BOINC

A BOINC ( Berkeley Open Infrastructure for Network Computing ) a Berkeley Egyetem nyílt szoftverplatformja a grid számításokhoz – egy nem kereskedelmi köztes szoftver az elosztott számítástechnika  megszervezéséhez .  Az önkéntes számítástechnika megszervezésére szolgál .

Leírás

A BOINC egy szoftvercsomag az elosztott számítástechnika gyors szervezésére. Szerver és kliens részekből áll. Kezdetben a legnagyobb önkéntes számítástechnikai projekthez  , a SETI@home -hoz fejlesztették ki, de később a Kaliforniai Egyetem Berkeley -i fejlesztői harmadik fél projektjei számára is elérhetővé tették a platformot. Ma a BOINC egy univerzális platform a matematika, a molekuláris biológia, az orvostudomány, az asztrofizika és a klimatológia területén. A BOINC lehetővé teszi a kutatóknak, hogy kihasználják a világ minden tájáról származó személyi számítógépek hatalmas számítási teljesítményét.

A BOINC-t egy David Pope Anderson által vezetett csapat fejlesztette ki, aki egyben a SETI@home vezetője is , az UC Berkeley Space Sciences Laboratory -ban . 2017. március 27- én a BOINC több mint 830 000 aktív számítógépből (hosztból) álló elosztott hálózat, a teljes hálózat átlagos teljesítménye több mint 20 petaflop [4] . Összehasonlításképpen: 2017 márciusában a legerősebb szuperszámítógép, a Sunway TaihuLight csúcsteljesítménye 93 petaflop. A BOINC projekt csúcsteljesítménye 320 petaflop, ami több mint háromszorosa a Föld legerősebb szuperszámítógépének csúcsteljesítményének. 2002- ben és 2005-ben az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Alapítványa háromszor BOINC díjjal tüntette ki a fejlesztőket: SCI/0221529 [5] , SCI/0438443 [6] és SCI/0721124 [7] .

A platform számos operációs rendszeren fut, beleértve a GNU/Linux Microsoft Windows és Unix-szerű változatait , CentOS /RHEL , FreeBSD , NetBSD , OpenBSD , Solaris , macOS , Android és Raspberry Pi OS rendszereket . A BOINC a GNU Lesser General Public License alatt ingyenes és nyílt forráskódú szoftverként kerül terjesztésre .

BOINC backend

A szerver rész egy HTTP szerverből, egy projektwebhellyel, egy MySQL adatbázisból és egy démonkészletből (feladatgenerátor, ütemező, érvényesítő, eredményasszimilátor) áll. Szerver - csak Linux, lehetőleg Debian .

A HTTP szerver PHP szkriptek halmaza, és a projektszervezők számára szükséges az általános projektmenedzsmenthez: résztvevők regisztrációja, feldolgozási feladatok elosztása, eredmények megszerzése, projekt adatbázisok kezelése.

Az adatbázis tárolja a felhasználókat, jelszavakat, munkarekordokat, eredményeket, információkat a gazdagépekről, projektprogramokról stb.

A démonok C++ programok halmaza.

BOINC kliens

A felhasználók számára a BOINC fogalmát gyakrabban használják a BOINC kliens fogalmával összefüggésben  – egy univerzális kliens a különféle (BOINC-kompatibilis) elosztott számítási projektekkel való munkavégzéshez.

A BOINC kliens lehetővé teszi, hogy egy közös vezérlőprogram (boinc vagy boinc.exe) használatával több projektben is részt vegyen egyidejűleg.

A BOINC klienskezelési folyamat megjelenítéséhez használhatja az alapértelmezett hivatalos kezelőprogramot (boincmgr vagy boincmgr.exe), vagy használhat egy „nem hivatalos” programot a BOINC kliens figyelésére és kezelésére.

Meg kell jegyezni, hogy maga a BOINC kliens tudományos értelemben nem rendelkezik felhasználói felülettel, hanem egy olyan szolgáltatás, amely a rendszer indításakor indul és a TCP / IP protokollon keresztül vezérelhető. Ez azonban nem számít a végfelhasználónak, hiszen a program disztribúciós készletét egy menedzserprogram egészíti ki, amely alapértelmezés szerint azonnal telepítve van a BOINC kliens egészével együtt, és teljesen átlátható a felhasználó számára. Ebben az esetben a "localhost" cím a programkezelő által kezelt BOINC kliens címeként van megadva. Így egyrészt semmi sem akadályozza meg a felhasználót abban, hogy alternatív menedzser programot használjon a BOINC kliens kezeléséhez, másrészt lehetővé teszi több különböző számítógépen elhelyezkedő BOINC kliens kezelését egy kezelőprogramból. Ezenkívül a BOINC kliens kezelésének ez a szervezése magában foglalja a BOINC kliens „láthatatlan” módban való használatát, amikor csak a szolgáltatás indul el, felhasználói felület nélkül.

Beállítások

Az ügyfél korábbi verziói nem rendelkeznek helyi alkalmazásbeállításokkal. Szinte a teljes konfigurációt (például munkaidő, csatlakozási idő, maximális terhelés stb.) a résztvevő egy adott projekt helyén adja meg (minden projekthez külön), és a shell (kliens) önállóan tölti be a konfigurációt. szükség szerint feladatokkal. A legújabb verziókban azonban ez magának az ügyfélnek a felületén keresztül konfigurálható.

Projektek szervezése

A BOINC platformon bárki létrehozhat projektet – a teljes BOINC platformot eredetileg az LGPL alatt fejlesztették ki , így bárki elolvashatja a forráskódot.

Ezt elsősorban a különböző egyetemek és kutatóközpontok végzik olyan problémák megoldására, amelyek nagy számítási erőforrásokat igényelnek, de nem rendelkeznek a szuperszámítógépek beszerzéséhez szükséges anyagi forrásokkal, vagy a probléma megoldásához nem elegendő a modern szuperszámítógépek teljesítménye.

10 legnépszerűbb projekt [8]

• Einstein@Home - Albert Einstein gravitációs hullám -hipotézisének  tesztelése és rádió- és gamma-pulzárok keresése.
• World Community Grid  – segítség az emberi betegségek, például a rák , HIV/AIDS, fehérjeszerkezeti számítások és egyéb projektek kezelésére szolgáló gyógyszerek keresésében. Szervező - IBM .
• A WUProp@home  egy erőforrás-mentes projekt az összes többi projektre vonatkozó különféle statisztikák gyűjtésére. Hasznos abban, hogy az összegyűjtött adatok alapján lehetővé teszi egy olyan projekt kiválasztását, amely a leghatékonyabban használja fel a különféle számítástechnikai eszközök erőforrásait.
• Rosetta@home - fehérjék 3 -  dimenziós szerkezetének kiszámítása aminosav- szekvenciáik alapján.
• MilkyWay@home  – a csillagfolyamok nagy pontosságú 3D dinamikus modelljének létrehozása galaxisunkban – a Tejútrendszerben .
• univerzum@home
• yoyo@home
• PrimeGrid  – Különféle nagy primerek keresése .
• A Collatz-sejtés [9]  egy olyan projekt, amely a matematika egyik megoldatlan problémájával, a Collatz-problémával foglalkozik . Lényege, hogy ha bármilyen számot veszünk, ha páros, akkor osszuk el 2-vel, ellenkező esetben szorozzuk meg 3-mal és adjunk hozzá 1-et (ezért hívják "3x + 1" feladatnak is ), és ismételje meg ezeket a lépéseket többször , akkor a végén óhatatlanul kapunk egy egységet.
• Kozmológia@home

Egyéb projektek

• A CAS@Home ( Kínai Tudományos Akadémia) [10]  egy olyan projekt, amely a kínai tudósokat támogatja az önkéntes metaszámítási technológiák fejlesztésében . A projekt az Institute of High Energy Physics (IHEP ) Számítástechnikai Központja és a Kínai Tudományos Akadémia ( CAS ) támogatásával indult . A projekt hivatalosan 2010 januárjában kezdődött el . Jelenleg a projekt két alkalmazást tartalmaz: Short-Cut Threading – egy fehérje térszerkezetének előrejelzése ; elemi részecskék ütközésének szimulációja a BEPC gyorsítónál ( Beijing Electron Positron Collider ), az alkalmazás jelenleg fejlesztés alatt áll .   
• Climate Prediction – a Föld éghajlatának  tanulmányozása és előrejelzése .
• eOn  - a molekulák "lassú" mozgásának szimulációja a kémia és a fizika számára.
• A FreeHAL@home [11]  egy német projekt, amelynek célja olyan mesterséges intelligencia létrehozása, amely képes megfelelni a Turing-teszten . A FreeHAL@home a nyílt nyelvi tudásbázisok [12] szemantikus hálózatokká való átalakításának technológiáján alapul, és megtanítja a FreeHAL rendszert , hogy kommunikáljon egy személlyel anélkül, hogy a programozó előzetesen válaszokat készítene .
• A GPUGrid [13] a Pompeu Fabra Egyetem  által szervezett projekt . A projekt a molekuláris biológia teljes atomos szimulációival foglalkozik a PlayStation 3 -ban használt Cell processzorok és az Nvidia CUDA - kompatibilis GPU -i segítségével .
• A Leiden Classical  egy projekt a fizika területén.
• LHC@home - a Large Hadron Collidertől  kapott adatok feldolgozása és számítások
• Malária - ellenőrzési projekt  – Malária elleni védekezés Afrikában ( AFRICA @home  (a link nem elérhető) ).
• Az MLC@Home egy komplex gépi tanulási modellek megértésére és értelmezésére irányuló projekt, a neurális hálózatokra összpontosítva.
• Radioactive@Home - A környezet radioaktív hátterének kimutatása
• RNA World [14] . A 2010 januárjában indult projekt célja az összes élő szervezet RNS-ének rendszerezése.
• SIMAP @home –  Fehérjeadatbázis létrehozása a számítástechnikai biológiához .
• A SLinCA@Home  egy elosztott számítástechnikai projekt a fizika és az anyagtudomány területén, amely az Ukrán Tudományos Akadémia támogatásával indult.
• A Spinhenge@home  egy nanotechnológiai projekt a molekuláris mágnesesség tanulmányozására.
• sudoku@vtaiwan [15] - Sudoku  kirakós játék kutatási projekt . Olyan Sudokut keres 16 támponttal, amelynek egyedi megoldása van.
• QMC@Home  - számítások Monte Carlo módszerével a kvantumkémiában .
• Quake-Catcher Network – Szeizmikus hullámok terjedésének észlelése

Befejezett projektek

• Az ABC@home  egy projekt a matematika területén.
• Az AQUA@home  a kanadai D-Wave Systems Inc. elosztott számítástechnikai projektje. A projekt célja egy szupravezető adiabatikus kvantumszámítógép teljesítményének előrejelzése számos probléma megoldásában, az anyagtudománytól a gépi tanulásig . A kvantumszámítási algoritmusok fejlesztése és elemzése a kvantum Monte Carlo módszerrel történik .
• A Magnetism@home [16]  egy projekt hengeres nanoelemek mágneses konfigurációinak kiszámítására . Az első ukrán projekt a BOINC platformon, Linux és Windows operációs rendszerek támogatásával. 2008 júniusában készítette Konstantin Metlov fizikus, a Donyecki Fizikai és Technológiai Intézet munkatársa . A projekt különféle formájú mágneses nanoelemek statikai, dinamikai és termodinamikai problémáit oldja meg.
• Predictor@home – Fehérje  3D szerkezetének modellezése aminosavszekvenciákból . A projekt célja új fehérjeszerkezet-előrejelzési algoritmusok és módszerek tesztelése és értékelése, valamint ezeknek a módszereknek valós biológiai célpontokon való alkalmazása. A Predictor@home kiegészíti a Folding@home -ot , amely a fehérjék hajtogatását vizsgálja , míg a Predictor@home megjósolja, mi lesz a végső harmadlagos szerkezetük. Ezenkívül a Predictor@home közvetlenül versenyez egy másik projekttel a BOINC platformon - Rosetta@home . Mindkét projekt a fehérjék végső harmadlagos szerkezetének előrejelzésére szolgáló különféle módszerek sebességét és pontosságát teszteli.
• SETI@home – 2020. március 31-én a SETI@home feldolgozta az utolsó adatblokkot, és leállította az új feladatok küldését a felhasználóknak [17] .

Fejlesztés és tesztelés alatt álló projektek

Ezek a projektek fejlesztés és szoftverhibakeresés (alfa és béta) alatt állnak. Ezekben a projektekben való részvétel csak tesztelés céljából ajánlott. Ebben a szakaszban senki sem garantálja a szoftver hibáinak hiányát, valamint a kapott eredmények jelentésének meglétét.

Tervezett projektek

• PlanetQuest [18]  – a projekt célja új bolygók keresése és csillagbesorolás a Földön található obszervatóriumok képei alapján . Jelenleg fejlesztés alatt. A bolygók keresésére a PlanetQuest kifejlesztette a Transit Detection Algorithm ( TDA) nevű fotometriai módszert, amely a földi optikai teleszkópokból származó információk alapján automatikusan észleli az új bolygókat . A tranzitészlelési módszert a NASA Kepler- teleszkóp küldetésében való használatra fejlesztették ki . A Kepleri adatok egy részét a PlanetQuest projekt fogja feldolgozni. 

Projektek módosított BOINC klienssel

• Cell Computing - számos különböző irányú alprojekt, a fő irány az orvostudomány (például az emberi DNS tanulmányozása). Japánra összpontosít (minden csak japánul van). Támogatja az NTT DoCoMo . A hivatalos oldal archív másolata.

Hálózati hatékonyság

A BOINC hálózat hatékonysága a speciális szuperszámítógépekhez képest észrevehetően alacsonyabb. Így például a "Sunway Tauhu Light" körülbelül 11 millió magot tartalmaz. Áramfelvétele körülbelül 28 MW. A BOINC hálózatban körülbelül 835 ezer aktív gazdagép található. Egy modern számítógép átlagos fogyasztása körülbelül 100 W (monitor nélkül) és 2,5 mag jelenléte, 10%-os terhelési tényező, a teljes energiafogyasztás körülbelül 10 MW, 2 millió 130 ezer mag, ami lehetővé teszi számunkra, hogy beszélni a BOINC hálózat megfelelő hatékonyságáról. Hátrányaként megjegyezhető, hogy nincs garantált számítási teljesítmény.

Bányászat

2013 óta a Gridcoin kriptovalutát a BOINC projektekben jutalomvalutaként tartják számon. A Gridcoin egy módosított tét-igazolási rendszert használ, hogy jutalmazza azokat, akik számításokat végeznek a BOINC projekteken.

A World Community Grid -et Obyte-ban is díjazzák [19] .

Lásd még

• Rács
• Elosztott számítástechnika
• Önkéntes számítások

Jegyzetek

1. ↑ https://boinc.berkeley.edu/download_all.php – 2022.
2. ↑ https://boinc.berkeley.edu/download_all.php
3. ↑ https://boinc.berkeley.edu/trac/browser/boinc-v2/COPYING.LESSER
4. ↑ BOINCstats | BOINC kombinált — Kredit áttekintése Archiválva : 2013. január 22. a Wayback Machine -nél  — Kombinált statisztikák
5. ↑ « A Nemzeti Tudományos Alapítvány | Kutatás és infrastruktúra-fejlesztés a közerőforrás-tudományos számítástechnikához
6. ↑ » A Nemzeti Tudományos Alapítvány | SCI: NMI Development for Public-Resource Computing and Storage Archiválva : 2004. november 10. a Wayback Machine -nél
7. ↑ " A Nemzeti Tudományos Alapítvány | SDCI NMI fejlesztés: Köztes szoftver önkéntes számítástechnikához Archiválva 2009. május 12. a Wayback Machine -nél
8. ↑ A BOINC projekt népszerűsége . Letöltve: 2016. augusztus 5. Az eredetiből archiválva : 2016. augusztus 26.. (határozatlan)
9. ↑ A Collatz Conjecture projekt hivatalos honlapja . Hozzáférés időpontja: 2011. december 24. Az eredetiből archiválva : 2017. december 4. (határozatlan)
10. ↑ A CAS@Home projekt hivatalos honlapja (elérhetetlen link) . Letöltve: 2010. november 20. Az eredetiből archiválva : 2016. február 11.. (határozatlan) 
11. ↑ A FreeHAL@home projekt hivatalos oldala (elérhetetlen link) . Letöltve: 2010. november 20. Az eredetiből archiválva : 2009. július 9.. (határozatlan) 
12. ↑ A projekt első szakaszában a felhasználók a Wikipédia német részéből töltöttek le anyagokat
13. ↑ A GPUGrid projekt hivatalos weboldala . Letöltve: 2022. május 4. Az eredetiből archiválva : 2022. április 12. (határozatlan)
14. ↑ Az RNA World projekt hivatalos honlapja . Letöltve: 2010. november 18. Az eredetiből archiválva : 2010. november 17.. (határozatlan)
15. ↑ A projekt hivatalos oldala sudoku@vtaiwan Archivált : 2013. augusztus 19.
16. ↑ Magnetism@home projekt hivatalos weboldala Archivált 2012. január 19.
17. ↑ SETI News. Március 31-én a SETI@home önkéntes számítástechnikai része leállítja a munkaelosztást, és hibernált állapotba kerül. . setiathome.berkeley.edu. Letöltve: 2020. április 16. Az eredetiből archiválva : 2020. március 8. (határozatlan)
18. ↑ PlanetQuest: nonprofit szervezet, amely a bolygófelderítés és az állampolgári tudomány legmodernebb kutatásával foglalkozik . Hozzáférés dátuma: 2010. november 16. Az eredetiből archiválva : 2006. október 4. (határozatlan)
19. ↑ World Community Grid |  Obyte – közvetítők nélküli főkönyv . obyte.org . Letöltve: 2021. április 24. Az eredetiből archiválva : 2021. április 24.

Linkek

• boinc.berkeley.edu - hivatalos BOINC webhely  (orosz)
• BOINC  wiki
• BOINC.RU  - Az elosztott számítástechnika világában (orosz oldal).
• A NativeBOINC  (angol)  a kliens nem hivatalos verziója az Android platformon.
• Szergej Popov. Az egész világ szuperszámítógépként // Trinity option - Science . 16. szám (110), 2012. augusztus 14. 7.  o. (orosz) HTML verzió
• Andrej Vaszilkov. Elosztott számítástechnika: hogyan gyűjtsünk gigaflopokat a világból a tudomány fejlődése érdekében , 2012. december 06.  (rus.)

Tematikus oldalak	GitHub nyitott hub
Bibliográfiai katalógusokban	GND : 1025312678