收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

协同地球科学计算环境的协同与共享研究

文元桥  
【摘要】: 随着人类对自然规律认识的日益深入和人类科研领域的不断扩展,现代科学研究呈现出大规模、多学科交叉的特点,这也是现代科学计算的一个发展方向。和传统的单一学科的大规模科学计算相比,大规模多学科交叉的科学计算更强调多个学科的协同与合作。这种协同合作不仅仅有不同科学计算程序之间的协作,也包括人和人之间的协同合作。在这种情况下,传统的面向某一特定科学领域的科学问题求解环境已经不能很好的满足现代科学计算的需求。因此,需要设计一种更强调协同和合作的科学问题求解环境——协同科学计算环境(CSCE: Collaborative Scientific Computing Environment)。 协同科学计算环境旨在为多学科的科学计算用户提供一个协同工作的虚拟空间,它向用户提供方便、智能的应用界面和丰富的协同功能,使得不同学科的用户能够透明的享受高性能计算,实现对各自领域科学问题的计算机求解,也可实现对复杂问题求解过程中的跨学科的协同合作。在协同科学计算环境中,不同学科的用户不仅仅可以便捷、高效的获取包括科学计算程序、应用程序、科学数据、文档、高性能计算机等计算资源,而且可以利用系统提供的科学计算试验管理工具帮助他们实现对复杂科学问题的定义、管理、求解、分析,从而使得他们能有更多的时间和精力来关注自己的研究领域,而不是关注如何计算本身。 以建立区域气候模拟系统为研究原型,探讨利用Peer-to-Peer技术和移动Agent技术构建协同地球科学计算环境(GeoCoEn: Geophysical Collaborative Computing Environment)的一些关键技术。其目的在于为开展区域气候模拟研究的不同学科的研究人员提供一个易用、透明、开放的高性能协同科学计算环境,满足分布在不同地方的用户开展协同模拟、共享资源、共享计算的需求,探索构建以网络为基础的协同科学计算环境的理论和技术要求。 根据GeoCoEn体系结构的需求分析,吸取近年来问题求解环境(PSE: Problem Solving Environment)和协同问题求解环境(CPSE: Collaborative Problem Solving Environment)体系结构和应用框架方面的优秀思想,GeoCoEn基础体系结构采用了基于P2P和多Agent集成的多层体系结构,满足了GeoCoEn对开放性、灵活性、可扩展性、可移植性以及透明性等方面的需求。P2P和多Agent的集成既能够充分发挥P2P在对等计算、资源共享、资源发现以及协同工作方面的优势,也能发挥移动Agent既能够保证系统良好的伸缩性、健壮性,也能克服系统的异构性,还能够实现高效的软件重用以及提供灵活多样的协同合作方式等优点。 在GeoCoEn中,每个用户就是一个对等体——GeoPeer,而GeoPeer之间通过采用基于社区的混合P2P结构实现协同合作。这种组织结构既能准确的反应出每个Peer的个体特征,也能体现其团体特征,同时也能够保证Peer和Peer之间能够准确、迅速的相互感知和定位,提高了系统在资源定位、文件搜索等方面的效率。GeoPeer提供的包括Peer管理服务、数据管理服务和通信服务等在内的多种服务为实现分布式环境下的协同合作及大规模、广泛的数据与资源共享提供了良好的支持。 在分析和讨论多模式耦合技术和科学需求的基础上,根据GeoCoEn基础体系结构的基本思想,利用多Agent技术实现了分布式环境下的多模式耦合,构建了一个具有开放架构的分布式多模式耦合模拟系统(DMCSS: Distributed Multi-model Coupling Simulation System)。 根据GeoCoEn科学活动低重复性和高动态性的特点,建立了一个树状结构的动态科学工作流模型,并利用有向图理论对模型进行了描述。基于案例推理的重用为解决科学工作流低重复性问题,实现科学工作流从单个计算步骤到整个流程定义的多层次重用提供了有效的解决手段。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 乔方利;浪-潮-流耦合数值模式突破上层海洋数值模拟与实测不符难题[J];中国基础科学;2004年06期
2 辜旭赞;张兵;;全球(Z)双三次数值模式的设计与个例模拟(Ⅱ):个例模拟结果分析[J];高原气象;2008年03期
3 牟惟丰;;数值模式分辨率影响预报质量的一些实例[J];气象科技;1987年01期
4 曹鸿兴;自忆数值模式及其应用[J];气象科技;1997年01期
5 王东晓,朱江;伴随方法在海洋数值模式中的应用[J];地球物理学进展;1997年01期
6 徐辉,穆穆,罗德海;非线性优化方法在数值模式敏感性分析中的应用[J];自然科学进展;2003年11期
7 任宏利;丑纪范;;数值模式的预报策略和方法研究进展[J];地球科学进展;2007年04期
8 肖玉华;赵静;蒋丽娟;;数值模式预报性能的地域性特点初步分析[J];暴雨灾害;2010年04期
9 辜旭赞;张兵;王明欢;;基于三次插值函数算法的时间积分方案与二阶时空余差数值模式——以原始大气运动方程与理想全球模拟个例为例[J];热带气象学报;2011年05期
10 董广涛;穆海振;周伟东;史军;;基于气象数值模式的风电功率预测系统[J];太阳能学报;2012年05期
11 朱禾;孙岚;廖洞贤;;大气数值模式空间分辨率的确定方法[J];大气科学;2007年03期
12 辜旭赞;张兵;;全球(Z)双三次数值模式的设计与个例模拟(I):模式动力框架设计[J];高原气象;2008年03期
13 张淮;;海面风的二层数值模式[J];海洋科技资料;1977年06期
14 赵鸣,马继军;一个诊断非平坦地形上边界层风的数值模式[J];应用气象学报;1993年01期
15 高波,高国栋,陆渝蓉;台风数值模式中计算参数的确定[J];热带气象学报;1998年01期
16 钟中,苏炳凯,赵鸣;大气数值模式中有效粗糙度计算的一种新方法[J];自然科学进展;2002年05期
17 杨丹丹;申双和;邵玲玲;邹兰军;;雷达资料和数值模式产品融合技术研究[J];气象;2010年08期
18 王浩,傅抱璞;一个用于研究湖泊对气候环境影响的非静力平衡数值模式[J];气象科学;1992年01期
19 周振中,陈历舒;多水平方法在二维山丘地形大气污染物扩散的数值模式的应用[J];计算物理;1997年Z1期
20 刘宇迪;崔新东;艾细根;;全球大气数值模式动力框架研究进展[J];气象科技;2014年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 乔方利;夏长水;宋振亚;袁业立;;海洋动力系统数值模式体系的发展与应用[A];第五届全国青年计算物理学术交流会论文摘要[C];2008年
2 叶金桃;辜旭赞;;数值模式大气科学可视化分析预报系统及其应用[A];全国中尺度气象学术研讨会摘要文集[C];2008年
3 孙长;李嘉鹏;周宁芳;;不同数值模式2012/13年冬季2m温度预报性能检验对比分析[A];创新驱动发展 提高气象灾害防御能力——S1第五届气象综合探测技术研讨会[C];2013年
4 吴德荣;;系集预报研究近况台风定量降雨数值模式系集预报实验[A];2011年海峡两岸气象科学技术研讨会论文集[C];2011年
5 闫敬华;;广州高分辨数值模式的“三定”要素预报及其性能[A];城市气象服务科学讨论会学术论文集[C];2001年
6 叶金桃;;数值模式大气科学可视化分析预报系统设计实现方法[A];第三届湖北省科技论坛气象分论坛暨2005年湖北省气象学会学术年会学术论文详细文摘汇集[C];2005年
7 龚伟伟;师春香;张涛;姜立鹏;庄媛;;多种数值模式资料的地面温度和相对湿度初步比较与分析[A];创新驱动发展 提高气象灾害防御能力——S2灾害天气监测、分析与预报[C];2013年
8 孟英杰;吴洪宝;王丽;张萍萍;;2007年主汛期武汉区域数值模式降水预报评估[A];中国气象学会2008年年会天气预报准确率与公共气象服务分会场论文集[C];2008年
9 徐集云;顾骏强;陈燕;吴涧;;区域边界层数值模式在杭州市化工园区选址中的应用研究[A];首届长三角气象科技论坛论文集[C];2004年
10 钟中;;数值模式中有效空气动力学参数计算和特征分析[A];新世纪气象科技创新与大气科学发展——中国气象学会2003年年会“气候系统与气候变化”分会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 王启光;数值模式延伸期可预报分量提取及预报技术研究[D];兰州大学;2012年
2 陈昞睿;无结构网格二维河口海洋数值模式的研制[D];华东师范大学;2011年
3 薛海乐;使用过去资料改进GRAPES全球预报的理论和方法研究[D];兰州大学;2013年
4 达朝究;一个可能提高GRAPES模式业务预报能力的方案[D];兰州大学;2011年
5 文元桥;协同地球科学计算环境的协同与共享研究[D];华中科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 王鹏飞;气候数值模式的并行计算与非线性动力系统的多精度计算[D];中国科学院研究生院(大气物理研究所);2006年
2 徐辉;非线性优化方法在数值模式敏感性分析中的应用[D];中国海洋大学;2003年
3 王丹;雷达外推预报与暴雨数值模式融合预报降水方法研究[D];中国气象科学研究院;2013年
4 慕秀香;高分辨率数值模式在吉林省短期业务预报中的效果检验[D];兰州大学;2014年
5 孙海燕;强对流云数值模式系统开发与应用[D];南京气象学院;2004年
6 祁旭;“凡亚比”台风暴雨的数值模拟及分析检验[D];南京信息工程大学;2013年
7 崔雅琴;三维对流云数值模式的改进与应用[D];南京信息工程大学;2006年
8 邬昀;基于数值模式产品的三峡库区水量预报初步研究[D];南京信息工程大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 林琳;大力推进数值模式的科学发展[N];中国气象报;2006年
2 王金星;专家检查评估数值模式创新基地科研业务课题执行情况[N];中国气象报;2007年
3 记者 王德民 林琳;数值模式发展座谈会在京举行[N];中国气象报;2006年
4 林建;如何发挥数值模式的增值作用[N];中国气象报;2007年
5 本报记者 徐文彬 李竞;积跬步以致千里[N];中国气象报;2013年
6 通讯员 喻彦 苏晓力;云南增雨数值模式抗旱效益显著[N];中国气象报;2010年
7 王晓云;对加强小尺度数值模拟系统研发与应用的思考[N];中国气象报;2007年
8 本报记者 王晨 李晔;亚运气象保障:穿越时空 跨越世纪[N];中国气象报;2010年
9 本报记者 吴洪;暴雨来袭,城市能否应战?[N];福建日报;2014年
10 记者 郑菲 通讯员 王德英;国家九七三项目“我国南方暴雨研究”取得阶段性进展[N];中国气象报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978