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BOINC como plataforma de desarrollo de software de computación voluntaria

Francisco Miguel Portes Escrivá¹ (ORCID: 0009-0009-9464-5339)

¹Universidad Internacional de Valencia, Valencia, Spain, portesframi@gmail.com

Keywords

computación; voluntaria; licencia; modelo; programación.

1. Introducción

En la era de la información, la capacidad de procesar grandes volúmenes de datos se ha convertido en un componente esencial para el avance científico y tecnológico. La computación voluntaria, donde individuos donan recursos computacionales para proyectos de investigación, ha emergido como una solución eficiente y coste-efectiva. Una de las plataformas más prominentes en este campo es el Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (BOINC). Este ensayo analiza en profundidad las características técnicas de BOINC, incluyendo sus APIs, modelo de programación y licencia, así como su impacto social y algunos ejemplos reales de su uso.

2. Origen e Historia de BOINC

BOINC fue desarrollado originalmente en la Universidad de California, Berkeley, bajo la dirección del profesor David P. Anderson. El proyecto se lanzó en 2002 con el objetivo de proporcionar una infraestructura común para proyectos de computación distribuida, empezando con SETI@home, un proyecto dedicado a la búsqueda de inteligencia extraterrestre analizando señales de radio del espacio. SETI@home fue uno de los primeros proyectos en utilizar la computación voluntaria a gran escala, pero su software estaba específicamente diseñado para ese propósito. Desde entonces, BOINC ha evolucionado para soportar una amplia variedad de aplicaciones científicas en campos como la biomedicina, la física y el clima.

3. APIs y Modelo de Programación

BOINC ofrece un conjunto robusto de APIs que permiten a los desarrolladores integrar sus aplicaciones con la plataforma. Estas APIs están diseñadas para gestionar tareas como la distribución y el monitoreo de trabajos, la recopilación de resultados y la comunicación entre los servidores y los clientes. El modelo de programación de BOINC se basa en la división de tareas complejas en unidades de trabajo más pequeñas que pueden ser procesadas en paralelo por los ordenadores de los voluntarios. Este enfoque no sólo optimiza el uso de recursos, sino que también facilita la escalabilidad de los proyectos.

3.1. APIs 34

Las APIs de BOINC incluyen herramientas para el manejo de la comunicación entre clientes y servidores, la gestión de bases de datos y el procesamiento de resultados. Los desarrolladores pueden utilizar estas APIs para enviar y recibir datos, autenticar usuarios y gestionar el flujo de trabajo de sus aplicaciones.

API de Aplicación: Permite a los desarrolladores adaptar sus aplicaciones para que puedan comunicarse con el cliente BOINC y manejar tareas distribuidas.
API de Servidor: Proporciona herramientas para gestionar la distribución de tareas, la recopilación de resultados y la administración de usuarios.
API Gráfica: Facilita la creación de visualizaciones gráficas de las tareas en ejecución, lo que puede ser útil tanto para fines de monitoreo como de divulgación.

3.2. Modelo de Programación

El modelo de programación de BOINC se basa en un esquema maestro-esclavo, donde un servidor central distribuye unidades de trabajo a los clientes. Cada unidad de trabajo es procesada independientemente, y los resultados se envían de vuelta al servidor para su integración. Este modelo permite que proyectos científicos utilicen eficientemente recursos computacionales distribuidos en todo el mundo.

Figure 1. Ejemplo de proyecto de arquitectura BOINC

4. Licencia

BOINC se distribuye bajo la Licencia Pública General Reducida de GNU (LGPL), lo que permite a los desarrolladores usar, modificar y distribuir el software de forma libre. Esta licencia fomenta la colaboración y la innovación, permitiendo que la plataforma se adapte continuamente a nuevas necesidades y tecnologías emergentes.

5. Logros Sociales

BOINC no solo ha tenido un impacto significativo en la ciencia, sino que también ha logrado importantes avances sociales. Algunos de estos logros incluyen:

Democratización del Acceso a la Ciencia: BOINC ha permitido que personas de todo el mundo contribuyan a la investigación científica, independientemente de su ubicación o recursos.

Educación y Conciencia: Al participar en proyectos BOINC, los voluntarios aprenden sobre ciencia y tecnología, lo que aumenta la conciencia pública sobre importantes cuestiones científicas.

Colaboración Global: BOINC ha fomentado la colaboración internacional al reunir a científicos y voluntarios de diversos países para trabajar en problemas globales.

6. Ejemplos Reales de Uso de BOINC

BOINC ha sido utilizado por numerosos proyectos científicos de diversas disciplinas. A continuación, se presentan algunos ejemplos destacados:

6.1. SETI@home

SETI@home fue el proyecto pionero que inspiró el desarrollo de BOINC. Utiliza computadoras personales para analizar datos radioastronómicos en busca de posibles señales de inteligencia extraterrestre. Aunque actualmente está en hibernación, ha logrado involucrar a millones de voluntarios y analizar petabytes de datos.

6.2. Rosetta@home

Rosetta@home ayuda a la investigación biomédica mediante la predicción de estructuras de proteínas, lo que es crucial para el desarrollo de nuevas terapias y medicamentos. Este proyecto ha contribuido significativamente a la comprensión de enfermedades como el Alzheimer y la COVID-19.

6.3. Einstein@home

Einstein@home busca detectar ondas gravitacionales y púlsares utilizando datos de observatorios como LIGO. Este proyecto ha logrado varios descubrimientos importantes, incluyendo la identificación de nuevos púlsares en la Vía Láctea.

6.4. Climateprediction.net

Climateprediction.net utiliza la computación voluntaria para ejecutar modelos climáticos y mejorar las predicciones sobre el cambio climático. Este proyecto ha generado valiosa información que ha sido utilizada por científicos y formuladores de políticas para abordar el cambio climático.

7. Conclusiones

BOINC ha transformado la computación voluntaria, proporcionando una plataforma flexible y escalable para proyectos científicos de todo el mundo. Sus APIs robustas, modelo de programación eficiente y licencia abierta han permitido una amplia adopción y adaptación. Además, los logros sociales de BOINC, incluyendo la democratización del acceso a la ciencia y el fomento del apoyo público, subrayan su importancia no sólo como herramienta tecnológica, sino también como movimiento social. A medida que la demanda de procesamiento de datos continúa creciendo, la relevancia de plataformas como BOINC seguirá en aumento.

Abreviaturas

Las abreviaturas utilizadas en este manuscrito son:

BOINC: Berkeley Open Infrastructure for Network Computing API: Application Programming Interfaces GNU: G Non Unix LGPL: Licencia Pública General Reducida

References

1. Anderson, D.P. (2004). BOINC: A System for Public-Resource Computing and Storage. Proceedings of the 5th IEEE/ACM International Workshop on Grid Computing, pp. 4-10. doi:10.1109/GRID.2004.14.

2. University of California, Berkeley. (2024). BOINC. Retrieved from https://boinc.berkeley.edu/.

3. Rosetta@home. (2024). Rosetta@home project overview. Retrieved from https://boinc.bakerlab.org/rosetta/.

4. Climateprediction.net. (2024). About Us. Retrieved from https://www.climateprediction.net/about/.