический уровень.
A>> Расчет исходной задачи ведется поэтапно с использованием различных
A>> моделей на каждом этапе.
I> Это уже сделано или запланированно, я уже посылал ссылки, теперь нужно
I> изучать наработки и помогать биогеронтологам, физиологам, программистам...
I> К сожалению, я думаю что через рассылку такой проект и не начать.
I> Вот, например, 100 странчный план проекта IUPS Physiome.
I> http://www.physiome.org.nz/roadmap/roadmap-mar05/attachment_download/file
I> Вот 200 страниц отчета о состоянии дел'2005 в системной биологии и
I> биоинформатике.
I> http://wtec.org/sysbio/report/SystemsBiology.pdf
I> Более глобально, я бы поставил задачу так :
I> 1) Полный обзор наработок, организаций всего цикла научного продукта
I> от теории до продаж, рабочих групп и их ресурсов.
I> 2) Поиск готовых и разработка недостающих планов проектов
I> моделирования, до уровня, когда станет понятен весе действия и время
I> проведения этих действий.
I> 3) Выбор перспективного направления для нас лично.
I> 4) Поиск грантов по подзадачам этих планов (тут дела проще чем 1-3).
I> Мой краткий опыт поиска проектов моделирования старения показал, что
I> есть, и ученые и наработки, и желание грантодателей.
I> Нет прозрачных планов (и для для ученых и для грантодателей).
I> А на виндовс это делать или нет - это уже детали.
A>> В связи с вышесказанным программный комплекс может выглядеть так.
A>> 1)Интерфейсная оболочка
A>> 2)Набор модулей, каждый из которых реализует одну из моделей. Для
A>> всех модулей имеется стандарт на ввод/вывод информации.
A>> 3)База данных для хранения входной информации, выходной информации и
A>> промежуточных результатов. ввиду большого объема цифровой информации
A>> это необходимый элемент.
A>> Так как за windows и т.п. надо платить, то вероятнее всего
A>> разрабатывать программный комплекс на платформе Linux под одной из
A>> лицензий Open Source. Вероятный кандидат в качестве базы данных -
A>> Firebird, вероятный кандидат в качестве среды разработки - KDevelop.
A>> Если принять вышесказаное, то на данный момент стоят в первую очередь
A>> следующие задачи:
A>> 1) Идеология постановки расчетной задачи и методика проведения расчета
A>> с точки зрения пользователя
A>> 2) Построение математической модели (или группы моделей) каждого
A>> уровня
A>> 3) Разработка стандартного интерфейса ввода/вывода данных программного
A>> модуля для модели.
A>> mailto:abpetr***@m*****.com