Википедия

BOINC

BOINC (англ. Berkeley Open Infrastructure for Network Computing) — открытая программная платформа университета Беркли для грид-вычислений — некоммерческое межплатформенное ПО для организации распределённых вычислений. Используется для организации добровольных вычислений.

BOINC
Логотип программы BOINC
Скриншот программы BOINC
Тип связующее программное обеспечение, добровольные вычисления, distributed computing software[d], гражданская наука, Грид и открытое программное обеспечение
Авторы Space Sciences Laboratory[d] и David P. Anderson[d]
Разработчики David P. Anderson[d] и Rom Walton[d]
Написана на C++
Интерфейс wxWidgets
Операционные системы Linux, FreeBSD, Android, Windows, macOS, Solaris, OS/2 и Raspberry Pi OS
Первый выпуск 10 апреля 2002
Аппаратная платформа кроссплатформенность
Последняя версия
Репозиторий github.com/BOINC/boinc
Лицензия GNU LGPL[3]
Сайт boinc.berkeley.edu (англ.)
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Описание править

BOINC — программный комплекс для быстрой организации распределённых вычислений. Состоит из серверной и клиентской частей. Первоначально разрабатывался для крупнейшего проекта добровольных вычислений — SETI@home, но впоследствии разработчики из Калифорнийского университета в Беркли сделали платформу доступной для сторонних проектов. На сегодняшний день BOINC является универсальной платформой для проектов в области математики, молекулярной биологии, медицины, астрофизики и климатологии. BOINC даёт исследователям возможность задействовать огромные вычислительные мощности персональных компьютеров со всего мира.

BOINC разработан командой во главе с Дэвидом Андерсоном (David Pope Anderson), возглавляющим также SETI@home, из Space Sciences Laboratory Калифорнийского университета в Беркли. На 27 марта 2017 года BOINC представляет собой распределённую сеть из более чем 830 000 активных компьютеров (хостов) со средней производительностью всей сети более 20 петафлопс[4]. Для сравнения, самый мощный суперкомпьютер на март 2017 года «Sunway TaihuLight» имеет пиковую мощность 93 петафлопса. Пиковая мощность проекта BOINC зафиксирована на уровне 320 петафлопс, что более чем в три раза превосходит пиковую мощность самого мощного суперкомпьютера на Земле. Национальный научный фонд США в 2002 и 2005 годах отметил заслуги разработчиков, трижды награждая BOINC: SCI/0221529[5], SCI/0438443[6] и SCI/0721124[7].

Платформа работает на различных операционных системах, включая Microsoft Windows и варианты юниксоподобных GNU/Linux, CentOS/RHEL, FreeBSD, NetBSD, OpenBSD, Solaris, macOS, Android и Raspberry Pi OS. BOINC распространяется под лицензией GNU Lesser General Public License, как свободное программное обеспечение с открытым исходным кодом.

Серверная часть BOINC править

Серверная часть состоит из HTTP-сервера с веб-сайтом проекта, базы данных MySQL и набора демонов (генератор заданий, планировщик, валидатор, ассимилятор результатов). Сервер — только на Linux, предпочтительно Debian[источник не указан 4135 дней].

HTTP сервер представляет собой набор PHP-скриптов и необходим организаторам проектов для общего управления проектом: регистрация участников, распределение заданий для обработки, получение результатов, управление базами данных проекта.

В базе данных хранятся пользователи, пароли, записи заданий, результатов, информация о хостах, программах проекта и прочее.

Демоны — набор программ на C++.

BOINC-клиент править

Для пользователей понятие BOINC чаще используется в контексте понятия BOINC-клиент — универсальный клиент для работы с различными (BOINC-совместимыми) проектами распределённых вычислений.

BOINC-клиент позволяет участвовать одновременно в нескольких проектах с помощью одной общей программы управления (boinc или boinc.exe).

Для визуализации процесса управления BOINC-клиентом можно использовать либо поставляемую по умолчанию официальную программу-менеджер (boincmgr или boincmgr.exe), либо воспользоваться «неофициальной» программой для мониторинга и управления BOINC-клиентом.

Следует отметить, что собственно BOINC-клиент в академическом понимании не имеет пользовательского интерфейса как такового, а представляет собой сервис, запускаемый при запуске системы и управляется по протоколу TCP/IP. Однако для конечного пользователя это не имеет значения, поскольку дистрибутив программы комплектуется программой-менеджером, которая сразу по умолчанию устанавливается вместе с BOINC-клиентом как единое целое и абсолютно прозрачна для пользователя. В этом случае в качестве адреса управляемого программой менеджером BOINC-клиента указывается адрес «localhost». Таким образом, с одной стороны, ничто не мешает пользователю использовать альтернативную программу-менеджер для управления BOINC-клиентом, а с другой стороны даёт возможность управлять несколькими BOINC-клиентами, находящимися на разных компьютерах из одной программы-менеджера. Также такая организация управления BOINC-клиентом подразумевает возможность использовать BOINC-клиент в «невидимом» режиме, когда запускается исключительно сервис, без пользовательского интерфейса вообще.

Настройки править

В более ранних версиях клиента отсутствуют локальные настройки программы. Почти всю конфигурацию (например, время работы, время соединения, максимальную загрузку и т. п.) участник указывает на сайте конкретного проекта (для каждого проекта по отдельности), а оболочка (клиент) самостоятельно подгружает конфигурацию вместе с заданиями по мере необходимости. Однако в последних версиях это можно настроить через интерфейс самого клиента.

Организация проектов править

Создать проект на платформе BOINC может любой желающий — вся платформа BOINC изначально разрабатывалась в рамках LGPL, поэтому любой может ознакомиться с исходными текстами.

В основном этим занимаются различные университеты и научные центры для решения задач, требующих больших вычислительных ресурсов, но не имеющих необходимых материальных средств для покупки суперкомпьютеров, либо мощностей современных суперкомпьютеров недостаточно для решения поставленной задачи.

10 наиболее популярных проектов[8] править

  • Einstein@Home — проверка гипотезы Альберта Эйнштейна о гравитационных волнах, а также поиск радио- и гамма-пульсаров.
  • World Community Grid — помощь в поиске лекарств для лечения человеческих заболеваний, таких как рак, ВИЧ/СПИД, расчёт структуры белков и другие проекты. Организатор — IBM.
  • WUProp@home — не тратящий ресурсы проект для сбора различной статистики по всем другим проектам. Полезен тем, что позволяет на основе собранных данных подобрать проект наиболее эффективно использующий ресурсы самых разных вычислительных устройств.
  • Rosetta@home — вычисление 3-мерной структуры белков из их аминокислотных последовательностей.
  • MilkyWay@home — создания высокоточной трёхмерной динамической модели звёздных потоков в нашей Галактике — Млечный Путь.
  • Universe@home
  • yoyo@home
  • PrimeGrid — поиск различных больших простых чисел.
  • Collatz Conjecture[9] — проект, обрабатывающий одну из нерешённых проблем математики — проблему Коллатца. Суть её в том, что если взять любое число, если оно чётное, разделить на 2, иначе умножить на 3 и прибавить 1 (поэтому её ещё называют проблемой «3х+1»), и повторить эти шаги некоторое число раз, то в конце мы неизбежно получим единицу.
  • Cosmology@home

Прочие проекты править

Завершённые проекты править

Проекты в стадии разработки и тестирования править

Данные проекты находятся в стадии разработки и отладки программного обеспечения (альфа и бета). Участие в данных проектах рекомендуется лишь с целью их тестирования. На данном этапе никто не гарантирует отсутствие сбоев в программном обеспечении, а также наличие какого-либо смысла от полученных результатов.

Проект Стадия тестирования Краткое описание Область знания Страна Сайт
Malaria Control Project Бета контроль распространения малярии в Африке биология Malaria Control Project
QMC@Home Бета исследования в квантовой химии химия, физика QMC@Home
SETI@home Beta Бета тестирование для проектов SETI@home и AstroPulse software SETI@home/AstroPulse Beta
Spinhenge@home Бета изучение молекулярного магнетизма физика Spinhenge@home
Proteins@home Бета изучение структуры белков биология Proteins@home
NanoHive@Home Бета устройство мира с точки зрения наномира физика NanoHive@Home
µFluids@Home Бета микрогравитация в жидких средах физика µFluids@Home
BURP Бета рендеринг 3D объектов графика BURP
Superlink@Technion Бета анализ генетических связей биология Superlink@Technion
XtremLab Альфа изучение грид-технологий software XtremLab
Chess960@home Альфа создание коллекции из вариантов игры в шахматы Chess960 математика, шахматы Chess960@home
RALPH@home Альфа тестирование для проекта Rosetta@home биология RALPH@home
Orbit@home Альфа расчёт траекторий близколетящих к Земле небесных объектов астрономия Orbit@home Архивная копия от 11 августа 2006 на Wayback Machine
Gerasim@Home Альфа построение разбиений параллельных граф-схем алгоритмов дискретная математика, комбинаторная оптимизация, логическое управление Россия Gerasim@home

http://vk.com/topic-11963359_24035902

Pirates@home Альфа тестирование ПО BOINC software BOINC test Архивная копия от 9 февраля 2007 на Wayback Machine
DrugDiscovery@Home Альфа российский проект, занимающийся тестированием методов компьютерной разработки лекарств, моделированием белков с использованием платформы BOINC медицина Drugdiscovery@home
BOINC test Бета тестирование BOINC software BOINC test Архивная копия от 9 февраля 2007 на Wayback Machine
BOINC alpha test Альфа тестирование BOINC software BOINC test alpha
evo@home Альфа проект распределённых вычислений, целью которого является применение генетических алгоритмов для фолдинга белков. биология https://web.archive.org/web/20110817075110/http://boinc.run.montefiore.ulg.ac.be/evo/
Optima@home Альфа поиск минимума функции в различных задачах (например, расчёт атомных кластеров молекул с использованием потенциала Морзе) *** Россия https://web.archive.org/web/20110630212030/http://boinc.isa.ru/dcsdg/
Correlizer Альфа исследование корреляций между последовательностями в трёхмерной структуры генома биоинформатика https://web.archive.org/web/20110926193340/http://svahesrv2.bioquant.uni-heidelberg.de/correlizer/index.php
NumberFields@Home Альфа исследования в области полей Галуа алгебраическая теория чисел https://web.archive.org/web/20110914235420/http://stat.la.asu.edu/NumberFields/
YAFU Альфа тестирование серверной части программного обеспечения BOINC *** https://web.archive.org/web/20120209190926/http://yafu.dyndns.org/yafu/
SAT@home Бета решение задачи о выполнимости булевых формул *** Россия https://web.archive.org/web/20111105003628/http://sat.isa.ru/pdsat/

http://vk.com/topic-11963359_29737436

http://vk.com/topic-11963359_25484181

Volpex@UH Альфа имитация поведения белков в клеточной среде с целью разработки лекарственных препаратов биология https://web.archive.org/web/20111014200746/http://129.7.248.104/VCP/index.php
NRG Альфа молекулярное распознавание, вычислительная биология, докинг биология https://web.archive.org/web/20120206223916/http://boinc.med.usherbrooke.ca/nrg/
Wildlife@Home Альфа анализ видеоданных записи жизни в дикой природе биология https://web.archive.org/web/20120406142235/http://volunteer.cs.und.edu/wildlife/
SubsetSum@Home Альфа решение задачи о нахождении подмножества среди элементов заданного множества целых чисел, сумма элементов которого равна искомому значению математика https://web.archive.org/web/20120417020646/http://volunteer.cs.und.edu/subset_sum/
Solar@Home Альфа создание более эффективных солнечных батарей вычислительная химия https://web.archive.org/web/20120701045156/http://shasta.chem.uh.edu/SolarAtHome/
FightMalaria@Home Альфа моделирование докинга протеинов малярии биология https://web.archive.org/web/20120722072001/http://boinc.ucd.ie/fmah/
theSkyNet POGS Альфа построение спектрального атласа ближайшей части Вселенной в области длин волн от ближнего инфракрасного излучения до ультрафиолета по данным GALEX, Pan-STARRS1 и WISE астрономия http://pogs.theskynet.org/pogs/
OProject@Home Альфа анализ алгоритмов, доказательство проблемы Гольдбаха математика https://web.archive.org/web/20120827025605/http://oproject.goldbach.pl/
Convector Альфа решение задачи оптимизации конструкции 10-элементной строительной фермы математика https://web.archive.org/web/20130529121209/http://convector.fsv.cvut.cz/
USPEX@Home Альфа Численное предсказание и моделирование новых материалов и химических соединений физика, химия, материаловедение USPEX@Home

Планируемые проекты править

  • PlanetQuest[18] — проект нацелен на поиск новых планет и звёздную классификацию по снимкам с обсерваторий, расположенных на Земле. В настоящий момент находится в стадии разработки. Для поиска планет «PlanetQuest» разработали метод транзитного обнаружения (англ. Transit Detection Algorithm (TDA)) — фотометрический метод, позволяющий автоматически определять новые планеты, используя информацию из наземных оптических телескопов. Метод транзитного обнаружения был доработан для использования в миссии НАСА-вского телескопа Кеплер. Некоторые из кеплеровских данных будут обработаны в проекте «PlanetQuest».

Проекты с модифицированным клиентом BOINC править

  • Cell Computing — несколько подпроектов различной направленности, основное направление — медицина (например, исследование ДНК человека). Ориентирован на Японию (всё только на японском). Поддерживается компанией NTT DoCoMo. Архивная копия фициального сайта.

Эффективность сети править

Эффективность сети BOINC по сравнению со специализированными суперкомпьютерами заметно выше. Так, например «СанВей Тауху Лайт» имеет в своём составе около 11 млн ядер. Его потребляемая мощность составляет около 28 МВт. В сети BOINC активных около 835 тыс. хостов. При среднем потреблении современного компьютера около 100 Вт (без монитора) и наличии 2,5 ядер, коэффициенте загрузки 70 % — суммарная потребляемая мощность составляет около 10 МВт, 2 млн 130 тысяч ядер, что позволяет говорить о достаточной эффективности сети BOINC. В качестве недостатка можно отметить то, что гарантированная вычислительная мощность отсутствует.

Майнинг править

Основная статья: Gridcoin

C 2013 года криптовалюта Gridcoin в проектах BOINC рассматривается как валюта для вознаграждения. Gridcoin использует модифицированную систему доказательства доли владения для того, чтобы вознаграждать тех, кто выполняет вычисления в рамках проектов BOINC.

Для World Community Grid также выплачивается вознаграждение в криптовалюте Obyte[19].

См. также править

Примечания править

  1. ↑ https://github.com/BOINC/boinc/releases/tag/server_release%2F1.4%2F1.4.2 — 2023.
  2. ↑ https://github.com/BOINC/boinc/releases/tag/client_release%2F7.22%2F7.22.2 — 2022.
  3. ↑ https://boinc.berkeley.edu/trac/browser/boinc-v2/COPYING.LESSER
  4. ↑ BOINCstats | BOINC combined — Credit overview Архивная копия от 22 января 2013 на Wayback Machine — Объединённая статистика
  5. ↑ «The National Science Foundation | Research and Infrastructure Development for Public-Resource Scientific Computing
  6. ↑ »The National Science Foundation | SCI: NMI Development for Public-Resource Computing and Storage Архивная копия от 10 ноября 2004 на Wayback Machine
  7. ↑ "The National Science Foundation | SDCI NMI Improvement: Middleware for Volunteer Computing Архивная копия от 12 мая 2009 на Wayback Machine
  8. ↑ BOINC project popularity. Дата обращения: 5 августа 2016. Архивировано 26 августа 2016 года.
  9. ↑ Официальный сайт проекта Collatz Conjecture. Дата обращения: 24 декабря 2011. Архивировано 4 декабря 2017 года.
  10. ↑ Официальный сайт проекта CAS@Home. Дата обращения: 20 ноября 2010. Архивировано из оригинала 11 февраля 2016 года.
  11. ↑ Официальный сайт проекта FreeHAL@home. Дата обращения: 20 ноября 2010. Архивировано из оригинала 9 июля 2009 года.
  12. ↑ На первом этапе проекта пользователи скачивали материалы с немецкого раздела Википедии
  13. ↑ Официальный сайт проекта GPUGrid. Дата обращения: 4 мая 2022. Архивировано 12 апреля 2022 года.
  14. ↑ Официальный сайт проекта RNA World. Дата обращения: 18 ноября 2010. Архивировано 17 ноября 2010 года.
  15. ↑ Официальный сайт проекта sudoku@vtaiwan Архивировано 19 августа 2013 года.
  16. ↑ Официальный сайт проекта Magnetism@home Архивировано 19 января 2012 года.
  17. ↑ SETI News. On March 31, the volunteer computing part of SETI@home will stop distributing work and will go into hibernation. setiathome.berkeley.edu. Дата обращения: 16 апреля 2020. Архивировано 8 марта 2020 года.
  18. ↑ PlanetQuest: A nonprofit organization dedicated to cutting edge research in planet detection and citizen science. Дата обращения: 16 ноября 2010. Архивировано 4 октября 2006 года.
  19. ↑ World Community Grid | Obyte — a ledger without middlemen (англ.). obyte.org. Дата обращения: 24 апреля 2021. Архивировано 24 апреля 2021 года.

Ссылки править

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=BOINC&oldid=137082382