TÜBİTAK-ULAKBİM TR-GRID ULUSAL GRID OLUŞUMU (UGO) STRATEJİK PLANI

TÜBİTAK-ULAKBİM

TR-GRID ULUSAL GRID OLUŞUMU (UGO) STRATEJİK PLANI

Ankara, Eylül 2007

İçindekiler Dizini

1. GİRİŞ...3

2. GRID TEKNOLOJİSİ...4

2.1. Temel Grid Bileşenleri...4

2.2. Sanal Organizasyonlar ve Kaynaklar...4

2.3. Grid Uygulamaları...5

3. TR-GRID...6

3.1. TR-Grid Ulusal Grid Oluşumu...6

3.2. TR-Grid UGO Yönetim Planı...7

3.3. TR-Grid JRU (Joint Research Unit) Yapılanması...8

3.4. Avrupa Grid Oluşumu (EGI)...8

3.5. TR-Grid e-Altyapısı...9

3.6. TR-Grid Ulusal Sertifika Otoritesi...9

3.7. TR-Grid UGO Yaygınlaştırma Programı ve Kullanıcı Politikası...10

4. TR-GRID PROJELERİ...11

4.1. Türk Ulusal Grid Altyapı (TUGA) Projesi...11

4.2. SEE-GRID (South Eastern European Grid-enabled elnfrastructure Development)...11

4.3. EUMEDGrid (Empowering eScience Across the Mediterranean)...13

4.4. EGEE (Enabling Grids for e-Science)...14

5. EKLER...17

EK1: TR-Grid UGO Danışma Kurulu Çalışma Esasları...17

EK2: Eğitim Ontolojisi...20

EK3: SE4SEE (Doğu Avrupa Bölgesi için Grid Olanaklı Arama Motoru)...21

EK4: GRIDAE (Yapay Evrim Uygulamaları için Grid Tabanlı Altyapı)...22

EK5: GPIP (Grid Üzerinde Protein-Protein Etkileşimlerinin Protein Arayüzleri Kullanılarak Tahmini)...23

EK6: P-GRADE Portalı...24

EK7: SDA (Kandilli Sismik Verilerinin TR-Grid Üzerine Aktarılması)...25

EK8: HuM2S (İnsan Belleğinin Simulasyonla Modellenmesi)...26

6. KAYNAKLAR...27

1. GİRİŞ

Sayısal hesaplama yöntemleri, karmaşık bilimsel problemleri daha kısa sürede ve etkin olarak çözmek için yeni yaklaşımlara ihtiyaç duymaktadır. Bu durumda yeni, hızlı ve güvenilir algoritmalara ve hesaplama teknolojilerine duyulan ihtiyaç önemli bir araştırma geliştirme alanını oluşturmuştur. Uygun algoritmaların çok sayıda işlemci kapasitesine sahip sistemler üzerinde koşturulması ile karmaşık sorunların çözümünde önemli başarılar sağlanacağı gerçeği araştırmacıları hesaplama kaynaklarının birleştirilerek küresel bir kaynağın oluşturulmasına yönlendirmiştir.

Yüksek performanslı hesaplama sistemlerine ve veri paylaşımına duyulan ihtiyaç bilgisayar ağlarındaki teknolojik gelişmeyle birlikte geleneksel hesaplama sistemlerinin farklı bir yapılanmaya taşınmasına imkan tanımıştır. Grid yüksek performanslı hesaplama ve veri paylaşımı ihtiyacını karşılamaya yönelik olarak tasarlanmış ve işletim sistemi üzerinde çalışan özel bir yazılım yardımı ile birçok bilgisayarın bir arada çalışmasına olanak sağlayan bir teknoloji olarak ortaya çıkmıştır. Genel olarak grid teknolojisi birbirine bağlı veya birbirinden bağımsız olarak tasarlanan bilgisayar kaynaklarının birleştirilmesi ile oluşan bir yapıdır. Grid mimarisi, yüksek maliyetlere ulaşmadan performanslı hesaplama yapılmasını sağlamaktadır.

Hesaplama, depolama ve veri paylaşımının küresel olarak birleştirilmesini hedefleyen ve bu doğrultuda dev adımlarla gelişen bir teknoloji olarak grid, yakından takip edilmesi gereken önemli bir konu olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu kapsamda TÜBİTAK-ULAKBİM gerekli girişimlerde bulunarak gerek altyapı gerekse projelere katılım yolu ile grid yapılarına katılma imkanı sağlamıştır. Ulusal olarak başlatılan grid çalışmaları ve kurulan e-altyapı TR-Grid Ulusal Grid Oluşumu adı altında şekillendirilmektedir. TR-Grid Ulusal grid Oluşumu Stratejik Planı; grid teknolojisinin genel tanıtımı, TR-Grid Ulusal Grid Oluşumu amaç, hedef ve yönetim yapısının belirlenmesi, mevcut grid projeleri ve uygulamaları hakkında bilgi verilmesi amacı ile TÜBİTAK-ULAKBİM tarafından hazırlanmıştır. Stratejik Plan içerik ve yapı olarak geliştirilecek ve TR-Grid politikaları doğrultusunda güncellenecek bir kaynak niteliğindedir.

2. GRID TEKNOLOJİSİ 2.1. Temel Grid Bileşenleri

Gridin temel bileşenlerini donanım ve bu donanımın etkin olarak kullanılmasını sağlayacak yazılım olarak tanımlanır. Grid donanımı günün teknolojisiyle aralarında bağlantı kurulabilecek her türlü bilgisayar hatta işlem yeteneği olan her türlü cihaz ve haberleşmeyi mümkün kılacak ağ yapısından oluşur. Gridin diğer önemli temel bileşeni kullanıcıya ağ üzerine dağılmış bilgisayarlara erişim ve kullanım imkanı sağlayan ortakatman yazılımıdır.

Ortakatman yazılımı ne bir işletim sistemi ne de bir uygulama yazılımıdır. İşletim sistemi ile uygulama yazılımı arasında yer alan ortakatmanın amacı grid yapısında yer alan bilgisayarlar üzerindeki uygulamaların etkin ve doğru biçimde kullanımını sağlayarak dağıtık grid kaynaklarının tutarlı bir bütün içinde düzenlenip birleştirilmesidir. Ortakatman geliştirilmesi mevcut grid çalışmalarının önemli bir bölümünü oluşturmaktadır.

Grid mimarisi kurulacak gridin temel bileşenlerini tanıtır, amaç ve fonksiyonları tanımlar ve aralarındaki ilişkinin nasıl olacağını gösterir. Grid mimarisi her biri kendine özel bir fonksiyonu yerine getiren katmanlardan oluşur. Üst katmanlar daha çok kullanıcı odaklı olurken, alt katmanlar bilgisayarlar ve ağlar üzerine odaklanmıştır. Her şeyin temelinde, taban katmanında, bağlantıyı sağlayan ağ bulunur. Onun üzerinde doğrudan ağa bağlı gerçek kaynaklardan (bilgisayarlar, veri depolama sistemleri, veri katalogları, teleskop ve benzeri araçlar gibi alıcılar) oluşan kaynak katmanı bulunur. Üçüncü katman, yani ortakatman, birleşmiş grid ortamında değişik elemanların yer almalarını sağlayacak araçları tanımlar. Bu katman tüm bileşenleri bir araya getirerek uygun çalışma ortamını oluşturur. En üstteki katman ise uygulama katmanıdır. Uygulama katmanı bilim ve mühendislik gibi değişik uygulamaları içerir ve grid kullanıcılarının asıl olarak sistemle etkileşimde bulundukları katmandır.

Grid teknolojisi çok sayıda işlemciyi kullanıma sunabilmesi nedeni ile işlemci yoğun uygulamalar için büyük önem taşımaktadır. Özellikle birinden bağımsız parçalara ayrılabilen algoritmalar üzerine geliştirilmiş olan yazılımlar uygun ölçekleme yöntemleri ile yüksek performanslı olarak çalıştırılabilmektedir.

2.2. Sanal Organizasyonlar ve Kaynaklar

Grid hesaplaması dağıtık ve geniş araştırmacı kitleleri arasındaki işbirliğini sağlamak ve kolaylaştırmak için sanal organizasyonlar tanımlamıştır. Dağıtık hesaplama ile başlayan paylaşım ve işbirliği grid teknolojisi ile bu yetenekler daha geniş kitlelere taşınmaktadır.

Grid üzerinde çeşitli sanal kaynakların sunulması ile geniş bir sanal hesaplama sistemi oluşturularak heterojen sistemlerin birlikte çalışmaları mümkün olmuştur. Grid üzerinde kullanıcılar ihtiyaçlarını karşılayacak uygun sanal organizasyonlarda çalışmaktadırlar. Bu sanal organizasyonlar daha geniş bir grid yapısı oluşturarak kaynaklarını birbirleriyle paylaşabilirler. Paylaşım dosya, veritabanları veya değişik ölçeklerde veri şeklinde olabilir.

Grid üzerinde paylaşım, dosyalarla sınırlı kalmayıp donanım, yazılım, hizmet ve lisans paylaşımı gibi geniş ölçekli olarak değerlendirilmelidir.

Grid güvenlik kurallarının belirlenmesi ve kullanıcıların ve sanal organizasyonların yönetilmesi, izlenmesi, ortakatman geliştirmesi de ayrı bir çalışma alanı olarak karşımıza çıkmaktadır.

2.3. Grid Uygulamaları

Bir uygulamanın grid ortamında çalışabilmesini etkileyen pek çok faktör vardır. Bütün uygulamaların grid üzerinde çalışacak biçimde tasarlanması veya uygulamaların otomatik olarak grid dönüşümün yapılması çok zor bir iştir ve her zaman mümkün olmayabilir. Buna karşın günümüzde geliştirilen hesaplama yoğun uygulamaların büyük çoğunluğu paralel çalışacak şekilde tasarlanmaktadır ve bu uygulamaların grid üzerinde çalışması mümkün olmaktadır.

Karmaşık problemleri çözmek üzere geliştirilen uygulamaları değişik kategorilerde sınıflandırmak mümkündür. Bu tür uygulamalar, genel olarak hesaplama tekniklerine bakılarak sınıflandırılabilir. Bunun dışında uygulamanın hesaplama, veri veya topluluk merkezli olması da önemli bir farklılık yaratmaktadır.

Yüksek geçişli hesaplama; birçok farklı bağımsız alt göreve bölünebilen uygulamaları kapsar. Grid bu alt görev dağılımlarını düzenleyerek kullanılmayan grid kaynaklarının etkin olarak kullanılmasını sağlar. Görevlerin birbirlerinden bağımsız olması durumunda alt işlerin hangi işlemcide ne kadar çalıştığının veya geri dönüşün ne zaman olacağının önemli olmaması anlamına gelir. Uzun bir kopma periyodundan sonra, sonlanmış işler değerlendirilmek üzere toplanır. Bu süreçte tamamlanmış görevler yeniden işlenmek üzere tekrar gönderilebilir.

Yüksek performanslı hesaplama; devasa miktarda verinin işlenmesini gerektiren uygulamaları kapsar. Astrofizik, otomotiv, hava-uzay simülasyonları ile iklim modelleme ekonomik modellemeler bu sınıfta yer almaktadır.

İşlemci merkezli hesaplama; küçük bir zaman diliminde trilyonlarca işlemin yapılmasını gerektiren uygulamaları kapsar. Yüksek Enerjili Fizik deneyleri, sayısal gökyüzü incelemesi, hava tahmin sistemleri gibi çalışmalar bu alan içinde değerlendirilebilir. İşlemci merkezli uygulamalar, tek bir sistemde çözülemeyecek kadar performans gerektiren problemlerle uğraşmada yetersiz kaldıklarından, büyük hesaplama kaynaklarının birleştirilmesi düşüncesi, grid teknolojisinin doğmasında önemli bir etken olmuştur.

Veri merkezli uygulamalar gridin arkasındaki birincil itici güçtür ve gelecekte de bu yönde sürmesi beklenmektedir. Grid kullanıcılara, bu verilerin bir araya getirilmesi, saklanması ve çözümlenmesi için veri ambarları, sayısal kütüphaneler ve veritabanları sağlamaktadır.

3. TR-GRID

3.1. TR-Grid Ulusal Grid Oluşumu

Türkiye'de grid oluşumu kapsamındaki çalışmalar, TÜBİTAK-ULAKBİM ve çeşitli üniversitelerin bünyesinde bulunan yüksek başarımlı bilgisayar merkezlerinin grid yapısı altında birleştirilmesi ve Avrupa Birliği Çerçeve programları kapsamında yer alan grid projelerine katılımın sağlanması amacıyla ULAKBİM koordinasyonunda “TR-Grid Ulusal Grid Oluşumu (TR-Grid UGO)” adı altında 2003 yılında başlamıştır.

TR-Grid UGO, ilk aşamada yürütmekte olduğu çalışmalar son kullanıcıların uygulama ve altyapı ihtiyaçlarını belirlemeye yönelik olup hedefleri arasında;

 Ulusal kullanıcı kitlesini yüksek başarımlı bilgi işleme, grid yapıları ve uluslararası grid projeleri konularında bilgilendirmek,

 Bölgesel uygulamalar geliştirmek,

 Ulusal grid altyapısını kurmak,

 Uluslararası grid projelerinde etkin olarak yer almak,

 Akademik ve ticari dünya ile yüksek başarımlı kaynakları geliştirmek ve arttırmak için çalışmak yer alır.

ULAKBİM yüksek başarımlı bilgi işleme konusundaki çalışmalarına 2003 yılında 128 işlemcili küme bilgisayar sistemini kurarak başlamıştır. Bu merkeze olan yoğun talep ve yürütülmekte olan çalışmalar benzer merkezlere olan ihtiyacı ortaya koymuştur. "ULAKBİM Yüksek Başarımlı Bilgi İşlem Merkezi " adı altında 2003-2005 yılları arasında aktif olarak faaliyet gösteren küme bilgisayar sistemi çok sayıda araştırmacının paralel işlem yapabilmesine imkan tanımıştır. TR-Grid ulusal grid oluşumunun aktif hale gelmesi ve ULAKBİM'in Avrupa Birliği 6. Çerçeve programı grid projelerindeki etkinliğinin artması sonucunda, küme bilgisayar merkezi yazılım ve orta katman değişikliği yapılarak grid yapısına dönüştürülmüştür. Yüksek Başarımlı Bilgi İşlem Merkezi'nde çalışma yapan mevcut kullanıcılar bu yeni altyapıya taşınarak grid ortamında iş koşturmaları sağlanmıştır.

ULAKBİM, AB kaynaklı grid projelerinin yanı sıra TÜBİTAK destekli "Türk Ulusal Grid Altyapısı (TUGA)" projesi ile grid altyapısının ülke çapında yaygınlaştırılmasını ve genişletilmesini hedeflemekte ve çalışmalarına bu yönde devam etmektedir.

TR-Grid Ulusal Grid Oluşumu, TÜBİTAK ULAKBİM ile;

 Bilkent Üniversitesi

 Boğaziçi Üniversitesi

 Çukurova Üniversitesi

 Erciyes Üniversitesi

 İstanbul Teknik Üniversitesi

 Orta Doğu Teknik Üniversitesi

 Pamukkale Üniversitesi

 Türkiye Atom Enerjisi Kurumu

arasında Eylül 2007 tarihi ile imza edilen “TR-Grid UGO Anlaşması” ile oluşuma katılan üye sayısı artırılarak güncellenmiştir[1].

3.2. TR-Grid UGO Yönetim Planı

TR-Grid Ulusal Grid Oluşumu, TÜBİTAK-ULAKBİM koordinasyonunda kurulan TR-Grid UGO Danışma Kurulu tarafından önerilen politikalara göre yönetilir. TR-Grid UGO Danışma Kurulu; ULAKBİM ve TR-Grid UGO üye üniversite temsilcilerinin dışında, konu ile ilgili kamu kurumu temsilcileri (DPT, TÜBİTAK, TSK, TAEK vb.) ve sanayi temsilcilerinden oluşur. Kurul, TR-Grid UGO’nun görev, amaç ve hedefleri konusunda yönlendirmeler yapmak ve bunları gerçekleştirmeye yönelik projeler önermek, yurt içi ve yurt dışı etkinlik ve projelerde temsil edilmesini sağlamakla görevlidir. Kurula teknik ve idari konularda Tr- Grid UGO anlaşmasını imzalayan kurumların temsilcilerinden oluşan gruplar tarafından destek verilir. TR-Grid e-altyapısının operasyonel olarak işletilmesi, kullanıcı ve site politikalarının hazırlanması, altyapı ihtiyaçlarının belirlenmesi ve desteklenmesi gereken sanal organizasyon ve uygulamaların önerilmesinden teknik grup, TR-Grid’in devamlılığı, gelişimi, görev ve yetkilerinin tanımlanması, genişleme politikası gibi temel esaslarının belirlenmesinden ise idari grup sorumludur. Şekil 3.1'de TR-Grid Ulusal Grid Oluşumu organizasyon yapısı görülmektedir. TR-Grid UGO Danışma Kurulunun çalışma esasları EK1'de tanımlandığı biçimdedir.

ULAKBİM YÖNETİM KURULU

TR-Grid UGO Danışma Kurulu

TR-Grid UGO Teknik Grup

TR-Grid UGO İdari Grup ULAKBİM Müdürlüğü

Şekil 3.1: TR-Grid Ulusal Grid Oluşumu Organizasyon Yapısı.

3.3. TR-Grid JRU (Joint Research Unit) Yapılanması

JRU (Joint Research Unit), AB 6. Çerçeve Programı kapsamında resmi olarak tanınan kurumlar ile farklı özellikteki bilimsel ve ekonomik birimler arasındaki iş birliğini sağlamak için tanımlanmış bir yapıdır. Bu iş birliği [2] katılımcı enstitüler ve tanınmış statüsü olmayanlar arasında imzalanan bir anlaşmaya dayanır. JRU anlaşmasında, temel amaçlar ve bu amaçlara erişmek için yapılması gereken eylemler tanımlanmalı, bunlar kayıt altına alınmalı ve bir koordinatör atanmalıdır.

JRU yapılanmasının faydaları;

 Araştırma ve akademik topluluklar arasında bilgi paylaşımının sağlanması,

 Ulusal grid stratejisinin belirlenmesinde farklı topluluklardan katılımın olması,

 Ulusal ve uluslararası projelere bir konsorsiyum olarak katılımın mümkün olması,

 Projelerde yapılan işbirliklerinde esnek bir yapılanmanın sağlanması,

 Farklı organizasyonlar içinde güçlü bir takım olarak temsil edilebilme,

 Finansal kaynakların merkezi bir koordinasyonla daha etkin kullanımının mümkün olması,

biçiminde sıralanabilir. TR-Grid UGO çatısı altında oluşuma katılan temsilcileri kapsayan bir TR-Grid JRU yapısı TÜBİTAK tarafından verilen destekle yapılandırılmıştır.

3.4. Avrupa Grid Oluşumu (EGI)

EGI (European Grid Initiative) olarak oluşturulan Avrupa Grid Oluşumu, ulusal grid oluşumlarını bir çatı altında toplayarak, ortak hedefler doğrultusunda organizasyonel bir yapıya taşımayı amaçlamaktadır. EGI, Avrupa grid altyapısını ulusal grid oluşumları ile bağlantılı olarak geniş bilimsel bir topluluk için işletme ve devamlılığını sağlama görevini üstlenecektir. EGEE2 projesi kapsamında başlatılan bu çalışma FP7 için yeni bir AB projesi olarak sunulmuştur. Bu kapsamda yapılan çalışmalara TR-Grid UGO olarak dahil olabilmek için TÜBİTAK-ULAKBİM gerekli olan girişimleri başlatmış ve EGI projesini desteklediğini bir niyet mektubu ile bildirmiştir.

Şekil 3.2: EGI – Avrupa Grid Oluşumu kapsamında yer alan grid siteleri.

3.5. TR-Grid e-Altyapısı

TR-Grid altyapısı ilk olarak ULAKBİM Yüksek Başarımlı Bilgi İşlem Merkezi’nde bulunan 128 adet işlemcinin gerekli işletim sistemi ve ortakatman yazılımlarının kurulması ile 2005 yılında çalışır hale getirilmiştir. Yüksek Başarımlı Bilgi İşlem Merkezi kullanıcıları grid altyapısına taşınarak kesintisiz hizmet verilmesi sürdürülmüştür. Bu altyapı, TÜBİTAK TARAL desteği ile TUGA (Türk Ulusal Grid Altyapısı) Projesi kapsamında 2006 yılı sonunda alımı gerçekleştirilen yeni sistemlerle büyütülerek yüksek potansiyelli bir altyapıya dönüştürülmüştür. Şekil3.3'de TR-Grid e-altyapısının dağıtıldığı siteler, işlemci ve depolama kapasiteleri ile bu sitelerin ULAKNET ağ altyapısına bağlantıları gösterilmiştir.

Şekil 3.3. TR-Grid e-Altyapısı

3.6. TR-Grid Ulusal Sertifika Otoritesi

EUGridPMA (European Policy Management Authority for Grid Authentication in e-Science) [3], Avrupa'da grid sağlayıcılarının güvenlik ve sertifika otoritelerini denetleyen uluslararası bir üst kuruldur. Grid ortamında kullanıcıların güvenli bir şekilde dağıtık kaynaklara ulaşması için gerekli minimum koşulları belirlemekle sorumludur. TR-Grid CA (Certification Authority), EUGridPMA tarafından Eylül 2005'de akredite edilmiştir [4]. TR-GRID CA kullanıcılara x509 standardında sertifika sağlar ve imzalanan sertifikalar akademik faaliyetlerde geçerlidir ve araştırma amaçlı olarak kullanılabilir.

TR-Grid CA;

 Sertifika talepleri ve yeni sertifikaların imzalanması,

 İmzalanan sertifikaların www.grid.org.tr/servisler/sertifika/valid_cert web adresinde yayınlanması,

 Geçersiz sertifikaların iptal edilmesi,

 İptal edilen sertifikaların listesinin periyodik olarak güncellenip www.grid.org.tr/servisler/sertifika/crl web adresinde yayınlanması,

 Sertifika yenileme işlemlerinin yapılması,

 Sertifika Otoritesi kapsamındaki tüm faaliyetlerin CP/CPS belgesindeki kurallar ve prosedürler çerçevesinde yürümesinin sağlanması,

konularında tam olarak yetkilidir.

3.7. TR-Grid UGO Yaygınlaştırma Programı ve Kullanıcı Politikası

ULAKBİM; yer aldığı grid projelerini tanıtmak, ulusal grid uygulamalarını paylaşmak, grid bilincini yaygınlaştırmak, TR-Grid Oluşumu hakkında bilgi vermek, izlenen strateji ve kullanıcı politikasını hakkında geri dönüşleri almak amacı için her yıl “Ulusal Grid Çalıştayı”

düzenlemektedir. TR-Grid kullanıcılarına ve sistem yöneticilerine gerekli olan bilginin sağlanması için ise düzenli olarak “grid kullanıcı” ve grid sistem yöneticisi” eğitimleri verilmektedir. ULAKBİM düzenlediği çalıştay ve eğitim faaliyetlerinin yanında bilişim alanında yapılan önemli çalıştay ve toplantılara katılarak bilgi paylaşımı için aktif olarak çalışmaktadır. ULAKBİM dışında TR-Grid UGO kapsamında yer alan üyeler de eğitim ve yaygınlaştırma faaliyetlerine aktif olarak katılım gösterme konusunda sorumludurlar.

TR-Grid mevcut e-altyapısıyla hem yerel kullanıcılarına hem de dahil olunan AB projeleri kapsamında destek verilen ilgili sanal organizasyon kullanıcılarına kesintisiz olarak hizmet vermektedir. TR-Grid altyapısının işletilmesinde ULAKBİM koordinasyonunda UGO kapsamında yer alan tüm üyeler sorumluluk taşımaktadır. Site yönetimi, yetki ve sorumlulukları “TR-Grid Site Yönetim Politikası” [5] dokümanında belirtilen esaslar ile belirlenmiştir. Mevcut altyapı kullanıcıları ile yeni kullanıcıların değerlendirilmesi, sistem üzerindeki yetkileri de “TR-Grid Kullanıcı Politikası”nda [6] tanımlanmıştır. TR-Grid altyapısının kullanım istatistikleri, kullanıcı profili ve buna bağlı olarak ihtiyaç analizi ULAKBİM tarafından düzenli olarak paydaşlarla paylaşılmaktadır.

4. TR-GRID PROJELERİ

4.1. Türk Ulusal Grid Altyapı (TUGA) Projesi

Bilimsel gelişimi takip edebilmek ve yapılan çalışmalara uyum sağlayabilmek için giderek daha karmaşık sistemlerin incelenmesi gerekmektedir. Bu tür çalışmalar yüksek işlem hızı, hafıza ve depolama kapasitesini gerektirdiğinden yüksek başarımlı bilgisayar merkezlerinin kurularak akademisyenlerin erişimi sağlanmalıdır.

Türkiye’deki araştırmacılar rekabetçi araştırma ortamının gerektirdiği işlem gücünü edinmek için çeşitli proje destek kaynakları ile güçlü bilgisayarlar alınmaktadır. ULAKBİM, uluslararası bilim çevresindeki benzer kaynaklarla kıyaslandığında oldukça yetersiz kalan ve genellikle etkin olarak kullanılmayan bu kaynakların ulusal grid altyapısı ile verimli olarak kullanımını hedeflemektedir. Ulusal grid altyapısının, Avrupa grid yapıları başta olmak üzere diğer grid yapılarına bir giriş kapısı olacağından Türkiye’deki araştırmacı çevresine muazzam bir hesaplama kaynağı sunması beklenmektedir.

TUGA projesi, yüksek başarımlı bilgisayar merkezlerinin üniversite bünyelerinde kurularak ulusal grid altyapısının oluşturulmasını amaçlamaktadır. Bu amaçla küme bilgisayar yapıları temin edilerek belirlenmiş merkezlere yerleştirmiş ve grid yapısı altında birleştirilmiştir. Projenin 1 milyon Avroya yaklaşan finansal desteği TÜBİTAK TARAL bütçesinden sağlanmış olup, her türlü yönetim ve teknik desteği ULAKBİM tarafından verilmiştir.

ULAKBİM, TUGA projesi sürecinde Avrupa Birliği destekli grid projelerinde yer almaya devam ederek, TR-Grid altyapısının yapısının oluşumu ile birlikte Avrupa grid altyapısı ile bütünleşme konusunda gerekli girişimlerde bulunmuştur. Ayrıca proje boyunca, ulusal grid bilincinin oluşturulması ve yaygınlaştırılması için tanıtım toplantısı, çalıştay ve eğitim gibi etkinlikler düzenlenmiştir.

AGMLAB tarafından geliştirilen “Eğitim Ontolojisi”, TUGA projesinin desteklediği bir grid uygulamasıdır (EK2).

4.2. SEE-GRID (South Eastern European Grid-enabled elnfrastructure Development)

TR-Grid girişimi, ULAKBİM koordinatörlüğünde Avrupa Birliği 6. Çerçeve Programı olarak 2004-2006 yılları arasında gerçekleştirilen SEE-GRID [7] projesinde yer almıştır. SEE-GRID projesinin amacı; Güney Doğu Avrupa ülkelerinin, Pan-Avrupa başta olmak üzere tüm grid girişimlerine katılımı için özel destek sağlamaktır. Avrupa

Akademik Ağı GEANT bağlantısı ile gerçekleştirilen bu grid yapılanması kapsamında;

 Konferans ve eğitimler gibi insan ağını geliştirmeye yönelik aktiviteler,

 Bölgesel grid uygulamaları geliştirme,

 Operasyon ve destek merkezleri kurma,

 Ulusal grid altyapılarının kurulması gibi aktiviteler gerçekleştirilmiştir.

SEE-GRID projesi ULAKBİM'in grid çalışmalarına etkin olarak katılmasını, Türkiye’de ilk olarak bir test grid yatağının kurulmasını, grid servislerinin kurulum ve işletiminin sağlanmasını, hem ulusal hem de bölgesel servis desteği verilmesini ve grid ortamı için önemli bir bölgesel uygulamanın geliştirilmesini sağlaması açısından büyük önem taşımaktadır.

SEE-GRID Projesinde yer alan kuruluş ve ülkeler;

 GRNet (Yunanistan)

 CERN (İsviçre)

 IPP (Bulgaristan)

 ICI (Romanya)

 SZTAKI (Macaristan)

 ASA/INIMA (Arnavutluk)

 BIHARNET (Bosna Hersek)

 UKIM (Makedonya)

 UOB (Sırbistan Karadağ)

 UOM (Sırbistan Karadağ)

 RBI (Hırvatistan)

SEE-GRID projesinin başarı ile tamamlanması ve bölge ülkelerinde grid bilinci ve altyapısı olarak hedeflerin gerçekleştirilmesi üzerine projenin ikinci aşaması SEE-GRID2 [8] adı altında 2006-2008 yılları arasında gerçekleştirilmek üzere başlatılmıştır. SEE-GRID2 projesi var olan SEE-GRID altyapısını genişletmeyi ve geliştirmeyi amaçlamaktadır.

Başlangıçta var olan SEE-GRID insan ağını kullanarak katılımcı ülkeler arasındaki bilimsel işbirliğini ve birlikte çalışılabilirliği artıracaktır ve bölgesel uygulamaların geliştirilmesine önemli oranda destek vermektedir.

Bilkent Üniversitesi tarafından geliştirilen grid olanaklı arama motoru “SE4SEE”, SEE- GRID projesi tarafından desteklenen önemli bir bölgesel grid uygulamasıdır (EK3).

SEE-GRID2 projesinde önceki katılımcıların yanı sıra yeni bir katılımcı olarak RENAM

(Moldovya) yer almaktadır. Şekil 3.2'de SEE-GRID2 projesi katılımcıları görülmektedir.

Şekil 4.1: SEE-GRID Projesi Ortakları

Orta Doğu Teknik Üniversitesi tarafından geliştirilen yapay evrim uyulaması “GridAE”

(EK4), Koç Üniversitesi ve Bilkent Üniversitesi ortaklığı ile geliştirilen protein-protein etkileşmesini inceleyen “GPiP” (EK5) uygulaması SEE-GRID2 projesi kapsamında desteklenen ulusal uygulamalardır. Macar MTA SZTAKI tarafından geliştirilen P-Grade (EK6) grid portalı SEE-GRID2 kapsamında SZTAKI ile birlikte Orta Doğu Teknik Üniversitesi tarafından geliştirilmeye devam edilmektedir. Boğaziçi Üniversitesi, Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü tarafından geliştirilmekte olan SDA uygulaması, sismik verilerin grid ortamına aktarılması ve araştırma gruplarının kullanımına açılmasını amaçlamaktadır (EK7).

4.3. EUMEDGrid (Empowering eScience Across the Mediterranean)

ULAKBİM, Balkanlar, Kuzey Avrupa, Latin Amerika ve Uzak Doğu Asya grid yapılarına entegre edilebilecek bir Akdeniz grid altyapısı kurulmasını amaçlayan ve 2006 yılında başlatılan EUMEDGrid [9] projesinde yer almaktadır. Bu proje ile Akdeniz ülkelerinde çalışan araştırmacıların grid bilincinin artırılması, Avrupa ve dünya genelinde yapılan çalışmalara katılım imkanının sağlanması ile bilimsel ve teknolojik gelişmelerin yakalanması hedeflenmektedir.

EUMEDGrid projesinde yer alan kuruluş ve ülkeler şunlardır:

 CERIST (Cezayir)

 CERN (İsviçre)

 CNRST - MARWAN (Fas)

 GARR (İtalya)

 CYNET (Kıbrıs Rum Kesimi)

 DANTE (İngiltere)

 EUN (Mısır)

 GRNET (Yunanistan)

 INFN (İtalya)

 RED.es (İspanya)

 RNRST (Tunus)

 TÜBİTAK ULAKBİM (Türkiye)

 Catania Üniversitesi(İtalya)

 UoM Malta Üniversitesi (Malta)

İnsan beyninin simülasyon ile modellenmesini amaçlayan grid uygulaması “HuM2S”, Boğaziçi Üniversitesi tarafından geliştirilen ve EUMEDGRID projesince desteklenen bir bölgesel grid uygulamasıdır (EK8).

4.4. EGEE (Enabling Grids for e-Science)

EGEE [10] oluşumu, Avrupa Araştırma Ağına destek vermek için ulusal ve bölgesel grid yapılarının Avrupa grid altyapısına entegrasyonunu sağlayan ve araştırmacılar için sürekli hizmet veren bir servistir.

EGEE konsorsiyumu 27 ülkeden 70 farklı lider kuruluş ile birlikte;

 GEANT

 DEISA

 SEE-GRID

 EUMEDGRID

 Korea (MoU) Taiwan

 OSG: Open ScienceGrid (USA)

 Baltic States

 Latin America (ALIS/CLARA networking)

 Mediterranean Area (EUMedConnect)

projelerinin işbirliğinde gerçekleştirilen en büyük uluslararası grid oluşumudur.

EGEE-II [11] projesi, Avrupa Araştırma Alanı ve daha da ötesinde üretim grid altyapısı oluşturmak için, dört yıllık bir programın iki yıllık ilk aşaması olarak nitelendirilen EGEE projesinde yapılan çalışmaları daha ileriye götürmeyi amaçlamaktadır. Akademik ve endüstriyel araştırmacılar, EGEE-e altyapısından uzun süredir yararlanmaktalar. EGEE-e altyapısı, ortak kaynak havuzu, depolama, hesaplama ve ağ oluşturma olanakları sağlayarak, coğrafi konumdan bağımsız olarak çeşitli bilimsel alanlardan birçok uygulamayı desteklemektedir.

EGEE-II projesi, ulusal, bölgesel ve konuya göre düzenlenmiş grid çabaları arasında bağlantı kuran ve dünyadaki diğer gridlerle birlikte işlerlik gösteren bu altyapıyı önemli derecede genişletecektir ve sağlamlaştıracaktır. Sonuçta ortaya çıkacak yüksek kapasiteli, dünya çapındaki altyapı yerel kümelerin ve bireysel merkezlerin yeteneklerini geride bırakacak ve hesaplama-yoğun bilimler için (“e-Bilim”) tek ve benzersiz bir araç sağlayacaktır.

Su anda, çeşitli büyük ve küçük ölçekli topluluklar, EGEE altyapısını günlük işlerinde bir araç olarak kullanmaktadırlar. Yüksek Enerji Fiziği, Yer Bilimleri (EGEODE endüstriyel uygulamasını içermektedir), Astrofizik ve Hesaplamalı Kimya alanlarında çalıştırılan birçok uygulama mevcuttur. EGEE-II, Füzyon ve diğer öğretileri de içerecek şekilde desteklenen uygulamalar portföyünü genişletecektir.

EGEE-II konsorsiyumu 32 ülkeden 90’dan fazla üyeyi içermektedir. Konsorsiyum, 13 federasyon olarak gruplara ayrılmıştır ve Avrupa’dan ulusal grid çabalarının yanı sıra Amerika ve Asya’dan da projeleri temsil etmektedir. Ayrıca, bazı ilişkili projeler mevcut altyapıyı Akdeniz, Baltık devletleri, Latin Amerika ve Çin’e kadar genişletecektir. EGEE ve EGEE-II ile ilişkili diğer projelerle birleştirildiğinde, bu durum projenin dünya genelinde üstlendiği önemli rolü göstermektedir. EGEE-II projesi, hevesli yeni üyelerden ve çok çeşitli ilişkili projelerden oluşan genişletilmiş konsorsiyumuyla, mevcut altyapıyı e-Bilim için gerçek ve kapsamlı bir global platforma dönüştürecektir.

EGEE-II projesi, ağ oluşturma, hizmet ve ortak araştırma faaliyetlerinden oluşmaktadır.

Daha gelişmiş ve etkili grid teknolojisindeki gelişmelere uyum sağlamak için, proje hizmet ve ağ oluşturma faaliyetlerine ayrılan finansman oranını artırmaktadır. Bu sayede, proje yeni ülkelerin, uygulamaların ve sitelerin altyapıya katılımını sağlayacak ve eğitim, uygulama desteği ve bilginin yayılması için harcanan çabaları genişletecektir. Yazılım geliştirme çabaları gridin temelini oluşturan bileşenlere ve diğer proje ve kaynaklardan gelen üçüncü parti bileşenlerinin entegrasyonuna yoğunlaştırılmıştır.

EGEE, bölgesel grid yapılarını dünyanın her yerindeki bilim adamları ve araştırmacılar için büyük ölçekli bir grid yapısı altında birleştirmektedir. EGEE Avrupa Birliği tarafından fonlanan bir proje olmasının dışında bilimsel araştırmalar için 7 gün 24 saat kesintisiz hizmet veren canlı bir altyapıdır. Şimdiden bir çok bilimsel disipline hizmet eden bu proje, akademik ve sektörel araştırmacılara konumlarından bağımsız olarak hesaplama kaynaklarını sağlamaya çalışmaktadır.

EGEE2 projesi 2006 yılında başlamış olup SEE-GRID projesinden önemli bir birikime ve tecrübeye sahip olan TÜBİTAK-ULAKBİM de projeye katılmıştır. EGEE2 İsviçre'de bulunan CERN (Nükleer Araştırmalar için Avrupa Organizasyonu), tarafından yürütülmektedir ve Avrupa, Asya ve Amerika Birleşik Devletlerinden 90’ın üzerinde ortak kurumu kapsamaktadır.

5. EKLER

EK1: TR-Grid UGO Danışma Kurulu Çalışma Esasları

Madde 1: Bu esasların amacı, Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) Başkanlığı’na doğrudan bağlı olarak faaliyette bulunan enstitülerin kuruluş ve işletmesine ilişkin genel ilkeleri düzenleyen ve 17.10.2001 tarih ve 24556 sayılı Resmi Gazetede yayımlanan Çerçeve Yönetmelik ile bu yönetmeliğin dışında kalan teşkilatlanma ve görevleri ile çalışma usul ve esasları düzenleyen Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Yönetmeliği’nin Komiteler, Çalışma Grupları ve Proje Ekipleri başlıklı 10.maddesi uyarınca oluşturulan TR-Grid Ulusal Grid Oluşumu Danışma Kurulu’nun toplantı ve çalışma esaslarını düzenlemektedir.

Madde 2: TR-Grid Ulusal Grid Oluşumu Kurulu Çalışma Esaslarında yer alan;

TÜBİTAK: Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu'nu, ULAKBİM: Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi'ni,

ATB: ULAKBİM Ağ Teknolojileri Birimi'ni TR-Grid UGO: TR-Grid Ulusal Grid Oluşumu'nu,

Kurul: TR-Grid Ulusal Grid Oluşumu Danışma Kurulunu, ifade eder.

Madde 3: Kurul, Türk Ulusal Grid Altyapısının kurulmasını, işletilmesini, bu altyapı üzerinde grid uygulamalarının geliştirilmesini ve Türkiye’nin Avrupa Birliği Çerçeve Programları grid altyapısı projelerinde temsil edilmesini sağlamak amacı ile 2007 yılı Ağustos ayında ULAKBİM koordinasyonunda Türkiye Atom Enerjisi Kurumu, Bilkent, Boğaziçi, Çukurova, Erciyes, İstanbul Teknik, Orta Doğu Teknik ve Pamukkale Üniversiteleri arasından imzalanan Ulusal Grid Oluşumu anlaşması sonucunda yapılandırılmıştır. Bu Esasların amacı; TR-Grid Ulusal Grid Oluşumu'nun çalışmalarını yönlendirmek, denetlemek ve değerlendirmek üzere yetkilendirilen TR-Grid Ulusal Grid Oluşumu Danışma Kurulunun görev ve sorumluluklarını belirlemektir.

Madde 4: Kurul, TR-Grid UGO kapsamında yer alan üniversite/kurum temsilcileri ile birlikte, Avrupa Birliği Çerçeve Programları Müdürlüğü temsilcisi, bilişim alanında faaliyet gösteren ve bu konuda politika üreten veya destek veren kamu kurumları ile özel sektör temsilcilerinden oluşur.

ULAKBİM Müdürü ile ATB’den sorumlu ULAKBİM Müdür Teknik Yardımcısı, Kurul’un doğal üyesidir.

Kurul'un görev süresi TR-Grid UGO Anlaşmasının geçerli olduğu 2 yıl olarak belirlenir.

Kurul üyeliği sırasında, kurumdan ayrılma veya görev değişikliği durumlarında üyelik kendiliğinden düşer. Bu durumda ilgili kurumdan veya ilgili bir başka kurumdan üye eksikliği giderilir.

ULAKBİM Müdürü Kurul’un Başkanıdır. Başkanın bulunmadığı hallerde ATB’den sorumlu Müdür Teknik Yardımcısı Kurul'a başkanlık eder.

Kurul üyeliklerinin onaylanmasına ULAKBİM Yönetim Kurulu yetkilidir. TR-Grid UGO

Anlaşmasının süre bitiminde Kurul için ilgili kurumlardan yeni üye istenilmesinden ULAKBİM sorumludur.

Madde 5: Kurul aşağıdaki görevleri yerine getirir:

TR-Grid Ulusal Grid Oluşumu'nun görev, amaç ve hedeflerini belirlemek ve gerekli hallerde değişiklik yapmak,

TR-Grid UGO çalışma stratejisini görevde olduğu 2 yıllık süre için belirlemek ve bu doğrultuda çalışmalar yapılmasını sağlamak,

TR-Grid UGO amaç ve hedeflerini gerçekleştirmeye yönelik projeler üretmek,

TR-Grid UGO'nun yurt içi ve yurt dışı etkinlik ve projelerde temsil edilmesini sağlamak,

Grid ve araştırma altyapılarının ulusal boyutta kullanımı, yaygınlaştırılması ve sürekliliğinin sağlanması için ulusal düzeyde politika yapıcı kurumlara gerekli uyarılarda bulunmak,

Gerekli durumlarda yapılan çalışmalar hakkında ULAKBİM Yönetim Kurulu'na bilgi vermek ve görüş istemek.

Madde 6: Kurul Başkanı aşağıdaki görevleri yürütür:

Kurul'a başkanlık etmek,

Kurul'u ulusal ve uluslararası düzeyde temsil etmek,

Kurul tarafından alınan kararların yerine getirilip getirilmediğini denetlemek,

Kurul toplantılarını ve iki yılda bir yapılan Kurul üyelik atamalarını organize etmek ve yürütmek,

ATB Müdür Yardımcısı koordinasyonunda TR-Grid UGO çalışma gruplarının stratejik hedefler ve amaçlara uygun olarak faaliyetlerini değerlendirmek ve denetlemek,

Gerektiğinde çalışma yapmak üzere Kurul üyelerini görevlendirmek ve görev takibi yapmak, Kurul faaliyetlerinin çalışma esaslarına uygun biçimde yürütülmesini sağlamak ve buna uygun davranmayan üyelerin uyarılmasını veya gerekli hallerde değiştirilmesini sağlamak.

Madde 7: Kurul yılda iki defa toplanır ve kararlar toplantıya katılan üyelerin oy çokluğu ile alınır.

Oyların eşit olması durumunda Kurul Başkanının oyu iki oy sayılır.

Kurul Başkanı gerekli hallerde veya üyelerden gelen talep doğrultusunda (toplam toplantı sayısı 4’ü geçmez) Kurul'u toplantıya çağırabilir.

Olağanüstü toplantılar hariç olmak üzere, toplantı tarihi ve yerinin toplantıdan en az 2 hafta önce Kurul üyelerine duyurulması gereklidir.

Kurul toplantısına görüş almak veya bilgi edinmek amacı ile TR-Grid çalışma grup temsilcilerinin de katılması gerekli hallerde mümkündür.

Toplantıya katılamayacak üye toplantıdan en az bir hafta önce mazeretini ULAKBİM Müdürlüğü'ne yazılı olarak bildirir. Mazeretsiz olarak iki, mazeretli olarak üç defa toplantıya katılamayan Kurul üyesinin üyeliği düşer. Bu esasın Madde 4'de belirtilen hükmüne göre üyeliği düşen üyenin yerine yenisi belirlenir.

Kurul Başkanı kendisine iletilen görüş ve öneriler doğrultusunda toplantı için taslak gündem hazırlar ve bu taslak gündem toplantıdan en geç iki hafta önce tüm üyelere duyurulur. Taslak gündem ile ilgili görüş ve düşünceler en geç bir hafta içinde ULAKBİM’e iletilir. Bu süre dışında

iletilen istekler bir sonraki toplantıya bırakılır. Gündem, Kurul Başkanı tarafından düzenlenir ve toplantıdan en az beş gün önce e-posta yolu ile üyelere duyurulur.

Toplantılarda alınan kararlar tutanakla yazılı hale getirilir ve Kurul üyelerinin bilgisine e-posta ile sunulur. Kurul üyelerinden en geç bir hafta içinde itiraz ya da öneri gelmedikçe tutanak kabul edilmiş sayılır ve sonraki ilk toplantıda imzaya sunulur. Tutanağın asıl kopyası ULAKBİM'de arşivlenir ve çıkarılan kopyalar Kurul üyelerine gönderilir.

Kurul sekretaryası ULAKBİM ATB tarafından yürütülür.

Madde 8: Bu esaslar TÜBİTAK-ULAKBİM Yönetim Kurulu tarafından kabul edildiği tarihte yürürlüğe girer.

EK2: Eğitim Ontolojisi

Eğitim Ontolojisi, sayısal ortamda yer alan akademik ve bilimsel kaynakları arama motoru teknolojisi ile sunan bir akademik dijital kütüphane uygulamasıdır. TUGA projesi kapsamında desteklenen Eğitim Ontolojisi AGMLAB'dan Güven Fidan tarafından geliştirilmiştir. AGMLAB [12], TTGV (Türkiye Teknoloji Geliştirme Vakfı) ve TÜBİTAK TEYDEB (Teknoloji ve Yenilik Destek Programları Başkanlığı) desteği ile Bilgi.com'un [13] geliştiricisidir. Bilgi.com, internetteki tüm Türkçe bilgiye ulaşarak indekslemek, indeksini sürekli yenileyerek güncel bilgi sunmak ve nitelikli Türkçe arama sonuçlarını kullanıcılara ulaştırmayı amaçlamaktadır.

Eğitim Ontolojisi [14] uygulaması ile araştırmacılara grid üzerinde çalışan akademik ve bilimsel kaynaklar üzerinde nitelikli Türkçe arama yapabilen bir arama motoru sağlanmıştır (Şekil 5.1).

Şekil 5.1: Eğitim Ontolojisi Arama Motoru.

EK3: SE4SEE (Doğu Avrupa Bölgesi için Grid Olanaklı Arama Motoru)

SEE-GRID kapsamında Bilkent Üniversitesi ULAKBİM altyüklenicisi olarak SEE4SEE (Search Engine for South East Europe) bölgesel uygulama yazılımını geliştirerek bölge ülkelerinin kullanımına açmıştır.

SE4SEE genel bir tanımlama ile grid olanaklı bir arama motorudur. SE4SEE arama motorunu geleneksel arama motorlarından ayıran en önemli özellik tasarım felsefesi ve fonksiyonudur.

SE4SEE [15] grid altyapısında çalışabilen isteğe bağlı, ülkeye özel, kategorik ve kişisel bir arama motorudur. Şekil5.2'de SE4SEE uygulaması arayüzünden bir kesit görülmektedir.

Şekil 5.2: SE4SEE Grid Olanaklı Arama Motoru.

EK4: GRIDAE (Yapay Evrim Uygulamaları için Grid Tabanlı Altyapı)

Yapay Evrim (YE, Artificial Evolution), doğadaki işleyişiyle, bilinen evrim sürecinin, değişik problemlerin bilgisayar ortamında çözümünde metot olarak kullanılması olarak nitelendirilebilir. Bu metotta, bir problemin çözümü şu şekilde aranır:

 Problemin çözüm uzayındaki değişik çözümleri temsil edebilecek bir "genotip" tasarlanır.

 Buna göre, her bir çözüm, genotipteki belli bir dizeye karşılık gelir.

 Başlangıçta bir havuz dolusu genotip rasgele yaratılır.

 Sonra her genotipin temsil ettiği çözümün 'iyi'liği (fitness), problem üzerinde denenir.

 Bu denemelerin sonunda iyilik sıralamasında yukarılarda yer alan çözümler, mutasyon, çaprazlama (cross-over) yöntemleriyle değiştirilerek bir sonraki çözüm nesli yaratılır.

 Bu işlemler, yeterince iyi bir çözüm bulunana kadar tekrarlanır.

YE'nin uygulama alanları arasında, mühendislik, bilgisayar grafiği, tıbbi görüntüleme, kontrol sistemleri, robotbilim gibi birçok konu sayılabilir. Ancak, YE yöntemlerinde genotiplerin iyiliklerinin değerlendirilmesi genellikle işlemsel olarak pahalıdır.

Robotik alanında daha önceki çalışmalarımız sırasında "PES: bilgisayar kümeleri için Paralel Evrim Sistemi" geliştirilmiş olup, başarı ile kullanılmış bulunmaktadır. Hata toleransı ve yük dengeleme yetenekleri olan PES sistemi ile %70 oranında verimlilik elde etmek mümkün olabilmiştir.

Bu çalışmada, YE uygulamaları için Grid tabanlı bir altyapı geliştirilmesi amaçlamaktadır. Bu altyapı, evrimsel hesaplamaları Grid üzerine dağıtacak ve aynı zamanda YE kullanıcısı için saydam bir arayüz oluşturacaktır (Şekil 5.3). Altyapının analiz, tasarım, gerçekleştirme ve test etme aşamalarında ise, evrimsel robotbilim problemleri (örneğin, özerk robotlar için denetleyiciler geliştirmek), yol gösterici ve temel uygulama alanımız olacaktır.

GridAE Uygulaması Ortadoğu Teknik Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü'nden Dr. Cevat Şener ve Doç. Dr. Erol Şahin tarafından SEE-GRID2 projesi kapsamında geliştirilmektedir.

Şekil 5.3: GridAE Uygulaması şematik gösterimi.

EK5: GPIP (Grid Üzerinde Protein-Protein Etkileşimlerinin Protein Arayüzleri Kullanılarak Tahmini)

GPIP uygulaması protein veri bankalarındaki proteinlerin arasındaki etkileşimleri tahmin eden bir algoritmanın geliştirilmesini kapsamaktadır. Bu algoritma protein arayüzlerini kullanarak çalışmaktadır. Proteinler bağlanma alanları yoluyla etkileşirler. Bu alanlar proteinlerin bağlanması için gerekli olan kimyasal ve fiziksel özellikleri sağlarlar. Protein arayüzü burada iki tane bağlama alanıyla tespit edilen bir çifttir. Tahmin algoritması yapısal olarak bilinen bir küme protein arayüzü ile başlar ve verilen bir protein bankasındaki her çift proteine bu arayüzü eşleyerek veritabanındaki bütün protein etkileşim çiftlerini keşfeder.

Algoritmanın içyapısında girdi proteinlerin potansiyel etkileşim yüzeylerini çıkarmak için protein kısımlarının göreceli yüzey erişilebilirliğini hesaplayan NACCESS programı kullanılmaktadır. Bu safhada çıkarılan yüzeyler, daha sonra protein arayüzlerinin iki adet olan bağlama alanlarıyla karşılaştırılır. Karşılaştırılma işlemi MULTIPROT adındaki yapısal hizalama programıyla becerilir.

MULTIPROT verilen iki protein arasındaki benzer geometrik özleri sıradan bağımsız biçimde bulur.

MULTIPROT'un çıktısından bir benzerlik puanı hesaplanır ve belli bir alt sınırın üstündeki puanlar bir eşleşme olarak kabul edilir (arayüz ayağı ve protein yüzeyi arasında). Bu karşılaştırma sonunda bir protein arayüzünün iki ayağının da veritabanına eşlenmesi durumu bir etkileşimin bulunduğu anlamını taşır.

Tahmin algoritmasının çalışması sonucu bulunan protein etkileşimleri daha sonra halka açık etkileşim veritabanlarında (BIND, DIP, PDB) doğrulanmak için aranmıştır ve bazıları doğrulanmıştır.

67 protein arayüzü ve 6170 hedef proteinle başlayan tahmin işlemi sonunda 62616 protein-protein etkileşimi keşfedilmiştir [16] (Şekil 5.4).

Şekil 5.4: RAD50 - DNA çift-sarmalı kırılma tamir proteini (1l8dB) ↔ BRCA1 – Göğüs kanseri hassasiyet proteini (1miuA) 1aq5AC yoluyla. Bu etkileşim literatürde doğrulanmıştır.

GPIP uygulaması Koç Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü'nden Doç. Dr. Attila Gürsoy ve Bilkent Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü'nden Prof. Dr. Cevdet Aykanat tarafından SEE- GRID2 Projesi kapsamında geliştirilmektedir.

EK6: P-GRADE Portalı

P-GRADE iş akışına dayalı bir grid portalıdır. P-GRADE [17] portalı ile seri ya da paralel işlerden oluşan iş akışları tanımlanıp çalıştırılabilir, bu işlerin durumu portal üzerinden takip edilebilir. Üst düzey kullanıcı arayüzleri kullanıldığı için, alt seviyedeki ayrıntıları kullanıcının bilmesine gerek kalmaz. P-GRADE portalıyla tanımlanan iş akışları, farklı grid platformlarına kolaylıkla taşınabilmektedir. Birden fazla grid sistemine aynı anda ulaşılması sağlandığı için, karmaşık uygulamalar kolaylıkla çeşitli platformlara dağıtılabilir.

P-GRADE Portalı ve P-GRADE Geliştirme Ortamı ilk olarak Macaristan Bilimler Akademisi, Bilgisayar ve Otomasyon Araştırma Enstitüsü (MTA-SZTAKI) Paralel ve Dağıtık Sistemler Laboratuarı tarafından geliştirilmiştir. Daha sonra SEE-GRID, Coregrid [18] ve EGEE projeleri kapsamında geliştirilmeye devam edilmiştir. SEE-GRID2 projesi kapsamında P-GRADE portalının geliştirilmesinde ve test edilmesinde MTA-SZTAKI ile birlikte Orta Doğu Teknik Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü'nden Dr. Cevat Şener de yer almaktadır. Şekil 5.5'de P-GRADE Portalı arayüzü görülmektedir.

Şekil 5.5: P-GRADE Portalı.

EK7: SDA (Kandilli Sismik Verilerinin TR-Grid Üzerine Aktarılması)

Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü Türkiye'nin deprem konusunda araştırma yapmak, eğitim ve hizmet vermekle yükümlü tek organizasyonudur. Kandilli Rasathanesi ile yapılan ortak çalışmalar 3 Tbytes büyüklüğündeki sismik veriye ulaşım imkanı yaratmaktadır. Sismik veri Türkiye genelinde yaklaşık 100 farklı istasyondan toplanmaktadır. Mevcut durumda bu veriler SAC formatında dosyalar olarak saat başı Kandilli Web sunucusuna yüklenmektedir. Kandilli tarafından sağlanan sismik veriler pek çok ulusal araştırma merkezi tarafından kullanıldığı gibi uluslar arası organizasyonlar tarafında da deprem araştırmaları için kullanılmaktadır. SDA uygulaması Kandilli sismik verilerinin grid üzerinde erişim ve kullanıma açılmasını sağlamayı amaçlamaktadır.

 Kandilli Web sunucusunda yer alan verilerin yansısı TR-Grid Depolama biriminde tutulacaktır.

 Grid büyük miktarda sismik verinin depolanması ve hesaplama yapmak üzere erişimin sağlanması imkanı yaratacaktır.

 Sismik veri setlerine zaman ve istasyon bilgileri dahilinde erişim için gerekli geliştirmeler C++ iterasyonları ile sağlanacaktır.

Sismik verinin grid üzerinde kullanılmasını göstermek amacı ile Kandilli tarafından kullanılan bir uygulama grid üzerine taşınacaktır (Şekil 5.6). SDA uygulaması Boğaziçi Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü'nden Prof. Dr. Can Özturan ve Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü’nden Mehmet Yılmazer tarafından geliştirmektedir.

Şekil 5.6: SDA uygulaması kapsamında Kandilli Sismik verilerinin kullanımı için geliştirilen uygulamadan bir kesit.

EK8: HuM2S (İnsan Belleğinin Simulasyonla Modellenmesi)

Çok sayıda birimin birbirleri ile etkileşmeleri karmaşık sistemlerin ortak özelliklerindendir. Karmaşık sistemleri incelemede etkin bir yaklaşım bu birimleri modellemek ve dinamikleri simule etmektir.

HuM2S uygulamasında birimler insanlardır. İnsanlar birbirleri ile etkileşirler (Şekil 5.7). Etkileşimler arasında tavsiye etme, sosyal baskı gibi değişik yapılar düşünülebilinir. Bu etkileşmeler bireylerin belleklerinde değişime yol açar.

Bu şekilde tanımlanan bir modelde çok fazla sayıda parametre olması beklenen bir durumdur. Her parametre değeri için sistemin davranışının simülasyon yardımı ile incelenmesi gerekecektir.

Modelde olasılığa dayalı değerler vardır. Bu nedenle sistem aynı parametre değerleri ile birçok defa simule edilip, sonuçların istatistiksel olarak incelenmesi gerekecektir.

Şekil 5.7: HuM2S uygulamasının şematik gösterimi.

HuM2S uygulaması Boğaziçi Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü'nden Prof. Dr. Haluk Bingöl tarafından EUMEDGrid projesi kapsamında geliştirilmektedir.

6. KAYNAKLAR

[1] http://www.grid.org.tr/trgridolusumu/politika/TR-Grid_UGO_Anlasma.pdf

[2] http://ec.europa.eu/research/fp6/model-contract/pdf/fp6-faq-cost4b_en.pdf

[3] http://www.eugridpma.org/

[4] http://www.eugridpma.org/members/index.php

[5] http://www.grid.org.tr/trgridolusumu/politika/TR-Grid_Site_Yonetim_Politikasi.pdf [6] http://www.grid.org.tr/trgridolusumu/politika/TR-Grid_Kullanici_Politikasi.pdf [7] http://www.see-grid.org/

[8] http://www.see-grid.eu/

[9] http://www.eumedgrid.org/

[10] http://public.eu-egee.org/

[11] http://www.eu-egee.org/

[12] http://www.agmlab.com [13] http://www.bilgi.com/

[14] http://bilgin.grid.org.tr/

[15] http://se4see.grid.org.tr/

[16] Aytuna, A.S, Gursoy,A. Keskin,O., Bioinformatics 2005 21(12):2850-2855. Prediction of protein-protein interactions by combining structure and sequence conservation in protein interfaces.

[17] http://www.lpds.sztaki.hu/pgrade/

[18] http://www.coregrid.net/