淺談網(wǎng)格計算相關(guān)技術(shù)與應(yīng)用

1、淺談網(wǎng)格計算相關(guān)技術(shù)與應(yīng)用吉林省公主嶺市桑樹臺鎮(zhèn)中學曹秀敏摘要：論述網(wǎng)格計算的發(fā)展概況，在科學領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，網(wǎng)格服務(wù)的特點以及在未來網(wǎng)絡(luò)下場中的發(fā)展?jié)摿?。關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫浮點運算虛擬化資源共享一、網(wǎng)格計算的由來與發(fā)展網(wǎng)格計算即分布式計算，是一門計算機科學。它研究如何把一個需要非常巨大的計算能力才能解決的問題分成許多小的部分，然后把這些部分分配給許多計算機進行處理，最后把這些計算結(jié)果綜合起來得到最終結(jié)果。最近的分布式計算項目已經(jīng)被用于使用世界各地成千上萬志愿者的計算機的閑置計算能力，通過因特網(wǎng)，您可以分析來自外太空的電訊號，尋找隱蔽的黑洞，并探索可能存在的外星智慧生命；您可以尋找超過1000萬位

2、數(shù)字的梅森質(zhì)數(shù)；您也可以尋找并發(fā)現(xiàn)對抗艾滋病毒更為有效的藥物。用以完成需要驚人的計算量的龐大項目。網(wǎng)格計算是伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而迅速發(fā)展起來的，是將地理上分布的計算資源（包括數(shù)據(jù)庫、貴重儀器等各種資源）充分運用起來，協(xié)同解決復雜的大規(guī)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(lián)網(wǎng)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(jié)點”，而整個計算機是由成千上萬個“節(jié)點”組成的“一張網(wǎng)格”，所以這種計算方式叫網(wǎng)格計算。這樣組織起來的“虛擬的超級計算機”有兩個優(yōu)勢，一個是數(shù)據(jù)處理能力超強，另

3、一個是能充分利用網(wǎng)上的閑置處理能力。簡單地講，網(wǎng)格是把整個網(wǎng)絡(luò)整合成一臺巨大的超級計算機，實現(xiàn)計算資源、存儲資源、數(shù)據(jù)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(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)計算方式和計算機的使用方式的改變，網(wǎng)格計算已經(jīng)逐漸成為超級計算發(fā)展的一個重要趨勢。網(wǎng)格計算是一個嶄新而重要的研究領(lǐng)域，它以大粒度資源共享、高性能計算和創(chuàng)新性應(yīng)用為主要特征，必將成為21世紀經(jīng)濟發(fā)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(fā)達國家，建立了很多超級計算應(yīng)用中心和工程研究中心，美國還制定了新一輪規(guī)劃的先進計算框架（ACIP）

4、,發(fā)展面向21世紀的先進計算技術(shù)。我國在科技部的領(lǐng)導和主持下，經(jīng)過專家組及相關(guān)單位的努力，作為我國高性能計算和信息服務(wù)戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施的國家高性能計算環(huán)境發(fā)展很快。在已經(jīng)建成的5個國家級高性能計算中心的基礎(chǔ)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(wǎng)絡(luò)節(jié)點的建設(shè)，形成了以科學院為主體的計算網(wǎng)格。教育部也啟動了網(wǎng)格計算工程，第一批12個網(wǎng)點正在建設(shè)之中，國家基金委也列出專項基金資助網(wǎng)格計算。網(wǎng)格是借鑒電力網(wǎng)的概念出來的，網(wǎng)格的最終目的是希望用戶在使用網(wǎng)格的計算能力時，就如同現(xiàn)在使用電力一樣方便簡單。二、網(wǎng)格計算的應(yīng)用（一）分布式超級計算網(wǎng)格計算可以把分布式的超級計算機集中起來

5、，協(xié)同解決復雜大規(guī)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(jié)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(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠十分有效地提高計算的吞吐率，它利用CPUW期竊取技術(shù)，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(shù)據(jù)密集型計算數(shù)據(jù)密集型計算的問題求解通常同時產(chǎn)生很大的通訊和計算需求，需要網(wǎng)格能力才可以解決。網(wǎng)格已經(jīng)在藥物分子設(shè)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(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。（四）給予更廣泛信息共享的人與人交互網(wǎng)格的出現(xiàn)更急突破了人與人之間地理界線的限制

6、，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(xiàn)人與人之間的智慧共享。（五）更廣泛的資源貿(mào)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(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(yīng)用也不會受到太大的干擾。三、網(wǎng)格計算應(yīng)用的優(yōu)點（一）網(wǎng)絡(luò)中所有的服務(wù)都基于這些接口的實現(xiàn)，就可以很容易的構(gòu)造出具有層次結(jié)構(gòu)的、更高級別的服務(wù)，這些服務(wù)可以跨越不同的抽象層次，以一種統(tǒng)一的方式來看待。（二）虛擬化也使得多個邏輯資源應(yīng)射到相同的物理資源上成為可能，在對服務(wù)進行組合時不必考慮具體的實現(xiàn)，可以以低層資源組成為基礎(chǔ)，在虛擬組織中進行貨源管理。四、網(wǎng)格的分類網(wǎng)格是指把整個整合成一臺巨大的超級計算機，實現(xiàn)計算資源、存儲資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識資源、專家資源的全面共享，其規(guī)?？梢源蟮侥硞€州，小到企事業(yè)單位、局域網(wǎng)、甚至家庭和個人。目前，在復雜科學計算領(lǐng)域中仍然以超級計算機作為主宰，但是由于其造價極高，通常只被用于航空航天、氣象等國家級部門。網(wǎng)格計算作為一種新型計算模式，其