Computación distribuida: una breve introducción a los proyectos BOINC

Aquí, muchos han escuchado sobre el programa informático distribuido BOINC , tal vez muchos incluso participan en él. Este artículo está dirigido principalmente a aquellos que no han escuchado sobre este proyecto, pero pueden estar interesados ​​en él. Aquí daré breves descripciones de los proyectos más populares.

BOINC es un paquete de software para organizar rápidamente la informática distribuida. Consiste en partes de servidor y cliente. Originalmente se desarrolló para el proyecto de computación voluntaria más grande: SETI @ home, pero luego los desarrolladores de la Universidad de California en Berkeley pusieron la plataforma a disposición de proyectos de terceros. Hoy, BOINC es una plataforma universal para proyectos en el campo de las matemáticas, la biología molecular, la medicina, la astrofísica y la climatología. BOINC ofrece a los investigadores la oportunidad de aprovechar la enorme potencia informática de las computadoras personales de todo el mundo ¹ .

La conclusión es que este programa permite que varias investigaciones, instituciones educativas o simplemente entusiastas de la ciencia encuentren ayuda de personas que estén dispuestas a compartir el tiempo del procesador con ellos. Una tarea que requiere un poder de procesamiento significativo se divide en partes más simples y se envía a varias personas si la solución es correcta por su parte: el servidor del proyecto acumula un cierto número de puntos para el participante.
Muchos participantes se organizan en equipos y organizan concursos entre ellos en varios proyectos.

Este proceso se puede describir brevemente de la siguiente manera:



en este momento, la red BOINC tiene alrededor de 300 mil participantes activos, lo que en total da más de 9 millones de computadoras y un rendimiento de más de 8 petaflops (en el momento de la redacción).

Lista de proyectos
Aquí puede ver estadísticas de todos los proyectos activos.

SETI @ home

SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) es un campo de la ciencia cuyo objetivo es encontrar vida extraterrestre inteligente. Un método conocido como "radio SETI" es utilizar radiotelescopios para recibir señales de banda estrecha desde el espacio. Las señales que no son características de los fenómenos naturales servirán como evidencia del uso de tecnologías extraterrestres.

Anteriormente, los proyectos TAC utilizaban supercomputadoras especiales ubicadas en el telescopio para analizar la información entrante. En 1995, David Gedi sugirió usar una gran cantidad de computadoras hogareñas conectadas a Internet como una supercomputadora virtual para analizar señales de radio. Para estudiar esta idea, organizó el proyecto SETI @ home. El proyecto SETI @ home se lanzó en mayo de 1999.

Rosetta @ home

El proyecto Rosetta @ home tiene como objetivo calcular la estructura tridimensional de las proteínas. Investigaciones como esta pueden conducir a medicamentos para enfermedades como el VIH, la malaria, el cáncer y el Alzheimer.

Puede encontrar más información sobre los objetivos y métodos de este proyecto aquí .

WorldCommunityGrid

Este proyecto fue lanzado por IBM para calcular en varios campos de la ciencia: decodificar el genoma humano, desarrollar una cura para el virus Ébola, mapear marcadores químicos de varios tipos de cáncer, así como investigar en el campo de las energías renovables.

Lista de proyectos completados

Einstein @ home

Einstein @ Home tiene como objetivo determinar la ubicación de los púlsares utilizando los datos del Observatorio de Ondas Gravitacionales Interferométricas Láser ( LIGO ), el radiotelescopio de Arecibo , el telescopio gamma espacial Fermi ( GLAST ).

La señal que demostró la existencia de ondas gravitacionales fue demasiado corta para que el proyecto la procesara, pero ahora se están preparando datos para una nueva búsqueda de ondas gravitacionales continuas en el cielo.

Predicción del clima

El proyecto calcula varias simulaciones de modelos climáticos, lo que nos permite predecir cómo cambiará el clima en la Tierra en el futuro.

Control de la malaria

El proyecto utiliza recursos informáticos para el modelado estocástico de la epidemiología y la historia natural de la malaria causada por Plasmodium falciparum .

MilkyWay @ Home

El proyecto tiene como objetivo crear modelos tridimensionales de alta precisión de Sagittarius Flow , que proporcionan información sobre cómo se formó la Vía Láctea y cómo se forman los brazos de marea durante una colisión de galaxias.

LHC @ Home

El subproyecto SixTrack, diseñado para ayudar a los científicos a mejorar el rendimiento del LHC, calcula las diversas trayectorias de 60 partículas, en las que el rayo mantendrá la estabilidad en el acelerador. El número de ciclos es de 100,000 a un millón de ciclos, lo que corresponde a menos de 10 segundos de tiempo real. Esto es suficiente para verificar si el haz mantendrá la trayectoria durante mucho más tiempo o si existe el riesgo de pérdida de la estabilidad del haz, lo que puede conducir a problemas serios en la realidad, por ejemplo, detener el acelerador o la falla de algunos detectores.

Primegrid

El proyecto tiene como objetivo buscar primos de un tipo especial. Puede encontrar una lista completa de subproyectos en el sitio web oficial.

Asteroides @ home

El objetivo del proyecto es aumentar la cantidad de información sobre las características físicas de los asteroides. El programa procesa los datos de observaciones fotométricas con diferentes instrumentos en diferentes momentos. Esta información se convierte mediante la inversión de la curva de luz , que le permite crear un modelo 3D de la forma del asteroide, junto con la determinación del período y la dirección de rotación alrededor de su eje.

Dado que los datos de las observaciones fotométricas generalmente se extienden en el tiempo, el período de rotación no es "visible" directamente. Se debe verificar una gran cantidad de parámetros para determinar la solución óptima. En tales casos, invertir la curva de luz lleva demasiado tiempo y la informática distribuida es la única forma de lidiar efectivamente con la fotometría de cientos y miles de asteroides. Además, para detectar errores en el método y reconstruir los parámetros físicos verdaderos de los asteroides, es necesario procesar una gran cantidad de datos en objetos "sintéticos".

Estudiar la forma y otros parámetros de los asteroides le permitirá aprender más sobre su tamaño real, si representan una amenaza real, y en el futuro ayudará a determinar los objetivos adecuados para las misiones de investigación.



Base de modelos 3D de asteroides.

Cosmología @ Home

El objetivo del proyecto es buscar un modelo que describa mejor nuestro Universo y encontrar qué grupo de modelos confirma los datos actuales obtenidos por estudios cosmológicos teóricos y observaciones físicas prácticas.

Yoyo @ home

El proyecto consta de cinco subproyectos, cada uno de los cuales es un proyecto para encontrar soluciones a varios problemas teóricos: desde encontrar números impares impares hasta un proyecto para simular el trabajo del colisionador de muones .

POEMA @ Inicio

El proyecto tiene como objetivo modelar el plegamiento de proteínas , que en el futuro ayudará a determinar con mayor precisión la función de las proteínas por su estructura. Tal conocimiento puede ayudar en la investigación médica.

theSkyNet POGS

Este es un proyecto de investigación astronómica para procesar datos de varios telescopios del mundo en diferentes rangos del espectro electromagnético. El proyecto combina GALEX , Pan-STARRS1 y WISE para crear un atlas multifrecuencia (espectro ultravioleta-óptico-infrarrojo) del área circundante del Universo. El proyecto determina los parámetros físicos (masa estelar de galaxias, absorción de polvo, masa del componente de polvo, velocidad de formación de estrellas) para cada píxel, utilizando la técnica de búsqueda óptima para la distribución de energía espectral .

GPUGRID

Las simulaciones moleculares realizadas por el proyecto son algunas de las más frecuentes durante el trabajo de los científicos, pero también son una de las más intensivas en recursos, por lo que generalmente se usa una supercomputadora para calcularlas. Al igual que otros proyectos biológicos de BOINC, GPUGRID utiliza recursos informáticos para simular proteínas para comprender mejor su estructura y desarrollar medicamentos para diversas enfermedades.

Enlaces utiles:

Versiones de BOINC para diferentes sistemas operativos
GitHub
BOINC Wiki
Sitio en ruso

Source: https://habr.com/ru/post/es390749/