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网格虚拟地理环境及其关键技术研究

吴娴  
【摘要】:运用虚拟现实技术模拟海上交通与控制,可以提供一个用户与计算机系统自然交互的三维人机界面。为了进一步提高用户与地理信息系统交互的深度与广度,突破传统图形用户界面,1995年以来,在中国科学院院士陈述彭先生的指导下,逐步形成了虚拟地理环境(Virtual Geographic Environment,VGE)的概念。基于传统分布式网络基础上发展的VGE,在应用范围不断扩大、涉及领域不断增多、计算量不断增大的要求下,暴露出越来越多的缺陷,如不能实现资源的动态调度、不能消除信息孤岛、不能生产或创造知识等。而作为第三代互联网技术的网格技术,由于其核心就是屏蔽异构数据、消除信息孤岛、动态合理的调度资源、协同完成用户请求的特点成为解决当前阻碍VGE发展的最佳方法。鉴于此,本文首次提出了网格虚拟地理环境(Grid Virtual Geographic Environment,Grid-VGE)的概念,并根据开放网格服务框架及其以服务为核心的理念提出了构建Grid-VGE的理论框架与软件框架,同时从整体到局部对其进行了分析探讨。 由于Grid-VGE中多是涉及多学科、多领域的复杂应用,如何将其简单化,是当前Grid-VGE发展中急需解决的一个问题。经过详细分析发现,Grid-VGE中的应用属于BoT型应用(Bag of Tasks),即被分解成若干任务的应用程序,其中的各个任务之间相互独立,几乎没有数据依赖关系,而BoT型应用经国内外专家及实践证明是最适合在网格环境中运用的。针对Grid-VGE的这一应用特点,本文首次引入Bernstein条件作为分解用户请求的依据。通过运用Bernstein条件层层分解用户请求,并且记录在分解过程中形成的任务之间的拓扑关系,直到任务集中的任意两个任务都满足Bernstein条件。最终形成由若干功能单一、粒度适当的任务组成任务集,按逻辑顺序合理调度其中的任务,以达到缩短响应用户请求时间的目的。试验证明,提交同样的用户请求在分解后任务粒度适合的情况下,确实比未分解情况性能要好,即分解后的响应时间比未分解的要少。 分解后的任务面临着如何调度才能最优的利用Grid-VGE中资源的问题。虽然目前已经存在一些可以提高网格性能的动态资源调度算法,如动态FPLTF算法、WQ算法、Min-min算法等,但是它们极少考虑正在执行任务的节点由于人为或非


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1 吴娴;网格虚拟地理环境及其关键技术研究[D];大连海事大学;2007年
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