Boinc e il calcolo distribuito

BERKELEY OPEN INFRASTRUCTURE FOR NETWORK COMPUTING (BOINC)

….è un’applicazione software di calcolo distribuito creata per gestire progetti di ricerca che richiedono una potenza di calcolo così elevata da essere impossibile raggiungere con un solo supercomputer, ma accessibile attraverso la collaborazione di centinaia di migliaia di computer sparsi in tutto il mondo, coordinati attraverso Internet. Viene sviluppata da un gruppo di lavoro dell’ Università di Berkeley diretto da David Anderson.

Il progetto più famoso da cui cominciò tutto fu il Seti@home, un esperimento scientifico che usa computer connessi ad internet per la ricerca di intelligenza extraterrestre (SETI) analizzando dati provenienti da radio telescopi.

Come dicevo, il progetto si basa sull’analisi di segnali captati dai radiotelescopi. Si cercano forme di segnale a larghezza di banda molto stretta. E’ noto che questo tipo di segnali non sono presenti in natura. La loro scoperta sarebbe una prova evidente della presenza di una tecnologia extraterrestre.
I segnali dei radiotelescopi sono composti prevalentemente da rumore e da segnali prodotti dall’uomo come le stazioni TV, radio, satelliti artificiali. Nel corso degli anni sono stati analizzati alcuni segnali importanti, detti “Candidate”. I segnali rianalizzati comunque non hanno dato ancora nessun esito positivo, ma ciò non vuol dire che in un prossimo futuro non ce ne siano.

In passato il progetto SETI utilizzava un supercomputer nei pressi del radiotelescopio per analizzare i dati. Nel 1995, David Gedye ha proposto di dar vita al radio SETI usando un supercomputer virtuale composto da un gran numero di computer connessi a Internet, Da questa idea è nato il SETI@home project.

SETI@home è stato avviato originalmente nel maggio 1999.
Nel settembre 2004 una notizia è stata diffusa in tutto il mondo: Intercettata dal radio telescopio di Arecibo un’onda radio anomala. Secondo i ricercatori non si tratta di una sorgente di emissione naturale. L’impulso e’ stato nominato SHGB02+14A e viaggia sulla frequenza di 1420 MhZ. Questo segnale, come tanti altri è stato inserito nella lista del progetto Seti come segnale Candidate.

Nota curiosa: Chi di voi non ricorda il Film CONTACT con Jodie Foster?

Uno screenshot del vecchio Seti Classic mentre elabora un segnale

Seti Classic elabora un segnale

Uno screenshot del nuovo Seti@home mentre elabora un segnale

Seti@Home mentre elabora un segnale con software Boinc

Ma Boinc non è solo Seti@home, ma un insieme di algoritmi (progetti) che negli ultimi hanno sono nati a favore della ricerca, quali astronomia, chimica, fisica, lo studio del clima, delle proteine, la matematica, la biologia e la medicina e tanto altro ancora.

Che cos’è il calcolo distribuito e perché tutti noi dovremmo interessarcene?

La risposta è molto semplice e al tempo stesso di grande importanza. Vediamo insieme di cosa si tratta.
I mezzi informatici, che sono uno strumento fenomenale in quanto hanno permesso di accelerare considerevolmente il progresso dell’umanità, sono sempre più fondamentali in qualsivoglia ambito di ricerca scientifica, dalla medicina alla fisica, dalla meteorologia allo studio del cosmo.
Sebbene la potenza dei calcolatori vada aumentando di anno in anno, la necessità di capacità di calcolo risulta spesso maggiore di ciò che le possibilità economiche degli enti di ricerca offrono. Come fare per ovviare a questo problema?
Una soluzione c’è, e qui entra in gioco il “calcolo distribuito”. Dislocati su tutto il pianeta ci sono oltre un miliardo di personal computer – 25 milioni in Italia – che generalmente vengono sfruttati solamente per una minima percentuale delle proprie capacità.
Da qui la geniale idea alla base del “calcolo distribuito”: unire le forze di tanti computer per realizzare potenze di calcolo enormi, sfruttando appunto le risorse inutilizzate dei nostri computer.
Per usare al meglio tutta questa potenza, i ricercatori del progetto Seti dell’Università di Berkeley hanno sviluppato il software BOINC (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing), una nuova e potente piattaforma per il calcolo distribuito che sfrutta le risorse dei PC offerte volontariamente.
BOINC.Italy è nato quando alcuni utenti italiani hanno scelto di appoggiare vari progetti che utilizzano questa piattaforma creando un proprio gruppo di calcolo e invitando chiunque voglia a farne parte. Vediamo in dettaglio di cosa si tratta.

Come funziona?

Il processo con cui funzionano i progetti di calcolo distribuito è semplice e non c’è bisogno di alcuna conoscenza tecnica per contribuirvi. La prima volta che si avvia BOINC viene chiesto a quale progetto vogliamo aderire. Se ne può scegliere uno o anche più di uno. Da questo punto in poi tutto avviene in modo automatico. Ogni progetto scaricherà sul PC il proprio CLIENT, cioè il programma che si occuperà di elaborare i dati. Il programma BOINC si connetterà ad Internet, scaricherà dei pacchetti di dati (chiamati Work Units o anche tasks, abbreviato WUs), li farà elaborare al nostro PC tramite il client del progetto e, completata la Work Unit, provvederà a riportare i risultati ed a acquisire nuove WUs. Durante l’elaborazione non è necessario restare connessi ad Internet.
È possibile elaborare questi dati sul proprio PC quando si vuole, in generale in ogni attimo durante il quale il PC, e in particolare il processore, non viene utilizzato in nessuna operazione o compito gravoso. Si può utilizzare la potenza di calcolo del proprio computer per elaborare mentre si naviga, si scrive una relazione, si legge la posta e persino mentre si guarda un film.
È possibile spegnere il proprio computer in qualsiasi momento, l’elaborazione dei dati si interrompe e riprende automaticamente dal punto in cui si era fermata non appena il PC viene riacceso.
L’elaborazione avviene a priorità bassa, il che significa che non si noterà nessun rallentamento del PC in quanto, quando gli altri programmi richiedono l’uso del processore, BOINC “si fa da parte” e concede la precedenza.
Durante l’elaborazione il processore lavora al pieno delle sue capacità. Questo non deve spaventarvi: i computer sono fatti apposta per lavorare e non si danneggiano se le temperature restano nella norma. Nessun pericolo quindi a meno che non abbiate modificato qualcosa in modo improprio o non abbiate piazzato il PC di fianco al termosifone! Anzi, per dirla tutta, sono molto più pericolosi gli sbalzi di tensione che ricevono quando vengono accesi o spenti.

Alcune considerazioni

Chi aderisce a un progetto di ricerca non lo fa per ricevere premi o denaro ma per poter dire di aver dato una mano. Tanti più pacchetti di dati elaboreremo, tanto più saremo utili alla ricerca.
Tuttavia è importante sottolineare che aderendo a un progetto di “calcolo distribuito” non prenderemo nessun impegno vincolante: non ci sono risultati minimi da raggiungere. Chiunque potrà contribuire in maniera spontanea alla ricerca scientifica, lo farà per il tempo che vorrà e con quanti computer vorrà. Alla fine ci sembrerà come una sciocchezza da quant’è facile ma il nostro contributo avrà un valore ben più importante, lo avremo fatto per noi stessi quanto per gli altri. Il “calcolo distribuito” va interpretato come una nuova forma di beneficenza o di volontariato, e una volta iniziato sarà difficile non appassionarsi ad esso.
(fonte: http://www.boincitaly.org)

Si proprio così, mi trovo pienamente d’ accordo con le considerazioni fatte dal portale BoincItaly.org, ma volgio dire qualcosa in più.

Quanti di noi hanno mai fatto una donazione a favore di qualche ente benefico? Tanti, penso quasi tutti quelli che leggeranno questo articolo, ma vi pongo una domanda, siamo sicuri che quello che facciamo sia veramente giusto? Detto così sembra una cattiveria, quello che voglio dire è che solo una minima parte che doniamo va effettivamente alla ricerca, diciamo un 10-20% ? Si avete letto, la media è del 10-20%, bene, anzi male, normalmente se doniamo 10 Euro, solo 1 o 2 Euro vengono utilizzati per la ricerca. L’altro 80% se ne va tra pubblicità, per la gestione del personale, per la stampa dei foglietti illustrativi e bollettini postali, e per tutto l’ indotto che c’è dietro.

Allora mi chiedo una cosa, non è meglio spendere 50 Euro l’anno in più di energia elettrica per l’elaborazione sulla piattaforma BOINC dei vari progetti (che l’utente può scegliere)? Non può questa essere considerata una donazione? Secondo me si, in quanto i miei 50 Euro spesi in più aiutano VERAMENTE gli scienziati nell’elaborazione di dati che altrimenti non potrebbero fare.

Sulla piattaforma BOINC ci sono progetti molto nobili, quali Rosetta@home un progetto di Calcolo distribuito per predire le strutture delle proteine. Lo scopo del progetto infatti si occupa di prevedere la struttura tridimensionale delle proteine e le interazioni tra di esse. Lo studio di queste caratteristiche potrebbe portare alla scoperta di cure per alcune delle più diffuse malattie. Le proteine infatti sono i mattoni alla base di tutte le funzioni cellulari ed ognuna ha una funzione diversa data dalla sua struttura che, a sua volta, è data dagli amminoacidi che la compongono.
Quindi, conoscere la struttura equivale a conoscere le funzioni. Aumentando la conoscenza in questo campo, i ricercatori saranno in futuro in grado di dire quali proteine potrebbero essere utili per la cura di varie malattie (come AIDS; Cancro, Malaria o Morbo d’Alzheimer) e persino di modellarne di nuove quando necessario.

Uno screenshot di rosetta mentre “predice” la struttura di una proteina

Boinc con Rosetta@home mentre predice la struttura della proteina

Uno screenshot di una TOP PREDICTION trovata grazie a Rosetta@Home

Una delle TOP PREDICTION trovate grazie a Rosetta@Home

Mi piace dire che BOINC è davvero uno strumento geniale e da giorno dopo giorno un concreto aiuto alla ricerca.

Elenco di seguito alcuni progetti con i relativi link:

Astronomia, fisica e chimica

Biologia e Medicina

Clima

Matematica

Ricordo che questi SONO SOLO ALCUNI dei progetti più popolari ma ognuno di noi se vuole può scaricarsi il BOINC e scegliere a quale progetto partecipare ed aiutare così la ricerca contro le malattie e non solo.

Per chi vuolesse partecipare cliccate sul logo del Boinc e scaricare il software e se volete entrate nel Team di BoincItaly di cui faccio parte anche io. Non esitate a lasciare un commento se non sapete come iniziare.

La Ricerca ha bisogno anche di VOI!

Software di calcolo distribuito

6 Responses to Boinc e il calcolo distribuito

  1. Dario scrive:

    Quoto tutto, in particolare la parte dove si parla dell’efficienza della spesa. Se c’è una cosa che mi ha sempre trattenuto dal fare beneficienza è il fatto che quasi tutto quello che darei andrebbe “sprecato”… BAH!

  2. CodiceAscii scrive:

    Ciao Dario, in effetti è proprio così, purtroppo la percentuale UTILE di una donazione è talmente bassa che potremmo definirla scandalosa……

  3. Ducati 749 scrive:

    50 euro all’anno mi sembra un po’ tanto.. io credo che se un computer è acceso, acceso rimane. d’accordo che facendo faticare il procio la corrente necessaria aumenta, però un pc non rimane mai veramente in idle. questo significa che (secondo il mio punto di vista) la corrente usata da boinc è veramente una frazione ridicola della spesa complessiva..

    e comunque 50e all’anno fa un po’ impressione
    potresti scrivere 5 euro al mese! LOL

  4. CodiceAscii scrive:

    Ciao Ducati 749, beh in effetti potrei aver esagerato, credo 25-30 euro sia il consumo reale. Ho considerato un pc acceso 24/24 come termine di paragone il consumo di un Dual/Quad core anche se in realtà la percentuale di questi nuovi processori non è ancora elevatissima.

  5. Ducati 749 scrive:

    comunque è un bell’articolo
    spero tu non abbia preso male la ‘critica’ che ho fatto sul forum😉

  6. CodiceAscii scrive:

    Assolutamente no!😉 Non ho replicato nel forum ancora per mancanza di tempo, ma concordo pienamente o diciamo al 95% di ciò che hai scritto.
    Replicherò sul forum.😉
    Ciao Ducati

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