大型天文数据库与虚拟天文台

第一章绪论1.简述天文学的研究对象，研究方法和特点？答：天文学的研究对象是天体，其研究的基本方法是对天体的观测，包括目视观测和仪器观测。

它的研究特点是：（1）大部分情况下人类不能主动去实验，只能被动观测。

（2）强调对天体进行全局、整体图景的综合研究。

表现观测上是全波段、全天候。

在理论上依赖模型和假设。

（3）需用计算机把观测所获得的大量原始资料进行整理。

使天文学研究发生重大变化的另一个技术进步是快速互联网技术，这使得异地天文数据的交换和处理成为可能，使得观测数据具有巨大的科学产出的潜在意义。

目前，虚拟天文台的提出和建设对天文研究意义深远。

（4）具有大科学的特征，需要大量投资。

（5）以哲学为指导。

2.研究天文学的意义有哪些？答：天文学与人类关系密切，天文学对于人类生存和社会进步具有积极重要的意义，突出表现在以下几个方面：（1）时间服务：准确的时间不单是人类日常生活不可缺少的，而且对许多生产和科研部门更为重要。

最早的天文学就是农业和牧业民族为了确定较准确的季节而诞生和发展起来的。

现代的一些生产和科研工作更离不开精确的时间。

例如，某些生产、科学研究、国防建设和宇航部门，对时间精度要求精确到千分之一秒，甚至百万分之一秒，否则就会失之毫厘，差之千里。

而准确的时间是靠对天体的观测获得并验证的。

（2）导航服务：对地球形状大小的认识是靠天文学知识取得的。

确定地球上的位置离不开地理坐标，测定地理经度和纬度，无论是经典方法还是现代技术，都属于天文学的工作内容。

（3）人造天体的成功发射及应用：目前，人类已向宇宙发射了数以千计的人造天体，其中包括人造地球卫星、人造行星、星际探测器和太空实验站等。

它们已经广泛应用于国民经济、文化教育、科学研究和国防军事。

仅就人造地球卫星而言，有通讯卫星、气象卫星、测地卫星、资源卫星、导航卫星等，根据不同需要又有地球同步卫星、太阳同步卫星等。

所有人造天体都需要精确地设计和确定它们的轨道、轨道对赤道面的倾角、偏心率等。

科学视点ＴＯＰＩＣＳＴＯＰ22如何处理FAST天文大数据贵州天眼是世界上最灵敏的射电望远镜，可以发现宇宙中的脉冲星、观测脉冲到达时间、检验爱因斯坦的相对论。

贵州师范大学副校长谢晓尧教授在演讲中解疑了数据中心对这些大数据的处理方法。

今天演讲的内容包括三方面：FAST早期科学数据中心、网络传输的问题、我们自主知识产权FAST分布式计算软件架构和具体处理的问题。

最后还有一些天文普及。

2014年9月中国科学院国家天文台与贵州师范大学共同签署了FAST 早期科学数据中心，耗费1年半的时间建立，我们早期科学数据中心是在FAST运行阶段探索FAST 数据的创术、存储、计算、安全和管理的最高效、最稳定、最经济的方法。

数据的网络传输数据的网络传输非常重要，FAST建好以后，就有大量的数据要来，首先要解决的就是传输的问题。

F A S T 数据传输的通讯结构并不简单，从贵阳到FAST现场一共是300公里，这300公里，要跨省，要跨州、跨县，一共有21个周转节点，当时是2个G的专线直接拉到我们实验室。

传输结构主要包括两条线，一旦出现问题，数据保证不会中断，这是我们通讯的结构。

FAST脉冲性搜索分布式超算硬件机构，我们走的路还是有借鉴意义的。

在FAST计算里面，我们有四种计算节点，A 计算节点在每一台服务器里面加8块GPU卡，其中2个CPU，一共有10台，这个计算节点我们的理论峰值可以到664T浮点预算。

第二种计算节点B，每一台PC级23加2块GPU卡，一个CPU，一共有60台，峰值我们可以达到1.02的浮点计算。

第三种计算节点，我们是每一台服务器我们两块GPU再加一个CPU，一共是14台，总的计算结果是235P浮点预算。

第四种可以看得更简单，很一般的PC机，每一台PC机只有一块GPU 加一个CPU，最高峰值是378的浮点预算。

所有144个节点的理论峰值2.16P浮点预算，就是每秒2000万亿次浮点预算。

CPU+GPU的计算节点是有自主知识产权设置定制的，从这个角度来说，我们这个还是非常经济和低成本的运转，我们觉得非常非常合适贵州的实际情况。

最佳答案移动和选取前后翻页放大缩小移动和选取CTRL+上下箭头放大缩小移动和选取鼠标滚轮放大缩小移动和选取鼠标左键选择天体移动和选取鼠标右键取消天体选择移动和选取反斜杠(\) 自动缩小移动和选取正斜杠(/) 自动放大到所选物体移动和选取空格键将所选物体置于屏幕中心显示回车键切换赤道仪和经纬仪显示F1 全屏显示模式开关显示c 星座连线显示开关显示b 星座界线显示开关显示v 星座名称显示开关显示r 星座艺术图像显示开关显示d 星名显示开关显示n 星云名称显示开关：不显示/显示简称/显示全称显示e 天球赤道坐标网格显示开关显示z 循环显示：地平线/地平坐标网格/都不显示显示p 循环显示：无行星标签/有行星标签/行星标签和轨道显示g 地面显示开关显示a 大气显示开关显示f 地平雾气显示开关显示q 方向基点（东、西、南、北）显示开关显示o 切换月面显示比例（4倍/1倍）显示t 天体追踪开关（移动天幕，始终将选中的天体显示在屏幕中央）显示s 恒星显示开关显示4 或者,(逗号) 循环显示：黄道/黄道和行星轨道/不显示显示5 或者 .(句号) 天球赤道显示开关窗口及其他控制CTRL+s 截取屏幕图像写入stellarium*.bmp文件窗口及其他控制CTRL+r 显示/关闭脚本记录器窗口及其他控制CTRL+f 显示/关闭搜索窗口窗口及其他控制h 显示/关闭帮助窗口窗口及其他控制i 显示/关闭信息窗口窗口及其他控制数字1 显示/关闭设置窗口窗口及其他控制m 显示/关闭文字菜单窗口及其他控制ESC 关闭打开的窗口（帮助、信息、设置等窗口）时间和日期6 暂停时间流动（在脚本运行时为暂停脚本执行）时间和日期7 设置时间流动速度为0（时间停止）时间和日期8 将时间设为当前时间时间和日期j 减慢时间流动（在脚本运行时为降低脚本速度）时间和日期k 设置时间流动速度为正常时间和日期l 加速时间流动（在脚本运行时为加快脚本速度）时间和日期- 时间后退24小时时间和日期= 时间前进24小时时间和日期[ 时间后退7天时间和日期] 时间前进7天其他CTRL+c 停止脚本运行其他CTRL+q 退出Stellarium（苹果机上是command+Q）其他< 减小音量（仅在脚本运行时）其他> 增大音量（仅在脚本运行时）其他9 循环设置流星雨流量：低/中/高/很高其他CTRL+SHIFT+h 水平反转画面其他CTRL+SHIFT+v 垂直反转画面其他CTRL+[数字] 启动第[数字]号望远镜对准当前所选天体。

天津大学硕士学位论文虚拟天文台环境下的海量数据存储与访问技术研究Research on Mass Storage and Access Technology in Virtual Observatory学科专业：计算机应用技术研 究 生：李文指导教师：孙济洲 教授天津大学计算机科学与技术学院二零零七年六月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。

特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。

同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。

（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日中文摘要近年来，随着观测设备和观测技术的发展，天文数据呈现爆炸式的增长，而计算机网络技术的快速发展又为这些海量天文数据的共享提供了有力的技术支持，因此，将天文学和计算机技术融合在一起的“虚拟天文台”便应运而生，使得人们突破时间和空间的限制获得丰富的天文数据资源成为可能。

然而，在虚拟天文台环境下，如何对海量数据进行有效存储成为一个亟待解决的问题；同时，如何对海量数据进行快速有效的访问，也是关系到虚拟天文台服务能力的重要课题。

本文以中国虚拟天文台为背景，研究海量天文数据的存储和访问技术。

首先，对当前主要的存储技术进行综合分析和比较，结合虚拟天文台对海量数据的存储需求，设计了中国虚拟天文台的数据存储方案，并对该方案进行评价。

什么是天琴计划天琴计划是中国国家天文科学中心主导的一个大型天文项目，旨在建设一组世界一流的天文观测设施，以支持中国天文学界的科学研究和教育培训。

天琴计划的主要目标是建设一组大型天文望远镜，包括口径为12米的球面射电望远镜FAST（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope）和口径为6.5米的光学-红外天文望远镜LAMOST（Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope），以及其他的天文观测设施。

FAST望远镜是天琴计划的重要组成部分，它是世界上口径最大的单口径球面射电望远镜，具有极高的灵敏度和分辨率，可以用于射电天文学的多个领域，如脉冲星、银河系和星系的射电观测等。

FAST望远镜的建成将极大地推动中国射电天文学的发展，并且在国际上也具有重要的影响力。

另一个重要的组成部分是LAMOST望远镜，它是世界上口径最大的光学-红外天文望远镜，具有大视场和大光谱分辨率的特点，可以用于大面积天体的光谱观测。

LAMOST望远镜的建成将为中国天文学家提供丰富的观测数据，有助于解决一些天文学难题，如银河系结构、暗能量和暗物质等问题。

除了这两个主要的望远镜之外，天琴计划还包括一些其他的天文观测设施，如天文观测站、数据中心和科研实验室等。

这些设施将为中国天文学家提供良好的工作条件和科研环境，有助于提升中国天文学的国际地位。

总的来说，天琴计划是中国天文学界的一项重要举措，旨在推动中国天文学的发展，提升中国在国际天文学领域的地位。

通过建设一组世界一流的天文观测设施，天琴计划将为中国天文学家提供更多的观测资源和科研条件，有助于解决一些重大的天文学问题，推动中国天文学的发展，为人类认识宇宙和地球的未来做出更大的贡献。

大型天文数据库与虚拟天文台简介天文学是研究天体及其相互关系的科学，包括对宇宙现象的观测、理论模型的建立和实验验证等方面。

在过去的几十年里，大量的天文观测数据被积累起来。

为了更好地利用这些数据，大型天文数据库与虚拟天文台的出现成为一种趋势。

本文将介绍大型天文数据库和虚拟天文台的概念、特点和应用。

大型天文数据库大型天文数据库是指集合了大量天文观测数据的数据库系统。

由于天文学数据的特殊性，这些数据库需要满足以下要求：1.数据安全性：天文学数据通常是非常宝贵和敏感的，需要采取相应的安全措施保护数据的完整性和机密性。

2.高容量和高性能：天文学数据通常非常庞大，因此大型天文数据库需要具备高容量和高性能的特点，能够存储和处理大规模的数据。

3.快速查询和检索：天文学家需要能够快速查询和检索数据库中的数据，以支持他们的研究工作。

因此，大型天文数据库需要提供高效的查询和检索功能。

4.多模态数据支持：天文学数据常常包括多种类型，如光学、射电、红外等观测数据。

大型天文数据库需要能够支持不同类型数据的存储和查询。

5.易用性和开放性：大型天文数据库需要为用户提供易用的界面和工具，同时也需要支持开放的数据访问接口，以便其他研究者能够方便地使用这些数据。

虚拟天文台虚拟天文台是一种基于大型天文数据库的在线平台，通过提供统一的数据访问接口和分析工具，为天文学家提供便捷、高效的研究环境。

虚拟天文台具有以下特点：1.数据集成：虚拟天文台通过集成多个大型天文数据库的数据，使得天文学家能够在一个平台上访问和使用不同来源的数据。

2.数据查询与可视化：虚拟天文台提供强大的数据查询和可视化功能，天文学家可以根据自己的需求，通过简单的查询操作获得他们感兴趣的数据，并将其以图表或图像的形式展现出来。

3.数据分析和模拟：虚拟天文台提供一些基本的数据分析和模拟工具，使得天文学家能够对数据进行进一步的处理和研究。

这些工具包括数据统计分析、图像处理、天体模拟等等。

我国的五大天文台我国五大天文台指的是紫金山天文台、北京天文台、云南天文台、上海天文台以及陕西天文台。

于1934年建成的紫金山天文台，位于南京市东南区的紫金山上，它是我国建立的第一个天文研究机构，它的落成迈出了我国现代天文研究的第一步，是我国现代天文学的开端。

它拓展了天文研究，并带动了其他天文台站的组建。

为我国天文学的研究不断向更高层次发展作出了很大的贡献。

1958年筹建的北京天文台是一座综合性天文台，主要研究天体的物理特性，总部设在北京海淀区的中关村。

它包括物理、光学等若干实验室和5个观测站。

如今的北京天文台经过结构调整与改革，形成了由一批杰出的学术带头人和优秀青年组成的强盛的朝气蓬勃的科研群体，他们将会为我国天文事业的发展做出更多的贡献。

云南天文台建成于抗日战争时期。

中央天文研究所内迁，在昆明凤凰山建立了云南天文台，也称凤凰山天文台，它是我国海拔最高的天文台。

它的主要任务是地面观测，还包括天体的物理研究。

它的很多研究成果都已经达到世界水平，如恒星演化理论、活动星系核等方面。

云南天文台还与相关部门一起为天文学做出了很多不可磨灭的贡献。

1962年建立的上海天文台，隶属于我国科学院，由徐家汇和佘山两部分构成。

它主要研究的学科是天文地球动力学和星系宇宙学，同时它还积极发展现代天文研究技术，为天文观测研究提供各种技术支持。

陕西天文台于1966年筹建，与别的研究机构不同的是，作为我国的授时中心，它是以时间工作为主的天文研究机构，站内有大量研究仪器，主要从事与时间有关的研究，如时间与纬度的关系，怎样高精度与时间同步。

此外它的另一个主要任务就是向全我国甚至全世界发播时间频率信号。