水科學(xué)應(yīng)用網(wǎng)格的若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、水科學(xué)應(yīng)用網(wǎng)格是一特定的應(yīng)用網(wǎng)格，它為水科學(xué)計(jì)算和水利工程運(yùn)用提供一個(gè)基于網(wǎng)格的問(wèn)題綜合求解與協(xié)同計(jì)算環(huán)境，并為網(wǎng)格應(yīng)用的生成、配置、運(yùn)行與性能優(yōu)化提供一套行之有效的管理機(jī)制與操作手段。本文緊緊圍繞水科學(xué)應(yīng)用網(wǎng)格的體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)格應(yīng)用框架、網(wǎng)格應(yīng)用的性能優(yōu)化等方面的問(wèn)題開(kāi)展了系統(tǒng)與深入的研究，在理論及應(yīng)用上取得了一些滿意的成果，其主要研究?jī)?nèi)容與貢獻(xiàn)如下： (1)水科學(xué)應(yīng)用網(wǎng)格的體系結(jié)構(gòu)研究：以開(kāi)放網(wǎng)格服務(wù)架構(gòu)fOGSA，Open

2、GridService Architecture)為基礎(chǔ)，提出了一個(gè)符合面向服務(wù)計(jì)算(SOC，Service-orientedComputing)規(guī)范的應(yīng)用網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)模型；以網(wǎng)格應(yīng)用框架和網(wǎng)格應(yīng)用的性能優(yōu)化為中心，并以服務(wù)域和網(wǎng)格應(yīng)用編程模型為手段，建立了一套關(guān)于資源抽象與服務(wù)提供、應(yīng)用生成與配置管理的網(wǎng)格運(yùn)行機(jī)制；以滿足水科學(xué)計(jì)算與工程應(yīng)用的需求為原則，研制了一個(gè)水科學(xué)應(yīng)用網(wǎng)格的原型系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱為e-Water)。 (2)網(wǎng)格

3、應(yīng)用框架研究：結(jié)合當(dāng)前的網(wǎng)格與Web計(jì)算的研究進(jìn)展并參照OGSA網(wǎng)格服務(wù)框架(Grid Service Framework)等技術(shù)規(guī)范，提出了網(wǎng)格應(yīng)用框架的一個(gè)元模型(Metamodel)；在改進(jìn)與擴(kuò)展分布式異構(gòu)計(jì)算的任務(wù)/通道(Task/Channel)模型的基礎(chǔ)上，提出了一個(gè)基于“服務(wù)合約創(chuàng)建-端點(diǎn)屬性定義-服務(wù)動(dòng)態(tài)綁定”的三階段式網(wǎng)格應(yīng)用統(tǒng)一編程模型；在參考美國(guó)IBM公司的GAF4J(Grid Application Framew

4、ork for Java)、英國(guó)NEReSC中心的WS-GAF(Web Services Grid Application Framework)等研究成果的基礎(chǔ)上，為e-Water研制了一個(gè)面向服務(wù)計(jì)算的網(wǎng)格應(yīng)用框架。 (3)網(wǎng)格應(yīng)用的性能優(yōu)化方法研究：根據(jù)網(wǎng)格資源的動(dòng)態(tài)變化特性，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格及其應(yīng)用的最佳性能為主要目標(biāo)，提出了一個(gè)基于“感知、規(guī)劃與控制”的網(wǎng)格性能操縱模型；根據(jù)基于PERT(Program Evaluation

5、and Review Technique)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)和最小成本加速策略(即所謂的Min-Max算法)，提出了一個(gè)應(yīng)用架構(gòu)與任務(wù)調(diào)度雙向自適應(yīng)調(diào)整的網(wǎng)格應(yīng)用性能調(diào)適(Performance Tuning)方法；采用基于離散事件模擬的建模與仿真技術(shù)，在參考國(guó)外MicroGrid、SimGrid和GridSim等項(xiàng)研究成果的基礎(chǔ)上，研制了一個(gè)網(wǎng)格應(yīng)用的性能仿真器及其關(guān)鍵算法，可針對(duì)不同的資源配置和服務(wù)綁定策略進(jìn)行網(wǎng)格及應(yīng)用總體性能的仿真分

6、析。 (4)基于網(wǎng)格的大型流域洪水控制調(diào)度系統(tǒng)的研制：設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于e-Water的大型流域洪水控制調(diào)度系統(tǒng)，其中包括河網(wǎng)水動(dòng)力模型的并行直接求解、多設(shè)定洪水控制調(diào)方案的并行累進(jìn)增量克隆仿真(PPISC，Parallel and Progressive IncrementalSimulation Cloning)等關(guān)鍵算法；根據(jù)各模塊的計(jì)算特點(diǎn)，分析了系統(tǒng)的資源需求，提出了系統(tǒng)的總體部署方案；結(jié)合網(wǎng)格應(yīng)用的性能調(diào)適方法，建