論文關(guān)鍵詞：網(wǎng)格計(jì)算資源共享

論文摘要：網(wǎng)格計(jì)算越來(lái)越被人們所提起，并作為一種分布式計(jì)算體系結(jié)構(gòu)日益流行，它非常適合企業(yè)計(jì)算的需求。很多領(lǐng)域都正在采用網(wǎng)格計(jì)算解決方案來(lái)解決自己關(guān)鍵的業(yè)務(wù)需求。本文介紹了網(wǎng)格計(jì)算的基本概念、發(fā)展過程和未來(lái)的一些發(fā)展趨勢(shì)。

0引言

二十世紀(jì)六十年代末，人類采用信息包傳輸和開放式整體結(jié)構(gòu)技術(shù)，組建了ARPAnet，從而誕生了Internet。到了九十年代初，萬(wàn)維網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。隨著人們?nèi)粘９ぷ饔龅降纳虡I(yè)計(jì)算越來(lái)越復(fù)雜，人們?cè)絹?lái)越需要數(shù)據(jù)處理能力更強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)。網(wǎng)格技術(shù)正是在此背景之下出現(xiàn)，并且正在逐漸地由一個(gè)新興名詞轉(zhuǎn)變成為運(yùn)用于商業(yè)、科研、醫(yī)藥等各行業(yè)的技術(shù)產(chǎn)物。

1網(wǎng)格介紹

1.1網(wǎng)格的概念

摘要：論述網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展概況，在科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，網(wǎng)格服務(wù)的特點(diǎn)以及在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)下場(chǎng)中的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫(kù)浮點(diǎn)運(yùn)算虛擬化資源共享

一、網(wǎng)格計(jì)算的由來(lái)與發(fā)展

網(wǎng)格計(jì)算是伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而迅速發(fā)展起來(lái)的，是將地理上分布的計(jì)算資源（包括數(shù)據(jù)庫(kù)、貴重儀器等各種資源）充分運(yùn)用起來(lái)，協(xié)同解決復(fù)雜的大規(guī)模問題，特別是解決僅靠本地資源無(wú)法解決的復(fù)雜問題，是專門針對(duì)復(fù)雜科學(xué)計(jì)算的新型計(jì)算模式。這種計(jì)算模式是利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置的電腦組織成一個(gè)“虛擬的超級(jí)計(jì)算機(jī)”，其中每一臺(tái)參與計(jì)算的計(jì)算機(jī)就是一個(gè)“節(jié)點(diǎn)”，而整個(gè)計(jì)算機(jī)是由成千上萬(wàn)個(gè)“節(jié)點(diǎn)”組成的“一張網(wǎng)格”，所以這種計(jì)算方式叫網(wǎng)格計(jì)算。這樣組織起來(lái)的“虛擬的超級(jí)計(jì)算機(jī)”有兩個(gè)優(yōu)勢(shì)，一個(gè)是數(shù)據(jù)處理能力超強(qiáng)，另一個(gè)是能充分利用網(wǎng)上的閑置處理能力。簡(jiǎn)單地講，網(wǎng)格是把整個(gè)網(wǎng)絡(luò)整合成一臺(tái)巨大的超級(jí)計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識(shí)資源、專家資源的全面共享。

近幾年，隨著計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的迅速增長(zhǎng)，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的普及和高速網(wǎng)絡(luò)成本的大幅降低以及傳統(tǒng)計(jì)算方式和計(jì)算機(jī)的使用方式的改變，網(wǎng)格計(jì)算已經(jīng)逐漸成為超級(jí)計(jì)算發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。網(wǎng)格計(jì)算是一個(gè)嶄新而重要的研究領(lǐng)域，它以大粒度資源共享、高性能計(jì)算和創(chuàng)新性應(yīng)用為主要特征，必將成為21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要推動(dòng)力。

二十世紀(jì)九十年代以來(lái)，世界各個(gè)國(guó)家，尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家，建立了很多超級(jí)計(jì)算應(yīng)用中心和工程研究中心，美國(guó)還制定了新一輪規(guī)劃的先進(jìn)計(jì)算框架（ACIP），發(fā)展面向21世紀(jì)的先進(jìn)計(jì)算技術(shù)。我國(guó)在科技部的領(lǐng)導(dǎo)和主持下，經(jīng)過專家組及相關(guān)單位的努力，作為我國(guó)高性能計(jì)算和信息服務(wù)戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施的國(guó)家高性能計(jì)算環(huán)境發(fā)展很快。在已經(jīng)建成的5個(gè)國(guó)家級(jí)高性能計(jì)算中心的基礎(chǔ)上，又于中南、西北等地建立了新的國(guó)家高性能計(jì)算中心，科技部加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的建設(shè)，形成了以科學(xué)院為主體的計(jì)算網(wǎng)格。教育部也啟動(dòng)了網(wǎng)格計(jì)算工程，第一批12個(gè)網(wǎng)點(diǎn)正在建設(shè)之中，國(guó)家基金委也列出專項(xiàng)基金資助網(wǎng)格計(jì)算。

摘要：在對(duì)現(xiàn)有的網(wǎng)格資源管理模型進(jìn)行分析和比較的基礎(chǔ)上，提出了一種基于分層結(jié)構(gòu)的具體模型HRMM，將資源管理分為作業(yè)并行分析、全局資源分配、局部資源分配和本地資源管理四個(gè)層次，并為每個(gè)層次設(shè)計(jì)了相應(yīng)的優(yōu)化策略和算法。該模型對(duì)資源管理的最大計(jì)算復(fù)雜度為O(n2)~O(n3)，是一個(gè)優(yōu)化而有效的網(wǎng)格資源管理模型。

關(guān)鍵詞：計(jì)算網(wǎng)格資源管理資源分配作業(yè)資源調(diào)度GlobusToolkit

計(jì)算網(wǎng)格是近年興起的一種重要的并行分布式計(jì)算技術(shù)，其關(guān)鍵技術(shù)之一是對(duì)網(wǎng)格中的資源進(jìn)行管理。網(wǎng)格中的資源具有廣域分布、異構(gòu)和動(dòng)態(tài)的特性，使得網(wǎng)格資源管理變得很復(fù)雜。當(dāng)前還沒有一種模型能夠處理所有的網(wǎng)格應(yīng)用需求。目前，網(wǎng)格資源管理模型主要分為分層模型、抽象所有者模型和經(jīng)濟(jì)／市場(chǎng)模型三類。Globus項(xiàng)目組在網(wǎng)格協(xié)議制定上有重要發(fā)言權(quán)，包括IBM、Microsoft、Sun、Compaq、SGI、NEC在內(nèi)的眾多重要公司都宣布支持GlobusToolkit。因此Globus所采用的分層模型代表了網(wǎng)格資源管理的發(fā)展趨勢(shì)。

本文在Globus分層模型設(shè)計(jì)思想的基礎(chǔ)上提出一種優(yōu)化的網(wǎng)格資源管理模型HRMM(HierarchicalResourceManagementModel)，并給出了相應(yīng)的資源管理算法。為了提高效率，在HRMM的主要模塊中運(yùn)用了GlobusToolkit2．4提供的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和接口。

1HRMM的總體結(jié)構(gòu)

HRMM的設(shè)計(jì)思想是：動(dòng)態(tài)接收來(lái)自用戶的作業(yè)請(qǐng)求，并為該作業(yè)分配符合條件的計(jì)算資源，同時(shí)提供整個(gè)計(jì)算過程中有關(guān)資源信息的在線反饋，接受用戶的在線控制。HRMM的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示，將計(jì)算網(wǎng)格的資源管理任務(wù)分為四個(gè)層次：作業(yè)并行分析、全局資源分配、局部資源分配和本地資源管理。

[摘要]文章論述了網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展概況、在科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍、網(wǎng)格服務(wù)的特點(diǎn)以及在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)中的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

[關(guān)鍵詞]數(shù)據(jù)庫(kù)；浮點(diǎn)運(yùn)算；虛擬化；資源共享

現(xiàn)代社會(huì)由于大規(guī)模的科學(xué)和工程計(jì)算的需求，迫使計(jì)算機(jī)必須不斷地提高其運(yùn)算速度和存儲(chǔ)容量。計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史表明，為了達(dá)到更好的處理性能，除了必須提高系統(tǒng)的硬件的速度外，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也必須不斷改進(jìn)，特別是當(dāng)元器件的速度達(dá)到極限時(shí)，后者將變成焦點(diǎn)問題。于是，超級(jí)并行機(jī)已經(jīng)成為復(fù)雜科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域的主宰。但以超級(jí)計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算模式存在明顯的不足，而且目前正在經(jīng)受挑戰(zhàn)。超級(jí)計(jì)算機(jī)雖然是一臺(tái)處理能力強(qiáng)大的“巨無(wú)霸”，但它的造價(jià)極其昂貴，通常只有一些國(guó)家級(jí)的部門，如航天、軍事、氣象等部門才有能力配置這樣的設(shè)備。而隨著人們?cè)谌粘９ぷ饔龅降纳虡I(yè)計(jì)算越來(lái)越復(fù)雜，人們迫切需要數(shù)據(jù)處理能力更強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)，而超級(jí)計(jì)算機(jī)的價(jià)格顯然阻止了它進(jìn)入普通人的工作領(lǐng)域。于是，人們開始尋找一種造價(jià)低廉而數(shù)據(jù)處理能力超強(qiáng)的計(jì)算模式，最終科學(xué)家們經(jīng)過努力找到了答案——GridComputing（網(wǎng)格計(jì)算）。

網(wǎng)格（grid）是一個(gè)集成的計(jì)算與資源環(huán)境，或者說是一個(gè)計(jì)算資源池。網(wǎng)格也是一種先進(jìn)的計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施（AdvancedComputationalInfrastructure，簡(jiǎn)稱ACI），用于研究與工程應(yīng)用相結(jié)合的項(xiàng)目，學(xué)科領(lǐng)域涉及超級(jí)計(jì)算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、中間件技術(shù)、并行算法和各種計(jì)算科學(xué)研究與應(yīng)用技術(shù)，是一個(gè)綜合性的跨學(xué)科高技術(shù)研究課題。網(wǎng)格計(jì)算（GridComputing）是伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而迅速發(fā)展起來(lái)的，是將地理上分布的計(jì)算資源（包括數(shù)據(jù)庫(kù)、貴重儀器等各種資源）充分利用起來(lái)，協(xié)同解決復(fù)雜的大規(guī)模問題,特別是解決僅靠本地資源無(wú)法解決的復(fù)雜問題，是專門針對(duì)復(fù)雜科學(xué)計(jì)算的新型計(jì)算模式。這種計(jì)算模式是利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置的電腦組織成一個(gè)“虛擬的超級(jí)計(jì)算機(jī)”，其中每一臺(tái)參與計(jì)算的計(jì)算機(jī)就是一個(gè)“節(jié)點(diǎn)”，而整個(gè)計(jì)算是由成千上萬(wàn)個(gè)“節(jié)點(diǎn)”組成的“一張網(wǎng)格”，所以這種計(jì)算方式叫網(wǎng)格計(jì)算。這樣組織起來(lái)的“虛擬的超級(jí)計(jì)算機(jī)”有兩個(gè)優(yōu)勢(shì)，一個(gè)是數(shù)據(jù)處理能力超強(qiáng)；另一個(gè)是能充分利用網(wǎng)上的閑置處理能力。簡(jiǎn)單地講，網(wǎng)格是把整個(gè)網(wǎng)絡(luò)整合成一臺(tái)巨大的超級(jí)計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識(shí)資源、專家資源的全面共享。

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的迅速增長(zhǎng)，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的普及和高速網(wǎng)絡(luò)成本的大幅度降低以及傳統(tǒng)計(jì)算方式和計(jì)算機(jī)的使用方式的改變，網(wǎng)格計(jì)算已經(jīng)逐漸成為超級(jí)計(jì)算發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。網(wǎng)格計(jì)算是一個(gè)嶄新而重要的研究領(lǐng)域，它以大粒度資源共享，高性能計(jì)算和創(chuàng)新性應(yīng)用為主要特征，必將成為21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要推動(dòng)力。

二十世紀(jì)九十年代以來(lái)，世界各個(gè)國(guó)家，尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家，建立了很多超級(jí)計(jì)算應(yīng)用中心（NCSA）和工程研究中心，美國(guó)還制定了新一輪規(guī)劃的先進(jìn)計(jì)算框架計(jì)劃(ACIP),發(fā)展面向21世紀(jì)的先進(jìn)計(jì)算技術(shù).我國(guó)在科技部的領(lǐng)導(dǎo)和主持下，經(jīng)過306主題專家組及相關(guān)單位的努力，作為我國(guó)高性能計(jì)算和信息服務(wù)的戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施的國(guó)家高性能計(jì)算環(huán)境發(fā)展很快。在已建成的5個(gè)國(guó)家級(jí)高性能計(jì)算中心基礎(chǔ)上，又于中南、西北等地建立了新的國(guó)家高性能計(jì)算中心，科技部并加強(qiáng)了網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的建設(shè)，形成以科學(xué)院為主體的計(jì)算網(wǎng)格。教育部也啟動(dòng)了網(wǎng)格計(jì)算工程，第一批12個(gè)網(wǎng)點(diǎn)正在建設(shè)中，國(guó)家基金委也列出專向基金資助網(wǎng)格計(jì)算。

摘要：在對(duì)現(xiàn)有的網(wǎng)格資源管理模型進(jìn)行分析和比較的基礎(chǔ)上，提出了一種基于分層結(jié)構(gòu)的具體模型HRMM，將資源管理分為作業(yè)并行分析、全局資源分配、局部資源分配和本地資源管理四個(gè)層次，并為每個(gè)層次設(shè)計(jì)了相應(yīng)的優(yōu)化策略和算法。該模型對(duì)資源管理的最大計(jì)算復(fù)雜度為O(n2)~O(n3)，是一個(gè)優(yōu)化而有效的網(wǎng)格資源管理模型。

關(guān)鍵詞：計(jì)算網(wǎng)格資源管理資源分配作業(yè)資源調(diào)度GlobusToolkit

計(jì)算網(wǎng)格是近年興起的一種重要的并行分布式計(jì)算技術(shù)，其關(guān)鍵技術(shù)之一是對(duì)網(wǎng)格中的資源進(jìn)行管理。網(wǎng)格中的資源具有廣域分布、異構(gòu)和動(dòng)態(tài)的特性，使得網(wǎng)格資源管理變得很復(fù)雜。當(dāng)前還沒有一種模型能夠處理所有的網(wǎng)格應(yīng)用需求。目前，網(wǎng)格資源管理模型主要分為分層模型、抽象所有者模型和經(jīng)濟(jì)／市場(chǎng)模型三類。Globus項(xiàng)目組在網(wǎng)格協(xié)議制定上有重要發(fā)言權(quán)，包括IBM、Microsoft、Sun、Compaq、SGI、NEC在內(nèi)的眾多重要公司都宣布支持GlobusToolkit。因此Globus所采用的分層模型代表了網(wǎng)格資源管理的發(fā)展趨勢(shì)。

本文在Globus分層模型設(shè)計(jì)思想的基礎(chǔ)上提出一種優(yōu)化的網(wǎng)格資源管理模型HRMM(HierarchicalResourceManagementModel)，并給出了相應(yīng)的資源管理算法。為了提高效率，在HRMM的主要模塊中運(yùn)用了GlobusToolkit2．4提供的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和接口。

1HRMM的總體結(jié)構(gòu)

HRMM的設(shè)計(jì)思想是：動(dòng)態(tài)接收來(lái)自用戶的作業(yè)請(qǐng)求，并為該作業(yè)分配符合條件的計(jì)算資源，同時(shí)提供整個(gè)計(jì)算過程中有關(guān)資源信息的在線反饋，接受用戶的在線控制。HRMM的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示，將計(jì)算網(wǎng)格的資源管理任務(wù)分為四個(gè)層次：作業(yè)并行分析、全局資源分配、局部資源分配和本地資源管理。

摘要該文主要介紹國(guó)內(nèi)外一些有代表性的網(wǎng)格研究計(jì)劃的開發(fā)進(jìn)展和網(wǎng)格計(jì)算的起源及發(fā)展，探討了網(wǎng)格技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞網(wǎng)格網(wǎng)格計(jì)算服務(wù)網(wǎng)格；

1引言

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一次計(jì)算革命，有可能將全球計(jì)算機(jī)聯(lián)合起來(lái)協(xié)同工作，被人們視為21世紀(jì)的新型網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)。網(wǎng)格的概念來(lái)源于電力網(wǎng)格，如電力網(wǎng)把強(qiáng)大的電力輸送到每家每戶的每個(gè)插座，用戶不必過問電是水電、火電，還是核電，也不必過問電站位于何方。網(wǎng)格技術(shù)可把分布在各地的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，將充足的計(jì)算資源分配給每個(gè)用戶，如同個(gè)人使用一臺(tái)虛擬的超級(jí)計(jì)算機(jī)一樣。但網(wǎng)格不是萬(wàn)能技術(shù)，不是所有問題都能解決，只有那些能并行運(yùn)算的應(yīng)用才可能被拆成若干細(xì)小任務(wù)分配到每個(gè)網(wǎng)格計(jì)算節(jié)點(diǎn)，通過并行處理來(lái)提高計(jì)算速度。

網(wǎng)格研究源于美國(guó)聯(lián)邦政府過去10年來(lái)資助的高性能計(jì)算項(xiàng)目。這類研究使用的名詞就是“網(wǎng)格”或“計(jì)算網(wǎng)格”。這類研究的目標(biāo)是將跨地域的多臺(tái)高性能計(jì)算機(jī)、大型數(shù)據(jù)庫(kù)、貴重科研設(shè)備、通信設(shè)備、可視化設(shè)備和各種傳感器整合成一個(gè)巨大的超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，支持科學(xué)計(jì)算和科學(xué)研究。

2國(guó)外網(wǎng)格技術(shù)研究動(dòng)向

摘要：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一種新興技術(shù)，有著很多的優(yōu)點(diǎn)和亟待解決的問題。本文詳細(xì)闡述了網(wǎng)格的基本概念及其內(nèi)涵，分析了目前廣泛研究的體系結(jié)構(gòu)。在討論了關(guān)于網(wǎng)格的研究狀況之后，同網(wǎng)絡(luò)研究必須面臨的問題和發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)格Globus開放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)OGSA沙漏結(jié)構(gòu)

2003年10月13日，IBM與中國(guó)國(guó)家教育部在京宣布，雙方將建立中國(guó)教育科研網(wǎng)格以促進(jìn)全國(guó)高校在教育、科研及更廣泛項(xiàng)目上的全面合作。該項(xiàng)目由北京大學(xué)、華南理工大學(xué)、清華大學(xué)等12所大學(xué)聯(lián)合提出，是迄今由政府推出的最宏大的網(wǎng)格工程，也是迄今為止世界上規(guī)模最大的網(wǎng)格計(jì)算工程之一。其應(yīng)用領(lǐng)域包括從生命科學(xué)、圖像處理到遠(yuǎn)程教育等方面的眾多領(lǐng)域。到網(wǎng)格建成時(shí)，它將在教育科研網(wǎng)上把全國(guó)100所211工程建設(shè)重點(diǎn)大學(xué)的資源廣泛共享，并將在該工程完成時(shí)達(dá)到超過15萬(wàn)億浮點(diǎn)運(yùn)算的功能。美國(guó)《福布斯》雜志的科技版《ForbesASAP》2001年就曾預(yù)言下一代互聯(lián)網(wǎng)浪潮將是萬(wàn)維網(wǎng)（WorldWideWeb）升級(jí)為網(wǎng)格（GreatGlobalGrid）。那么到底什么是網(wǎng)格呢？

1網(wǎng)格的涵義

1.1網(wǎng)格概念

網(wǎng)格就是一個(gè)集成的計(jì)算與資源環(huán)境，或者說是一個(gè)計(jì)算資源池。它能夠把整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)集成為一臺(tái)巨大的超級(jí)計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)全球范圍的計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識(shí)資源、專家資源、設(shè)備資源甚至是人才等各種相關(guān)的廣泛分布的各種資源的全面共享。網(wǎng)格的根本特片是資源共享，消除資源孤島。當(dāng)然，我們也可以構(gòu)造地區(qū)性的網(wǎng)格、企事業(yè)內(nèi)部網(wǎng)格、局域網(wǎng)網(wǎng)格甚至家庭網(wǎng)格和個(gè)人網(wǎng)格?？蓮囊韵氯矫胬斫饩W(wǎng)格概念：

摘要該文主要介紹國(guó)內(nèi)外一些有代表性的網(wǎng)格研究計(jì)劃的開發(fā)進(jìn)展和網(wǎng)格計(jì)算的起源及發(fā)展，探討了網(wǎng)格技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞網(wǎng)格網(wǎng)格計(jì)算服務(wù)網(wǎng)格；

1引言

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一次計(jì)算革命，有可能將全球計(jì)算機(jī)聯(lián)合起來(lái)協(xié)同工作，被人們視為21世紀(jì)的新型網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)。網(wǎng)格的概念來(lái)源于電力網(wǎng)格，如電力網(wǎng)把強(qiáng)大的電力輸送到每家每戶的每個(gè)插座，用戶不必過問電是水電、火電，還是核電，也不必過問電站位于何方。網(wǎng)格技術(shù)可把分布在各地的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，將充足的計(jì)算資源分配給每個(gè)用戶，如同個(gè)人使用一臺(tái)虛擬的超級(jí)計(jì)算機(jī)一樣。但網(wǎng)格不是萬(wàn)能技術(shù)，不是所有問題都能解決，只有那些能并行運(yùn)算的應(yīng)用才可能被拆成若干細(xì)小任務(wù)分配到每個(gè)網(wǎng)格計(jì)算節(jié)點(diǎn)，通過并行處理來(lái)提高計(jì)算速度。

網(wǎng)格研究源于美國(guó)聯(lián)邦政府過去10年來(lái)資助的高性能計(jì)算項(xiàng)目。這類研究使用的名詞就是“網(wǎng)格”或“計(jì)算網(wǎng)格”。這類研究的目標(biāo)是將跨地域的多臺(tái)高性能計(jì)算機(jī)、大型數(shù)據(jù)庫(kù)、貴重科研設(shè)備、通信設(shè)備、可視化設(shè)備和各種傳感器整合成一個(gè)巨大的超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，支持科學(xué)計(jì)算和科學(xué)研究。

2國(guó)外網(wǎng)格技術(shù)研究動(dòng)向

【內(nèi)容提要】網(wǎng)格是近年來(lái)興起的一種前沿信息技術(shù)。本文分析了網(wǎng)格技術(shù)的有關(guān)內(nèi)容和特點(diǎn)，介紹了網(wǎng)格技術(shù)研究的進(jìn)展，論述了網(wǎng)格技術(shù)在數(shù)字圖書館建設(shè)中的應(yīng)用以及一些相關(guān)的問題。

【摘要題】數(shù)字圖書館論壇

【關(guān)鍵詞】網(wǎng)格技術(shù)/因特網(wǎng)/數(shù)字圖書館

1網(wǎng)格技術(shù)的特點(diǎn)及其意義

網(wǎng)格(Grid)是近年來(lái)興起的一種前沿信息技術(shù)，是互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)。它的思想來(lái)源于電力網(wǎng)格，目的是將計(jì)算能力和信息資源象電力網(wǎng)一樣通過網(wǎng)絡(luò)形式方便地傳送到用戶中。網(wǎng)格是高性能計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)資源、因特網(wǎng)三種技術(shù)的有機(jī)組合和發(fā)展，它把分布在各地的各種計(jì)算機(jī)連接起來(lái)，進(jìn)行資源共享。美國(guó)網(wǎng)格項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人之一伊安·福斯特在他所主編的題為《網(wǎng)格：21世紀(jì)信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施的藍(lán)圖》一書認(rèn)為：“網(wǎng)格就是構(gòu)筑在互聯(lián)網(wǎng)上的一組新興技術(shù)。它將高速互聯(lián)網(wǎng)、高性能計(jì)算機(jī)、大型數(shù)據(jù)庫(kù)、傳感器、遠(yuǎn)程設(shè)備等融為一體，為科技人員和普通用戶提供更多的資源、功能和交互性。互聯(lián)網(wǎng)主要為人們提供電子郵件、網(wǎng)頁(yè)瀏覽等通信功能，而網(wǎng)格的功能則更多和更強(qiáng)，能讓人們透明地使用計(jì)算、存儲(chǔ)等其他資源。”因此，網(wǎng)格是一個(gè)一致、開放、標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算環(huán)境的信息基礎(chǔ)設(shè)施，支持聚合地理上廣泛分布的高性能計(jì)算資源、大容量數(shù)據(jù)和信息存儲(chǔ)資源、軟件和應(yīng)用系統(tǒng)、高速測(cè)試和獲取系統(tǒng)、以及人力等各種資源的合作問題求解系統(tǒng)的構(gòu)造。

網(wǎng)格的根本特征是資源共享。它把整個(gè)網(wǎng)絡(luò)整合成一臺(tái)巨大的超級(jí)虛擬計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)各種資源的全面共享。目前因特網(wǎng)上各種信息資源由于分散在不同的地方，要進(jìn)行資源共享十分困難，并且利用效率比較低。網(wǎng)格則可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上所有資源包括硬軟件資源、計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、通信資源、信息資源、知識(shí)資源等的全面連通，通過網(wǎng)格系統(tǒng)進(jìn)行利用，使網(wǎng)絡(luò)信息資源能充分利用，從而發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)信息資源的價(jià)值。

[摘要]本文論述了網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展概況、在科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍、網(wǎng)格服務(wù)的特點(diǎn)以及在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)中的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

[關(guān)鍵詞]網(wǎng)格；互聯(lián)網(wǎng)；數(shù)據(jù)庫(kù)；資源共享

現(xiàn)代社會(huì)由于大規(guī)模的科學(xué)和工程計(jì)算的需求，迫使計(jì)算機(jī)必須不斷地提高其運(yùn)算速度和存儲(chǔ)容量。計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史表明，為了達(dá)到更好的處理性能，除了必須提高系統(tǒng)的硬件的速度外，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也必須不斷改進(jìn)，特別是當(dāng)元器件的速度達(dá)到極限時(shí)，后者將變成焦點(diǎn)問題。于是，超級(jí)并行機(jī)已經(jīng)成為復(fù)雜科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域的主宰。但以超級(jí)計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算模式存在明顯的不足，而且目前正在經(jīng)受挑戰(zhàn)。而隨著人們?cè)谌粘９ぷ饔龅降纳虡I(yè)計(jì)算越來(lái)越復(fù)雜，人們迫切需要數(shù)據(jù)處理能力更強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)，而超級(jí)計(jì)算機(jī)的價(jià)格顯然阻止了它進(jìn)入普通人的工作領(lǐng)域。于是，人們開始尋找一種造價(jià)低廉而數(shù)據(jù)處理能力超強(qiáng)的計(jì)算模式，最終科學(xué)家們經(jīng)過努力找到了答案——GridComputing（網(wǎng)格計(jì)算）。

網(wǎng)格（grid）是一個(gè)集成的計(jì)算與資源環(huán)境，或者說是一個(gè)計(jì)算資源池。網(wǎng)格也是一種先進(jìn)的計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施（AdvancedComputationalInfrastructure，簡(jiǎn)稱ACI），用于研究與工程應(yīng)用相結(jié)合的項(xiàng)目，學(xué)科領(lǐng)域涉及超級(jí)計(jì)算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、中間件技術(shù)、并行算法和各種計(jì)算科學(xué)研究與應(yīng)用技術(shù)，是一個(gè)綜合性的跨學(xué)科高技術(shù)研究課題。網(wǎng)格計(jì)算（GridComputing）是伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而迅速發(fā)展起來(lái)的，是將地理上分布的計(jì)算資源（包括數(shù)據(jù)庫(kù)、貴重儀器等各種資源）充分利用起來(lái)，協(xié)同解決復(fù)雜的大規(guī)模問題,特別是解決僅靠本地資源無(wú)法解決的復(fù)雜問題，是專門針對(duì)復(fù)雜科學(xué)計(jì)算的新型計(jì)算模式。這種計(jì)算模式是利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置的電腦組織成一個(gè)“虛擬的超級(jí)計(jì)算機(jī)”，其中每一臺(tái)參與計(jì)算的計(jì)算機(jī)就是一個(gè)“節(jié)點(diǎn)”，而整個(gè)計(jì)算是由成千上萬(wàn)個(gè)“節(jié)點(diǎn)”組成的“一張網(wǎng)格”，所以這種計(jì)算方式叫網(wǎng)格計(jì)算。這樣組織起來(lái)的“虛擬的超級(jí)計(jì)算機(jī)”有兩個(gè)優(yōu)勢(shì)，一個(gè)是數(shù)據(jù)處理能力超強(qiáng)；另一個(gè)是能充分利用網(wǎng)上的閑置處理能力。

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的迅速增長(zhǎng)，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的普及和高速網(wǎng)絡(luò)成本的大幅度降低以及傳統(tǒng)計(jì)算方式和計(jì)算機(jī)的使用方式的改變，網(wǎng)格計(jì)算已經(jīng)逐漸成為超級(jí)計(jì)算發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。網(wǎng)格計(jì)算是一個(gè)嶄新而重要的研究領(lǐng)域，它以大粒度資源共享，高性能計(jì)算和創(chuàng)新性應(yīng)用為主要特征，必將成為21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要推動(dòng)力。

二十世紀(jì)九十年代以來(lái)，世界各個(gè)國(guó)家，尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家，建立了很多超級(jí)計(jì)算應(yīng)用中心（NCSA）和工程研究中心，美國(guó)還制定了新一輪規(guī)劃的先進(jìn)計(jì)算框架計(jì)劃(ACIP),發(fā)展面向21世紀(jì)的先進(jìn)計(jì)算技術(shù).我國(guó)在科技部的領(lǐng)導(dǎo)和主持下，經(jīng)過306主題專家組及相關(guān)單位的努力，作為我國(guó)高性能計(jì)算和信息服務(wù)的戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施的國(guó)家高性能計(jì)算環(huán)境發(fā)展很快。在已建成的5個(gè)國(guó)家級(jí)高性能計(jì)算中心基礎(chǔ)上，又于中南、西北等地建立了新的國(guó)家高性能計(jì)算中心，科技部并加強(qiáng)了網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的建設(shè)，形成以科學(xué)院為主體的計(jì)算網(wǎng)格。教育部也啟動(dòng)了網(wǎng)格計(jì)算工程，第一批12個(gè)網(wǎng)點(diǎn)正在建設(shè)中，國(guó)家基金委也列出專向基金資助網(wǎng)格計(jì)算。