科研在线:云服务模式的网络虚拟科研环境

介绍了网络虚拟科研环境和云计算的概念,分析了云计算对网络虚拟科研环境的服务模式变革.基于网格技术和云计算技术,构建了面向云服务模式的网络虚拟科研环境——科研在线.科研在线利用虚拟化技术构建协同虚拟机;通过网格技术实现分布式资源的集成;通过多站点配置机制实现多网络虚拟科研环境扩展.通过一键式协同平台创建科研在线,提高了协同业务的易用性和透明性,目前该系统已为中国科学院不同学科应用的网络协同科研提供在线云服务.     

面向密集数据处理的网格平台研究

针对网格环境下的密集数据处理,构建了网格平台IDPGP.该平台基于Globus Toolkit 4、OGSA-DAI、Condor和PBS,主要提供网格信息服务、网格资源管理、数据访问与集成等服务,实现网格资源共享,完成密集数据的读取与处理.在网格资源管理服务中设计了一个基于分层模型的计算资源管理模型,既保证了每个虚拟域的一致性和可管理性,又增强了整个平台的可扩展性和容错能力.     

铁路货运数据网格平台的设计与实现

将网格技术应用到铁路货运信息系统,构建铁路货运数据网格RFDGrid平台,用于管理分布的数据和计算资源,通过资源共享和协同操作解决应用中出现的问题.RFDGrid以CNGrid为基础,屏蔽数据的分布性和异构性,为铁路货运信息应用提供统一的虚拟数据视图.通过分析铁路货运信息系统的现状及存在的问题,详细讨论了RFDGrid的设计思路,并阐述了其部署实现和使用的过程.     

基于制造网格的产品数据管理研究

网格技术在制造业的应用,为实现敏捷制造和虚拟企业的运作提供了制造网格平台。基于制造网格平台,构建了具有网络层、资源层、MG平台层、应用层和界面层的产品数据管理框架。应用制造网格平台的注册管理使用工具,建立了全局共享的产品数据注册服务中心,使各制造网格节点通过产品数据注册服务中心提供和获取产品数据服务。根据制造网格分布性、异构性和动态性的特点,构建了制造网格的产品开发过程管理框架,通过开发资源的动态发现、优选和绑定,实现虚拟企业的协同产品开发过程管理服务。     

资源代理在异构网格互操作中的应用

提出了一种基于Agent服务的网格资源代理方法,用以实现目前国内最大的教育科研网格CGSP与CNGrid的互操作.网格资源代理通过对Agent服务的部署和控制来进行用户身份认证以及网格服务共享等任务,从而实现异构网格中间件系统的用户单点登录、资源共享与服务的互操作.本方法具有通用、灵活,结构简单且易扩展的特点.     

交互网格中的会话管理机制研究

区别于传统的计算网格和数据网格,交互网格是未来网格应用发展的一个重要方面.分析了交互网格中协作应用的特点;提出了一种交互网格中的会话管理框架,通过会话管理支持网格中各种异构资源之间的协同交互;采用面向服务的架构实现了一个会话管理原型,并对其总体特性进行了评价.实验表明该系统能支持基于网格的协同应用.     

基于PLM Services的异构PDM系统集成

针对目前异构PMD集成存在的问题,在研究和分析国际对象管理组织OMG最新发布的PLM Services规范的基础上,提出了一种基于PLM Services技术的异构PDM系统集成架构.该架构解决了2个关键问题:建立以PLM Service为标准的服务框架,以Web服务方式为客户提供异构平台产品数据的实时交互, 为企业间基于Internet的协同设计提供实现环境;利用PLM Service的标准数据格式,建立数据模式设配器,实现PDM系统与PLM Service标准之间的数据模式的映射.将该框架应用于汽车行业2个PDM系统的集成,取得了良好的实际效果,与同类研究成果相比,该架构具有效率高,开发周期短,成本低,能够快速灵活地支持产品协同开发.最后,针对PDM工作流数据管理的集成,提出了进一步的研究工作设想.     

基于服务的网格应用开发平台

针对网格服务工作流应用开发模式的不足,提出了基于服务的网格编程的思想——将具有协议标准性、开放性、跨平台性等特点的OGSA网格服务,抽象成类似传统编程语言API的编程接口,以供应用开发使用．基于该思想,从网格应用开发的角度研究了基于服务的网格应用开发平台应具有的特点,设计了一个四层结构的基于服务的网格应用开发平台．该平台具有终端用户易用性,并提供了对用户透明的容错机制和针对应用特点的自动优化机制．     

CNGrid GOS安全:设计与实现

分析了网格计算环境中的安全问题,并提出了针对中国国家网格系统软件(CNGrid GOS)的安全框架,即使用证书来处理相互的认证,利用虚拟组织层次的访问控制决策和资源层次的访问控制实施进行处理授权.通信安全是通过在传输层使用安全套接字标准(SSL)、在消息层使用Web服务安全(WS-security)标准实现的.此安全框架已在CNGrid GOS中实现,且在中国国家网格环境中部署.     

面向海洋观测的Cyberinfrastructure原型

针对海底观测网建设过程中的多源异构数据集成、海量数据处理和科研协同工作等问题,构建了一个面向海洋观测的赛百平台(Cyberinfrastructure,CI)。通过整合底层分布式的计算、存储、数据、传感器等资源和设备,面向顶层特定的科研用户提供基于网络环境的高效计算服务、海量数据服务、科研应用服务等。通过集成科学工作流,开发数据分析模块,实现对海量观测数据的处理。运用虚拟组织技术,实现了基于网络的科研协同工作。实验结果表明:该系统可以显著提高海洋科研人员的工作效率。     

一种基于Globus的网格计算模型实现框架

提出了一种基于Globus的网格计算模型实现框架，以提供符合OGSA标准的通用、方便、高效、安全的网格计算平台．在该平台下，提供了网格资源管理和访问的安全性，通过调用Globus中的API函数库和MPICH-G2平台，可解决分布式异构环境下的大规模协同计算问题，同时，为用户可交互式的和安全的访问网格资源提供了透明的、与资源物理位置无关的、统一的服务接口，增强了系统的可用性和可扩展性．     

基于VCA模式的网格信息集成策略

提出基于虚拟客户端访问(virtual client access,VCA)模式的网格异构信息集成策略,以松耦合的架构提供了系统无关的信息资源封装模型.该模型将异构信息系统的虚拟客户端封装为网格服务,使网格能够以与物理客户端相同的方式和信息系统进行交互,在保证信息集成效率的同时,实现了网格平台和本地信息系统的访问控制模式和作业管理方式的无缝结合.试验结果表明,基于VCA的模式有效地保证了信息的集成效率,适合于复杂网格环境下的集成应用.     

基于CGSP的大学数字博物馆应用网格

为了有效地整合分布在8个城市,12个大学数字博物馆的大量资源,实现各种资源的互连互通与有机共享,消除标本信息“孤岛”现象,大学数字博物馆应用网格(UMDGrid)以CGSP网格中间件为支撑平台,通过网格门户为各种不同类型的用户提供“一站式”标本信息服务.提出了基于CGSP的大学数字博物馆应用网格系统架构,并且给出了本体及其服务的构建方法,以支持各种大学数字博物馆标本信息之间的互操作.同时介绍了网格环境下异构数据库数据访问和集成方法及其中间件UDMGrid-DAI,以及监控UDMGrid系统和资源的工具UDMGMon等.系统测试和实验结果表明了该方法正确实用.     

一个基于CSF4的多集群网格计算平台的设计与实现

设计并实现了一个基于WSRF的网格计算平台, 该系统基 于Globus Toolkit 4, 集成了元调度器CSF4, 本地调度器SGE5.3/6.0, LSF6.0和openPBS2.3 .16以及数据网格系统Gfarm. 在功能上, 该系统可协同本地及远程的资源管理器, 支持WS GRAM和Pre WS GRAM（GT2 Gatekeeper）的协作, 支持完全地委托用户代理证书; 在任 务管理上, 该系统提供了排队服务, 并支持定制调度策略; 另外, 该系统支持LSF, PBS, SGE, Condor等多种资源管理器类型.     

基于通用企业服务控制中心的制造网格框架

制造网格的研究多集中在网格体系结构和网格中间件开发上,对企业资源端的服务呈递内容研究不够,忽视了资源的企业计划管理约束,使网格服务实际建立在企业孤立分散的资源上,不是完全意义上的企业资源协同.从资源层出发,纳入企业资源计划管理机制构建通用企业服务控制中心,构建制造网格框架,实现企业资源协同,促进网格在制造业中的应用.     

网格环境下期权定价BSDE模型的并行实现

提出了一种在CNGrid网格服务环境下解决期权定价问题的并行应用方法.这种方法基于BSDE(backward stochastic differential equation)模型.根据异构计算资源的特点,使用CUDA和MPI分别在GPU计算节点和CPU计算节点上实现并行算法,比较不同编程在异构计算节点上的实现效率.通过监控计算节点上计算任务的负载状况,利用CNGrid所提供的计算服务,灵活地在异构计算节点上完成期权定价计算任务.     

网格环境下资源环境基础信息平台设计与实现

该文就资源环境信息系统建设中所面临的数据分布管理、协同作业等问题,结合资源有效利用和环境治理的实际需要,构建了基于网格技术的资源环境信息基础信息平台主要框架,给出了在异构环境下无缝整合的软硬件资源进行资源环境信息大型分析运算的任务处理.测试结果表明, 该平台能够高效地整合分布资源协同完成大型资源环境分析任务,为分布环境下的资源环境基础平台的构建提供了一种有效的模式.     

基于网格技术的多学科优化系统

针对多学科优化设计中设计变量众多、计算周期长、应用集成复杂等问题,提出了一种基于遗传算法的综合优化技术;研究了基于网格技术的多学科优化系统构建方法,通过构建跨域系统的方式支撑复杂多学科优化问题研究.基于CNGrid GOS/GRIA以及OPTIMUS工作流引擎构建了跨中欧的网格平台,能有效支持襟翼噪声仿真案例.研究结果表明,平台能稳定运行40 d以上,优化后的襟翼位置使襟翼噪声降低了2.37dB,升力系数提高了0.005 6.     

有限元分析网格门户及Portlet组件研究

对有限元资源安全共享和有效集成问题,提出了基于Portlet和Globus工具包GT4的有限元分析网格门户系统框架.通过整合门户层和基于网格安全基础设施（GSI）的网格服务层安全技术,实现了门户系统层次化的安全认证机制;利用网格资源配置和管理服务（GRAM）及层次化调度技术建立了作业管理方法;采用监视和发现服务（MDS）的信息聚合及网格监视软件Ganglia的资源信息采集功能,提出了信息管理结构;分析了基于GridSphere容器的Portlet组件开发原理.有限元分析网格门户原型系统开发和应用表明：基于Portlet的系统组件具有标准化、可复用以及开发效率高的优点,门户系统具有良好的扩展性和可移植性.     

一种基于网格服务的分布式远程协同仿真系统研究

随着面向服务的体系结构(SOA)成为网格研究领域的基本共识,越来越多的应用领域开始涉足网格中来;其中分布式远程协同就是其中的代表. 从全新的视角对分布式协同的重要技术之一--工作流进行了分析,提出工作流网格资源化的概念;定义工作流模型资源为网格资源,并遵照网格资源描述的规范描述工作流模型资源,做到从网格基础设施资源层支持协同工作流. 同时以该工作流模型为原型,以面向服务的体系结构为基本框架,构建网格环境中协同工作流服务框架,从而实现基于工作流的面向服务的分布式远程协同仿真系统.