Con l’espressione Ubiquitous Computing si possono intendere
più aspetti:
• la pervasività dei sistemi che offrono capacità di elaborazione
locale;
• la presenza di capacità elaborativa in una molteplicità di
oggetti attorno a noi;
• la possibilià di accedere da qualsiasi punto a capacità
elaborative in grado di soddisfare qualunque (o quasi)
necessità.
Noi ci focalizzeremo sul terzo punto…
Mainframe:
• costoso e complicato;
• grosse dimensioni;
• accesso consentito a pochi
che ne condividono le
risorse.
Una persona un PC:
• molto più economico
e di facile utilizzo;
• può stare nei pressi di
una scrivania;
• uso di massa.
Laptop e PDA (Personal Digital Assistant):
• Dimensioni molto ridotte (tascabili);
• Ognuno può utilizzarne diversi.
“Ogni 18 mesi la capacità elaborativa raddoppia a costi quasi
costanti”
L’evoluzione dei sistemi ha cavalcato questa legge negli ultimi 35
anni,
ma fino a quando sarà valida?
Due limiti:
• fisici: La miniaturizzazione dei processori sta raggiungendo i
limiti imposti dalla fisica quantistica (soluzione: nanotecnologia);
• bisogno reale: La richiesta di CPU sempre più potenti sta
decrescendo.
La proiezione degli effetti sul mercato del continuo aumento della
capacità elaborativa.
Le cosiddette “curve S” di penetrazione dei prodotti
A cosa serve un frigorifero o una lavatrice con un pc embedded?
Un pc all’interno di un elettrodomestico permette di:
• Programmarlo.
• Collegarlo ad una rete Lan:
Ad esempio per minimizzare i consumi di energia e mantenere
il consumo complessivo entro i limiti di potenza del contratto.
• Collegarlo ad internet:
Ad esempio per contattare il fornitore in caso di guasto.
Tutto ciò significa semplicità, utilizzabilità e bassi costi di esercizio (in termini
economici o di sforzi d’uso).
Esempio: Ubicom - "What Ubicom makes is the chip that allows you to
Internet enable a great many of these devices that otherwise would be just
sitting there." (Vint Cerf, Internet Pioneer)
I calcolatori negli anni 60’ erano molto costosi anche per le
università.
Così nasce Internet per fornire un Ubiquitous Computing,
ovvero per distribuire la potenza di calcolo di pochi computer
ad utenti remoti e offrire loro servizi altrimenti troppo costosi.
L’idea che il valore potesse essere in una rete che condivideva
informazioni o consentisse lo scambio non era pero’ parte della
cultura di quegli anni.
La condivisione gratuita di informazioni ha contribuito allo
sviluppo del concetto di “Sistema Distribuito”.
•1992: Nascita di TINA (Telecommunication Information
Networking Architecture):
Sistema di reti distribuito che consente la condivisione dei
servizi presenti in punti diversi della rete, riducendone
notevolmente i costi;
•1993 Mosaic rivoluziona l’accesso ad internet rendendo
facile raggiungere le informazioni e introducento il
concetto di plug-in;
•1995 Sun lancia Java e rende cosi’ compatibile la
comunicazione e lo scambio di dati tra pc funzionanti su
piattaforme differenti.
Dietro il termine GRID si nasconde una rete di nuova
concezione, capace di sviluppare velocità di trasmissione dati oggi impensabili e pronta ad accogliere sistemi
collaborativi senza precedenti.
Si tratta essenzialmente di una rete che consentirebbe di
accedere da qualsiasi luogo del mondo in qualsiasi
momento a qualsiasi genere di informazione nel giro di
pochi secondi.
La filosofia è quella del connessionismo applicato a
Internet: più computer che lavorano in parallelo sono più
potenti ed efficaci di un solo supercomputer.
Con lo sviluppo di GLOBUS, nel 1997 nasce un insieme di
applicazioni (toolkit) che consentono l’accesso ad
applicazioni distribuite. Si basa su tre protocolli:
• CONNECTION PROTOCOL:
Insieme di primitive che consentono ad una applicazione di connettersi ad
un’altra, autenticarsi e negoziare le modalità di comunicazione;
• RESOURCE PROTOCOL:
Insieme di primitive che permettono di identificare quali servizi siano presenti
e disponibili in rete;
• COLLECTIVE PROTOCOL:
Insieme di primitive che permette di aggregare insieme più applicazioni
distribuite in rete trattandole, dal punto di vista di chi accede, come se fossero
una sola.
GRID non ancora ben esplorato => Classificazione non globalmente accettata
Processing-GRID: infrastruttura che fornisce una capacità computazionale su
richiesta:
• Supercomputer GRID - mette a fattor comune molte capacità elaborative singole
(IBM);
• Processing commodity – offerta di capacità elaborativa come se fosse acqua che
sgorga da un rubinetto (piccole “portate” per un numero enorme di utenti – SUN
e il Network Computer degli anni ‘90);
e.g. Smallpox Research GRID Project (IBM, United Devices e Accelrys): 2
milioni di pc rendono disponibile gratuitamente la potenza elaborativa che non
usano via Internet, stimata 1.100 teraflop (30 supercomputer).
Altri porgetti: CISS (Canadian Internetworked Scientific Supercomputer) – 1360
pc (6 anni di elaborazione Vs 1 giorno);
Folding@Home soluzione al problema del ripiegamento delle proteine;
La Germania ha commissionato un supercomputer da rendere disponibile nel
GRID
Data Grid: Si propone di rendere possibile la condivisione di enormi quantità
di dati che possano essere analizzati in parallelo influenzandosi a vicenda
(diverso dal Web, dove i dati sono solo condivisi da milioni di navigatori).
Il progetto (LHC - Large Hadron Collider) nasce al CERN per condividere
dati tra ricercatori in tutto il mondo.
I punti rossi rappresentano i luoghi che fanno parte del servizio LCG(LHC
Computing Grid Project). La capacità totale calcolata per quest’anno equivale
a circa 4000 PC e 750,000 CD. Questa crescerà porporzionalmente alla
capacità resa disponibile dal potenziamento dei luoghi LHC esistenti e di
quelli che si aggregheranno.
Application-GRID: si propone di rendere disponibili applicazioni presenti
sul GRID a chiunque ne abbia bisogno, con eventuale integrazione di più
applicazioni in applicazioni “ad-hoc”.
Il GRID è resource protocol – ricerca di applicazioni che possono fornire il
servizio richiesto, o parte di esso.
La chiave del A-GRID è la creazione di applicazioni distribuite a partire da
un certo insieme di componenti trovate con il resuorce protocol.
Problema: sviluppare una interazione tra la modalità di descrizione di ciò
che si vuole e il collective protocol che mette insieme quanto è stato trovato
sul GRID.
Esempi di A-GRID: giochi on-line (distinzione del tipo di GRID non
semplice, ma tende al A-GRID) - Sony, IBM e Butterfly stanno sviluppando
un GRID per PlayStation2 col fine di rendere l’utilizzo dei giochi più
semplice ed economico.
Fornire un’applicazione per aumentare la velocità di trasporto delle
informazioni (non dovuto alle caratteristiche fisiche del mezzo, ma alle
applicazioni).
Lo sviluppo dei sistemi di telecomunicazione permette il
controllo remoto e l’interconessione tra vari ambienti di sviluppo locale
ma:
Lo sviluppo delle applicazioni e della capacità elaborativa locale
non si bilanciano con lo sviluppo delle telecomunicazioni e
quindi l’ambiente di sviluppo locale tenderà a prevalere.
La crescita della capacità elaborativa necessita perciò di essere
gestita con nuove architetture chiamate Autonomic Systems.
Esse sono in grado di monitorarsi e autogestirsi senza il
supporto umano. Un esempio è la tecnologia SysFrame di
Fujitsu Siemens.
Lo sviluppo dei sistemi Wireless rivoluzionerà il modo di
comunicare con le reti “Ad hoc network”:
• Comunicazione senza fili;
• Uso dei telefonini per comunicare al posto di gateway e router;
• Espansione a livello di MAN (metropolitan area network) ad
altissima velocità;
• Creazione di reti di terminali cooperanti per risolvere il
problema dell’interferenza raggiungendo velocità praticamente
illimitate.
Tutto cio’ renderebbe la velocità non piu’ un problema che si
focalizerebbe a livello competitivo sullo sviluppo logico di
applicativi e non piu’ su sviluppo hardware.
Siti di interesse:
http://www.unibas.it/utenti/cavallo/grid.htm
http://lcg.web.cern.ch/LCG
http://www. ubicom.com
http://www.edge.org/discourse/information.html
http://www. grid.org/projects/smallpox