SETI@home

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Multi-Beam 任务的运行界面
Multi-Beam 任务的运行界面
开发者 加利福尼亚州大学伯克利分校,空间科学实验室United States.gif
版本历史 1999年5月17日 以独立运算平台公开运行,对独立平台的计算程序称为 SETI@home Classic
2005年8月27日 开启基于 BOINC 平台的计算程序。
2005年12月15日 结束独立运算平台的 SETI@home Classic
2006年5月3日 开始新程序版本并运算新任务的 SETI@home Enhanced,该程序于2007年8月更名为 Multi-Beam(针对新的多束数据采集器)。
2008年7月中旬 融入 Astropulse 计算任务。
2008年12月18日 开始支持 CUDA 的 GPU 计算程序,运行 Multi-Beam 任务。
计算程序 WindowsLinuxMac OS XSolarisNVIDIAAMDAndroid

Intel GPU非原生支持——仅测试项目提供了计算程序,使用方法

子项目 Multi-BeamAstropulse附带的测试项目
项目平台 BOINC 平台
项目类别 物理学天文学
项目状态 运行中/开放注册
官方网址 SETI@home
项目文献 分类:SETI@home 相关文献
http://setiathome.berkeley.edu/rss_main.php 通过 RSS 获取项目新闻
优化程序 SETI@home:优化程序


SETI@homeSearch for ExtraTerrestrial Intelligence at Home,在家搜寻外星智慧(地外文明---也就是我们常说的“外星人”)),是一个通过互联网利用家用个人计算机处理天文数据的分布式计算项目。该项目试图通过分析阿雷西博射电望远镜采集的无线电信号,搜寻能够证实外星智能生物存在的证据。该项目由美国加州大学伯克利分校的空间科学实验室主办。


目录

如何加入项目

该项目基于 BOINC 平台,简要的加入步骤如下(已完成的步骤可直接跳过):

  1. 下载并安装 BOINC 的客户端软件(官方下载页面程序下载
  2. 点击客户端简易视图下的“Add Project”按钮,或高级视图下菜单中的“工具->加入项目”,将显示向导对话框
  3. 点击下一步后在项目列表中找到并单击选中 SETI@home 项目(如未显示该项目,则在编辑框中输入项目网址:http://setiathome.berkeley.edu/ ),然后点击下一步
  4. 输入您可用的电子邮件地址,并设置您在该项目的登录密码(并非您的电子邮件密码)
  5. 再次点击下一步,如项目服务器工作正常(并且有适合自身操作系统的计算程序),即已成功加入项目

更详细的加入方法说明,请访问 BOINC 新手指南BOINC 使用教程

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查看详细教程:SETI@home:新手指南

Seti.gif
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科学研究

SETI@home 的原始目标有两个,第一个是要证明分布式计算概念的可行性和实用性。第二个是本身SETI的有益科学研究,以科学方法分析、探索地球以外的智慧生命。

其中第一个目标已经被普遍认为是完全成功的。由 SETI@home 发展开始到现在的 BOINC 环境,在广泛的科研领域支持了大量计算密集型的项目。

第二个目标至今未能实现:SETI@home 未能找到证明来自地外文明信号的证据。但是,项目仍继续探索,不断更新设备及分析办法来查找信号。

SETI@home 是通过分析来自阿雷西博天文台的射电望远镜收集的数据来寻找地球以外文明生命的证据。它是以“被背负”或者说“被动地”的形式当其他科学项目在利用望远镜的时候顺便获取数据。数据会被数据化存储,并发送到 SETI@home 总部。这些数据会根据频率和时间被分解成小块,通过软件进行分析,从可能含有信息的背景噪音中寻找所有信号。SETI@home 需要把每份数据分解数以百万计的小块,然后发送给家用电脑分析,并让软件返回计算结果。以互联网为基础的社会对这项繁重的数据分析提供了帮助。

计算程序会从搜索以下5种有别于噪声的信号:

  • 峰值的谱密度
  • 信号能力的高斯上升和下降,这种信号可能表示望远镜的接收器略过一个信号源。
  • 三连波信号,连续的三个等距峰值信号。
  • 窄带脉冲信号,可能在窄带上的数字信号。
  • 广域极短脉冲,覆盖到脉冲星及原生黑洞的信号。详细请查看 Astropulse

除此以外星际介质和星体的相对运动还会让信号出现很多其他的变化,这些潜在的“信号”会用若干办法进行处理,而 SETI@home 的计算程序也会在一定程度上对这些加工过的数据进行分析。


项目成果

如果你希望有更深入的了解,英文维基百科有一个主题关于:外星生命

虽然项目至此还没有发现任何 ETI(外星生命)的信号,但已经确认了天空中的几个候选目标作进一步的分析,如在峰值强度上不容易解析的干扰点(nosiespots)。其中最重要的候选信号是公布于 2004 年 9 月 1 日,命名为 SHGb02+14a 的无线电源

天文学家 Seth Shostak 在2004年曾表示,基于德雷克方程,他预计会在 2020 - 2025 年之间得到一个与地外文明接触的决定性信号。这意味着一个长期的尝试会对 SETI@home有益,尽管它(目前)近10年来没有成功检测到外星生命。

虽然项目尚未达成寻找地外文明的目标,但它已证明了科学界的分布式计算项目使用互联网上的计算机可以获得成功可行的分析工具,甚至击败了最大的超级计算机[]。然而,它并未能表明项目是否合乎科学的受益于这些计算机,这些计算机是否被过度使用(其原意是使用 50,000 - 100,000 台“家用”计算机),非个人计算机的未授权使用同时对项目造成了威胁。

当前的任务

Near Time Persistency Checker (NTPCKR)(持续信号的近实时校检)

当客户端的计算程序回馈我们那些信号后,他们需要被验证并存储在我们的主数据库中。SETI 的目标是找到那些在天空中相同地点、相同频率但不同时间内持续的信号。NTPCKR 的目的是对分布式客户端返回持续信号的新结果接近实时的进行确认和(重新)评分。这将使我们能够我们最佳候选目标目录保持更新。

在 NTPCKR 上开发是目前最活跃的。我们已经完成了对寻找候选目标的代码并进行调试,而且着手开发一套标准化的评分算法。我们还将开发咨询和现实 NTPCKR 生成数据的网页查询工具。你可以从这些旧的新闻故事中了解更多关于原始 near time persistency checker 计划

Astropulse

SETI@home 当前应用程序(Multibeam)搜索的地外文明信号是集中在频段窄但持续时间长的特征上。这是外星文明可以突出于宇宙的无线电背景噪声发送信号的一种方式。另外一种可能是,他们可以在一个宽广的频段上极短时间内输出大量能量形成脉冲信号,由于这样的脉冲信号在星际空间传输时与星际物质相互作用后会产生一个是低频相对于高频放慢的分散作用过程。这种分散延伸的脉冲随着这世界的推移。如果我们熟悉掌握分散脉冲的话,我们就能纠正这种效果。对于外星人的信号,我们根本不知道在它的旅途中会有多少星际物质与它接触,所以我们要尽一切可能分散测量,这需要大量的计算时间。

Astropulse 同样也是 SETI@home 的计算程序,它与原来的程序协调搜索脉冲信号。除了来自外星人的信号,我们可能还会看到黑洞蒸发或者发现新的脉冲星。你可以通过阅读 Astropulse:常见问答 或者这个旧的新闻故事了解更多信息。

Radar Blanking(雷达消隐)

自从我们开始使用阿雷西博上的 ALFA 接收器,发现我们更容易被军用的雷达噪声所干扰。幸运的是,这些雷达脉冲是出现在已知的周期,并且阿雷西博的工作人员已经运作了一套“硬件雷达消除器”。即观察项目可以预计雷达开动或关闭时在他们的数据中加入额外的信息。我们自2008年初就应用了这套硬件信号。

然而在实践中,我们发现阿雷西博说提供的信号并不是 100% 正确的。这是有多种原因,包括军事上为了不要过多广播而变换他们的雷达模式。由于硬件消除是预测性的,在事物变化时就不能完全信任它了。因此我们目前正在制定一项“软件雷达消除器”,它将对原始数据进行分析并使用结合统计分析的办法来找到雷达模式。这么一来让我们可以更有效的重新分析 2008 年以前的数据(不具备硬件雷达消除器的信号)。事实上这是另外一种形式的雷达干扰消除。实际上在编写本文的时候就有两个雷达消除软件正在发展。


未来的计划

RFI Rejection(无线电干扰抑制)

SETI 的一个巨大挑战是智能过滤源于地球的信号。对于 SETI 就如由于无线电干扰(RFI)而出现的错误的活跃信号。集成两种准确可靠的 RFI 抑制算法,以及一些能让我们的 multibeam 接收器去实现的新想法是这项任务的目标。而其中一个要探讨的是它是否能更有效的对所有前期 ntpckr 处理的数据进行 RFI 过滤,或者只对候选的后期 ntpckr 处理的数据进行过滤。

Multiple Frequency Observing(多重频率观察)

当望远镜跟踪天空中的一个目标时,目前的数据记录器有能力对频率进行“跨距”记录。这就产生了一个想法:在每次很长时间的对天空中同一个区域同一个频率收集的数据会逐渐减少,因此在这种情况下,记录器可以对一系列的频率进行跨距记录。那个部分已经完成,还需要做的是客户端程序的更新和关联的前端和后端更新以适合处理一系列的跨距频率数据。

Gigabit up the Hill(升级网络带宽)

由于我们校园不能支持我们巨大网络带宽的需求,因此我们向一家互联网服务提供商(Hurricane Electric)每月支付费用为 SETI@home 提供“互联网通道”。值得注意的是,因为我们位于校园内,他们仍然对我们的网络连接发挥很大作用。但是,现时校园的基础设施并不能支持他们所给予的资源,事实上,尽管我们支付了 1000 Mbits/sec(1 Gibit/sec)服务费用,却只能使用 100 Mbits/sec 的线路。

这还不算是一个问题或者需要我们去关注,特别是我们的硬件几乎不会达到 100 Mbits 的瓶颈,直至最近,我们的服务器/路由器在去年得到了升级,Astropulse 产生了更多的带宽需求,另外摩尔定律仍然生效——我们能看到活跃用户数在长期保存稳定而带宽消耗量仍然持续的增长。

虽然现在我们还能应付过来,但我们希望可以获得更多我们所支付的带宽。校园正与我们研究硬件升级的必要性。很不幸的是我们的建筑在一个大山上而且远离校园的其他地区,所以我们的升级成本很大一部分花费是同上实验室斜坡的地下埋设光纤。这是很不便宜的。

这个计划并不迫切。如果我们获得这方面的资金,我们会告诉校园方进行升级。如果没有,我们将对我们已有的资源进行控制。我们目前并没有“浪费金钱”——我们所支付的千兆连接远比我们几年前的百兆连接便宜,并且正常运行时间和服务都非常优越。


项目所面临的威胁

像一些长期的项目, 可能会有许多因素导致其终止。其中一些下面将详细介绍:

Potential closure of Arecibo Observatory(潜在的阿雷西博天文台关闭问题)

At present, SETI@home procures its data from the Arecibo Observatory facility operated by the National Astronomy and Ionosphere Center and administered by Cornell University. The decreasing operating budget for the observatory has created a shortfall of funds which has not been made up from other sources such as private donors, NASA, other foreign research institutions, nor private non-profit organizations such as SETI@home.

The National Science Foundation has made it clear the Arecibo will close in 2011 without such funds, and therefore the present data stream for SETI@home would cease in that situation.

目前,SETI @ home的国家天文和电离层中心的数据来自美国康奈尔大学的阿雷西博天文台的数据设备。被降低经营预算的天文台导致了一个资金短缺,一直没有从其他来源解决,如私人捐助者,美国航空航天局,其他国外研究机构,也没有私人非营利性组织,如SETI @ home的。

美国国家科学基金会已经明确的阿雷西博会在2011年关闭没有这样的资金,因此目前SETI @ home的数据流将不再在这种情况下运作。

Alternative distributed computing projects(替代性分布式计算项目)

When the project was launched there were few alternative ways of donating computer time to research projects. However, there are now many other projects that are competing for such time.

该项目推出时的很少有替代的捐赠CPU时间的方法和研究项目。但是,现在有许多其他项目竞争时间。

More restrictive computer use policies in businesses(限制使用电脑的业务政策)

In at least one documented case, an individual was fired for explicitly importing and using the SETI@home software on computers used for the U.S. state of Ohio, signalling that such non-essential use of SETI@home — outside of the 'home' — can have serious negative consequences.

As of 16 October 2005, approximately one third of the processing for the non-BOINC version of the software was performed on work or school based machines. As many of these computers will give reduced privileges to ordinary users, it is possible that much of this has been done by network administrators.

To some extent, this may be offset by better connectivity to home machines and increasing performance of home computers.

限制使用电脑的业务政策:至少在一次以上,个人明确因为加载和使用SETI @ home软件被解雇了,用于美国俄亥俄州的状态,信号,如非必要用途的SETI @home外的“家” - 可能会产生严重的消极后果。

在一定程度上,这可能会抵消到连接更好的家用电脑带来的性能的提升。

Funding(资金问题)

There is currently no government funding for SETI research, and private funding is always limited. Berkeley Space Science Lab has found ways of working with small budgets and the project has received donations allowing it to go well beyond its original planned duration, but it still has to compete for limited funds with other SETI projects and other space sciences projects.

In a December 16, 2007 plea for donations, SETI@home stated its present modest state and urged donations for $476,000 needed for continuation into 2008.

SETI研究目前还没有政府资金并且私人资金总是有限的。大学伯克利分校空间科学实验室的工作与小预算的方法,并允许它远远超出了原来的计划工期该项目已获得捐款,但它仍然具有有限的资金与其他SETI项目和其他空间科学项目相竞争。

在12月16日,2007年呼吁捐款,SETI @ home的表示,它目前的平稳状态,呼吁捐款476000美元需要延续到2008年。

非官方平台

许多个人和公司对分布式软件进行了非官方的改造试图产生更快的效能,但是这种妥协导致了各种损害软件完整性的后果。结果是,软件必须被更新来更加容易的检测到非官方变化,并发现不可信的客户端。但是,这种做法并不意味着BOINC不允许非官方的平台。而是意味着在不同的平台中不正确的数据返回是不被允许的,这样做就就可以避免损坏数据库的结果。BOINC依赖于交叉检查以验证数据,但是不可信平台中的(返回)数据必须被验证,以避免一种在两份同样不可信平台同时提交上来数据的时候损坏数据库。一个非常热门的非官方平台允许用户从他们处理器的特殊功能如SSE,SSE2,SSE3,SSSE3以及SSE4.1中获益。对于这个(非官方平台)的唯一缺点是如果用户选择了他们的处理器不支持的功能,运行结果损坏和崩溃的可能性会显著上升。工具应该非常自如的告诉用户他们的处理器支持什么功能。

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Boinc Icon.png伯克利开放式网络计算平台BOINC
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