- Nhắc đến IT chúng ta thường nghĩ đến những tác
vụ như quản trị mạng, coding, thiết kế web; thế nhưng có những công việc
IT khác rất thú vị và độc đáo. GenK xin giới thiệu trong bài viết những
công việc IT mặc dù rất thầm lặng nhưng có ý nghĩa to lớn trong đời
sống hiện thực.
- Mô phỏng hệ mặt trời: Ứng dụng web Eyes On The
Solar System do NASA cho phép người dùng tìm hiểu về hệ mặt trời với các
hình ảnh và chuyển động được mô phỏng 3D. Các thông tin do ứng dụng web
này thu thập được sẽ được đồng bộ hóa với bản đồ hệ Mặt trời của NASA,
tạo nên không gian 4D hoàn chỉnh, sau đó sử dụng các kỹ thuật để các
hình ảnh này hiển thị trên trình duyệt web.
- I.T với bản đồ gene của
loài người: sử dụng các siêu máy tính để xây dựng và lưu trữ các tổ hợp
trình tự gene trong cơ thể người, nhằm cung cấp nguồn số liệu cho nhiều
dự án nghiên cứu quan trọng khác.
- I.T cũng là một công việc thú vị trong nghiên cứu vật lý học và giải mã các kí hiệu cổ.


Nhắc đến công việc hằng ngày của các chuyên
viên I.T, chúng ta thường nghĩ đến những tác vụ như quản trị mạng,
coding, thiết kế web, … Tuy nhiên, không chỉ có vậy, thế giới công nghệ
thay đổi từng ngày, và những tiến bộ - thành tựu cũng như các đòi hỏi –
yêu cầu trong khoa học cũng thổi những luồng gió mới vào công việc tưởng
chừng khô khan này.

Hãy tưởng tượng, bạn là một chuyên viên I.T nhưng nhận nhiệm vụ
phải mô phỏng hệ mặt trời? Lập bản đồ gene của loài người? Tư vấn cho
các nhà vật lý học? Hay giải mã các kí tự cổ xưa? Những công việc đó đều
rất thử thách và đặc biệt, tất cả được đề cập đến trong bài viết này.

Mô phỏng hệ mặt trời

Giao diện của Eyes On The Solar System.

Eyes On The Solar System là
một ứng dụng web do NASA (Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ ) phát triển,
cho phép người dùng tìm hiểu về hệ mặt trời với các hình ảnh và chuyển
động được mô phỏng 3D. Sau khi cài đặt Plugin theo yêu cầu của website,
người dùng sẽ có 4 tùy chọn cơ bản trên cùng của trang gồm Home, Juno and The Science of Jupiter, The Juno Spacecraft và Mission với nhiều chuyên mục nhỏ như At Juno, At Earth, At Jupiter, At Moon.
Trải nghiệm qua các tùy chọn và tính năng của ứng dụng web này, chúng
ta sẽ được tiếp xúc với những kiến thức về hệ mặt trời nói chung, và đặc
biệt là hành trình thám hiểm Sao Mộc của tàu vũ trụ Juno (được NASA
phóng lên quỹ đạo vào tháng 8/2011).

Lượng dữ liệu khổng lồ mà Eyes On The Solar System thu
thập được là kết quả nghiên cứu của hàng chục tàu vũ trụ khác nhau
trong nhiều thập kỉ. Tuy nhiên, độ lớn của kho dữ liệu này cũng đặt ra
thách thức không nhỏ đối với các chuyên viên I.T của dự án - chúng cần
được nén lại, nhưng vẫn phải giữ vững mức độ chính xác gần như tuyệt
đối. Để giải quyết vấn đề này, một định dạng nén đặc biệt được giới thiệu với tên gọi SPICE.
Mỗi SPICE gồm nhiều tệp kernel, cung cấp thông tin chính xác về vị trí
và phương hướng di chuyển của một con tàu vũ trụ tại một thời điểm xác
định trong quá khứ. Các thông tin này, sau đó, được đồng bộ hóa với bản
đồ hệ Mặt trời của NASA, tạo nên một không gian 4D hoàn chỉnh.


Để hiển thị không gian 4D trong trình duyệt web, nhóm nghiên cứu sử
dụng engine Unity3D – một trong những engine game có khả năng thích hợp
với hầu hết mọi nền tảng (chỉ trừ Linux). Theo khuyến cáo của nhóm, Eyes On The Solar System không
đòi hỏi cấu hình phần cứng cao – ứng dụng này sẽ hoạt động ổn định với
hầu hết các đời máy phổ thông hiện nay. Tuy nhiên, để đạt hiệu năng tốt
nhất, người dùng nên sử dụng trình duyệt web Firefox. Kết quả cuối cùng
của dự án là một hệ thống độc đáo cho phép người dùng trải nghiệm lại
các sự kiện thiên văn trong lịch sử, ví dụ như chuyến viễn chinh của tàu
Voyager qua Sao Mộc, với những hình ảnh đầy màu sắc của hệ mặt trời và
các tàu không gian. Toàn bộ hệ thống hiện đang hoạt động ổn định và được
liên tục cập nhật theo thời gian.

Vận hành và quản lý một lượng dữ liệu lớn với độ chính xác cao,
phát triển và hoàn thiện các engine 3D đẹp mắt – đó là những công việc
thầm lặng của các chuyên viên I.T tại NASA. Mục tiêu lớn nhất mà nhóm
phát triển hướng tới khi thực hiện dự án này không chỉ là để hỗ trợ các
nhà khoa học trong quá trình nghiên cứu, mà còn nhằm khơi dậy niềm yêu
thích thiên văn của những người sử dụng mạng Internet thông thường. Một
chuyên viên phát biểu: “Có thể không có
nhiều người biết về công việc của chúng tôi, nhưng một khi những thành
quả lao động đó có tác động tích cực đến nhận thức của cộng đồng, với
chúng tôi, thế là đủ”.

Quý độc giả của Genk.vn có thể tham khảo Eyes On The Solar System tại địa chỉ http://solarsystem.nasa.gov/eyes/

I.T với bản đồ gene của loài người


So với kích cỡ của hệ mặt trời như được nhắc đến ở phần trên, từng
con người chúng ta thật nhỏ bé. Tuy nhiên, không vì thế mà những công
trình nghiên cứu về cơ thể con người kém hoành tráng hơn so với các
nghiên cứu về thiên văn. Mỗi tế bào cơ thể người chứa một nhân bên trong
với 46 nhiễm sắc thể, mỗi nhiễm sắc thể chứa khoảng 30.000 đến 50.000
gene và các chuỗi mã hóa không xen kẽ - điều đó dẫn đến hàng tỉ tỉ những
phép tổ hợp và những trình tự gene khác nhau.

Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ cùng đến với viện nghiên cứu
Broad – dự án được phối hợp thực hiện bởi hai trong số các cơ sở đào tạo
hàng đầu nước Mĩ, đại học Harvard và học viện công nghệ Massachusetts
(MIT). Nhiệm vụ chính của viện nghiên cứu này là sử dụng các siêu máy
tính để xây dựng và lưu trữ các tổ hợp trình tự gene trong cơ thể người,
nhằm cung cấp nguồn số liệu cho nhiều dự án nghiên cứu quan trọng khác,
ví dụ như bản đồ trình tự 1000 gene đầu tiên, hay giải mã gene của các
tế bào ung thư.

Một nhà khoa học ở viện Broad đưa ra nhận định: “I.T
phát triển như vũ bão, công nghệ sinh học cũng vậy; thậm chí, sự kết
hợp giữa chúng sẽ có tốc độ tăng trưởng nhanh hơn cả từng yếu tố riêng
biệt.” Thật vậy, vào năm 2006, tổng khối lượng lưu trữ của toàn
hệ thống mới đạt 200 terabyte; nhưng đến thời điểm hiện tại, con số này
đã cán mốc 10 petabyte (10 triệu gigabyte!) và vẫn đang tiếp tục tăng
lên mỗi ngày. Việc vận hành khối dữ liệu khổng lồ này cần đến sự trợ
giúp của các siêu máy tính – một trên nền tảng Linux với 2500 vi xử lý
và khoảng 500 GB RAM được chuyên môn hóa cho tác vụ lắp ráp gene vào các
bộ tổ hợp ngẫu nhiên tự động, và một với 6000 vi xử lý được sử dụng để
phân tích dữ liệu thu được.


Dù vậy, các thách thức phần cứng mới đang tiếp tục xuất hiện. Thứ
nhất, số lượng lõi xử lý ngày càng tăng tất yếu đi kèm với đòi hỏi cao
hơn về RAM và khả năng lưu trữ, do đó tạo nên gánh nặng về chi phí. Thứ
hai, khối lượng dữ liệu cần xử lý ngày càng lớn khiến việc sắp xếp, lắp
ráp các tổ hợp gene vào đúng vị trí để các cỗ máy hoạt động ổn định ngày
càng khó khăn hơn. Để giải quyết những vấn đề nêu trên, nhóm nghiên cứu
một mặt tiếp tục gia tăng sức mạnh xử lý của các siêu máy tính, mặt
khác tiếp tục nỗ lực phát triển các thuật toán mới trong phân tích.

Dữ liệu về kết quả của quá trình xử lý trên nhằm hỗ trợ ba nhóm đối
tượng chính. Nhóm thứ nhất tập trung phân tích hệ gene theo cách truyền
thống và hầu như ít đưa ra được những kết quả mới. Nhóm thứ hai, bao
gồm một số dự án mới như bản đồ Gene của tế bào ung thư, còn khá ngổn
ngang và đòi hỏi những lượng dữ liệu rất lớn. Nhóm thứ ba chính là những
sinh viên và nghiên cứu sinh đang thực hiện những dự án nhỏ nhưng lại
có mong muốn sử dụng thông tin, số liệu ở độ chính xác cao.

Các đề tài của nhóm thứ ba tuy nhỏ về quy mô, nhưng mang lại rất nhiều ý nghĩa: “Có cảm giác như chúng tôi phát triển được một cỗ máy phục vụ được cho tất cả mọi người vậy”.
Công việc quản lý các siêu máy tính tại viện nghiên cứu Broad cùng khối
lượng dữ liệu khổng lồ, dù thầm lặng, song các chuyên viên I.T cho
rằng: “Những dữ liệu chúng tôi thu thập
được giờ đây có thể được áp dụng trong chữa trị những căn bệnh nan y
như ung thư. Được là một phần trong thành tựu đó quả là một niềm vinh
dự”.

I.T và nghiên cứu vật lý học

Lần này, chúng ta tiếp tục tìm hiểu về công việc I.T tại một số cơ
sở nghiên cứu vật lý, trong đó có Caltech (Học viện công nghệ
California). Công việc này có nhiều nét giống với công việc tại viện
nghiên cứu Broad: Trước tiên, phân tích các tác động vật lý đòi hỏi
những cỗ máy siêu hạng. Tại Caltech, có hàng loạt siêu máy tính với số
lõi từ 500 cho đến 4000, hầu hết đều dựa trên nền tảng x86. Ngoài ra,
các siêu máy tính này cũng cần có tốc độ kết nối nội bộ cao, hệ thống dự
phòng rủi ro hoàn chỉnh và phân công nhiệm vụ hiệu quả.


Mỗi siêu máy tính thường đảm nhiệm những tác vụ khác nhau. Bộ phận
nghiên cứu địa chất và khoa học Trái Đất sở hữu một trong những cỗ máy
lớn nhất, được sử dụng trong việc mô phỏng cấu tạo địa chất và khí hậu.
Một máy chủ khác mô phỏng diễn biến của các trận động đất theo thời gian
thực, với khả năng phát video trực tuyến lên các phương tiện truyền
thông trong chưa tới 1 giờ từ khi sự kiện xảy ra. Caltech thậm chí còn
phát triển một website cho phép người dùng tạo ra những mẫu thiết kế
công trình, sau đó đưa vào thử nghiệm trong trận động đất mô phỏng.
Ngoài ra, một số siêu máy tính khác được sử dụng để mô phỏng các cấu
trúc động lực học phân tử và khí động học.


Bên cạnh các yếu tố trên, kiểu công việc này mang đến những thách
thức hoàn toàn khác mà các chuyên viên I.T phải vượt qua, đặc biệt là
trong quá trình trợ giúp các nhà khoa học. Giám đốc của CERN (Tổ chức
nghiên cứu nguyên tử Châu Âu), ông Wolfgang Von Rueden cho biết: “Hầu
hết các nhà khoa học tại trung tâm đều thực hiện công việc trên máy
tính xách tay của mình; do đó các kĩ thuật viên I.T phải có hiểu biết
sâu về nhiều nền tảng, nhiều hệ điều hành và những cách tinh chỉnh khác
nhau. Máy tính cá nhân của các nhà nghiên cứu có thể được sử dụng với
những mục đích cá nhân, do đó không tránh khỏi nguy cơ về phần mềm chứa
mã độc và virus.”

Để giải quyết vấn đề này, đội ngũ I.T của CERN phải nâng cấp mạng
nội bộ để bổ sung thêm chức năng theo dõi và cô lập các máy con nếu phát
hiện bất cứ truy cập nào đáng ngờ. Thêm vào đó, họ đã thành lập phòng
nghiên cứu của riêng mình để thử nghiệm những phần mềm, công cụ mới, tìm
ra các cách cấu hình ổn định và duy trì trạng thái đó, với mục tiêu
nâng cao hiệu quả công việc và sự hợp tác giữa I.T với khoa học.

Khi được hỏi về điểm thú vị nhất trong công việc của mình tại CERN, một chuyên viên cho biết: “Bạn
có thể làm mọi thứ - những việc từ nhỏ nhất đến lớn nhất. Bạn có thể
xác định vấn đề, qua đó thiết kế các giải pháp và vận hành chúng. Bạn có
thể thay đổi một phần nhỏ cũng như cả hệ thống. Thêm vào đó, bạn sẽ
được làm việc với những người … thông minh nhất thế giới (Cười).”

I.T và giải mã các kí hiệu cổ

Ba công việc I.T đã được nhắc đến kể từ đầu bài viết đều liên quan
đến việc hỗ trợ quá trình nghiên cứu khoa học, và công việc thứ 4 cũng
không phải là ngoại lệ. Chúng ta cùng đến với Ryan Baumann, một nhà
nghiên cứu tại Đại học Kentucky – ông đang phát triển các đoạn mã giúp
điều chỉnh các đối tượng và hình ảnh trong không gian ba chiều, qua đó
số hóa và xử lý các văn tự cổ.




Để thực hiện công việc của mình, Baumann cùng nhóm nghiên cứu sử
dụng một máy ảnh 40 megapixel để chụp những bức ảnh về tài liệu trên 14
bước sóng khác nhau, bắt đầu từ tia cực tím bước sóng 365 nm cho đến tia
hồng ngoại bước sóng 940 nm. Tiếp theo, nhóm nghiên cứu sẽ chụp thêm
một bức ảnh bằng tia laser để có được thông tin về hình dạng ba chiều cụ
thể của tài liệu, bao gồm cả nếp gấp, nếp nhăn hay độ cong của từng
trang giấy. Thêm vào đó, Baumann cũng viết một phần mềm giúp tái tạo tất
cả các thông tin thu được ở trên vào một hình ảnh đa phổ. Kết quả của
toàn bộ quá trình trên sẽ trở thành tài liệu nghiên cứu cho các học giả
khác.

Một trong những dự án mà Baumann đã tiến hành là việc khôi phục
thành công một bản phúc âm có nguồn gốc từ thế kỉ thứ VIII tại nhà thờ
Lichfield, vương quốc Anh. Đó có thể coi là bản dịch tiếng Anh đầu tiên
của Kinh Thánh, do đó văn tự cổ này có giá trị văn hóa rất lớn. Một dự
án khác liên quan đến một ngôi làng La Mã cổ bị chôn vùi dưới tro bụi
núi lửa. Lần này, nhóm nghiên cứu sử dụng thiết bị quét hình ảnh chứa
trong những hộp kín. Thật không may, những nỗ lực đó không giúp tìm ra
bất kì văn tự cổ nào có thể đọc được; nhưng cả nhóm cũng đã tìm ra cách
gấp giấy và sử dụng vật liệu của con người thời cổ đại.


Chưa thỏa mãn với những thành quả đã đạt được, Baumann khẳng định
sẽ khiến cho các kết quả trở nên dễ hiểu và dễ tiếp cận hơn. Ông tiếp
túc phát triển Papyri.info, địa
chỉ web lưu trữ các tài liệu cổ cùng các thông tin chi tiết về lịch sử
và các bản dịch của nó. Công việc mà Baumann đảm nhận đem tới nhiều
thách thức, nhưng đó cũng chính là thứ thu hút ông: “Phần
thú vị nhất của công việc là tìm ra những vấn đề nghiên cứu liên quan
đến cả hai mặt: Một mặt, chúng tôi sẽ tìm kiếm những thứ mà các học giả
nghiên cứu về văn tự cổ quan tâm đến; mặt khác, bằng phương pháp tiếp
cận kĩ thuật số, chúng tôi sẽ giúp họ tìm ra câu trả lời. Mục tiêu trên
tạo ra những thách thức lớn, nhưng đó cũng là động lực để thúc đẩy khoa
học máy tính tiến lên phía trước.”

Kết luận

Trong thời đại công nghệ thông tin, các thành tựu khoa học kĩ thuật
từ những ngành nghề khác, như đã được đề cập đến trong bài viết, cũng
có sự đóng góp rất lớn của các chuyên viên I.T. Làm việc trong những
điều kiện hết sức đặc biệt, họ là những anh hùng thầm lặng, không thể
thiếu trong mỗi dự án. Trong tương lai, sự giao thoa giữa khoa học máy
tính và các ngành khoa học khác sẽ trở thành tất yếu, và tầm quan trọng
của các chuyên viên I.T chắc chắn sẽ còn được đề cao hơn nữa…

Nguồn: http://genk.vn/c188n20120601053443313/nhung-c244ng-viec-it-doc-d225o-nhat-quotgiai-m227-su-songquot-th225m-hiem-he-mat-troi.chn