网格技术与经济发展

网格技术与经济发展（共12篇）

网格技术与经济发展 篇1

1 网格技术的特点及其意义

网格 (Grid) 是近年来兴起的一种前沿信息技术, 是互联网信息技术发展的新趋势。它的思想来源于电力网格, 目的是将计算能力和信息资源象电力网一样通过网络形式方便地传送到用户中。网格是高性能计算机、数据资源、因特网三种技术的有机组合和发展, 它把分布在各地的各种计算机连接起来, 进行资源共享。美国网格项目的负责人之一伊安·福斯特在他所主编的题为《网格:21世纪信息技术基础设施的蓝图》一书中认为:“网格就是构筑在互联网上的一组新兴技术。它将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体, 为科技人员和普通用户提供更多的资源、功能和交互性。互联网主要为人们提供电子邮件、网页浏览等通信功能, 而网格的功能则更多和更强, 能让人们透明地使用计算、存储等其他资源。”因此, 网格是一个一致、开放、标准的计算环境的信息基础设施, 支持聚合地理上广泛分布的高性能计算资源、大容量数据和信息存储资源、软件和应用系统、高速测试和获取系统、以及人力等各种资源的合作问题求解系统的构造。

网格的根本特征是资源共享。它把整个网络整合成一台巨大的超级虚拟计算机, 实现各种资源的全面共享。目前因特网上各种信息资源由于分散在不同的地方, 要进行资源共享十分困难, 并且利用效率比较低。网格则可以实现互联网上所有资源包括硬软件资源、计算资源、存储资源、通信资源、信息资源、知识资源等的全面连通, 通过网格系统进行利用, 使网络信息资源能充分利用, 从而发挥网络信息资源的价值。辅佐人类实现人与机器共生, 从而解放人的大脑, 提高社会的生产力。

2 网格技术的兴起和发展

网格技术是现代信息技术发展的必然产物。现代社会产生大量的数据和信息, 而利用这些数据需要更大的计算能力, 许多领域的计算和资源共享问题促使要利用分布在各地的计算机和信息资源, 只有通过高速网络连接起来, 才能共同完成有关的任务。网格可以连接广域范围内不同标准的异构“孤岛”, 形成庞大的计算和信息共享体系。由于网格是因特网进一步的发展, 因此它一经提出就受到世界各国的高度重视。

3 网格技术在数字图书馆建设中的应用

数字图书馆是综合运用多方面高新技术支持的数字信息资源系统, 将分散于不同载体、不同地域的数字化信息资源以网络化方式互相联结起来, 实现资源共享。数字图书馆是计算机可处理的、有序组织的信息集合, 是存储数字信息的仓储。数字图书馆通过数字技术进行信息资源的组织和管理, 能够储存海量信息, 用户可以通过互联网络高效方便地进行查询、检索服务。数字图书馆具有信息资源数字化、信息组织非线性化、结构复杂化、信息传递网络化、服务方式多样化等特点。而网格是高性能计算机、数据源、因特网三种技术的有机组合, 它具有高性能、一体化、知识生产、资源共享、异地协同工作、支持开放标准、功能动态变化等优点, 为数字图书馆建设提供了有利的条件。

(1) 网格为数字图书馆构造统一的平台。网格技术的巨大优势是比较明显地降低建立网站和提供网络服务的成本。网格的许多平台和资源都是共享的, 它将分布在各地的计算机、数据、信息、知识等组织成一个逻辑整体, 此基础上运行各自的应用网格, 为数字图书馆提供各种一体化信息服务的信息基础设施。在信息网格中, 资源被统一管理和使用, 用户可以通过网格操作系统透明地使用整个网络资源。网格利用现有的网络基础设施为用户提供一体化的智能信息平台, 创建一种基于因特网的新一代信息平台和软件基础设施。在这个平台上, 信息处理是分布式、协作和智能化的, 用户可以通过单一入口访问所有信息, 而不是像目前的因特网那样, 用户需要自己在成千上万的网站中去寻找合适的信息。 (2) 网格有利于数字图书馆的信息集成。数字图书馆建设是一个庞大的信息工程, 涉及到许多方面, 只有协同工作, 才能保证正常地运转。网格将分布在不同地理位置的资源通过高速的互联网进行资源集成, 从而提供一种高性能计算、管理及服务的资源能力。在分布式的异构环境中, 网格技术能够精确定位所需的数据集, 并为后续处理提供支持。人们利用这些资源就像用电源一样, 不必计较这些资源的来源和负载情况。网格计算可以合理而有效地将远程资源高效地组织起来, 形成网络虚拟计算机, 形成超强的能力。网格已经发展成为连接和统一各类远程异构资源的一种重要的途径。 (3) 网格有利于实现数字图书馆的资源共享。网格把整个因特网整合为一个巨大的超级计算机, 实现网上所有资源的全面连通, 能消除信息孤岛, 实现计算机资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源等多种资源的全面共享。网格提供单一的系统映像, 具有透明性、可靠性、负载平衡等功能。网格支持对异构数据资源的访问, 为用户提供统一的访问接口, 选择适当的访问协议来实现用户提出的数据访问请求。网格与目前的计算机网络不同, 网格能实现应用层面的连通, 它主要关注的是如何消除信息孤岛, 实现信息资源的智能共享。网格技术的进一步充分应用, 能够极大地提高数字图书馆资源的利用效率。

4 网格对数字图书馆的挑战

网格技术的应用对数字图书馆建设提出新的要求, 其中比较突出的问题是:

(1) 安全性问题。网格环境下数字图书馆的数据安全保障尤为重要。网格应用的最大难题是系统的安全性。由于网格的节点位于不同地域, 节点的数字图书馆间如何安全地共享数据资源, 如何保证共享数据的完整性是要着重解决的问题。网格安全主要包括网格系统安全、数据传输安全、信息存储安全等。在构建完善的安全机制的同时, 还要避免安全验证耗费过多的系统资源。 (2) 标准化问题。标准是网格应用的成功关键, 构建网格需要对标准协议和服务进行定义。目前全球网格论坛、W3C以及Globus等标准化团体都开始了筹划工作, 加快全球大网格 (GGG) 标准的制定。开放源代码网格标准组织——Globus正致力于开发标准的网格架构。在核心技术上, 相关机构已达成共识。如何把数字图书馆的标准和网格标准更好地结合起来, 从而使数字图书馆在网格环境下发挥更好的作用是值得我们研究的问题。 (3) 数字版权问题。由于在网格环境下信息资源的共享程度极大提高, 知识产权问题相当突出。数字版权管理是数字图书馆产生和快速增长的需要, 是数字化内容传播发展的一个关键问题。它需要利用法律、经济、技术等手段对数字化的内容信息给予一定的权益保护, 从而维护作者和出版商的权益, 鼓励数字化作品创新, 促进信息的传播与交流。数字版权管理的技术手段是通过对数字化内容的控制, 使数字作品的所有权人能够掌握其作品被使用情况, 并且获得相应的报酬。数字版权管理系统通过建立有关的权利转让模型, 利用技术手段对不同性质的作品给予不同的权利限制, 由于数字化作品的内容信息通过加密控制, 用户必须要通过注册、获得许可和使用权才能使用。只有解决数字版权管理才能为网格环境下信息资源的共享打下基础。 (4) 基础设施问题。网格的应用对网络带宽的要求是非常高的, 而目前我们拥有的网络带宽还不能达到应用网格的要求, 此外网格对系统的自管理能力要求也非常高, 因此, 需要对现有的信息基础设施进一步改造。 (5) 系统改造问题。网络系统平台建好后的应用移植是网格技术走向应用的最大障碍。网格技术要求用户将原有的系统应用标准化, 并平移到新的系统之中。实际上很多现有的数字图书馆应用系统如果将其推向网格环境, 将面临重新编写应用代码的问题, 虽然目前已经有一些相关的工具已经开发出来, 但有许多技术问题仍需解决, 还需要进一步支持和相互之间合作。

面对网络技术的进一步发展, 数字图书馆建设的指导思想应该具有前瞻性, 要适应将来网格环境的发展需要。首先, 在资源建设方面要特色化。在网格环境下, 由于信息的高度综合和集成, 任何重复建设都是毫无意义的, 只能造成巨大的浪费。故数字图书馆的资源建设要进行合理的配置和相互的协调。其次是要增强数字图书馆系统的相互可操作性, 以便更好通过网格系统共享资源。再次是进一步完善数字图书馆协同服务, 系统模式要走向集成的、多层次的分布系统, 实现各类服务组件集成化。第四是不断丰富服务中的交互模型。通过提供各种交互模型使数字图书馆服务能够不断地适应发展变化的要求, 更加具有针对性和个性化。

摘要：网格是近年来兴起的一种前沿信息技术。分析了网格技术的有关内容和特点, 介绍了网格技术研究的进展, 论述了网格技术在数字图书馆建设中的应用以及一些相关的问题。

关键词：网格技术,因特网,数字图书馆

参考文献

[1]陈颖健.下一代网络技术:网格计算[J].国外科技动态, 2002 (7) :13-14.

[2]郝巧红.Internet第三次浪潮——网格[J].山西统计, 2002 (7) :36-38.

[3]李伟.浅谈网格计算基础[J].计算机世界报, 2002 (43) :B4.

[4]李晓林.信息网格——下一代信息服务平台[J].计算机世界报, 2002 (43) :B9.

[5]黄晓斌, 邱明辉.数字图书馆的可用性研究[J].图书馆学研究, 2002 (4) :11-13.

[6]王意洁等.数据网格及其关键技术研究[J].计算机研究与发展, 2002, 39 (8) :943-947.

[7]Global Grid Forum[EB/OL].http://www.gridforum.org.

[8]Ian Foster etc.the anatomy of grid[EB/OL].http://www.globus.org/re search/papers.

[9]Sun Grid Engine[EB/OL].http://www.sun.com/presskits/sgeee.

网格技术与经济发展 篇2

摘要：主要综述中国科学院大气物理研究所自主开发的嵌套网格空气质量预报模式系统(NAQPMS,Nested Air Quality Prediction Modeling System)的历史发展与应用情况.模式发展伊始为欧拉污染物输送实用模型,利用其研究东亚硫氧化物的`跨国输送问题,得出中国对于周边国家的输送量不大的结论; 在系统中嵌入适合东亚的起沙机制模块,用来模拟沙尘发生、输送及沉降等过程,估算亚洲大陆沙尘气溶胶对海洋地区的输送与沉降通量,为研究海洋生物地球化学循环提供基础数据; 利用该系统研究沙尘及其土壤粒子对酸雨的中和作用,发现沙尘输送对东亚酸雨的分布影响很大; 发展城市尺度高分辨率气象和空气质量预报技术,使模式水平分辨率达到500 m,并应用于台北高浓度臭氧和PM10的模拟; 研究和集成区域及城市尺度大气污染预报理论和模拟技术,研制成目前的嵌套网格空气质量预报模式系统,以探讨不同尺度各种污染(如沙尘暴、城市光化学烟雾、酸雨、高浓度悬浮颗粒物等)的变化规律.在模式系统中初步建立资料同化模块,开展大气化学成分及沙尘输送模拟的资料同化研究.系统已经在北京、上海、深圳、郑州等城市环境监测中心实施空气质量的实时预报.未来,系统将集成到全球环境大气输送模式(GEATM),以实现从城市群到全球具有双向耦合功能的模式系统.作 者：王自发    谢付莹    王喜全    安俊岭    朱江    WANG Zi-Fa    XIE Fu-Ying    WANG Xi-Quan    AN Jun-Ling    ZHU Jiang  作者单位：王自发,王喜全,WANG Zi-Fa,WANG Xi-Quan(中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心,北京,100029)

谢付莹,XIE Fu-Ying(中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心,北京,100029;中国科学院研究生院,北京,100049)

安俊岭,AN Jun-Ling(中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室,北京,100029)

网格技术及其教育应用 篇3

摘要:网格是继传统因特网、Web之后的第三次技术浪潮,它将为各个领域带来无限发展空间。网格技术在教育领域的应用必将加快教育信息化的步伐,实现优质教育资源的全面共享。本文首先简要介绍了网格技术的概念,其次通过国外与国内的一些教育网格项目概括了网格技术在教育领域发展与应用的现状,最后对教育网格的发展前景做出了展望。

关键词:网格技术 教育应用 研究现状

中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1673-8454(2009)21-0079-03

在互联网广泛应用于人们的工作、生活和学习中并不断飞速发展的今天,正涌现出另一个具有划时代意义的新生事物——网格(Grid)。它的出现,将掀起继传统互联网、万维网之后的第三次浪潮,并将为各个领域带来无限发展空间。

网格技术有着诱人的前景,它的不断发展必将对各个领域产生深远的影响,教育领域也不例外。本文将就网格技术已经开展的以及正在开展的研究,以及它在教育领域的应用进行综合论述,以反映当前网格技术的发展情况和应用前景。

一、网格技术简介

传统的因特网实现了计算机硬件的连通,Web实现了网页的连通,而网格则试图实现互联网上所有资源的全面连通。什么是网格呢?有人将网格称为“下一代的互联网”、“国际互联网2”、“下一代的万维网”。

网格之父——Ian Foster在《网格:一种未来计算基础设施蓝图》一书中把网格描述为:“网格是构筑在互联网上的一组新兴技术,它将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体,为科技人员和普通老百姓提供更多的资源、功能和服务。”[1] 网格建立在已有的IP地址、网络传输协议、客户/服务器应用模型等概念和技术之上,是互联网技术的进一步发展。它作为一种并行的分布计算的基础设施,把分布在互联网上的资源集成为一台虚拟的、能力巨大的超级计算机,提供计算资源、存储资源、信息资源、专家资源、设备资源等的全面共享。网格的根本特征是资源共享而不在于它的规模,消除资源孤岛是网格的奋斗目标。

二、网格技术在教育领域的研究现状

网格技术的研究最初是从美国的科研机构开始,目前已经推广到了世界各国,各个国家和政府都投入了大量资金进行网格技术研究和网格基础设施建设,网格已经从实验室走向了教育领域。

1.国外的研究现状

大学是国外在该领域研究最活跃的场所之一。哈佛大学在IBM公司的帮助下,于2004年4月开始开发了一个名为“深红网格”的网格系统,供全校师生和研究人员共享数据以及在生命科学设计和应用科学方面展开协作,并最终向该地区其他大学开放。

(1)欧洲学习网格

LeGE-WG(Learning Grid of Excellence Working Group)研究计划是建立欧洲学习网格基础设施,支持信息的系统化交换,并为不同参与者创造亲密的合作机会。[2] 该项目集合了技术学科、教育学领域以及对E-learning有兴趣的专家学者和学生,促进了这些团体或个人之间的交互。LeGE-WG主要是以服务为导向,在学习网格环境下开发应用,发展新一代的E-learning平台。如eCalculus为运算资源需求性质的教学应用,老师用模拟的工具与学生进行教学互动,操作模拟工具以提升学生对课程的兴趣与理解。

(2)韩国Linux网格计算教育中心

早在2003年,韩国全南大学启用了基于GT3的Linux网格计算教育中心,这是首家在大学校园内设立的网格计算教育中心,为全南大学的研究生和本科生提供Linux和网格计算教育。学生可以在教育中心参加一些课程实践,通过其Linux网格计算教育中心来推出网格计算课程,是一项符合电子商务发展趋势的重要教育开发计划。

(3)NICE(叙事式沉浸的建设者及协同环境)

备受关注的叙事式沉浸的建设者及协同环境(Narrative Immersive Constructionist/Collaborative Environments,NICE)是伊利诺州大学芝加哥分校电子可视化实验室EVL(Electronic Visualization Laboratory)和交互计算环境实验室CEL(Interactive Computing Environments Laboratory)合作推出的。NICE是一个探索性质的协同学习环境,专为6～10岁的孩子设计,学习者戴着特制的眼镜,进入虚拟实验环境,可以在虚拟环境中与其他学习者互相交流、学习,获得真实的学习体会。

2.国内的研究现状

我国对网格技术的研究始于上世纪90年代中后期, 起步并不晚, 在关键技术研究方面与国外差距不大。

(1)中国教育科研网格(ChinaGrid)

中国教育科研网格(ChinaGrid)是“十五”211工程公共服务体系建设的重大专项,是中国国家网格的一个重要组成部分。中国教育科研网格ChinaGrid承担着将中国教育科研网(CERNET)上分散、异构、局部自治的海量资源整合起来,通过有序管理和协同计算,消除信息孤岛,发挥综合效能,实现资源的广泛共享、有效聚合、充分释放,提供高效的计算服务、数据服务和信息服务等重任。该项目自2003年1月进入实施阶段,研发工作长达三年,于2006年8月通过验收。在网格中间件——网格公共支撑平台(CGSP)的支持下,ChinaGrid已建成了覆盖全国13个省市、20多所高校的网格环境,聚合计算能力超过15万亿次,存储容量达150TB,并成功开发和部署了生物信息学、图像处理、流体力学、海量信息处理、大学课程在线等典型的网格应用。

其中大学课程在线(现已更名为大学堂)的使命是通过网格技术的应用,不仅提供内容最丰富的中国大学课程视频点播服务,而且提供能同时支持上万路视频流的服务能力。该网格建立了一个包含近3500小时优秀课程视频的点播平台,在全国17个城市部署了22个节点,从2003年5月开始试用至今,访问该系统的独立IP数为25,807;课程视频实际点播人次为1,736,501;日平均点播次数大约为5,018次;访问量最多的一天达到11,917次,受到网络用户的关注与欢迎,实现了网格环境下的教育视频点播服务,已经成为我国规模最大、提供7×24服务的非盈得课程视频服务。[3]

目前,大学课程在线网格应用由分布在10多个城市的22台服务器联合提供服务,近300门大学课程由20多所重点大学提供课程资源,涵盖文、理、工、农、医等多个领域,美国MIT计算机教学及传统的与教育相关的视频也无偿地加入到大学课程在线里,而且完全免费点播。大学课程在线真正做到了有老师在讲的视频,系统提供服务的能力随加入学校数量的增加而增强。

目前大学课程在线已把资源扩展到中小学、培训、考研辅导等领域,以充分满足学习型社会的需求。在ChinaGrid二期中,大学课程在线的目标是达到三个“一”:中国的教育资源达到一万小时;增加到一百台服务器;每天有一百万人在线访问。

(2)远程教育学习评价——LAGrid[4]

由清华大学等单位共同完成的LAGrid(远程教育学习评价)于2004年12月通过了教育部的科技成果鉴定,以中央广播电视大学系统作为应用背景,将网格技术应用于远程学习评价,它不仅提供了用户管理和群组管理功能,还提供对学习内容(题目、试卷、测评任务)和相关学习资源的管理。同时LAGrid支持个性化的学习,为学习者推送最合适的学习资源,及时反馈学习结果,改善学习,通过技术手段降低成本,实现“一对一”教学方式,从而构建出个性化的E-learning环境。

(3)中国知识基础设施(National Knowledge Infrastru-cture,CNKI)

中国知识基础设施即中国知网(CNKI),始建于1999年6月,由清华大学和清华同方发起,CNKI工程是以实现全社会知识资源传播共享与增值利用为目标的信息化建设项目,CNKI工程的具体目标,一是大规模集成整合知识信息资源,整体提高资源的综合和增值利用价值;二是建设知识资源互联网传播扩散与增值服务平台,为全社会提供资源共享、数字化学习、知识创新信息化条件;三是建设知识资源的深度开发利用平台,为社会各方面提供知识管理与知识服务的信息化手段;四是为知识资源生产出版部门创造互联网出版发行的市场环境与商业机制,大力促进文化出版事业、产业的现代化建设与跨越式发展。

CNKI是基于网格技术的第三代数字图书馆,是一个网格资源共享平台,将国内外分布异构数据资源聚合在同一门户界面中,为用户提供单一、友好的数据访问环境,对数据资源进行链接整合形成知识网络体系,实现数据资源的增值,具有强大的知识挖掘和知识学习功能,用户通过图书馆门户透明地访问所有资源和服务,并可以无缝地进行知识漫游,用户可以通过该平台提供的统一的检索界面、统一的检索语言查找到自己需要的资源,最终数据以统一的方式呈现。它通过产业化的运作,为全社会知识资源高效共享提供最丰富的知识信息资源和最有效的知识传播与数字化学习平台。

(4)国家基础教育网格

关于教育网格的研究已经不仅仅局限在高校,在基础教育领域的应用已经展开。2006年12月26日由国家基础教育资源共建共享联盟及国家基础教育网格课题组共同举办了国家基础教育网格(http://www.g12e.org/toG12eIndex.do)的开通仪式,它是一个基于IPv6的应用网格,在基础教育领域建成国家基础教育网格平台,其宗旨是在基础教育领域应用先进的IPv6及网格技术,建设一个全国性的教育资源共建共享平台,为教育领域“下一代互联网”的到来创造条件。该项目以人大附中为骨干节点,面向国内200所中小学开展,每一所学校都是一个网格节点,各学校的资源放在本地的节点上,自主管理自己的资源,通过网格计算技术,实现对全国各地的优质基础教育资源的集成和共享,提供开放的远程协同教学的支撑环境。该项目已于2008年6月30日通过了专家组的验收。截至2009年7月6日,已有981所全国知名中小学加盟,已经汇聚了13682条优质资源,而且资源的数量每天都在增加。

三、启示与展望

教育技术领域的研究对象为学习资源和学习过程,如何更好地对其设计、开发、利用、管理和评价一直是教育技术领域所关注的主要问题。网格的出现及其应用,对教育以及教育技术领域都提出了新的挑战,它可以实现教育资源的全面共享,那么,网格的应用到底会对教育产生怎样的影响?尽管国内外的网格实践已经为我们提供了成功的范例,网格领域的专家也为我们描述了一个美好的前景,但是,网格技术除了能解决教育资源共享的问题之外,所提供给教育的也许远远不仅如此,只有深入参与到教育网格项目中才能够领悟到该技术对教育带来的变革,真诚地期待更多的教育技术领域的人们加入到这项技术的应用研究中,更好地为教育服务。

参考文献:

[1]I. Foster and C.Kesselman.The Grid: Blueprint for a New Computing Infrastructure. Morgan Kaufmann Publishers,2004.

[2]http://www.lege-wg.org/Home.aspx.

[3]金海.中国教育科研网格ChinaGrid[EB/OL].http://www.edu.cn/zhong_dian_ke_ti_5168/20061012/t20061012_199825.s-html.

[4]许骏,史美林等.网格计算与e-Learning Grid——体系结构·关键技术·示范应用[M].北京:科学出版社,2005.

[5]金海.中国教育科研网格 ChinaGrid[DB/OL] http://www.edu.cn/zhong_dian_ke_ti_5168/20061012/t20061012_ 199825.shtml.

[6]http://www.chinagrid.com/.

[7]http://www.cnki.net/index.htm

[8]http://www.rdfz.cn/xyxw/xyxwx/t20081205_18432.htm

网格技术与经济发展 篇4

数字图书馆是对以数字化形式存在的信息进行收集、整理、保存、发布和利用的实体, 其形式可以是具体的社会机构或组织, 也可以是虚拟的网站或者任何数字信息资源集合。在计算机界也通常指与此相关的非常广泛的技术研究领域。

数字图书馆的内容特征是数字化信息, 结构特征是不论其资源组织或用户利用都可以通过网络进行分布式的管理和存取, 并具有个性化、人性化和动态化特征。

随着计算机和网络技术的研究和发展, 数字图书馆正在从基于信息的处理和简单的人机界面逐步向基于知识的处理和广泛的机器之间的理解发展, 从而使人们能够利用计算机和网络更大范围地拓展智力活动的能力, 在所有需要交流、传播、存储和利用知识的领域, 包括电子商务、教育、远程医疗等, 发挥极其重要的作用。

1 网格技术

1.1 网格技术概念和特征

网格计算被誉为继Internet和Web之后的“第三个信息技术浪潮”, 有望提供下一代分布式应用和服务, 对研究和信息系统发展有着深远的影响[1]。从广义上讲, 网格是一个集成的计算与资源环境, 或者说是一个资源库, 它能够充分吸纳各种计算机资源, 并将它们转化成一种随处可得的、可靠的、标准的且相对经济的计算能力, 其吸收的计算资源包括各种类型计算机资源、网络通信能力、数据资料、知识、仪器设备甚至有操作能力的人等相关的资源。从狭义上来说, 就是早期的网格, 主要用于科学和工程计算, 现在也被称为计算网格[2]。不管是狭义还是广义的网格, 其目的不外乎是要利用互联网把分散在不同地理位置的电脑组织成一台“虚拟的超级计算机”, 实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、软件资源、通信资源等的全面共享, 为用户提供了一体化的新和应用服务, 如计算、存储、访问等。其基本特征是资源共享, 消除资源孤岛。

1.2 网格的核心技术

为解决不同领域复杂科学计算与海量数据服务问题, 人们以网络互连为基础构造了不同的网格, 有代表性的如计算网格、拾遗网格、数据网格等, 它们在体系结构和需要解决的问题类型等方面不尽相同, 但都需要共同的关键技术, 主要有如下几种[3]。

1.2.1 高性能调度技术

在网格系统中, 大量的应用共享网格的各种资源, 如何使得这些应用获得最大的性能, 这就是调度所要解决的问题。在网格调度中, 还需要考虑移植性、扩展性、效率、可重复性以及网格调度和本地调度的结合等一系列问题。

1.2.2 资源管理技术

资源管理的关键问题是为用户有效地分配资源。高效分配涉及到资源分配和调度两个问题, 一般通过一个包含系统模型的调度模型来体现, 而系统模型则是潜在资源的一个抽象, 系统模型为分配器及时地提供所有节点上可见的资源信息, 分配器获得信息后将资源合理地分配给任务, 从而优化系统性能。

1.2.3 网格安全技术

网格计算环境对安全的要求比Internet的安全要求更为复杂。网格计算环境中的用户数量、资源数量都很大且动态可变, 一个计算过程中的多个进程间存在不同的通信机制, 资源支持不同的认证和授权机制且可以属于多个组织。正是由于这些网格独有的特征, 使得它的安全要求性更高。

1.3 网格系统结构

网格技术不断地发展使人们逐渐地意识到了网格体系结构的重要性。网格体系结构用来划分系统的基本组件, 指定系统组件的目的和功能。可以说, 网格体系结构是网格的骨架和灵魂, 是网格技术中最核心的部分。

1.3.1 五层沙漏结构

五层沙漏结构是一种早期的抽象层次结构, 从上至下分别为:构造曾、连接层、资源层、汇聚层和应用层, 以“协议”为中心, 强调协议在网格的资源共享和互操作中的地位。通过协议实现一种机制, 使得虚拟组织的用户与资源之间可以进行资源使用的协商、建立共享关系, 并且可以进一步管理和开发新的共享关系。这一标准化的开放结构对网格的扩展性、互操作性、一致性以及代码共享都很有好处。

1.3.2 开放网格服务结构

开放网格服务体系结构OGSA (Open Grid Services Architecture) 是继五层沙漏体系结构之后出现的最重要、最新、最主流的网络体系结构, 被称为是下一代的网格结构。OGSA是5层结构, 自下而上依次为:构造层、连接层、资源层、汇聚层及应用层。OGSA的目的就是要将网格的一些功能, 更确切的说是网格协议Globus的一些功能融合到Web Service这个框架中。与前期网格不同的是, OGSA是面向服务的结构, 将所有事务都表示成一个网格服务, 计算资源、存储资源、网络、程序、数据等都是服务, 所有的服务都联系对应的接口, 所以, OGSA被称为是以服务为中心的“服务结构”, 通过标准的接口和协议支持创建、终止、管理和开发透明的服务, OGSA有效地扩展了Web Service架构的功能。五层模型与OGSA都相当重视互操作性, 但OGSA更强调服务的观点, 将互操作性问题转化为定义服务的接口和识别激活特定接口的协议。这一面向服务模型具有很多优点, 环境中的所有组件都是虚拟化的, 通过提供一个所有网格服务实现基础的一致接口的核心集, 可以使得分级的、更高级别的服务的构建能够跨多个抽象层以一种统一的方式进行处理。虚拟化还促使从多个逻辑资源实例到同一物理资源的映射, 不考虑实现的服务组合, 以及一个VO内的基于低级资源组合的资源管理。正是网格服务的虚拟化加强了通用服务语义行为无缝地映射到本地平台设施的能力。

2 网格技术在数字图书管中的应用

数字图书馆是运用多方面高新技术支持的数字信息资源系统, 是将分散于不同载体、不同地域的数字化信息资源以网络化方式互相联结起来, 实现资源共享。数字图书馆是计算机可处理的、有序组织的信息集合, 是存储数字信息的仓储。而网格是高性能计算机、数据源、因特网三种技术的有机组合, 它具有高性能、一体化、知识生产、资源共享、异地协同工作、支持开放标准、功能动态变化等优点, 为数字图书馆建设提供了诸多的有利条件, 主要以下几方面[4]。

第一, 为数字图书馆构造统一的平台。网格技术在降低建设网站及网络服务成本方面的优势, 便于为数字图书馆构造统一的平台。网格技术突破了计算机能力、存储能力的限制, 将地理上分布各异的计算机、数据、知识等组成一个统一的整体, 采用分布式、协作式和智能化的信息处理方式, 实现信息的无障碍交换, 将众多的服务功能按照用户的要求进行有机的集成, 为用户提供一体化、全方位的服务。

第二, 利于实现数字图书馆的资源共享。网格最主要的特点就是消除信息孤岛, 实现信息资源的智能共享。网格支持对异构数据资源的访问, 实现应用层面的连通, 为用户提供统一的访问接口, 选择适当的访问协议来实现用户提出的访问请求。网格技术的应用, 进一步提高了数字图书馆资源的利用率。

第三, 利于数字图书馆的海量数据处理。网格可以将分布在不同地方的计算机连接在一起, 用户只需通过客户端发出要求计算的指令, 网格就把这些任务分配给各个计算机执行, 然后再自动地对这些计算机的计算结果进行汇总并反馈给用户, 连接的计算机越多, 计算能力就越强。另外, 网格技术可以保证用户能够在相对短的时间内, 将需要的数据从不同的数据库中找出来并进行综合, 而不必多次访问不同的数据库。这对数字图书馆的海量数据处理问题有很好的作用。

第四, 利于数字图书馆的信息集成。数字图书馆是一个复杂、庞大的信息工程, 只有将它涉及的各个方面协同起来, 才能够发挥更好的作用。网格将分布在不同位置的资源进行集成, 提供高性能的计算、管理及服务的资源能力, 人们可以像使用电力系统一样方便地使用这些资源。另外, 网格计算可以对远程资源进行有效的组织和管理, 形成网络虚拟计算机, 提供更加强大的处理能力。

第五, 利于数字图书馆进行知识管理。随着信息量的不断增长, 如何从已有数据信息中获取对用户需求有直接作用的知识, 成了数字图书馆的发展方向。知识网格为实现这一目标提供了可能。网格具有知识再生产性, 能够根据用户的需求自动地对数据源进行分析、组织、归纳、处理, 形成新的知识。反馈给用户的就不仅是信息, 而是对用户需求有现实价值的知识。

3 结束语

数字图书馆发展总的趋势是:具有开放性的结构, 采用新的软、硬件设计和开发技术, 并着重于网络资源的开发与利用。因此, 必须重视基于网络信息的访问、存储和利用技术的创新, 建立新一代功能更强大、规模更大的数字图书馆, 更好地为未来的图书馆读者服务, 推动国民经济的发展, 提高人民群众的文化素质[5]。

网格技术虽然为数字图书馆的建设提供了一种全新的思路, 为解决数字图书馆当前遇到的多种问题提供了方法和技术支持。但是, 网格技术的应用对数字图书馆的建设也提出了新的要求, 其中比较突出的问题有:安全性问题、标准化问题、数字版权问题、基础设施问题、系统改造等问题。

面对网格技术的进一步发展, 数字图书馆建设的指导思想应该具有前瞻性, 要适应将来网格环境的发展需求。

参考文献

[1]郝巧红.Internet第三次浪潮———网格[R].山西统计, 2002, (7) .

[2]李兴鹏.基于网格技术与数字图书馆的分析和研究[J].产业与科技论坛, 2008, (7) :6.

[3]王意洁等.数据网格及其关键技术研究[J].计算机研究与发展, 2002, 39 (8) .

[4]孙宁.基于网格技术的数字图书馆研究与探讨[J].科技情报开发与经济, 2008, (18) :24.

空间网格结构的施工技术管理论文 篇5

一、引言

随着社会发展与人民生活水平的提高，人们从事社会活动和生产，需要建造大跨度的会堂、展览厅、体育馆、飞机库等大空间建筑，而解决大跨度建筑结构最具有竞争性的结构即是空间结构。空间结构可分为以下几种类型：薄壳结构、网格结构、悬索结构、折板结构、膜结构以及由上述某二种或几种组成的组合结构。其中网格结构是半世纪以来，国内外发展最快、应用最广的一种形式。空间网格结构①是由于标准化而出现建筑构件工厂和工业化生产体系后发展起来的大型结构，它是采用离散的线状构件，通过特定的节点，按照某种有规律的几何图形，组成的三维连续体结构体系。

目前，实践证明空间网格结构杆件可以用钢材、铝材、木材、钢筋混凝土和塑料、玻璃钢等制成，极易做到规格化、标准化，实现建筑构件的工业化大批量生产，从而把力学的合理性与生产的经济性结合起来。然而，在这种所谓最为安全的结构大量应用时，也发生了不同性质，不同破坏程度，不同数量的事故，使国家财产和人民生命受到了不少损失。从国内的一些事故调查资料来看，由于施工技术选用不当，违反施工操作规程，施工管理措施松懈所造成的事故比例最高。因此，为保证空间网格结构的工程质量，降低施工危险系数，加强空间网格结构施工技术管理具有至关重要的现实意义。

二、空间网格结构施工中技术管理的作用

施工技术管理工作②是项目完成施工生产任务，提供优质产品，实现质量管理目标管理体系的重要组成部分，也就是确保具体工程项目的施工方法、工艺标准、机具设备、材料及相应的人力资源等的正确应用，有效结合的过程。

由于网格结构一般跨度较大，而且多为公用建筑、重要建筑，下面人员较多，设备贵重，网架挂在头顶上，人命关天。对空间网格结构施工技术的把握不仅关系到业主的利益，也涉及到网架安装企业的信誉。

通过具体施工中发现，计划和有序地对空间网格结构施工进行技术管理，可以保证施工过程遵循技术规律，尊重科学，有利于结合空间网格工程特点和实际施工条件，选用先进合理适用的技术工种和施工方法，从根本上保证空间网格工程施工质量；有利于用新技术、新工艺方法对技术管理和作业人员进行教育培养，不断提高技术管理素质和技术能力；有利于空间网格结构的施工方案优化和施工资源的合理配置，提高施工效率，最终提高项目的经济效益。

总之，施工技术管理是施工企业技术管理活动在现场的延伸和具体化，对于施工特点突出的空间网格结构而言，恰当地技术管理对建立正常的技术工作秩序，严格技术工作程序和责任制，对于保证空间网格工程的施工质量和安全，提高施工效率，降低工程成本，增加经济效益都具有举足轻重的作用。

三、空间网格结构的施工技术管理措施

首先，了解空间网格结构的施工特点和技术特点是合理确定技术管理方案的前提条件。就施工特点而言，网格结构和混凝土结构有很大不同，作者在总结各种资料和实践经验的基础上，其主要区别如下：

1、空间网格结构对测量定位放线要求更严格，这已经成为空间网格结构施工安装中一个重要问题。

2、空间网格结构的施工安装过程中对天气、温度等条件更敏感。

3、空间网架(壳)安装对机械设备要求较高，因此，在运输、堆放、起吊、就位及安装过程中，要按事先模拟设计的条件进行。

4)空间网格结构的防腐防火要求更高。所以空间网格结构要加强防腐、防火，并定期维护，因而提高了维护费用。

此外，空间网格结构构配件数量、规格多，现场必须设置临时堆放场地及相应的中转场地，杆件堆放要防止出现变形，堆放时要适当分类，以便施工安装。

因此，应根据网架(壳)受力和构造特点(如结构造型，网架刚度，外形特征，支承形式，支座构造等)，在满足质量、安全、进度和经济效果要求下，结合当地的施工技术条件和机械设备资源等因素，因地制宜综合确定。其次，在空间网格结构项目施工中，一方面要建立健全施工技术管理组织体系，选择合适的技术管理人员，另一方面要通过各种方式充分调动技术管理人员的积极性，使他们在工作中积极降低成本，运用空间网格的优势，为提高项目的经济效益开拓新途径。

具体而言，针对空间网格结构的施工特殊性，在进行合理的空间网格结构技术标准和技术规程的制定和选择的基础上，应建立健全空间网格工程的施工技术原始纪录和技术档案管理，在实际操作中，应力求没有计量失误。同时，应重视空间网格结构技术发展的最新动态，推广使用科学技术的先进成果。

此外，对空间网格结构的技术要素和技术活动过程进行计划、组织、监督、控制等全过程、全方位的管理的施工现场技术管理制度，也十分必要。现在许多施工企业都采取以下几种管理制度，以保障空间网格结构的施工特殊性，并取得了很好的实际效果：

1、图纸学习审查和管理制度。图纸审查必须提前完成，包括学习初审，会审及综合会审四个阶段，做到施工前完成外审，留有施工准备工作时间。做到文件合法，符合规程和标准要求：构造合理方便施工；与土建专业无矛盾；材料、设备、工艺要求，质量标准明确；坐标无差错，由内审负责人完成会审记录，由技术负责人完成三方签证工作，并使每一位有关人员持有效文件并记录，各专业的记录互相会签备案。

2、工程洽商，设计变更管理制度。在工程施工之前或施工中，由于设计的原因或业主的需要及现场条件的变化等，都将导致施工图的变更设计，这不仅关系到施工依据的变化，而且涉及到工程量增减的变化，因此必按规定程序处理变更问题。对于空间网格结构的特殊性，应做到工程洽商，设计变更涉及到的内容，变更所在图纸编号，节点号清楚、内容详尽、图文结合；尺寸、计量单位、技术要求明确，符合规程、规范精神。

3、计量、测量工作管理制度。测量工作是网格结构施工中一项关键的技术工作。管理制度要明确职责范围，仪表、器具使用、运输、保管有明确要求，建立台帐定期检测，确保所有仪器精度，检测周期和使用状态符合要求。记录和成果符合规定，确保成果，记录、台帐、设备安全、有效、完整。

4、工艺管理和技术交底制度。技术交底制度必须健全，目的是让所有参加空间网格结构的施工人员在正式施工之前(或某一重要环节)对空间网格结构从设计情况，建筑特点，技术要求，操作注意事项有较详细的了解，以便科学施工。交底应有文字记录，交底人和接受交底人均应签字确认，做到技术要求符合图纸、设计要求；总体安排符合施工项目实施规划，工艺要求符合规范、规程、工艺标准，不发生指导性错误，过程有控制，工艺有改进，资料完整有可追溯性。

5、隐预检工作管理制度。隐预检实行统一领导，分专业管理。各专业应明确责任人，管理制度要明确隐预检的项目和工作程序，参加的人员按施工项目实施规划所划分的施工段进行检查，对遗留问题的处理要有专人负责。

显然，要控制好空间网格结构的施工质量，降低施工事故的发生率，必须从施工技术管理抓起。因此，应从我国空间网格结构施工的实际情况出发，建立相应的施工技术管理制度，提高空间网格结构的施工质量，最终推进空间网格结构更好、更广的应用。

参考文献：

[1]尹善维，《空间网格结构设计》[M]，中国建筑工业出版社，2005年。

[2]严慧，《空间网架结构》[M]，贵州人民出版社，2006年。

[3]赵红花，《网架质量事故实例及原因分析》[J]，建筑结构学报，2004年9月。

[4]中国建筑科学研究院、浙江大学主编，《网架结构设计与施工规程》(JGJ7-91)，中国建筑工业出版社，1991年。

[5] S, Makowski，Analysis, Design and Construction of Double Layer Grids，Applied Science Publishers Ltd，London，2005。

① Escrig F，Two Way Deployable Spherical Grids，International Journal of Space structures，2006，p257-274。

② 王谦，《施工技术管理》[J]，建筑科学，2005年3月，第37页。

浅析网格技术及其对教育的影响 篇6

［关键词］网格 网格技术 功能和特点 策略 影响

［作者简介］陈竞艺（1974- ），男，河北邢台人，邢台学院现代教育技术管理中心讲师，从事计算机网络管理及教学、计算机硬件和计算机基础教学及研究；冷飞（1979- ），男，河北邢台人，邢台学院现代教育技术管理中心，助教，从事计算机网络管理及教学。（河北 邢台 054001）

［中图分类号］G640-057［文献标识码］A［文章编号］1004-3985（2007）26-0167-02

一、网格的功能和特点

“网格”这个名词最早出现在上个世纪90年代中期，它被用来表示一种适合于高级科学与工程研究的分布式计算基础设施。网格作为一种数据和计算资源管理的基础设施将为全球的商业、政府、研究、科学和企业提供基础支撑。通过网格，我们可以在多个动态的虚拟组织之间共享资源，协同解决问题。

和以往的分布式系统一样，网格具有管理分布式资源、完成分布式协同计算的能力，而且网格要求的分布性能与以往相比更加广泛。网格上的资源将不再局限于同一组织内，更多的是面向Internet上的所有资源。网格支持的协同计算除了计算的协同完成和分布合作外，还包括对资源的远程使用。这种分布格局更多的是依赖网格的传输和使用网格服务（Grid Service）、Web服务（Web service）和其他一些协作工具来完成。

要完全开发出网格的潜力，就意味着必须利用实质性的网格基础设施来加快处理过程或提高协作程度。随着OGSA等网格标准的逐渐成熟，启用网格意味着应用程序在网格环境中以Web服务的方式运行，同时能够选择是否利用网格基础设施中提供的多种服务。例如，在即将发布的WebSphere?誖Application Server中，J2EE或C的应用程序可以作为Web服务在启用网格的中间件之上运行，同时还可以利用中间件和网格基础设施中所提供的服务。

二、启用网格的策略

启用网格的策略有六种。从仅仅在网格中运行程序到充分利用网格的优势，网格的标准已经构建到适当的Web服务规范中，在应用程序中启用Web服务也变得越来越重要。面向服务的架构和Web服务正成为战略网格环境的基础。

策略1：简单批处理（Batch Anywhere）

策略2：独立并发批处理（Independent Concurrent Batch）

策略3：并行批处理（Parallel Batch）

策略4：服务（Services）

策略5：并行服务（Parallel Services）

策略6：紧耦合并行程序（Tightly-Coupled Parallel Programs）

这些策略可以分为三个实现阶段：运行阶段——策略1、策略2以及策略3的最简单形式，这一阶段着重实现应用程序能够在网格中运行。适应阶段——策略3中较复杂的形式以及策略4和策略5，在不要求针对网格中间件的特定要求做很多变化的前提下，通过在应用程序中启用网格功能来适应其功能和价值。利用阶段——处于策略6的应用程序可以在其操作中利用网格或群集基础设施。

这六种策略不是互相排斥的。它们是策略，也可以看做采纳网格的阶段或集成的风格。它们之间相互关联，从相对简单的采纳网格的策略，如作为简单批处理（Batch Anywhere）任务运行，逐渐发展到启用更强的网格功能，如紧耦合并行程序（Tightly Coupled Parallel Programs）。这六种策略中的每一种都可以在其前面一种策略的基础上发展起来，从这个意义上讲，它们是密切联系的。例如，可以在已有的应用程序中按这样的方式启用网格功能：将其中消耗资源最多的计算任务当做简单批处理任务，在网格中最适当的计算机上执行（策略1）。由网格在运行时决定将该任务指派给哪一台机器，然后通过消除抑止并发操作的因素，同一个应用程序进一步发展为启用网格功能的任务单元，可以作为同一个批处理任务中的独立并发批处理的（Independent Concurrent Batch）实例来运行（策略2）。这样，整个应用程序的吞吐量就比某个时刻只有一个实例运行的情况大大提高了。下一步的应用程序可以朝两个方向发展：可以进一步消除阻碍并发的因素，允许其中启用网格功能的任务单元作为并行批处理（Parallel Batch）任务运行（策略3）。需要强调的是，这时可能发生改变的是工作单元的定义，而应用程序不会变化。在这种情况下的工作单元可能是实现前两种策略时采用的一组原始工作单元。因此，必须向应用程序中加入两个组件：一个负责对任务进行分解，并将其提交给网格；另一个负责收集计算结果。重新设计应用程序，启用网格的工作单元不再作为一组批处理任务运行，而是作为服务（策略4）。最后，可以进一步重新设计应用程序的工作单元，将其作为多个在后台运行的可并行调用的服务。已有的应用程序通常很难达到策略6的要求，因为重新设计应用程序的代价会抵消其所带来的好处。最好是重新开始设计，将应用程序实现为紧耦合并行程序。当然，并不是每一个应用程序都需要实现第六种策略。大多数程序甚至不能实现它。应用组件可以在网格中的节点上运行，而且可能不需要知道网格中间件的存在。应用程序不断地发展变化，也将更好地利用网格。

三、网格技术对教育的影响

步入信息时代，网络教育作为一种能延伸、拓展学习时空的教育形式，越来越受到教育界人士的普遍关注，网络化学习的浪潮已经到来。在网络教育的实施过程中，教育资源是整个系统的一个重要组成部分，它突破了传统教育资源在人员、地域、时空上的多重限制，提供大量、全面、开放的资源，为网络教育的成功提供了必要保障。网络教育资源存在着需求大、来源广、数量众、种类多等一系列特点，而网格技术正好能支持资源和服务的动态调整和规划。网格技术的实施促使资源和服务的退出不会影响到系统的正常工作。而且，由网格技术组织、协调和支撑的网络教育资源具有如下的优越性：一个教学软件或一个网站一旦开发成功，就可以低成本、重复地被很多人使用；网络资源对青年学生有特殊的吸引力，可以正面引导青年，培养青年学生崇尚文化、热爱科学的精神；可以把教师从一些不必要的重复劳动中解放出来；可以更加灵活的学习，不受时间和地域的限制；具有多媒体的特点，图文并茂、绘声绘色，能激发学生的学习热情；可以做到交互学习，使学生在网上接受训练，并能检测自己的学习情况；可以容纳很大的信息量，比传统的教科书具有更明显的优势。

考虑到经济、商业利益、竞争的因素，未来的网格环境中的系统是各种异构的系统。它们或者位于不同的网格体系结构下，或者采用不同的操作平台。网格必须能够支持这些异构系统的通信和交互。而网格服务的虚拟化提供了一种将通用语义行为无缝地映射到本地平台的能力。虚拟化使得我们能够跨平台对资源进行透明的一致性访问，以及将多个逻辑资源实例映射到同一个物理资源上。网格中的资源管理将比现在更加智能化，它将能随着计算机环境的变化而自动进行调节和适应，对于资源的搜索将更能满足用户的实际需要。同时，未来网格中的资源不仅包括计算机硬件，还包括一些特殊设备、贵重仪器，甚至是家用电器。用户访问网格服务使用的工具不再局限于计算机，手机等其他移动设备都将纳入这一行列。

在发达的网格技术支持下，教师和学生通过无所不在的网络，就可以方便快捷地使用各种设备。例如，使用物理实验室的设备进行调试，使用化学实验室的仪器进行实验，使用电教实验室的设备进行展示等。而且，学校可以节约大量的硬件投入成本。据介绍，起步较早的欧洲通过网格实现的计算能力，远远超过美国任何一台超级计算机。对于学校而言，教学、科研所需的计算机设备的更新换代也是一笔很大的开支，在网格技术的支持下，学校可以省去很多不必要的投入，对比较陈旧的计算机仍然可以充分地利用。总之，随着网格技术的发展壮大以及在社会生活中的广泛应用，它必然也对未来的教育产生重要的影响。熟练操作计算机，掌握网格应用的办法，必将成为未来教师和学生应该具备的基本素质和基本要求。

［参考文献］

［1］都志辉，陈渝，刘鹏.网格计算［M］.北京：清华大学出版社，2002.

网格技术的研究与应用 篇7

一、网格技术出现的背景

因特网(Internet)始建于上世纪60年代，从60年代至80年代，互联网的典型应用是收发电子邮件、传输文件、发布文字新闻及言论等，我们称之为第一代互联网。进入20世纪90年代后，欧洲高能物理研究中心发明了超文本格式，把分布在网上的文件链接在一起。这样用户只要在图形界面上点击鼠标，就能从一个网页跳到另一个网页，不仅可以看到文字信息，而且可以欣赏到丰富多彩的图片、声音、动画等多媒体信息。这个阶段的互联网被称作环球网(又叫万维网)，它用超文本和多媒体技术改造了第一代互联网，被称为第二代互联网。第二代互联网虽然比第一代互联网先进了许多，但它也暴露出了严重的弱点。一方面，由于Internet在早期缺乏规划，造成了IP地址分配“贫富不均”的现象，将严重制约互联网的发展。另一方面，互联网上的信息未经过有效的规范和整理，使用起来非常不方便。

克服第二代互联网所暴露问题的一个角度就是发展网格技术，来更好地管理网上的资源，将之虚拟成为一个空前强大的一体化信息系统，在动态变化的网络环境中，共享资源和协同解决问题，从而让用户从中享受可灵活控制的、智能的、协作式的信息服务，并获得前所未有的使用方便性和超强能力。

二、网格的发展历史

网格的思想早在1960年就被提出来了，但对网格的大规模研究只是近十年的事。以超级计算机为中心的计算模式存在明显的不足，超级计算机虽然是一台处理能力强大的巨无霸，但它造价极高。通常只有一些国家级的部门，如航天、气象等部门才有能力配置这样的设备。随着人们日常工作遇到的商业计算越来越复杂，人们越来越需要数据处理能力更强大的计算机。然而，超级计算机的价格阻止了它进入普通人的工作领域。于是，人们开始寻找一种造价低廉而数据处理能力超强的计算模式，最终科学家们找到了答案———网格计算。

网格技术是近年来国际上信息技术领域的热门课题。因此目前许多组织开发了支持网格计算的系统。我国同世界其他各国政府一样，为大幅度地提高我国的综合国力和国际竞争能力，对于网格的建设也十分关注，同时在网格计算方面做了大量基础性和前瞻性研究工作，并在863专项中提出了具体的目标，专项确立了“战略与系统综合研究”、“高性能计算机”、“网格结点”、“网格软件”和“应用网格”五个方面的课题。

三、网格的概念

网格就是一个集成的计算与资源环境，能够吸纳各种计算资源，并将它们转化成一种随处可得的、可靠的、标准的、经济的计算能力。除了各种类型的计算机，这里的计算资源还包括网络通信能力、数据资料、仪器设备，甚至是人等各种相关的资源。基于网格的问题求解就是网格计算，其应用包括分布式计算、高吞吐量计算、协同工程和数据查询等诸多功能。

网格是借鉴电力网的概念提出来的，网格的最终目的是希望用户在使用网格计算能力时，就如同现在使用电力一样方便。我们在使用电力时，不需要知道它是从哪个地点的发电站输送出来的，也不需要知道该电力是通过什么样的发电机产生的。不管是水力发电，还是通过核反应发电，我们使用的是一种统一形式的“电能”。网格也希望给最终的使用者提供的是与地理位置无关、与具体的计算设施无关的通用的计算能力。

清华大学李三立院士将网格与宽带网络作了比较，他说“将先进计算基础设施(即网格)与信息高速公路(宽带网络)相比较，可以说，信息高速公路是信息传输和获取的信息基础设施;而先进计算基础设施则是信息处理的信息基础设施。虽然，国内外都有不断把信息高速公路扩充频带宽度、改进路由器性能的计划;但是，国外科学家认为:真正的下一代信息基础设施是先进计算基础设施。它将使以计算机为主体的信息处理发生根本性的变化。”

四、网格技术的应用领域

为什么需要网格?因为网格有非常广泛的应用领域。一旦建立起网格，就可以开展许多以前无法进行的工作和研究。

（一）在科学计算领域，网格计算可以在以下几个方面得到广泛应用。

1.分布式超级计算。网格计算可以把分布式的超级计算机集中起来，协同解决复杂的大规模的问题。使大量闲置的计算机资源得到有效的组织，提高了资源的利用效率，使用户的需求得到了及时满足。

2.高吞吐率计算。网格技术能够十分有效地提高计算的吞吐率，它利用CPU的周期窃取技术，将大量空闲的计算机的计算资源集中起来，提供给对时间不太敏感的问题，可作为计算资源的重要来源。

3.数据密集型计算。数据密集型的问题的求解往往同时产生很大的通讯和计算需求，需要网格能力才可以解决。如高能物理实验、数字化天空扫描、气象预测等都是数据密集型问题，网格可以在这类问题的求解中发挥巨大的作用。

（二）在社会经济生活领域，网格可以在如下领域得到应用。

1.基于广泛信息共享的人与人交互。原来人与人的交互受到地理位置、交互能力、共享对象，等等许多条件的限制。比如一个国际会议往往需要许多人在旅途上消耗大量的时间，如果每个人都可以在自己的工作地点，与参加会议的其他人员在一个虚拟的共享空间中进行交互，共同讨论问题，可以产生面对面的效果，无疑将会是十分理想的。网格的出现更加突破了人与人之间地理界线的限制，使得科技工作者之间的交流更加方便，从某种程度上可以说实现人与人之间的智慧共享。

2.更广泛的资源贸易。随着大型机的性能的提高和微机的更加普及，及其资源的闲置的问题也越来越突出，网格技术能够有效地组织这些闲置的资源，使得有大量的计算需求的用户能够获得这些资源，资源的提供者的应用也不会受到太大的干扰。需要计算能力的人可以不必购买大的计算机，只要根据自己的任务的需求，向网格购买计算能力就可以满足计算需求。除了计算资源，包括贵重仪器、程序、数据、信息、文化产品，等等，各种资源都可以在贸易的基础上广泛使用。

网格是一种面向问题和应用的技术，随着网格技术的不断完善和应用领域的不断扩展，网格可以在更多领域得到应用，如银行、航空、石油、气象、电子商务、远程教育、生命科学，等等。

网格技术仅仅是许多技术中的一种，它的出现不是要取代现有的技术，而更多的是对现有技术的补充。《福布斯》杂志预测，网格技术将在3、4年后进入迅速发展时期，在2020年网格技术产业年产值将达到20万亿美元。网格，一个更好应用的网络，其前景广阔，让我们共同迎接网格时代的到来。

参考文献

[1]许乐平.计算机信息技术基础[M].南京:东南大学出版社, 2003.

[2]胡存生.计算机网络基础[M].西安:电子工业出版社, 2004.

[3]都志辉, 陈渝, 刘鹏.网格计算[M].北京:清华大学出版社, 2002:3-5.

[4]许文韬.网格技术综述.微型电脑应用[J].2002, (18) :62-64.

网格技术与经济发展 篇8

企业信息门户 (EIP) 是指在Internet或Intranet的环境下, 把各种应用系统、数据资源和互联网资源统一集到企业信息门户之下, 根据每个用户使用特点和角色的不同, 形成个性化的应用界面, 并通过对事件和消息的处理、传输把用户有机地联系在一起。信息门户就是以最小的成本, 实现对现有资源的最大程度开发利用。作为一个基于Web的系统, 企业信息门户系统实现了企业现有系统与资源的集成, 通过企业信息门户系统平台, 企业的信息资源从各部门相互独立、资源重复、沟通不畅的状况转变为一个面向员工、组织和决策者的整合系统。

在企业信息化建设过程中, 一方面企业需要通过信息化手段实现一体化管理、消除信息孤岛、节省成本, 另一方面各下级单位实际情况又存在差异, 一体化信息系统常常无法满足实际应用需求, 个性化需求迫切, 对于企业信息门户应用, 一体化管理与个性化应用的需求矛盾则更为突出。以下提出一种技术解决方案, 在实现信息门户的集团化统一应用、一体化管理的同时满足各单位个性化应用扩展需求。

2 企业信息门户应用需求

2.1 业务需求

1) 一体化应用需求:集团化的应用功能需求主要包括:信息网站及资源管理, 统一的门户标准及风格, 集团化应用系统单点登录、统一待办整合, 集团化协同应用管理功能等。

2) 个性化应用需求:在集团化应用功能基础上, 各分、子公司个性化应用需求主要包括:特色信息网站栏目, 特色信息展示, 自建系统单点登录、统一待办整合, 特色协同应用管理功能等。

3) 从信息门户应用方式上, 传统应用方式上面主要分为集中应用与分布式应用两种。两种应用方式根据系统特色的不同, 在企业信息化领域应用较广。

2.2 集中应用

由集团公司统一建立大集中信息门户, 用一套门户服务器 (应用服务器、数据库服务器) 来集成所有相关信息资源, 所有供电局及下属分支机构均通过访问该门户以获取信息。部署架构见图1.

1) 方案优点:

全省应用一套服务器, 相对投资较小;集团化应用, 保证上下一体门户标准化, 全网资源可以有效共享;系统及应用管理简便。

2) 方案缺点:

容错率低, 一旦服务器或中心网络出现故障系统即无法访问;服务器承载和网络流量远超普通业务系统, 系统性能较差;采用集团化应用, 个性化需求难以满足, 实施时间长, 难以同时满足多个供电局信息整合。

2.3 分布式应用

网公司和各供电局分别建设各自门户, 各个供电局门户按本供电局应用需求自行整合电局级别供信息, 在通过二次整合实现网公司级别信息整合, 部署架构如下图所示:

1) 方案优点:

建设周期短, 各分、子公司可以同时各自实施门户;各机构可以根据各自实际情况选择进行个性化应用开发;各机构只需在局域网内即可快速访问各自门户, 响应能力较好;

2) 方案缺点:

各分、子公司各自为阵, 集团企业无法实现一体化应用, 形成更大的信息孤岛;各分、子公司均需要投资建设, 存在重复投资;信息门户无法统一标准、规范;

2.4 问题分析

综上所述, 基于传统的集中应用或者分布式应用模式, 各有优缺点, 对于企业级信息门户既有集团化统一应用、一体化管理需求, 同时各分、子公司也有个性化应用扩展需求。不论是采用集中应用或者分布式应用均不能满足实际应用需求。

3 网格技术

网格技术是以网络为依托, 整合大量跨信息系统管理域、异构计算机资源形成一个虚拟的计算机集群, 为解决大规模的计算问题提供了一个模型。基于网格技术可以实现基于不同的平台、硬件/软件体系结构、位于不同的地理位置的计算机资源协同应用。

3.1 网格技术研究现状

我国高性能计算环境项目的目标是:建立一个计算资源广域分布、支持异构特性的计算网格示范系统, 通过Internet把我国的8个高性能计算中心连接起来, 进行统一的资源管理、信息管理和用户管理, 并在此基础上开发多个需要高性能计算能力的网格应用系统。

国内外, 网格技术在高性能计算、信息资源共享等方面应用都已较为成熟, 网格在解决大规模计算及资源共享等方面发挥着重大作用, 在企业信息化领域引入网格技术, 借助网格技术实现异构平台资源共享、跨地域协同应用等技术特点, 结合企业信息门户信息集成、个性化定制等技术特点, 对于企业级信息门户既有集团化统一应用、一体化管理需求, 同时各分、子公司也有个性化应用扩展需求的问题提供了一种行之有效的手段。

4 网格化企业级信息门户

网格化企业级信息门户将网格技术与门户技术相融合, 构建多节点的网状立体门户应用, 形成网格化企业信息门户群, 解决信息门户即有集团化统一应用、一体化管理需求的同时, 也有个性化应用需求问题;

4.1 基于网格化的信息门户节点部署

由集团公司提出统一的门户技术框架和共享标准, 通过试点建设、全面推广按照该标准规范建立分、子公司门户, 各个门户之间可以全面共享信息资源、门户应用、访问负载。

在网格化部署模式下, 任何一个门户节点应用可能独享一组应用服务器, 也可以与其他门户节点共享一组服务器。系统部署对于门户用户完全透明。网格化部署方式整合集中应用, 分布式应用优点, 规避其缺点, 具有以下特点:

1) 网格化整合:企业纵向、横向之间可以轻松实现各种资源共享整合。

2) 建设周期短:各机构门户可同步实施。

3) 易于访问、高性能:在局域网内快捷访问本组织常用资源。共享访问外部资源。

4) 节省投资:一体化应用, 规避重复系统建设投资。

4.2 门户网格管理中心

门户网格管理中心涵盖注册与监控中心, 资源管理中心及资源调配中心三部分, 通过网格管理中心, 实现了各门户节点之间横向协同、纵向流通。企业信息门户群任何一个门户结点, 均可以到达任何一个具有开放权限的另一个结点, 实现资源的最大化共享。

1) 网格管理中心定时监控分散于各个门户子节点中的服务注册请求。

2) 位于网格服务中心中的Porlet管理中心负责对新增加服务进行发布。

3) 发布后的功能进入网格管理对象列表, 可供所需网格子节点订阅使用。

4) 将待使用的功能在Porlet管理中心进行添加。

5) 注册后的服务将处理后的资源通过网络提供给需要该资源的网格子节点使用。

6) 注册与监控中心:实现门户节点的注册、注销与门户节点运行情况监控。通过该模块, 可以动态的扩展和删减门户节点应用, 动态监控各节点运行情况, 及时进行问题处理。

7) 资源管理中心:实现企业信息门户中的portlet资源、信息资源统一管理。通过该模块, 可以动态实现portlet应用发布、注销及权限管理。

8) 资源调配中心:实现门户节点应用、信息资源的动态调配与管理, 在网格门户集群中, 任何一个节点都是一个完整的门户应用, 该节点可能独享一组应用服务器, 也可以与其他门户节点共享一组服务器。

5 结束语

网格化企业级信息门户, 实现了网格技术与企业信息门户技术相互融合应用。通过将网格技术及门户技术进行融合, 采用物理网格部署方案, 构建上下可扩展的网格管理中心, 实现信息资源的统一监控与管理, 形成了以集团公司本部网格运营管理为中心, 公司本部及下属机构、分子公司门户为节点的网格化应用格局。成功解决了信息门户即有集团化统一应用、一体化管理需求的同时, 也有个性化应用需求的问题。

参考文献

[1]徐志伟.因特网之后是什么--网格技术探讨计算机世界2001.10.22

[2]Allen G., Daues G., Foster I., Lasze-wski G., Novotny J., Russell M., Seidel E., Shalf J., The Astrophysics Simulation CollaboratoryPortal:A Science Portal Enabling Community Soft-ware Development, Proc.of the 10th IEEEIntl.Symp.on High Perf.Dist.Comp 200

网格技术与经济发展 篇9

1 网格化营维服务模式概述

网格的划分管理与地理信息系统息息相关。在网格的划分中, 不仅要考虑地理信息, 还要考虑用户的分布情况, 保障不同网格中的用户数量、网络状态、网络质量等因素在合理的范围内变动, 并具备可量化的指标, 从而实现互动平衡。此外, 网格的划分还要做到“规模适度、业务均衡, 边界清晰、无重叠、无遗漏”。

在城区, 网格覆盖的用户数一般以3 000户为宜;在乡镇, 网格覆盖的用户数一般以2 000~2 500户为宜。网格的划分不仅可采取人工划分的方式, 即根据用户的地址等进行网格匹配, 还可根据GIS系统划分, 即通过GIS系统自动、精确地划分网格范围。

2网格化营维服务技术支撑系统的设计

网格化营维服务使以往分别进行的维护、维修与营销工作合二为一。由于网格化营维服务中的营维人员处于不断移动的状态, 因此, 该服务对技术支撑体系的移动性要求非常高。由此可见, 服务于网格化营维的技术体系必须能综合运用计算机技术、互联网/移动互联网技术、3G/4G通信技术和移动终端技术, 并能充分利用信息系统的信息资源建立统一的信息交互平台, 从而构建能协助营维人员作业的高效、快速、通畅的全方位信息网络系统, 提高营维人员综合运用信息的能力。此外, 相关部门还应加强对外部营维作业人员的管控和考核, 从而提高营维作业的整体效率和质量。有线电视网格化营维服务技术支撑系统的架构如图1 所示。

2.1 架构设计

网格化营维服务支撑系统的服务器端基于Microsoft.Net Framework4.5, 并采用了现阶段成熟的Asp.Net MVC4.5 框架;采用RESTful Web Service为接入信息系统提供服务, 可提供XML和JSON两种数据交换格式, 通过客户端鉴权和DES对称加密等技术保障信息通道的安全, 并可根据不同的业务请求由Web Server集中处理信息;交互业务逻辑采用独立的业务模型 (Model) 和控制器 (Controller) 封装, 可保证逻辑的完整性和一致性;在系统实现上, 采用了面向对象技术、MVC的设计模式和纯Asp.Net技术。

该系统的结构基于移动互联网技术, 采用B/S结构管理、配置控制台, 并基于RESTful实现各系统的接入服务;应用了与App相结合的架构方式, 支持主流计算机的软、硬件平台和各类主流智能移动终端设备。

该系统可提供标准接口程序、预留技术的接口标准, 支持多种技术标准和主流开发语言, 以便于扩展系统功能及与其他应用系统的互联互访。

该系统的数据库采用了通用大型关系数据库技术, 且B/S结构可支持多种通用浏览器, 具有开放、易操作、界面友好、可靠和安全等特点;综合运用了通信技术、计算机技术和网络技术, 比如XML、Web service、条形码识别、地理信息系统、全球卫星定位系统等搭建了效率管理平台, 并通过与现有的BOSS运营支撑系统、GIS系统等的协同处理, 实现了信息资源的有效整合, 构建了外部网格化营销系统的信息化平台。

2.2 总体结构设计

该系统的总体结构包括数据集成层 (数据仓库) 、数据分析层 (多模分析、分层展现) 、数据展现层 (图表、报表) 。其中, 数据集成层采用Microsoft的DIS平台, 可处理各种数据源中的数据, 并将其存储在本地数据仓库中;数据分析层采用Microsoft的DAS平台, 可根据分析要求, 基于本地数据仓库创建多维分析模型, 并生成多维数据集, 包括前端显示需要的各种数据;数据展现层采用j Query中的Flot库和运用SVG技术的Raphael库, 并通过html5+java Script绘制可交互的图表。

2.3 网络拓扑图设计

该系统部署在局域网内部, 用户可根据需要考虑是否向互联网公布Web服务端口、推送服务器的侦听端口, 从而实现系统的正常运行。整个系统处于企业防火墙内, 安全性较高, 各接入信息系统和综合运营分析系统通过局域网或VPN连接。虽然该系统可与多个系统连接, 但通讯端口仅限于Web服务端口, 因此, 该系统可保持相对的独立性。在局域网中, 为了确保数据的安全, Data Server应运用双机容错技术, 并应定期备份数据和增加每日备份的数量。网格化营维管理系统控制管理台是整个系统的控制管理平台, 用户可通过此平台编辑物流托盘网格, 生成、派发、转发和审核营维任务, 开展人员管理、接入系统管理、任务类型管理、资源管理、数据管理、日志管理和人员位置 (轨迹) 查询等。

3 网格化营维服务支撑系统功能的实现

网格化营维服务支撑系统可控制所有已接入的管理系统, 且兼容多种任务类型, 因此, 其可作为任务执行情况的集中管理平台。该系统可管理日常外勤作业人员的信息, 向外部营维人员分发任务, 提供任务执行过程中的信息支持, 收集监控作业人员的在岗情况、地理位置等, 并将其发送至任务信息系统, 从而实现对任务的闭环管理。外部营维人员通过移动智能终端 (手机、平板电脑等) 上的App可随时随地通过GPRS、3G/4G、Wi Fi等网络与中心系统保持信息共享, 并可用电子工单代替传统的纸质工单。

3.1 网格管理

网格管理是指在网络综合运营系统与信息支撑系统的统一协调下, 由GIS、BOSS和综合网管进行的协作管理。GIS的地理信息支撑功能为网格管理提供了工具。此外, 综合运营分析系统可动态、实时地提供各个网格的运行情况, 根据科学的模型计算各个网格的统一量化指标, 并将其作为KPI考核的依据。

3.2数据对象的查询

该系统可通过BOSS数据视图反馈用户数据, 所有的查询条件均可在视图脚本中体现, 不需要在网页中选择。系统管理人员在页面中输入视图名称便可找到相应的营销项目, 业务操作人员通过选择营销项目可获取营销对象的数据, 并生成营销工单。

3.3 营维功能

营维人员在移动工单手机客户端收到营销或维修工单后, 可在手机终端查询用户信息, 比如用户的基础信息、消费信息、余额信息、产品信息、设备信息、使用情况和报修记录等。

3.4 移动终端App

移动终端App是安装在外部营销人员持有的智能移动终端上的移动应用程序。App作为系统的客户端, 可连接至系统中心提供的各项服务上, 并基于网络协议, 通过中心服务接口与相关接入系统的业务工单交互, 从而为营维人员提供移动式的小型工作平台。此外, 营维人员还能通过App进行各类信息的查询、营销工单的处理、成果提交等操作, 从而高效完成大量的信息交互作业。

4 技术支撑系统的应用实践

某市为三网融合的第二批试点城市。为了应对这一前所未有的机遇和挑战, 该市有线电视台根据省公司的统一部署, 全面开展了网格化营维服务, 制定了《网格化服务的营维流程、服务规范和标准》, 明确了网格化营维服务的目标、网格团队管理工作的流程、网格工程师营销作业的流程、业务工单的流转办法以及网格工程师客户服务行为规范等, 为网格化营维服务的开展奠定了基础。

在此基础上, 该市有线电视台结合网络现状和用户分布情况划分了网格, 将市区范围内80 多万缴费用户和小商业客户划分成了23 个网格化营维服务区域, 共计57 个片区 (团队) 250个网格。市区内的网格社区工程师的平均服务用户数为4 000户, 乡镇网格社区工程师的平均服务用户数为2 800 户。此外, 还按照网格化实施计划开展了试点工作, 工作重点为“网格到人、磨合团队运作、按网格区域开展网络维护”等, 且在完成了原有网络服务维护任务的同时, 开展了全新的营销服务。

网格化营维服务的开展离不开技术支撑系统的支持。为了配合网格化营维服务的开展, 该市有线电视台在原有业务支撑系统的基础上, 基于网格化营维服务的理念, 融合了最新的移动互联网技术, 结合现有的移动客服系统整合了多个应用平台, 开发了网格化营维服务支撑系统。通过该系统, 可使外出作业的营维人员根据系统派发的营维工单提供贴近用户的个性化营维服务, 从而节约服务成本。

5 结束语

综上所述, 在三网融合的背景下, 广电业务的结构和运营体制发生了巨大的变化, 广电企业应改进自身的服务模式, 抓住机遇, 实现可持续发展。广电网格化技术支撑系统顺应了社会发展的大潮流, 可使网络营销和网络维护服务更加个性化, 从而吸引更多的用户。因此, 该系统值得在广电企业中推广应用。

参考文献

[1]付英梅.辽宁联通网格化营销支撑系统的设计与实现[D].长春:吉林大学, 2013.

网格技术与经济发展 篇10

随着互联网技术的飞速发展,基于网络的现代远程教学成为目前现代教育中发展最为迅速的教育形态,为学习者提供了快速、便捷的学习方式。但现有的远程教育系统普遍存在着一些问题,主要表现在:缺乏广泛的资源共享,各教育机构各成体系,学习资源的重复开发现象严重;学生与学生和教师与学生之间难以实现有效的交互协作;虚拟现实技术难以在远程教育领域中得到广泛深入的应用等。

近几年兴起的网格技术凭借其自身独特的优势,为解决这些问题带来了契机。网格技术是继Int e rne t技术和We b技术之后的第三次技术浪潮,它是集成的计算与资源环境,其核心是消除信息孤岛,实现资源共享(包括计算资源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源等)。网格不是因特网的一种新名词,它并不是要抛弃和完全取代因特网。它将建筑在因特网的基础之上,不过比当前的因特网性能更高、功能更强、应用更广。将网格技术应用到现代远程教学领域,也就是将地理上分布、系统异构的多台远程教学服务器通过高速网络连接起来,共同解决各种远程教学需求者的需求问题。这样会提高人们访问远程教学网站的效率,将会极大地改变远程教学的现状,给现代远程教学带来新的生机与活力。

1 网格技术的概念及其功能

网格(Grid)概念源于电力公用网(如图一所示),其基本思想是使用户在应用网格技术时,就像日常生活从电力网中获取电能那样,可以方便地获取网络上高性能的计算能力。网格是构筑在互联网上的一组新兴技术,它将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体,为科技人员和普通老百姓提供更多的资源、功能和服务。

网格的最终目标是将分散在不同地理位置的、系统上异构的多种计算资源通过高速网络连接起来,协同解决大型应用问题,进行广域信息资源的分布共享,把整个因特网整合成一台超级虚拟计算机,给最终的使用者提供的是与地理位置无关、与具体的计算设施无关的通用计算能力,就如同现在使用电力一样方便。

作为构筑在互联网上的一组新兴技术,网格的本质不是它的规模,而是充分利用网络中的现有软硬件资源,支持广域环境上的计算、数据、存储、信息和知识资源的共享、互通与互用,消除信息孤岛,以较低成本获得高性能。全球网格按应用模式分为以下几类:数据网格和计算网格、知识网格和信息网格、商业应用网格和点对点(P2P)网格等。近年来,国内外的网格研究取得了很大进展,出现了许多与网格相关的技术术语,如计算网格(Comp uter Grid)、信息网格(Information Grid)、对等计算(Peer-toPeer)、元计算系统(MetaSystem)、知识网格(Knowledge Grid)、数据网格(Data Grid)和Web服务(Web Service)等。

2 以教育科研网为网络平台的教育网格系统

网格远程教学系统的核心是教学资源的共享和教学服务系统的建立。现行的基于网络教学系统同样强调共享,但这种共享还处于相对低的水平上。从教学资源上看,形式多样,格式不统一,无法进行统一有效的协调和管理;从硬件和操作系统来看,各种异构系统并存,许多远程教学系统无法在不同的平台上运行;从实现的方式上来讲,大多是静态或动态的Web页面,没有体现服务的概念。基于网格的远程教学系统是一个基于网格的虚拟教学环境,它的主要目的是为了能够更好地共享有限的教育资源,主要功能是网上实时虚拟课堂、教师实时网上备课、学生自由课件点播、实时的师生间及学生间的交互,使教师和学生自由地共享一个网络提供的集成环境,应用网格技术,解决协调多种异构资源等问题。同时该系统在技术上具有先进性和可升级性,在功能上具有可容性和可持续发展性,在性能方面具有稳定性和实用性。

教育部与英特尔(中国)有限公司于2003年10月签署了合作谅解备忘录。双方决定携手构建下一代中国高等教育网格计算平台,并进一步推进面向网格计算及应用的研究与开发。它的目标是建立一个由教育系统各个单位提供资源共享的科研、教育、培训等高性能计算设施,实现跨学科、跨部门和跨地域的合作和人才培养的网格计算系统。教育网格以高等院校和科研院作为其主要节点,当然从事网络教育的公司和团体也可以加入到教育网格系统中来。

由图二可知,教育网格由以下几个部分组成[1]:

(1)网络平台:网格并不是要取代现有网络,而是建立在这个传输平台之上,在传输中仍使用传统的网络传输协议,因此现有的计算机网络将会成为未来网格系统的基础。

(2)教育网格节点:网格节点是网格系统中最为重要的部分,网格功能的实现从根本上来讲是依赖于网格节点的。网格节点内含了网格资源、网格服务的实现。无论网格服务的实现有多复杂,网格节点提供的网格服务接口掩盖了网格服务实现的复杂性,使得人们可以透明地使用这些网格服务。教育网格服务的主要对象是学习者和网络教学系统的开发者,因此其内部的资源也是以教育资源为主。

(3)服务注册中心:其功能是为用户提供大范围内的网格教学服务的查询。学校、科研院所开发的网格教学服务怎样来共享,用户怎么知道网格系统有这样的服务,都依赖于教育网格的服务注册中心。其注册过程通过UDDI(Universal Description,Discovery,and Integration)协议完成。

(4)网格门户:网格门户网站可以看作为用户提供网格服务的w曲页面。两格门户和传统网页从表面上看没有太大的区别,但是其内涵却是不同的。为了更方便地从教育网格上取得用户需要的服务,在网格系统中提供这样的网格门户网站是非常必要的。大多的用户或学习者将通过网格门户网站,进人网格系统,以取得所需要的服务,从而进行学习活动。

(5)客户端:在教育网格系统中,客户端代表服务的对象或者说学习者。客户端不仅可以使用网格资源,享受网格服务,同时,也可以利用网格资源和服务来构建自己的应用系统。

以上是以中国教育科研网为例,说明了全国范围内网格系统的结构。作为新一代网络计算与应用技术,网格的本质不是它的规模,因为网格的结构具有自相似的特征,因此较大规模的网格系统和较小范围内的网格系统结构是相似的。比如大到全国,小到一个省市甚至一所高等院校或科研院所,都可以用同样的结构建立自己的网格系统。当小的网格系统连接到大的网格系统时,就成为一个个节点,因此网格系统建设的重心是网格节点中的网格服务开发。教育网格系统中,网格服务的开发,实际上就是基于网格的远程教学系统开发。

3 远程教学网格的实现

教育资源的共享在很大程度上影响到远程教学的成效。然而,从当前远程教学资源建设的现状来看,有效资源的匮乏与资源的重复建设等问题日益严重。很多学校只是把自己所拥有的资源向社会开放,但这只是做到了部分资源共享,共享的范围和广度远远不能满足远程教学的需要。网格技术的最大特点是信息资源的全面、深度共享,其主要目的是建立一个分布式、海量的教育资源库,并提供一套高效的资源共享、存储管理机制,用户可以随时、随地、方便和快捷的跨网络信息存取。

远程教育信息网格的系统构成如图三所示,分布在不同地点的教育资源服务器不断向远程教育网格输入信息(包括Web网络课程、视频课件流和远程实验平台等),用户通过登录远程教育网格读取信息,也可以存储信息以供其他用户使用。整个网格的地理位置、扑结构对于用户透明,且可以根据用户数量动态调度。

所有的远程教育资源对于系统开发者而言就是一些关联的Web页面、视频流、音频流和数据库记录。为有效地组织管理这些信息,可以将这些学习资源存储、运行在不同的宿主服务器上。显然,不同的学习对象提供远程教育学习资源可以看作是一类特定的网格服务,体系结构如图四所示。与传统基于文档来管理分布在不同宿主服务器上的远程教育资源不同,基于网格服务的学习对象的访问、维护、管理是通过面向对象技术来实现的。

我们可以在一栋教学楼里建立一个小规模的教学网格,然后把整个学校的多个教学网格联系起来形成一个全校范围的教学科研网格,将不同学校之间的网格互相连接起来就形成了高校之间的网格联盟。当然,这一网格联盟又可以成为全国网格的一个部分,我们可以统一地管理网格及网格资源。

4 结束语

网格技术使得现代教育系统的资源利用率大大提高,给用户带来了极大的方便和更多的体验,也使得学习者的学习和工作效率大大提高,给远程教育注入了新的活力。但是,网格技术目前仍处于起步阶段,各项指标还需进一步成熟及完善,大部分网格系统还处于理论研究阶段,实际应用比较少。随着网格技术的不断发展与完善,必然会极大地影响现代远程教育的发展。因此,利用网格计算的手段来开展远程教育是一个必然趋势,带来的优势也将越来越明显。

参考文献

[1]高宏卿.基于网格的远程教学研究[J].电化教育研究,2005,(5):53-56.

[2]褚晓红.网格技术及其应用展望[J].中国电化教育,2003,(4):78-80.

[3]都志辉.网格计算[M].北京:清华大学出版社,2002.

现代计算机网格技术应用问题探析 篇11

关键词：网格技术；应用问题；超级计算机；数据处理

中图分类号：TP393.01 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 10-0000-02

一、网格技术起源

在一定程度上来说，一个事物的出现，必然是有所需求，网格技术的出现也是同样，也是由于时代的某种需求，或是由于大部分人的需求上升到时代的需求，网格技术才产生的，这个道理和现代项目开发有着相似的产生过程，首先是用户有所需求，接着才是项目的产生，项目组的成立，项目的具体实施等等，因此，网格技术的起源是和具体的需求联系起来的。

随着计算机技术的发展，数据处理能力开始不断提高，但是，与此同时，需要进行大规模计算处理的事务也增多起来，与数据处理能力相比，事务复杂性的增长要远远高于数据处理能力的增长，人们迫切需要进行大规模的数据处理，复杂的数据处理，尽管随着计算机技术的进步，计算机固件有所下降，但是，能够处理复杂过程的大规模计算的超级计算机价格仍然比較昂贵，绝大部分的人们还是用不起，可以说“旧时王谢堂前燕”，还没有“飞入寻常百姓家”，这也是必然的，目前的大规模处理计算机都是在一些技术发达、资金雄厚的大公司中，个人还普遍使用，其实，换个角度来思考，如果个人想用，花大量的资金买这样一台超级计算机也不是很划算，而且这种超级计算机的成本、维护费用，相当昂贵，都会是个人来担负，压力也是很大的。在这种情况下，人们需要使用廉价的计算机，或者是可以接受的价格的计算机，或是通过某种手段，将一些闲置的计算机资源利用起来，一起来处理某种大规模数据处理需要，这样，人们的需求产生了，网格技术就是在这种情况下，在这种需求下产生的，网格技术的产生是应技术时代的需求产生的。

二、网格技术原理

网格技术是在上个世纪90年代中期，应时代的需求，兴起的一种计算机技术，网格技术的核心概念来源于电力网格，而网格技术的实施目的也正是像电力使用方向看齐，追求的目标是，人们使用网格可以像使用电力一样，按需分配，随时可以用，达到这样的使用目标。网格技术与电力网格密切相关。网格技术的要求是，将数量很多的计算机联系起来，像网络上的格子一样，每个计算机既是单独的一个独立单位，又在一个系统中体现的是格子的作用，联系成一个整体，对外提供服务，这样就可以使很多闲置的计算机资源利用起来，达到单台或者是数量小的计算机群做不到的目标，这样，对于大规模的数据处理，就显得很具体也很方便，人们不必去购买价格昂贵的超级计算机，只需要将闲置的计算机构成网格，整体进行发挥作用，达到理想效果。网格技术改变了传统的人们使用计算机和Internet的概念，传统的人们使用网络技术和计算机，都是把他们作为信息交互的平台，通过网格技术，将他们作为计算机资源共享的平台，从机制上将他们从传统的运作方式上解脱出来，得到了更好、更宽的发展。

三、网格技术的应用

网格技术的应用很广泛，应用的领域都是和具体的需求联系起来的，都是为了解决小规模计算机无法解决的问题，网格技术的应用具体分为以下几个方面：

网格技术应用在超级计算机方面，这个也是网格技术最初兴起的缘由，网格技术就是为了解决超级计算机进行大规模数据处理的问题，人们购买不了超级计算机，需要某种可以替代超级计算机，价格相对便宜，而且实用的技术，网格技术就是起到了超级计算机在平常领域中的作用，满足了人们的具体需求，将大量的闲置的计算机资源充分利用起来，提高了资源的利用率，统一起来，对外提供服务，起到了良好的效果。

网格技术应用在大规模计算，这一方面的应用主要体现在吞吐率方面，单个计算机的吞吐率有限，而现代数据处理的需求又是大规模的，因此，发挥网格技术的吞吐率方面的作用，使人们可以大规模、批量的处理数据，体现的核心技术思想是，对CPU的处理周期进行窃取，绕过一些实时性要求比较高的需求，也就是对时间要求比较严格的需求，在其他一些需求或者是领域中广泛的进行应用，这方面的应用也越来越广泛，越来越受到人们的普遍中国重视。

网格技术应用在数据密集型领域，很多领域，例如航空，自动化技术都开始使用网格技术，这些领域对数据的特点是，相对比较密集，数据信息也比较庞大，平常的技术处理不了这种密集型的数据，网格技术可以解决这方面的问题，随着时代的进步，数据信息量的增多，各行各业都开始积累了大量的数据信息，可以说，未来一段时间之内，网格技术在数据密集型领域的应用还会越来越广泛，也会越来越具体。

网格技术应用在人与人之间的交互上面，网格技术更好的解决了因为地理、时间因素带来的限制，将全球的资源更好的结合起来，更好的共享出来，为人们提供服务，网格技术使人与人之间的距离变得更短，交流也越来越简便，可以说，网格技术，在一定程度上，网格技术缩小了人与人之间的距离，也是地球变得越来越小，联系却越来越密切。

网格技术应用在更广泛的资源共享方面，随着计算机技术的进步，计算机固件不断降价，处理能力不断提高，闲置的计算机资源相对却越来越多，网格技术有效的将这些闲置的计算机联系起来，同时，拥有这些闲置资源的用户不会受到很大的干扰，这是很难得的，这样，不仅可以帮助自身的用户解决自己的问题，同时，将闲置的资源共享出来，为更艰巨的任务，更大的目标服务，非常方便，这样人们不用去购买价格非常昂贵的超级计算机，只需要，购买一些价格相对比较便宜的资源共享费就可以，这样，就可以达到按需分配，人们需要使用网格技术资源的时候，可以像使用电力资源一样，随时可以用，按需分配，这样，极大的方便了人们的学习和工作生活。

四、网格技术和计算机网络面临的安全问题

根据ISO7498-2提出的安全服务，对网格技术和计算机网络相应的提出了网络安全需求。

（一）身份认证

身份认证必须做到准确无二义地将对方辨别出来。应该提供双向的认证，即互相证明自己的身份。在单机状态下身份认证主要可分为三种类型：意识双方共享某个秘密信息，如用户口令；二是采用硬件设备来生成一次性口令；三是根据人的生理特征，如指纹、声音来辨别身份。

（二）授权控制

授权控制是控制不同用户对信息访问权限，对授权控制的要求主要有：一致性，即控制没有二义性；统一性，对信息资源集中管理，同意贯彻安全策略；要求有审计功能，对所有授权记录可以审查；系统记录角色用户的使用轨迹。尽可能地提供细粒度的控制。

（三）数据加密

数据加密是最基本的保证通信安全的手段。目前加密技术主要有两大类：一类是基于对称密钥加密算法，也称为私钥算法；另一类是基于非对称密钥加密的算法，也称为公钥算法。

（四）抗抵赖性

接收方要确保对方不能够抵赖收到的信息是其发出的信息，而且不是被他人冒名、篡改过的信息。通常采用的方法是电子签名。

参考文献：

[1]王洪飞.网格计算的应用及发展前景[J].中国科技信息,2005,16

[2]郑琦,卢德利.浅析网格计算技术的应用与发展[J].广西轻工业,2009,9

网格技术与经济发展 篇12

由此可知, 网格与P2P的对象是不同的。然而他们又是彼此关联的, 都是解决分布式计算和资源共享两个方面的问题。由此我们可以这么说, 在设计中, 两者在目标上基本一样, 两者的技术特点或多或少形成相辅相成的作用, 当前学者更热衷于研究两者间互补性以及协同性。

1 P2P与网格的异同概述

在技术发展终期, 毫无疑问, 网格与P2P相比, 其作为发展的终极目标, 它充分结合当前分布式系统的有关技术, 所追求的目标是尽可能对所有能共享的资源进行访问, 相比网格而言, P2P实现的则是平等通信, 所谓平等通信, 即使网络中整体计算通讯的实体实现平等互利, 节点之间可平等地相互共享。P 2 P技术的特点是灵活高效, 主要核心是在计算和交流量方面的应用, 因此, 它的作用之一也是保障所以资源的安全。

单纯就P2P和网格而言, 两者是基本独立, P2P和网格网络都能分辨节点角色——客户机以及服务器。在实际通讯中, 服务器节点远远多于客户机节点。P2P和网格两者之间的异同大体可从以下几方面来分析。

1.1 连通

网格中机器的计算性能一般很强, 其计算的连接形式比较稳定, 即通过高性能静态网络固定连接。不可忽略的是, 网格中资源如果被访问或者共享, 必定需要输入指定的账户和密码来实现, 所以常规而言, 网格中能被客户访问的节点一般比P2P要少, 因此其计算模式我们可以归之为客户机-服务器。

与网格不同的是, P2P计算核心是桌面计算机, 桌面计算机的特点具备间断性连接网络, 当其在连接时通常能被其他计算机共享。正因为这种间断性连接, 其连接的可靠性没网格高。然而P2P与网格的连通性能相比, 它最大的特点是灵活性。连通性能的灵活与否是经过网络中的节点数来反映的, 正因为P2P网络中连接的节点数大大超过网格中的节点数, 账户形式的网格中, 其连接方法相对而言显得繁琐。

1.2 安全

无论什么网络模型, 安全性能永远是其需要考虑的核心问题。根据网格技术特点, 其运用的是账户机制, 因此考虑到用户的认证与授权, 因此在保密安全方面, 它是相对可靠的。因为网格中的信息以及资源具备封闭性, 而且网格中的安全机制十分严谨, 绝不允许用户或者资源是未经注册的。

对于P2P而言, 开放性是其资源共享的最大特点, 在绝大多数P2P系统中, 就安全机制而言, 一般不需要认证和授权, 与网格相反, 其允许用户或资源是未经注册的。所以相对网格而言, P2P安全性能相对较低。

1.3 访问服务

在访问资源时, 远程访问是网格技术升华的指标之一。网格技术在远程服务中能有效提交批量信息或进行交叉共享, 具备相当高的安全性, 种种技术特点显示, 网格技术在访问资源方面能有效实现节点间数据传输和资源共享。然而P2P系统在远程机器方面相对匮乏。现行的P2P系统并未能在远程机器中进行复杂的运算和信息存储, 但是对于访问服务而言, 节点间的数据共享和协议交换的高效性能, 使得P2P技术与网格形成良好互补和协同。

1.4 容错

就高度分布式程序代码而言, 其程序能在多个节点处衍生出大量彼此独立和形势相同的任务, 所以对于网格静态连接特点, 其动态可行性告诉我们必须大力研究其容错策略。在网格技术飞速发展的今天, 当前网格模型中, 仅仅只考虑到简单的检查点和重启措施, 大大忽略了其动态可靠性和容错。为了避免集中服务所带来的单点失效, 应用P2P算法加强互补, 能充分实现网格高效的动态可靠性。

2 P2P与网格的协同性探讨

大量成熟的P2P以及网格模型研究表明:实质而言, 网格总体或多或少可看成是P2P系统。因为无论是从远程异构机器合作还是从信息资源的动态监管, 其均是为了实现资源共享的动态变化, 两者目标都是相同的。从上面的分析可知, P2P与网格两者均提高计算性能, 优化数据密集型应用, 提升信息资源的远程访问性能。从网格技术发展我们可以看出, 当前网格服务形式仍然是分层服务, 随着通讯核心技术的成熟, 分层现象必将被改进或消失。在网格技术中, 随着今后网格节点不断成倍增加, 瓶颈现象会在节能功能应用中出现得日益频繁, 因此P2P与网格技术互补协同必然是通讯发展的总体趋势。随着P2P技术与网格系统充分融合, 无论从节点的增加还是从网格分层弊端上看, 均能保障网格的安全扩展, 充分实现分散型和平等型的信息网格的构建。

从以上分析可知, 网格发展的终极目标是融合P2P系统, 也是分布式系统发展的终极目标。虽然两种技术在当前均可独立发展, 随着信息量以及节点远程服务的增加, 两种技术的融合协同研究必然会是学者共同研究的热点。

参考文献

[1]何宇锋, 张再萍.网格与P2P的综合应用研究[J].科技咨询导报, 2007 (2) :24～25.

[2]蒋卓明, 等.基于P2P和网格融合的信任模型研究[J].核电子学与探测技术, 2009 (1) :162～167.