核心論文發表網研究網格計算相關技術

所屬分類：電子論文閱讀次時間：2015-12-14 18:02

本文摘要：本篇文章是由《計算機教育》發表的一篇電子期刊，雜志是由國家教育部主管，清華大學主辦，面向國內外發行的直接面向中高端計算機教育事業的國家級期刊。被教育部高校計算機教學指導委員會、教育部高等學校文科計算機基礎教學指導委員會、全國高校計算機教

　　本篇文章是由《計算機教育》發表的一篇電子期刊，雜志是由國家教育部主管，清華大學主辦，面向國內外發行的直接面向中高端計算機教育事業的國家級期刊。被教育部高校計算機教學指導委員會、教育部高等學校文科計算機基礎教學指導委員會、全國高校計算機教育研究會、全國高校計算機基礎教育研究會、中國計算機學會、中國計算機用戶協會等指定為特別推薦刊物。是目前國內計算機教育界唯一一本期刊。

　　摘要：論述網格計算的發展概況，在科學領域的應用范圍，網格服務的特點以及在未來網絡下場中的發展潛力。

　　關鍵詞：數據庫浮點運算虛擬化資源共享

　　一、網格計算的由來與發展

　　網格計算是伴隨著互聯網技術而迅速發展起來的，是將地理上分布的計算資源(包括數據庫、貴重儀器等各種資源)充分運用起來，協同解決復雜的大規模問題，特別是解決僅靠本地資源無法解決的復雜問題，是專門針對復雜科學計算的新型計算模式。這種計算模式是利用互聯網把分散在不同地理位置的電腦組織成一個“虛擬的超級計算機”，其中每一臺參與計算的計算機就是一個“節點”，而整個計算機是由成千上萬個“節點”組成的“一張網格”，所以這種計算方式叫網格計算。這樣組織起來的“虛擬的超級計算機”有兩個優勢，一個是數據處理能力超強，另一個是能充分利用網上的閑置處理能力。簡單地講，網格是把整個網絡整合成一臺巨大的超級計算機，實現計算資源、存儲資源、數據資源、信息資源、知識資源、專家資源的全面共享。

　　近幾年，隨著計算機計算能力的迅速增長，互聯網絡的普及和高速網絡成本的大幅降低以及傳統計算方式和計算機的使用方式的改變，網格計算已經逐漸成為超級計算發展的一個重要趨勢。網格計算是一個嶄新而重要的研究領域，它以大粒度資源共享、高性能計算和創新性應用為主要特征，必將成為21世紀經濟發展的重要推動力。

　　二十世紀九十年代以來，世界各個國家，尤其是發達國家，建立了很多超級計算應用中心和工程研究中心，美國還制定了新一輪規劃的先進計算框架(ACIP)，發展面向21世紀的先進計算技術。我國在科技部的領導和主持下，經過專家組及相關單位的努力，作為我國高性能計算和信息服務戰略性基礎設施的國家高性能計算環境發展很快。在已經建成的5個國家級高性能計算中心的基礎上，又于中南、西北等地建立了新的國家高性能計算中心，科技部加強了網絡節點的建設，形成了以科學院為主體的計算網格。教育部也啟動了網格計算工程，第一批12個網點正在建設之中，國家基金委也列出專項基金資助網格計算。

　　網格是借鑒電力網的概念出來的，網格的最終目的是希望用戶在使用網格的計算能力時，就如同現在使用電力一樣方便簡單。

　　二、網格計算的應用

　　(一)分布式超級計算

　　網格計算可以把分布式的超級計算機集中起來，協同解決復雜大規模的問題。是大量的閑置計算機資源得到有效的組織，提高了資源的利用效率，節省了大量的重復投資，使用戶的需求能夠得到及時滿足。

　　(二)高吞吐率計算機

　　網絡技術能夠十分有效地提高計算的吞吐率，它利用CPU周期竊取技術，將大量閑置計算機的計算資源集中起來，提供給對時間不太敏感的問題，作為計算資源的重要來源。

　　(三)數據密集型計算

　　數據密集型計算的問題求解通常同時產生很大的通訊和計算需求，需要網格能力才可以解決。網格已經在藥物分子設計、計算力學、計算材料、電子學、生物學、核物理反映、航空航天等眾多領域得到廣泛應用。

　　(四)給予更廣泛信息共享的人與人交互

　　網格的出現更急突破了人與人之間地理界線的限制，使得科技工作者之間的交流更加的方便，從某種程度上說，可以實現人與人之間的智慧共享。

　　(五)更廣泛的資源貿易

　　隨著大型機性能的提高和微機的更加普及，其資源的閑置問題越來越突出，網絡技術可以有效地組織這些閑置資源，使得有大量的計算需求用戶能夠獲得這些資源，而資源提供者的應用也不會受到太大的干擾。