网格计算技术

浅析网格技术及网格计算的应用摘要网格计算是伴随着互联网技术的迅速发展而产生的一种新型分布式计算模式，以实现大规模分布式资源共享及协同问题求解为目标。

网格计算非常适合企业计算的需求，很多企业都是通过采用网格计算来解决自己关键的业务需求。

介绍了网格的基本概念、特点、意义以及网格计算的应用。

关键词网格网格计算一、网格的概念网格（grid）是一种先进的计算机基础设施，是一种能带来巨大存储、处理能力和其他it资源的新型网络。

网格能根据用户的一些要求自动地生产知识，它能通过特定的程序运行把从数据源（传感器、贵重设备、数据库、信息库等等）得到的原始数据，加工成信息和知识。

网格可以自动地找到数据源、高性能计算机和程序软件。

一个网格拥有多台分布在全国各地的高性能计算机，这些计算机被称为网格结点。

二、网格的意义网格是借鉴电力网的概念提出来的一种全新的、便捷的计算模式，它的最终目标是使得用户在使用网格时，能像使用电力或者自来水一样方便。

总体来说建设网格的意义有以下四个方面：（1）能够解决计算能力的限制。

网格可以通过互联网将分散的计算机、存储器、集群、计算机池、仪器等各种各样的资源进行集成，因而无论是资源的种类或是计算能力都比以往大大增强，从而实现了联合并放大全社会的计算能力。

（2）能够解决资源地理位置的限制。

网格是建立在互联网技术之上的一组新兴技术，无论资源的地理位置、管理域如何，只要通过互联网加入网格，那么就可为网格用户所使用，并且对于用户本身，他们不需要知道也并不关心资源的实际地理位置。

（3）能够提高资源的利用率。

计算机的实际使用情况表明，大量的计算资源处于空闲状态，没有被有效利用；然而却存在很多复杂的应用由于没有足够的计算资源而无法得到解决。

通过网格这一新的基础设施，我们能够集成世界范围的各种资源，并为用户提供访问这些资源的良好接口，于是资源的使用变得方便又快捷，空闲资源就得以被有效利用。

（4）能够打破传统资源共享与协作方面的限制。

网格计算法在实际测量中的应用引言：随着科学技术的发展，测量技术在各个领域中都有着广泛的应用，而网格计算法是其中一种重要的测量技术。

网格计算法是一种基于网格的测量方法，它通过将测量区域分割成小的网格单元，然后对每个网格单元进行测量，最后将结果合并得到整体的测量结果。

本文将重点介绍网格计算法在实际测量中的应用，旨在展示其在不同领域中的重要作用。

一、网格计算法的基本原理网格计算法是一种基于网格的测量方法，其基本原理是将测量区域进行网格划分，然后对每个网格单元进行测量，最后将结果合并得到整体的测量结果。

网格计算法的主要步骤包括：网格划分、测量和结果合并。

测量区域被划分成小的网格单元，每个网格单元都有其固定的大小和形状。

接着，对每个网格单元进行测量，得到该网格单元的特征值或特征向量。

将所有网格单元的测量结果进行合并，得到整体的测量结果。

网格计算法的关键在于网格划分的合理性和测量结果的有效合并。

二、网格计算法在地理信息系统中的应用地理信息系统（GIS）是一种多学科交叉的信息系统，它集成了地理信息、环境信息、资源信息等多种信息，为人们的生产生活提供了有效的支持。

网格计算法在GIS中有着广泛的应用，主要体现在地形测量、资源调查、环境监测等方面。

在地形测量方面，通过将地理区域划分成小的网格单元，可以更精确地获取区域的地形信息，包括高程、坡度、坡向等。

在资源调查方面，网格计算法可以对资源进行精细化的测量，如土地利用、植被覆盖、水资源分布等。

在环境监测方面，网格计算法可以对环境进行实时监测，如大气污染、水质监测、土壤污染等。

可以看到，网格计算法在GIS中的应用极大地提高了地理信息的精度和实用性，对各个领域的发展都有着积极的促进作用。

三、网格计算法在医学影像处理中的应用医学影像处理是一种将医学影像信息转化为数字图像信息的技术，它可以对医学影像进行诊断、分析和处理。

网格计算法在医学影像处理中有着重要的应用，主要体现在医学影像的分割、配准和特征提取等方面。

网络计算的四种形式网络计算是指通过计算机网络进行信息交流和数据处理的一种计算方式。

它借助网络传输技术，将数据、计算资源和应用程序等分布式地连接起来，实现协同工作和资源共享。

网络计算具有高效、便捷、灵活等特点，已经在各个领域得到广泛应用。

根据其运行方式和计算资源的共享程度，可以将网络计算分为四种形式。

第一种形式是“客户端-服务器模式”。

这种模式中，计算资源被集中于服务器端，用户通过客户端发起请求，服务器接收请求并提供相应的服务。

这种形式的网络计算相对简单、易于管理，适合中小规模的应用场景。

例如，电子邮件传输和网页浏览就是基于客户端-服务器模式进行的。

第二种形式是“对等网络模式”。

在对等网络中，各个计算节点之间没有明确的服务器和客户端的区别，每个节点都可以提供服务和请求服务。

这种模式下，计算资源可以更好地被充分利用，提升整个系统的灵活性和可靠性。

对等网络在文件共享、即时通讯和分布式计算等方面具有广泛的应用。

第三种形式是“网格计算模式”。

网格计算是一种将分布在不同地域的计算机资源和数据存储设备通过网络连接起来，形成一个灵活可拓展的计算平台的技术。

网格计算模式强调资源的共享和协同处理，能够满足大规模科学计算和复杂数据分析的需求。

例如，气象预测、基因组学研究和高能物理实验等领域都需要利用网格计算模式进行大规模数据处理和模拟计算。

第四种形式是“云计算模式”。

云计算是一种按需提供计算资源和服务的模式，将计算机、存储设备和应用程序等资源通过互联网进行集中管理和调度。

云计算具有高度的可伸缩性、弹性和可定制性，可以根据用户需求快速分配计算资源。

公有云、私有云和混合云是常见的云计算部署方式。

云计算已经广泛应用于大数据处理、人工智能、物联网等领域。

网络计算的四种形式各有特点，可以根据不同应用场景的需求选择合适的模式。

它们都借助计算机网络提供了便捷高效的计算和通信方式，极大地推动了信息技术的发展和应用。

随着网络技术的不断进步，网络计算将继续发展壮大，为人们的工作和生活带来更多便利和创新。

网格图形的计算与应用随着计算机技术的不断发展，网格图形在各个领域的计算与应用中发挥着重要的作用。

网格图形是由一系列节点和边组成的二维或三维结构，它可以用于模拟和分析复杂的现实问题，如物理仿真、医学图像处理、城市规划等。

本文将探讨网格图形的计算方法和应用领域，并介绍一些相关的研究进展。

一、网格图形的计算方法网格图形的计算方法主要包括网格生成、网格优化和网格变形等。

网格生成是指根据给定的几何模型自动生成网格的过程。

常见的网格生成算法有四边形网格生成算法、三角形网格生成算法和自适应网格生成算法等。

网格优化是指通过调整网格节点和边的位置，使得网格的质量达到最优的过程。

常见的网格优化算法有Laplacian平滑算法、Delaunay三角化算法和拓扑优化算法等。

网格变形是指通过对网格节点和边进行形变操作，改变网格的形状和结构。

常见的网格变形算法有拉普拉斯变形算法、弹性网格变形算法和形状优化算法等。

二、网格图形的应用领域网格图形在各个领域的应用非常广泛。

在物理仿真领域，网格图形可以用于模拟材料的力学行为、流体的运动行为和光的传播行为等。

例如，在汽车工业中，可以利用网格图形模拟汽车的碰撞行为，以评估汽车的安全性能。

在医学图像处理领域，网格图形可以用于对医学图像进行分割、配准和重建等操作。

例如，在肿瘤治疗中，可以利用网格图形对患者的CT扫描图像进行分割，以确定肿瘤的位置和大小。

在城市规划领域，网格图形可以用于建立城市的地理信息系统，进行城市的规划和管理。

例如，在城市交通规划中，可以利用网格图形模拟交通流量，以优化交通信号的配时方案。

三、相关研究进展近年来，网格图形的计算和应用方面取得了一些重要的研究进展。

例如，在网格生成方面，研究人员提出了一种基于机器学习的自适应网格生成算法，能够根据输入的几何模型自动调整网格的密度和形状。

在网格优化方面，研究人员提出了一种基于人工智能的拓扑优化算法，能够通过学习和演化的方式优化网格的拓扑结构，提高网格的质量和效率。

网格计算及其标准综述一．什么是网格网格计算是伴随着互联网而迅速发展起来的，专门针对复杂科学计算的新型计算模式。

这种计算模式是利用互联网将分散在不同地理位置的电脑组织成一个“虚拟的超级计算机”，其中每一台参与计算的计算机就是一个“节点”，而整个计算系统是由成千上万个“节点”组成的“一张网格”，所以这种计算方式叫网格计算[1]（这里并不是对于网格的定义）。

这里应该指出[2]，网格技术不同于上世纪90年代中期美国推出的Intemet2和NGI（下一代因特网），因为．二者开发的目标不同。

Intemet2和NGI的开发目标主要是提高因特网的传输速率（提高100－1000倍）以及具有更强的功能、更安全和更多的网址，实现真正意义上的信息高速公路。

为此采用新的网络协议IPV．6，其原型还是TCP/IP。

网格的开发目的是连接所有的网络资源，实现资源共享、异地协同工作，支持开放标准、功能动态变化。

它所采用的协议标准也将不同。

其最终目标是构建一台虚拟超级计算机，能实现服务点播（Service On Demand）和一步到位服务（On Click Is Enough）。

二．网格计算的发展阶段网格一词最早出现在20世纪90年代中期，而网格计算的概念在1995年的I-WAY项目中被提出。

20世纪90年代初，美国国家科学基金会（NFS），将其4个超级计算中心构筑成一个能够进行元计算（meta-computing）的整体[3]。

元计算的含义是通过网络，将计算资源连接起来，形成对用户透明的超级计算环境。

这是网格的雏型，如今这个术语已被网格计算所代替。

Sun公司技术产品营销经理PeterJeffcock认为[1]，网格计算有明显的三个阶段：①利用软件控制分布式计算系统的独立软件工程发展起来的集群网格(Cluster Grid)；②校园网格(Campus Grid)从几个建筑物或地点合并计算资源；③全球网格(Global Grid)将作为新一代网格计算概念浮现[4]。

1 什么是网格计算网格是科学家针对当今的一些科学难题于90年代初提出的新概念.它将分布在不同地理位置的计算资源包括CPU、存储器、数据库等,通过高速的互联网组成充分共享的资源集成,从而提供一种高性能计算、管理及服务的资源能力。

人们用这些资源就像用电源一样,不必计较这些资源的来源和负载情况。

通过网格计算技术，位于日内瓦的西欧高能物理研究中心工作人员，在网上操作，就可以把任务交给位于法国里昂的计算机机群上去完成，而不必花许多钱去建立一个巨大的计算机机群。

它就像使用电网上的电一样方便。

用计算网格，一方面能使人们聚集分散的计算能力，形成超级计算的能力，解决诸如虚拟核爆炸、新药研制、气象预报和环境等重大科学研究和技术应用领域的问题，另一方面能使人们共享广域网络中的异构资源，使各种资源得以充分利用。

网格是构筑在互联网上的一组新兴技术，它将高速互联网、计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体，为科技人员和普通老百姓提供更多的资源、功能和服务.互联网主要为人们提供电子邮件、网页浏览等通信功能，而网格的功能则更多更强，它能让人们共享计算、存储和其他资源。

其他当然包括通信资源、软件资源、信息资源和知识资源等，一般而言，网格就是把整个因特网整合成一台巨大的超级计算机"实现各种资源的全面共享，网格的根本特征在于实现资源共享“消除资源孤岛”。

网格计算是利用互联网把分散在不同地理位置的电脑组织成一个虚拟的超级计算机，其中每一台参与计算的计算机就是一个节点，而整个计算是由成千上万个节点组成的一张网格，网格计算是分布式计算的一种方式，这种计算方式具有很强的数据处理能力，它充分利用了网上的闲置处理能力，网格计算的一个优势就是网格计算模式首先把要计算的数据分割成若干小片，而计算这些小片的软件通常是一个预先编制好的程序，然后不同节点的计算机可以根据自己的处理能力下载一个或多个数据片断或者程序，只要处于节点的计算机用户不使用计算机时，该程序就会工作，于是这台计算机的闲置计算能力就被充分地调动起来并且加以利用。

网格计算的原理与应用Introduction网络技术的快速发展已经为计算并行处理带来了新的思路和机遇之一，即网格计算。

网格计算是一种通过整合各种分散的、异构的计算机资源（包括硬件、软件、网络等）来完成大量计算任务的技术，它使得用户能够分享各种不同时间戳的计算机资源，增强了用户之间的互联互通。

网格计算的基本原理网格计算的基本思想是把各个分布在全球范围内的计算机资源和网络连接起来，形成一个统一的计算平台，便于各个用户随时随地地使用。

在网格计算中，往往有两种角色：资源提供者和资源使用者。

资源提供者提供计算机资源供用户使用，而资源使用者则利用这些资源来完成自己的计算任务。

网格计算的基本理念是资源共享，既提高了资源的利用效率，也降低了使用者的成本。

网格计算的特点网格计算与传统的超级计算机、并行计算的主要区别在于，它不需要大规模的硬件设施也不需要专门的软件开发平台。

网格计算利用各种计算机资源，通过对这些资源进行整合和管理，以达到 parallel processing（并行处理）的目的。

网格计算系统的特点可以概括为以下几点：1.异构性网格计算资源具有不同的体系结构、操作系统、网络协议和应用程序，这些差异性给资源整合和管理带来了巨大的挑战。

2.可攻击性网格计算环境是开放的、异质的和分散的，往往包括许多不安全的计算机资源。

计算任务从资源提供者到使用者的过程中，很容易受到网络攻击、数据泄露等风险。

3.可伸缩性网格计算的资源规模可以从单个计算机到全球范围内的上千台计算机不等，这种可伸缩性为用户提供了更大的计算资源，支持更复杂的计算任务。

网格计算的应用网格计算在许多领域都有广泛的应用。

以下是网格计算的一些应用。

1.科学研究网格计算为研究人员提供了处理大规模、复杂数据集的能力，例如气象、气候、化学、物理学领域的大规模模拟和分析。

2.医学研究网格计算在医学领域中发挥了重要作用，例如通过医学影像的计算处理来研究疾病的发展规律，预测疾病的治疗效果等。