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大型科学仪器虚拟化远程共享机制研究及实现

奥丰源  
【摘要】: 随着科技竞争的日益激烈,我国现有科技基础条件已经不能满足科技发展与全社会创新活动的需求。优化与重整科技基础资源,构建一个开放、共享、高水平的科技基础条件平台,已成为科技发挥第一生产力作用的必要支撑,成为我国科技工作的当务之急。大型科学仪器的共享是目前国家科技基础条件平台建设的一个重要组成部分,搭建共享平台是推动科技资源开放共享、提升创新能力的有效措施。 本文依托《2004-2010年国家科技基础条件平台建设纲要》及山西省科技基础条件平台建设基金项目(山西省大型科学仪器网络虚拟实验室建设,编号:2006091001),结合目前国内大型科学仪器整体布局分散、利用率不高的特点,对大型科学仪器的利用率及共享现状进行了调研、分析,阐述了当前实现大型科学仪器共享的必要性,并且在掌握了大型科学仪器共享方式、方法、最新进展和吸收其他地区大型科学仪器共享平台建设经验的基础上,对大型科学仪器的远程共享机制进行了拓展,提出了一种大型科学仪器虚拟化远程共享的思路,其核心思想是将大型科学仪器的功能通过Web Services技术虚拟化为一种Web服务,使用户对大型科学仪器的使用从传统的共享模式提升到按需使用服务的模式,在进一步保证大型科学仪器系统自身的安全性的同时,实现大型科学仪器的跨平台远程共享,更加有效的提高大型科学仪器综合利用率。在此基础上经过深入的分析、研究,设计了一套具体的解决方案,在此方案中搭建了大型科学仪器虚拟化远程共享体系架构,并详细设计了大型科学仪器的虚拟化接口和通讯标准,这些接口和通讯标准的应用使这种共享方式的具体实现可以脱离具体的通讯物理底层,从而保证了大型科学仪器远程共享实现的跨平台性。并且通过结合具体的大型科学仪器以及主流技术,开发了一套大型科学仪器虚拟化共享平台原型系统,本系统模拟异构平台信息交互,选择并行计算机作为远程虚拟化操作对象,在该平台上用户通过浏览器认证登录后,即可使用远程的并行计算环境,对用户而言面对的是一个Web服务,用户不需要了解后台并行计算环境的具体操作方法,只需按照系统提供的标准服务规范,通过虚拟化接口实现与并行计算机的远程交互。最后通过实现标准待分析化学分子式结构文档的远程上传、执行、下载及虚拟演示,验证了此虚拟化远程共享方案的技术可行性,并且取得了较好的工程应用效果,受到了山西省科技厅与我校化工学科相关师生的好评。从而为实现对大型科学仪器资源进行战略重组和系统优化,以及促进全社会科技资源高效配置和综合利用,提高科技创新能力,作了进一步的理论和实践探讨。


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