FOLDING @ HOME
José Herminio Parreño Piqueras
Andrés Olivas Velasco
COMPUTACIÓN DISTRIBUIDA



Ha sido diseñada para resolver
problemas demasiado grandes
para cualquier
supercomputador y main-frame.
se mantiene la flexibilidad de
trabajar en múltiples problemas
más pequeños,
conceptualmente.
La computación distribuida, es un
nuevo modelo para resolver
problemas de computación masiva
utilizando un gran número de
ordenadores,
organizados
en
racimos incrustados en una
infraestructura
de
telecomunicaciones
tal como
Internet.
Las proteinas y su plegamiento



Las proteínas son los “motores” de
la Biología, ocupan un lugar de
máxima importancia entre las
moléculas constituyentes de los
seres vivos.
Son moléculas de gran tamaño
formadas por largas cadenas
lineales
aminoácidos. Existen
unos 20 aminoácidos distintos, que
pueden combinarse en cualquier
orden y cualquier manera.
combinaciones
diferentes
realmente abrumador (en teoría
20200),según
la
configuración
espacial tridimensional que adopte
una secuencia de aminoácidos,
sus propiedades pueden ser
totalmente diferentes.
Las proteinas y su plegamiento



Las proteínas para poder desempeñar sus funciones bioquímicas primero
se deben auto ensamblar, o "plegarse". El plegamiento de proteínas es el
proceso por el que una proteína alcanza su estructura tridimensional.
La función biológica de una proteína depende de su correcto plegamiento.
cuando las proteínas no se pliegan correctamente, puedan producirse
consecuencias graves, que incluyen a enfermedades ampliamente
conocidas

¿Qué es?


Folding @ Home (Plegamiento en casa) es un programa desarrollado por la
Universidad de Stanford, cuyo objetivo es comprender el plegamiento y
agregación de las proteínas, y las enfermedades relacionadas,mediante la
simulación del plegamiento de las proteinas en un entorno de cálculo
distrubuido.
¿Por qué FOLDING @ HOME?


FOLDING @ HOME
Aunque el plegado proteico es un proceso muy rápido en el organismo, (se
llegan a plegar un millón de proteinas en un segundo en una célula de
nuestro organismo), es muy costoso computacionalmente de simular, de
hecho, se puede simular un nanosegundo de plegamiento... ¡en un dia
entero de computación intensiva de CPU!
La solución que se ha propuesto es utilizar algoritmos de computación
distribuida para reducir drásticamente estos tiempos de cómputo.
FOLDING @ HOME


¿Cómo funciona?
Un Pc c o una PS3 descarga el programa cliente de Folding at Home.
Se le asigna al cliente un ID único,(en función del usuario y la máquina),
además este cliente es asignado mediante un servidor de asignamiento a un
proyecto (cada servidor tendrá un proyecto de investigación determinado)

El Pc descarga un núcleo de procesamiento y simula el procesamiento de la
proteina mediante un identificador único,

Los resultados son enviados a un servidor y procesados, el cliente sigue
procesando.

FOLDING @ HOME
Utiliza la potencia de la GPU (Graphical Processor
Unit) para realizar los cálculos.
Los resultados de Folding @ Home son públicos y
cualquier laboratorio de investigación podrá
accedera a ellos

FOLDING @ HOME
Sistema de equipos:

Folding @ Home utiliza un sistema de equipos al que te puedes unir, y
ganar créditos conjuntamente según horas de cálculo realizadas.

Ranking mundial tanto por usuarios individuales como equipos

Páginas web y foros especializados reclutando CPU's.

El número de usuarios de Folding @ Home crece cada dia.
ESTUDIOS Y ENFERMEDADES
INVESTIGADAS
la enfermedade de Hunington está causada por la
unión de pequeñas
proteinas
que
curiosamente sólo están formadas por un tipo
de aminoácido, (Guanina). Mediante Folding @
home se están estudiando el desarrollo de biofármacos que ataquen esas uniones de aminoácidos para convertirlas en inócuas.
[email protected] está estudiando el misterioso proceso de síntesis proteica en los
ribosomas. Además se está barajando el desarrollo de moléculas proteicas más
eficaces que darán lugar a mejores antibióticos para atacar a los ribosomas de
las bacterias.
La enfermedad de Alzheimer, está causada por la unión de
proteínas relativamente pequeñas (42 aminoácidos), llamados
alpha-péptidos, estas pequeñas proteínas están relacionadas
con la destrucción progresiva de células cerebrales y la
degeneración celular de la materia gris del cerebro.
[email protected] está estudiando el desarrollo de un posible
biofármaco que se asocie a los alpha-péptidos para formar
una proteína conjunta que sea inocua para el organismo.
OTROS PROYECTOS

[email protected] – Fue el primer sistema de computo distribuido y procesa señales de radio para buscar una
prueba de inteligencia extraterrestre.
[email protected] - Estudia la adhesión celular (y otros substratos). Una de las muchas aplicaciones de este
proyecto es la investigación sobre el cáncer, como el punto en el que las células cancerígenas dejan de
permanecer en su sitio para desplazarse por todo el cuerpo.
[email protected] - Es un proyecto con el foco dirigido al uso de métodos de computación para
identificar fármacos candidatos que posean la forma correcta y las características químicas para bloquear
la proteasa del HIV (virus del SIDA).

[email protected] - Ayuda a los científicos a encontrar genes que producen enfermedades tales
como algunos tipos de diabetes, hipertensión, cáncer y esquizofrenia, entre otras enfermedades.

[email protected] - Este proyecto se centra en la utilización del modelado computacional de
procesos cognitivos para comprender mejor la mente humana y procura entender mejor los mecanismos y
procesos que permiten y moderan el rendimiento y aprendizaje humano.

Genetic Life - Investiga actualmente la evolución de sistemas basados en simples juegos de
instrucciones (algoritmos genéticos).

CONCLUSIÓN
La instalación y el uso de [email protected] es realmente sencilla
 Gratuito
Ningún tipo de ralentizamiento en el PC por el uso de este programa cliente.
su ejecución contribuye a una ampliación del conocimiento científico y de
investigación en la lucha contra terribles enfermedades y patologías.


Apendice I
Instalación PC Windows
[email protected] está disponible para descargar en su web oficial para
cualquier sistema operativo (Windows XP/VISTA,Linux, MacOS ect),
Una vez descargado, la instalación para Windows es sencilla, basta con
ejecutar el archivo [email protected] .
Apendice I
Instalación PC Windows
Una vez instalado, el software
nos preguntará por un nombre
de usuario y un nombre de
grupo (por si queremos
pertenecer a uno)

[email protected] se ejecuta en
el Systray y no ralentiza el pc
ya que aprovecha los
momentos de inactividad del
pc o la GPU (La unidad de
procesamiento de la tarjeta
gráfica) para realizar sus
cálculos

Apendice I
Instalación PC Windows
En el panel de control también
se podrán definir otros aspectos
de conexión (por si estamos
detrás de un proxy),

podremos configurar la
cantidad de porcentaje de
procesador que queremos
utilizar para el cálculo de
procesamiento de las proteínas.

Folding @ Home Log
Cada actividad de Folding se queda registrada.
Como podemos observar, primero un servidor encargado de asignar clietnes a servidores nos
asigna el proyecto del servidor 171.64.122.136
[23:21:26] Initialization complete
[23:21:26] - Preparing to get new work unit...
[23:21:26] + Attempting to get work packet
[23:21:26] - Connecting to assignment server
[23:21:27] - Successful: assigned to (171.64.122.136).
[23:21:27] + News From [email protected]: Welcome to [email protected]
[23:21:27] Loaded queue successfully.
[23:21:31] + Closed connections
[23:21:31]
[23:21:31] + Processing work unit
[23:21:31] Core required: FahCore_78.exe
[23:21:31] Core not found.
[23:21:31] - Core is not present or corrupted.
[23:21:31] - Attempting to download new core...
[23:21:31] + Downloading new core: FahCore_78.exe
Folding @ Home Log
Como podemos observar, primero un servidor encargado de asignar clietnes a servidores nos
asigna el proyecto del servidor 171.64.122.136
15:42:39] Project: 2527 (Run 10, Clone 43, Gen 8)
[15:42:39]
[15:42:39] Assembly optimizations on if available.
[15:42:39] Entering M.D.
[15:43:00] (Starting from checkpoint)
[15:43:00] Protein: p2527_Am22-43
[15:43:00]
[15:43:00] Writing local files
[15:43:00] Completed 80000 out of 2000000 steps (4%)
[15:43:00] Extra SSE boost OK.
[16:15:43] Writing local files
[16:15:43] Completed 100000 out of 2000000 steps (5%)
Folding @ Home Log
Llegados a este punto, [email protected] trabajará usando intervalos de
inactividad en el procesador, y al procesar toda la proteína, la enviará
los resultados a la base de datos correspondiente del servidor y el
proyecto previamente asignados.
[03:53:16] Completed 2475000 out of 2500000 steps (99%)
[03:57:05] Writing checkpoint files
[03:59:28] Writing local files
[03:59:28] Completed 2500000 out of 2500000 steps (100%)
[03:59:28] Writing checkpoint files
[04:00:28]
[04:00:28] Finished Work Unit:
[04:00:28] Leaving Run
[04:00:29] - Writing 310502 bytes of core data to disk...
[04:00:29] ... Done.
[04:00:29] - Shutting down core
[04:00:29]
[04:00:29] [email protected] Core Shutdown: FINISHED_UNIT
[04:00:32] CoreStatus = 64 (100)
[04:00:32] Unit 0 finished with 98 percent of time to deadline remaining.
Folding @ Home Log
[04:00:32] Updated performance fraction: 0.986868
[04:00:32] Sending work to server
[04:00:32] Project: 2527 (Run 15, Clone 49, Gen 38)
[04:00:32] + Attempting to send results [December 13 04:00:32 UTC]
[04:00:32] - Reading file work/wuresults_00.dat from core
[04:00:32] (Read 310502 bytes from disk)
[04:00:32] Connecting to http://169.230.26.30:8080/
[04:00:33] Posted data.
[04:00:33] Initial: 0000; - Uploaded at ~304 kB/s
[04:00:33] - Averaged speed for that direction ~202 kB/s
[04:00:33] + Results successfully sent
[04:00:33] Thank you for your contribution to [email protected]
[04:00:33] + Number of Units Completed: 358
[email protected] automáticamente buscará otro proyecto para seguir
contribuyendo.
Apendice II
Folding @ Home en PS3
el 23 de marzo de 2007 hizo su aparición
en PlayStation 3. Es la primera vez que se
permite el uso de una videoconsola para
este tipo de programas.
PS3 tiene una potencia de cómputo
mucho mayor a la de cualquier ordenador
estándar, se ha convertido en uno de los
sistemas que más aporta al proyecto.
 La versión de [email protected] de PS3 es
diferente a la versión de PC ya que no usa
sólo los recursos que no se este usando
en la videoconsola ni actúa en segundo
plano.
 En PS3 el programa descargará a
nuestra consola una tarea (alrededor de 1
Mb) usando la computación de la
videoconsola resolverá la tarea y
devolverá el resultado obtenido.

Apendice II
Folding @ Home en PS3
Inicialmente era necesario
descargar el programa en la
videoconsola para poder usarlo,
pero desde la versión 1.6 del
sistema de la consola viene
incluido directamente. Para que
el programa comience a trabajar
no tendremos más que iniciarlo
desde el menú de la consola.

Apendice II
Folding @ Home en PS3
Sólo es necesario estar conectado a Internet a la hora de
descargar las tareas y cuando se envía el resultado
obtenido, pero si durante el proceso de cálculo se esta
conectado se pueden ver los ordenadores y PS3 que están
colaborando en ese momento con [email protected] en el
mapa del mundo, indicados como un puntito de luz.

Bibliografia
Web oficial [email protected]:
http://folding.stanford.edu/
Lista de servidores en funcionamiento con sus
respectivos proyectos:
http://fah-web.stanford.edu/psummary.html
Listado de distintos proyectos de computación
distribuida:
http://foro.noticias3d.com/vbulletin/showthread.ph
p?t=192297
Información extra: http://es.wikipedia.org
Descargar

Folding-home (presentación).