网格工作流关键技术研究

【摘要】：随着网格研究的深入和网格基础设施的发展，在网格上开发了越来越多的功能强大、需要大量资源的科学计算和协同应用，很多网格应用也越来越复杂，具有时间、空间和资源等多种约束。网格工作流能够方便的构建、执行、管理和监控网格应用，使得网格应用能够自动实施并且效率较高。由于网格的动态性、分布性、异构性和自治性导致传统工作流的一些方法和技术不能有效的处理网格环境中的有关问题，本文根据网格资源和网格应用的特点，对网格工作流的体系结构、网格工作流的过程模型、组织资源模型和动态调度算法进行了研究，主要内容如下： 网格工作流的体系结构。给出了网格工作流的总体框架，包含网格工作流门户、网格工作流服务管理、网格工作流组织资源管理、网格工作流性能监控和评估、网格工作流引擎。在传统工作流体系架构中引入了网格服务和性能监控评估，整个系统框架符合WFMC和GCC规范，具有开放性和可扩展性。 网格工作流的过程模型。在WF-Net基础上增加动态元素，并且引入高级Petri的思想，提出了动态工作流网D-Petri Net，能够解决网格工作流过程模型中的规模问题、动态性问题和选择性问题，通过对D-Petri Net的相关性质进行分析和验证，对于通过动态工作流网构建的过程模型可以充分利用现有的Petri网分析和模拟技术；另外提出了一种新的工作流过程挖掘算法，有助于网格工作流的过程建模和过程进化。 网格工作流的组织资源模型。分析了网格工作流中基于虚拟组织的组织建模，定义了虚拟组织中组织成员的各种关系；介绍了网格中的资源管理模型，结合虚拟组织框架提出了网格工作流中集成的组织资源模型，给出了有关组织和资源的动态查询、动态加入、退出算法，有利于网格工作流中对组织资源的管理以及网格工作流引擎对于网格工作流任务的动态调度。 网格工作流的动态调度算法。分析了网格任务的类型、网格任务调度阶段和调度方法策略，结合网格工作流和网格组织资源管理特点，提出了具有多种调度策略的网格工作流动态调度算法，利用定义的关键因子、动态因子和优先因子可以有效的对网格工作流任务进行调度执行，利用集成的组织资源模型，可以在网格工作流任务的调度中支持多种组织资源策略。 网格工作流关键技术研究 摘要 网格工作流原型系统和相关实验。结合上述研究的内容和方法，在Globus 基础上开发了原型系统，实现了基因排序实验和相关算法的模拟，对实验结果进 行了分析比较，具有良好的效果。