网格计算
网格计算文档
网格计算1. 简介网格计算是指利用计算机集群或分布式计算环境进行大规模计算和数据处理的一种技术。
它通过将任务分解成多个小任务，并将这些小任务分布到计算资源丰富的多个计算节点上，从而达到分布式运算和并行计算的目的。
网格计算可以显著提高计算效率和数据处理能力，适用于科学研究、工程计算、大数据分析等各个领域。
2. 网格计算的特点•分布式资源利用：网格计算利用分布式计算资源，包括计算节点、存储节点和网络节点，可以跨越多个物理地域进行计算和数据处理。
这种资源的集中和协调使用可以提高计算能力和数据处理效率。
•任务划分和调度：网格计算通过将大任务分解成多个小任务，并通过任务调度算法，将这些小任务分布到不同的计算节点上进行并行处理。
任务划分和调度需要考虑计算节点的负载平衡和通信开销，以最大限度地提高整个计算过程的效率。
•异构计算环境：网格计算环境中的计算节点通常是异构的，具有不同的硬件配置和性能特征。
因此，在任务划分和调度时需要考虑不同计算节点的计算能力和通信带宽，以充分利用各个计算节点的资源，提高整个计算过程的效率。
•灵活性和可扩展性：网格计算环境的设计具有很好的灵活性和可扩展性。
可以根据需求增加或减少计算节点的数量，以适应不同规模的计算需求。
同时，可以根据任务的特点和资源的分布做动态的任务分配和调度，以充分利用计算节点的资源。
•安全性和可靠性：网格计算环境需要保证计算任务的安全性和可靠性。
通过合理的权限管理和身份验证，确保只有授权用户能够访问计算资源。
同时，通过冗余备份和错误恢复机制，保证计算任务的可靠性和持久性。
3. 网格计算的应用领域3.1 科学研究网格计算在科学研究中具有广泛的应用。
科学家可以利用网格计算环境进行大规模的数据处理和模拟实验，从而加快科学研究的进程。
例如，在高能物理中，通过利用网格计算，可以对大型对撞机的实验数据进行处理和分析，以验证理论模型和寻找新的粒子。
3.2 工程计算在工程领域，网格计算可以用于模拟和优化复杂的工程问题。
数方格的简便方法
数方格的简便方法介绍数方格是一项基础的数学任务，要求在一个网格中计算出方格的数量。
本文将介绍几种简便的方法来解决这个问题，并且提供一些实际的应用示例。
基本方法最简单直接的方法是逐个数方格，但这种方法费时费力，特别是对于大规模的网格来说。
因此，我们需要一些更加高效的方法来加快计算速度。
1. 直接数法这种方法最为直接，适用于规模较小的网格。
首先我们需要确定网格的边长（m行n列），然后可以根据公式(m-1)*n + (n-1)*m来计算方格的数量。
2. 倍增法我们可以利用网格的对称性来简化计算。
如果网格的边长为2的幂次方（例如2x2，4x4，8x8等），我们可以通过递归计算来快速得出结果。
1.对于一个2x2的网格，方格的数量为4。
2.对于一个4x4的网格，我们可以将其分为四个2x2的小网格。
每个小网格中方格的数量为4，所以总数为16。
3.对于一个8x8的网格，我们可以继续将其分为四个4x4的小网格。
每个小网格中方格的数量为16，所以总数为64。
4.依此类推，对于一个2^n x 2n的网格，方格的数量为4n。
3. 公式法通过观察，我们可以发现对于任意规模的网格（m行n列），方格的数量为(m-1) * (n-1) + m + n。
这个公式的推导过程比较复杂，需要一些数学技巧，但可以有效地减少计算量。
应用示例数方格问题在现实生活中有许多实际的应用场景。
以下是几个常见的示例：1. 黑白方格棋盘国际象棋和围棋是两种著名的黑白方格棋盘游戏。
通过数方格的方法，我们可以快速计算出棋盘上的方格数量，从而更好地规划游戏策略。
2. 田地划分在农业生产中，田地通常被划分为方格状的区域，每个方格用于种植不同的作物或者进行不同的农业实践。
通过数方格的方法，农民可以方便地计算出田地的大小，从而更好地管理和利用资源。
3. 瓷砖铺设在装修或者建筑工程中，瓷砖的铺设通常需要根据地面的规格进行规划。
通过数方格的方法，我们可以准确计算出所需的瓷砖数量，从而避免资源的浪费。
网格技术网格计算应用论文
浅析网格技术及网格计算的应用摘要网格计算是伴随着互联网技术的迅速发展而产生的一种新型分布式计算模式，以实现大规模分布式资源共享及协同问题求解为目标。
网格计算非常适合企业计算的需求，很多企业都是通过采用网格计算来解决自己关键的业务需求。
介绍了网格的基本概念、特点、意义以及网格计算的应用。
关键词网格网格计算一、网格的概念网格（grid）是一种先进的计算机基础设施，是一种能带来巨大存储、处理能力和其他it资源的新型网络。
网格能根据用户的一些要求自动地生产知识，它能通过特定的程序运行把从数据源（传感器、贵重设备、数据库、信息库等等）得到的原始数据，加工成信息和知识。
网格可以自动地找到数据源、高性能计算机和程序软件。
一个网格拥有多台分布在全国各地的高性能计算机，这些计算机被称为网格结点。
二、网格的意义网格是借鉴电力网的概念提出来的一种全新的、便捷的计算模式，它的最终目标是使得用户在使用网格时，能像使用电力或者自来水一样方便。
总体来说建设网格的意义有以下四个方面：（1）能够解决计算能力的限制。
网格可以通过互联网将分散的计算机、存储器、集群、计算机池、仪器等各种各样的资源进行集成，因而无论是资源的种类或是计算能力都比以往大大增强，从而实现了联合并放大全社会的计算能力。
（2）能够解决资源地理位置的限制。
网格是建立在互联网技术之上的一组新兴技术，无论资源的地理位置、管理域如何，只要通过互联网加入网格，那么就可为网格用户所使用，并且对于用户本身，他们不需要知道也并不关心资源的实际地理位置。
（3）能够提高资源的利用率。
计算机的实际使用情况表明，大量的计算资源处于空闲状态，没有被有效利用；然而却存在很多复杂的应用由于没有足够的计算资源而无法得到解决。
通过网格这一新的基础设施，我们能够集成世界范围的各种资源，并为用户提供访问这些资源的良好接口，于是资源的使用变得方便又快捷，空闲资源就得以被有效利用。
（4）能够打破传统资源共享与协作方面的限制。
网格计算
网格计算网格计算即分布式计算，是一门计算机科学。
它研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多计算机进行处理，最后把这些计算结果综合起来得到最终结果。
最近的分布式计算项目已经被用于使用世界各地成千上万志愿者的计算机的闲置计算能力，通过因特网，您可以分析来自外太空的电讯号，寻找隐蔽的黑洞，并探索可能存在的外星智慧生命；您可以寻找超过1000万位数字的梅森质数；您也可以寻找并发现对抗艾滋病毒更为有效的药物。
用以完成需要惊人的计算量的庞大项目。
目录分布式计算实践证明是的确可行的中国分布式总站及论坛参与分布式计算专业定义优点1工作原理网格计算优势1网格计算环境分布式计算分布式计算是利用互联网上的计算机的CPU 的闲置处理能力来解决大型计算问题的一种计算科学。
随着计算机的普及，个人电脑开始进入千家万户。
与之伴随产生的是电脑的利用问题。
越来越多的电脑处于闲置状态，即使在开机状态下CPU的潜力也远远不能被完全利用。
我们可以想象，一台家用的计算机将大多数的时间花费在“等待”上面。
即便是使用者实际使用他们的计算机时,处理器依然是寂静的消费，依然是不计其数的等待（等待输入，但实际上并没有做什么）。
互联网的出现, 使得连接调用所有这些拥有限制计算资源的计算机系统成为了现实。
网格计算覆盖范围那么，一些本身非常复杂的但是却很适合于划分为大量的更小的计算片断的问题被提出来，然后由某个研究机构通过大量艰辛的工作开发出计算用服务端和客户端。
服务端负责将计算问题分成许多小的计算部分，然后把这些部分分配给许多联网参与计算的计算机进行并行处理，最后将这些计算结果综合起来得到最终的结果。
实践证明是的确可行的当然，这看起来也似乎很原始、很困难，但是随着参与者和参与计算的计算机的数量的不断增加, 计算计划变得非常迅速，而且被实践证明是的确可行的。
目前一些较大的分布式计算项目的处理能力已经可以达到甚而超过目前世界上速度最快的巨型计算机。
网格计算核心技术第3章
02 网格计算核心技术
资源管理技术
资源发现
通过资源注册、查询和定位机制，使网格用户能 够发现可用的计算资源，为任务调度提供依据。
资源调度
根据任务需求和资源特性，进行资源的分配和调 度，实现资源的优化利用。
资源监控
对网格中各种资源的状态进行实时监控，确保资 源的可用性和可靠性。
任务管理技术
任务分解
算资源利用。
云计算和网格计算在服务模式上 有很大的相似性，两者的融合将 有助于推动计算技术的发展和应
用。
物联网与网格计算的结合
物联网产生的大量数据需要网格计算进行分布式处理和分析，以挖掘出有价值的信 息。
网格计算可以为物联网提供数据存储、处理和分析的服务，促进物联网的应用和发 展。
物联网的传感器网络和网格计算的分布式计算技术可以相互补充，提高计算效率和 数据处理能力。
公共服务
03
将网格计算系统应用于公共服务领域，如数字图书馆、远程教
育等。
04 网格计算未来发展
云计算与网格计算的融合
云计算为网格计算提供了更强大 的计算能力和存储资源，使得网 格计算能够处理更大规模的问题
和数据。
云计算的虚拟化技术可以与网格 计算的任务调度和资源管理技术 相结合，实现更高效、灵活的计
网格计算核心技术第3章
contents
目录
• 网格计算概述 • 网格计算核心技术 • 网格计算系统实现 • 网格计算未来发展
01 网格计算概述
网格计算的定义
• 网格计算是一种利用互联网和现代通信技术，将地理上分布的、 异构的计算资源（包括硬件、软件和数据等）集成为一个虚拟 的、全局的、可动态扩展的计算能力池，以实现资源共享、协 同工作、按需服务的计算模式。
通信网格计算的基础知识
通信网格计算的基础知识随着信息化时代的到来，计算机科学和技术的应用不断地扩大。
其中，网格计算技术不仅被广泛应用于学术、科研和工程领域，也正在逐渐地渗透到商业和社会生活中。
通信网络是实现网格计算的关键，因此掌握通信网格计算的基础知识十分重要。
本文将从以下几个方面介绍通信网格计算的基础知识：网格计算的概念、通信技术、网格计算的应用、安全性和限制因素。
一、网格计算的概念网格计算是一种将计算机资源和应用程序分布在不同地理位置，通过互联网进行交互访问和调度的计算模式。
网格计算的目的是将不同地理位置、不同组织和不同域的资源有机地集成起来，以提供高效、高质量的计算服务。
与传统的超级计算机相比，网格计算强调的是应用程序的复杂性和资源之间的分布性。
网格计算通过规范化的接口、通信和协议，使得不同的资源能够相互交流，从而充分利用分布在不同地点的、类型不同的计算机设备。
二、通信技术面对分布在不同地理位置的计算资源，通信技术的作用就显得至关重要了。
通信技术是将分散的资源集成到网格计算中的重要基础。
目前在互联网上应用最广泛的通信技术是TCP/IP协议。
TCP/IP协议是一种面向连接的协议，通过三次握手的交互方式，建立客户端和服务器之间的连接；紧接着，双方就可以开始数据传输。
TCP/IP协议实现了可靠的数据传输，但是会对延迟造成很大影响。
为了响应大规模数据处理和高性能计算的需求，还开发了一些专业的通信技术。
例如，InfiniBand、Myrinet等高速互连技术以及RDMA、Scalable Coherent Interconnect等低延迟技术。
这些技术可以有效地解决网格计算中的数据传输问题，提高数据传输的带宽和效率，从而提高了网格计算的整体性能。
三、网格计算的应用网格计算的应用十分广泛，例如：科学计算：将分散在不同国家、不同机构的超级计算机相结合，创建虚拟的超级计算机，实现高性能的科学计算。
商业计算：对机构的计算资源进行集中调度，提高计算效率和速度，加速业务流程。
网格计算简介
⽹格计算简介
⼀、⽹格计算发展背景
计算机⼀个主要的功能就是复杂科学计算，⽽这⼀领域的主宰就是超级计算机，⽐如我国的“银河”、“曙光”等超级计算机，还有IBM的超级计算机“深蓝”。
以超级计算机为中⼼的计算模式存在明显的不⾜，它虽然是⼀个处理能⼒强⼤的“巨⽆霸”,但它造价极⾼，通常只有⼀些国家级的部门（如航天、⽓象和军⼯等部门）才有能⼒配置这样的设备。
随着⼈们越来越需要数据处理能⼒更强⼤的计算机，⼈们开始寻找⼀种造价低廉⽽数据处理能⼒超强的计算模式，最终科学家们找到了答案，那就是⽹格计算。
⼆、⽹格计算的定义
⽹格计算出现于20世纪90年代。
它是伴随着互联⽹⽽迅速发展起来的，专门针对复杂的科学计算的新型计算模式。
这种计算模式利⽤互联⽹把分散在不同地理位置的计算机组织成⼀台“超级计算机”，其中每⼀台参与的计算机就是⼀个“节点”，⽽整个计算就是由成千上万个“节点”组成的“⼀堆⽹格”，所以这种计算⽅式就“⽹格计算”。
为了进⾏⼀项计算，⽹格计算⾸先把要计算的数据分割若⼲“⼩⽚”，然后将这些⼩⽚分给分布的每台计算机。
每台计算机执⾏它所分配的任务⽚段，待任务计算结束后将计算结果返回给计算任务的总控节点。
三、⽹格计算的应⽤前景
可以说，⽹格计算是超级计算机和集群计算机的延伸。
其核⼼还是试图去解决⼀个巨⼤的单⼀的计算问题，这就限制了它的应⽤场景。
事实上，在⾮科研领域，只有有限的⽤户需要⽤到巨型的计算资源。
⽹格计算在2000年之后⼀度变得很⽕热，各⼤IT企业也都进⾏了许多投⼊和尝试，但是却⼀直没有找到合适的应⽤场景。
最终，⽹格计算在学术取得了很多进展，包括⼀些标准和软件平台被开发出来，但是在商业领域却没有普及。
网格算法的原理
网格算法的原理
网格算法是一种常用的计算机图形学算法，用于将二维空间划分为规则的网格格点，以实现图形模型的离散化表示和各类计算操作。
其原理是将整个空间划分为一个个小的单元格，每个单元格都具有固定的大小。
网格算法的主要思想是将空间划分为一系列的网格单元，每个单元格代表了一个离散化的小区域。
这些单元格可以用于表示图形对象的形状、位置、颜色等属性。
在网格算法中，常用的单元格形状包括正方形和长方形。
每个单元格可以表示一个像素、一个点或者更大的对象。
其中，最小的单元格称为基本单元。
通过将空间划分为网格单元，可以将图形模型转换为离散化的数据结构。
这样，可以使用一组有限的数据结构来表示整个图形模型，从而简化图形模型的处理和操作。
网格算法的主要应用包括图形渲染、图形碰撞检测、物理模拟等。
在图形渲染中，可以根据每个网格单元的属性来确定其颜色，从而生成图像。
在图形碰撞检测中，可以通过判断不同网格单元是否相交来判断碰撞是否发生。
在物理模拟中，可以根据每个网格单元的属性来计算物理效应，如重力、摩擦力等。
总之，网格算法通过将空间划分为网格单元，将图形模型离散化表示，以实现各种计算操作。
这种离散化的表示方式使得图形计算更加高效和方便。
网络计算的四种形式
网络计算的四种形式网络计算是指通过计算机网络进行信息交流和数据处理的一种计算方式。
它借助网络传输技术，将数据、计算资源和应用程序等分布式地连接起来，实现协同工作和资源共享。
网络计算具有高效、便捷、灵活等特点，已经在各个领域得到广泛应用。
根据其运行方式和计算资源的共享程度，可以将网络计算分为四种形式。
第一种形式是“客户端-服务器模式”。
这种模式中，计算资源被集中于服务器端，用户通过客户端发起请求，服务器接收请求并提供相应的服务。
这种形式的网络计算相对简单、易于管理，适合中小规模的应用场景。
例如，电子邮件传输和网页浏览就是基于客户端-服务器模式进行的。
第二种形式是“对等网络模式”。
在对等网络中，各个计算节点之间没有明确的服务器和客户端的区别，每个节点都可以提供服务和请求服务。
这种模式下，计算资源可以更好地被充分利用，提升整个系统的灵活性和可靠性。
对等网络在文件共享、即时通讯和分布式计算等方面具有广泛的应用。
第三种形式是“网格计算模式”。
网格计算是一种将分布在不同地域的计算机资源和数据存储设备通过网络连接起来，形成一个灵活可拓展的计算平台的技术。
网格计算模式强调资源的共享和协同处理，能够满足大规模科学计算和复杂数据分析的需求。
例如，气象预测、基因组学研究和高能物理实验等领域都需要利用网格计算模式进行大规模数据处理和模拟计算。
第四种形式是“云计算模式”。
云计算是一种按需提供计算资源和服务的模式，将计算机、存储设备和应用程序等资源通过互联网进行集中管理和调度。
云计算具有高度的可伸缩性、弹性和可定制性，可以根据用户需求快速分配计算资源。
公有云、私有云和混合云是常见的云计算部署方式。
云计算已经广泛应用于大数据处理、人工智能、物联网等领域。
网络计算的四种形式各有特点，可以根据不同应用场景的需求选择合适的模式。
它们都借助计算机网络提供了便捷高效的计算和通信方式，极大地推动了信息技术的发展和应用。
随着网络技术的不断进步，网络计算将继续发展壮大，为人们的工作和生活带来更多便利和创新。
网络新技术网格计算基础知识
网络新技术网格计算基础知识内容提要主要介绍如下内容：1）什么是网格计算2）网格计算能做什么3）主要组成部分是什么4）网格计算的标准5）现在可以建设网格了吗6）IBM为网格计算提供什么工具7）如何为我的应用提供网格功能网格的变化，可谓日新月异，相应的网格的标准、框架、实施和相应应用也飞速向前发展。
现在，网格计算的应用情形也正如web服务的早期情况，又或者是某ML，表面上看来是缓慢发展，但是，一旦出现统一的标准和工具，将会出现爆炸式的发展。
1）什么是网格计算网格计算是一项逐渐形成的技术，不同的人会给出不同的定义。
实际上，网格计算的定义很简单：使用网格计算技术，可以将一组服务器、存储系统和网络组合成一套大的系统，并提供高质量的服务。
对终端用户或者应用，网格计算象一个巨大的虚拟计算系统。
再进一步的分析，网格技术允许组织、使用无数的计算机共享计算资源，来解决问题。
被解决的问题可能会涉及到数据处理、网络或者数据存储。
这个由网格技术结合在一起的系统，可能是在同一个房间，也可能是分布在世界各地，运行在不同的硬件平台，不同的操作系统，隶属于不同的组织。
基本的思想是赋予某些用户执行一些特定的任务，网格技术将平衡这些巨大的IT资源，来完成任务。
本质上，所有的网格用户使用一个巨大的虚拟系统工作。
这听起来，非常的美好，但问题是如何让它们成为现实，这需要标准，开放的，目标统一的协议和接口。
现在标准正在制定中，并逐渐的显现出来。
反过来讲，为什么集群，连接存储设备的网络，科学的设施，网络不是网格呢？这其中的每一个都可能是网格的重要的组成部分，但他自己，却不能建立网格。
有下面几种网格类型a）计算网格，这些机器将处理数据，及其他繁重的工作。
b）抽取网格，一般情况下是从空闲的服务器和台式机上抽取CPU时间片，用作资源密集型的任务。
c）数据网格，为某一组织的数据知识库提供统一的接口，通过接口，可以查询、管理和保护数据。
更详细的了解，请参考以下网址：1）2）3）4）2）网格计算能做什么正如Internet一样，网格计算也是从研究中心和学校开始的，现在一些商业企业也在使用网格。
网格计算及其标准综述
网格计算及其标准综述一．什么是网格网格计算是伴随着互联网而迅速发展起来的，专门针对复杂科学计算的新型计算模式。
这种计算模式是利用互联网将分散在不同地理位置的电脑组织成一个“虚拟的超级计算机”，其中每一台参与计算的计算机就是一个“节点”，而整个计算系统是由成千上万个“节点”组成的“一张网格”，所以这种计算方式叫网格计算[1]（这里并不是对于网格的定义）。
这里应该指出[2]，网格技术不同于上世纪90年代中期美国推出的Intemet2和NGI（下一代因特网），因为．二者开发的目标不同。
Intemet2和NGI的开发目标主要是提高因特网的传输速率（提高100－1000倍）以及具有更强的功能、更安全和更多的网址，实现真正意义上的信息高速公路。
为此采用新的网络协议IPV．6，其原型还是TCP/IP。
网格的开发目的是连接所有的网络资源，实现资源共享、异地协同工作，支持开放标准、功能动态变化。
它所采用的协议标准也将不同。
其最终目标是构建一台虚拟超级计算机，能实现服务点播（Service On Demand）和一步到位服务（On Click Is Enough）。
二．网格计算的发展阶段网格一词最早出现在20世纪90年代中期，而网格计算的概念在1995年的I-WAY项目中被提出。
20世纪90年代初，美国国家科学基金会（NFS），将其4个超级计算中心构筑成一个能够进行元计算（meta-computing）的整体[3]。
元计算的含义是通过网络，将计算资源连接起来，形成对用户透明的超级计算环境。
这是网格的雏型，如今这个术语已被网格计算所代替。
Sun公司技术产品营销经理PeterJeffcock认为[1]，网格计算有明显的三个阶段：①利用软件控制分布式计算系统的独立软件工程发展起来的集群网格(Cluster Grid)；②校园网格(Campus Grid)从几个建筑物或地点合并计算资源；③全球网格(Global Grid)将作为新一代网格计算概念浮现[4]。
网格计算
1 什么是网格计算网格是科学家针对当今的一些科学难题于90年代初提出的新概念.它将分布在不同地理位置的计算资源包括CPU、存储器、数据库等,通过高速的互联网组成充分共享的资源集成,从而提供一种高性能计算、管理及服务的资源能力。
人们用这些资源就像用电源一样,不必计较这些资源的来源和负载情况。
通过网格计算技术，位于日内瓦的西欧高能物理研究中心工作人员，在网上操作，就可以把任务交给位于法国里昂的计算机机群上去完成，而不必花许多钱去建立一个巨大的计算机机群。
它就像使用电网上的电一样方便。
用计算网格，一方面能使人们聚集分散的计算能力，形成超级计算的能力，解决诸如虚拟核爆炸、新药研制、气象预报和环境等重大科学研究和技术应用领域的问题，另一方面能使人们共享广域网络中的异构资源，使各种资源得以充分利用。
网格是构筑在互联网上的一组新兴技术，它将高速互联网、计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体，为科技人员和普通老百姓提供更多的资源、功能和服务.互联网主要为人们提供电子邮件、网页浏览等通信功能，而网格的功能则更多更强，它能让人们共享计算、存储和其他资源。
其他当然包括通信资源、软件资源、信息资源和知识资源等，一般而言，网格就是把整个因特网整合成一台巨大的超级计算机"实现各种资源的全面共享，网格的根本特征在于实现资源共享“消除资源孤岛”。
网格计算是利用互联网把分散在不同地理位置的电脑组织成一个虚拟的超级计算机，其中每一台参与计算的计算机就是一个节点，而整个计算是由成千上万个节点组成的一张网格，网格计算是分布式计算的一种方式，这种计算方式具有很强的数据处理能力，它充分利用了网上的闲置处理能力，网格计算的一个优势就是网格计算模式首先把要计算的数据分割成若干小片，而计算这些小片的软件通常是一个预先编制好的程序，然后不同节点的计算机可以根据自己的处理能力下载一个或多个数据片断或者程序，只要处于节点的计算机用户不使用计算机时，该程序就会工作，于是这台计算机的闲置计算能力就被充分地调动起来并且加以利用。
经纬网格面积计算
2.7 地球面上的梯形面积如图2.15，有两条无限邻近的经线AD 和BC 和两条邻近的纬线AB 和CD 构成球面梯形ABCD 。
两条经线之经度分别为l 和dl l +，两条纬线之纬度分别为B 和B+dB ，则经线微分弧长： AD=M dB纬线微分弧长： AB= r dl = N cosB dl地球椭球面微分梯形经纬线是正变的，故微小球面梯形面积dF 为：dl dB B MN AD AB dF cos =⋅=经差由21l l →，纬度由21B B →的地球表面梯形面积用二重积分表示为：()()()()()⎰⎰⎰⎰⎰---=--==2121212121222122222222sin 1sin 1sin 1cos 1cos B B l l B B l l B B B e B d l l ea dl B e BdB ea dl dB B MN F 积分，得 21]sin 1sin 1ln 41)sin 1(2sin [)(1(221222B B Be B e e B e B l l e a F -++---=） 地图投影中经常用到经差1弧度，纬差0B →时地球表面梯形面积，将112=-l l ，01=B ，B B =2，代入上式，可得到其计算公式：]sin 1sin 1ln 41)sin 1(2sin )[1(2222Be B e e B e B e a F -++--= 《地图投影计算用表》中的梯形面积就是按照此公式计算的。
对于球体， M = N =R ， e=0，λϕϕd d R dF cos 2=， 积分，得球面梯形面积公式：)sin (sin )(12122ϕϕλλ-⋅-=R FPAB CDP1图2.15 地球面上的梯形面积。
网格计算
MDS (Monitoring and discovery Service)
GRAM (Grid Resource Allocation Manager)
GridFTP
Secure data transfer.
28
Globus Toolkit: Recent History
GT2 (2.4 released in 2002)
26
Grid Computing Software Infrastructure
Globus Project
Open source software toolkit developed for grid computing. Roots in I-way experiment. Work started in 1996.
Web Services和Grid技 术融合的产物
遵循Web Service标准，扩 展它
20
OGSA服务
Resource allocation Authentication & authorization are applied to all requests Create Service Service factory Grid Service Handle Service requestor (e.g. user application) Service discovery
GRAM, MDS, GridFTP, GSI.
GT3 (3.2 released mid-2004): redesign
OGSA (Open Grid Service Architecture)/OGSI (Open Grid Services Infrastructure) based. Introduced “Grid services” as an extension of web services. OGSI now abandoned.
网格计算
网格计算即分布式计算，是一门计算机科学。
它研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多计算机进行处理，最后把这些计算结果综合起来得到最终结果.在生物医药方面，网格技术主要有这样两种应用。
首先，在高性能计算方面，网格技术用来进行科技数据的计算。
例如在分析水稻的基因时，如果单纯用多台计算机进行计算，那么预计需要3万个小时的工作量；而如果采用网格技术，只要400个小时就能完成。
国内的华大基因研究中心之所以能取得最终的研究成果，网格在其中扮演了重要角色。
其次，网格技术能满足生物科技对数据的存储和管理等方面相当高的要求。
生物数据由于包括物体本身、细胞、染色体、DNA、单个细胞的循环等各个方面的信息，所以非常复杂。
这样，数据库的整合就成为关键问题。
比如说，在研究水稻的蛋白结构时，可能会用到基因数据库、蛋白质数据库、基因表达数据库和蛋白质相互作用的数据库，在这种情况下，应用网格技术，能在较短时间内把需要的数据从不同的数据库中挑选出来综合在一起，省去了多次访问不同数据库的时间。
可以看出，网格计算和云计算有相似之处，特别是计算的并行与合作的特点；但他们的区别也是明显的。
主要有以下几点：首先，网格计算的思路是聚合分布资源，支持虚拟组织，提供高层次的服务，例如分布协同科学研究等。
而云计算的资源相对集中，主要以数据中心的形式提供底层资源的使用，并不强调虚拟组织（VO）的概念。
其次，网格计算用聚合资源来支持挑战性的应用，这是初衷，因为高性能计算的资源不够用，要把分散的资源聚合起来；后来到了2004 年以后，逐渐强调适应普遍的信息化应用，特别在中国，做的网格跟国外不太一样，就是强调支持信息化的应用。
但云计算从一开始就支持广泛企业计算、Web 应用，普适性更强。
第三，在对待异构性方面，二者理念上有所不同。
网格计算用中间件屏蔽异构系统，力图使用户面向同样的环境，把困难留在中间件，让中间件完成任务。
网格计算介绍及相关案例
网格计算介绍及相关案例网格计算的核心思想是将计算资源（包括硬件和软件）组织成一个统一的虚拟计算环境，使得用户可以透明地获取和利用分散的、异构的计算资源。
这种分散的互联计算环境可以包括多台计算机、存储设备、网络和传感器等，这些设备可能位于不同的物理位置，由不同的管理者管理。
网格计算的目标是提供高性能、可扩展性、高度灵活和可靠的计算服务。
网格计算的运行方式可以分为两种：任务型和数据型。
任务型网格计算是将任务分解成小任务在各个计算节点上并行执行，每个计算节点独立计算一部分，并将结果返回给任务协调者进行集成。
数据型网格计算则是将数据存储在可以共享的存储设备上，各个计算节点可以根据需要访问这些共享数据进行计算。
网格计算可以应用在许多领域，下面是一些网格计算的相关案例：1.生物医学研究：网格计算可以用于模拟和分析蛋白质结构、分子动力学模拟、基因组学数据的分析和解读等。
例如，生物医学研究者可以使用网格计算来加速药物筛选和设计过程，通过对大量分子进行模拟和计算，寻找具有潜力的药物候选物。
2.天文学研究：天文学家常常需要处理和分析来自多个天文观测站的大量数据，网格计算可以帮助天文学家处理和分析这些数据。
例如，使用网格计算可以实现天体模拟、星系演化研究和脉冲星信号的检测等。
3.航空航天工程：航空航天工程常常需要进行复杂的数值模拟和工程计算，网格计算可以提供大规模的计算资源来支持这些计算需求。
例如，航空航天工程师可以使用网格计算来模拟飞机在不同飞行状态下的气动特性，以提高飞机的性能和安全性。
4.金融风险分析：金融行业需要对大量的金融数据进行分析和风险评估，网格计算可以提供高性能的计算资源来支持大规模的数据分析。
例如，金融机构可以使用网格计算来进行金融衍生品的定价和风险度量，以支持投资决策和风险管理。
5.大规模数据处理：随着数据量的不断增加，许多领域都面临着大规模数据处理的挑战，网格计算可以提供高性能和可扩展的计算资源来支持大规模数据处理。
网格计算的三种体系结构概述
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⽹格体系结构是关于如何构建⽹格的技术，它包括两个层次的内涵。
⼀是要标识出⽹格系统由哪些部分组成，清晰地描述出各个部分的功能、⽬的和特点。
⼆是要描述⽹格各个组成部分之间的关系，如何将各个部分有机地结合在⼀起，形成完整的⽹格系统，从⽽保证⽹格有效地运转，也就是将各个部分进⾏集成的⽅式或⽅法。
研究⽹格体系结构的⽬的是为了更好地实现⽹格，因此在⽹格体系结构的研究过程中，⾸先需要确定的就是⽹格系统到底由哪些基本的功能模块组成的，它们之间如何有机地组合，成为⼀个完整的⽹格系统。
⽹格系统的基本功能模块⽰意图如下： ⽹格⽤户通过⽤户界⾯实现与⽹格之间的信息交互，实现诸如⽤户作业提交、结果返回等输⼊输出功能。
⽹格在提供服务之前要知道哪个资源当前可以向⽤户提供服务，这就需要⽹格中信息管理模块提供相应的信息。
选定合适的资源后，⽹格需要把该资源分配给⽤户使⽤，并对使⽤的过程中的资源进⾏管理，这些是资源管理的功能。
⽹格在提供服务的过程中需要⽹格数据管理功能模块将远程数据传输到所需节点。
作业运⾏过程中由作业管理模块提供作业的运⾏情况汇报。
使⽤⽹格的⽤户及其使⽤时间和费⽤等的管理则由⽤户和记账管理模块实现。
⽤户使⽤⽹格的整个过程中都需要QoS（Quality of Service，服务质量）保证、通信和安全保障，以提供安全可靠、⾼性能的服务。
五层沙漏体系结构 在五层沙漏体系结构中，最基本的思想就是：以协议为中⼼，强调服务与API和SDK的重要性。
五层沙漏结构的设计原则就是要保持参与的开销最⼩，即作为基础的核⼼协议较少，类似于OS内核，以⽅便移植。
五层沙漏结构根据该结构中各组成部分与共享资源的距离，将对共享资源进⾏操作、管理和使⽤的功能分散在五个不同的层次，由下⾄上分别为构造层（Fabric）、连接层（Connectivity）、资源层（Resource）、汇聚层（Collective）和应⽤层（Application）。
网格计算搜狗百科
网格计算—搜狗百科下面，我们看看它是怎么工作的：首先, 要发现一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题。
这类问题一般是跨学科的、极富挑战性的、人类急待解决的科研课题。
其中较为著名的是:1.解决较为复杂的数学问题，例如：GIMPS（寻找最大的梅森素数）。
2.研究寻找最为安全的密码系统，例如：RC-72（密码破解）。
3.生物病理研究，例如：Folding@home （研究蛋白质折叠，误解，聚合及由此引起的相关疾病）。
4.各种各样疾病的药物研究，例如：United Devices（寻找对抗癌症的有效的药物）。
5.信号处理，例如：SETI@Home （在家寻找地外文明）。
从这些实际的例子可以看出，这些项目都很庞大，需要惊人的计算量，仅仅由单个的电脑或是个人在一个能让人接受的时间内计算完成是决不可能的。
在以前，这些问题都应该由超级计算机来解决。
但是, 超级计算机的造价和维护非常的昂贵，这不是一个普通的科研组织所能承受的。
随着科学的发展，一种廉价的、高效的、维护方便的计算方法应运而生——分布式计算！网格计算优势网格计算的目的是，通过任何一台计算机都可以提供无限的计算能力，可以接入浩如烟海的信息。
这种环境将能够使各企业解决以前难以处理的问题，最有效地使用他们的系统，满足客户要求并降低他们计算机资源的拥有和管理总成本。
网格计算的主要目的是设计一种能够提供以下功能的系统：提高或拓展型企业内所有计算资源的效率和利用率，满足最终用户的需求，同时能够解决以前由于计算、数据或存储资源的短缺而无法解决的问题。
建立虚拟组织，通过让他们共享应用和数据来对公共问题进行合作。
整合计算能力、存储和其他资源，能使得需要大量计算资源的巨大问题求解成为可能。
通过对这些资源进行共享、有效优化和整体管理，能够降低计算的总成本。
网格计算环境网格计算主要被各大学和研究实验室用于高性能计算的项目。
这些项目要求巨大的计算能力，或需要接入大量数据。
网格计算的目的是支持所有行业的电子商务应用。
网格计算
网格计算高性能计算的应用需求使计算能力不可能在单一计算机上获得，因此，必须通过构建“网络虚拟超级计算机”或“元计算机”来获得超强的计算能力。
20世纪90年代初，根据Internet 上主机大量增加但利用率并不高的状况，美国国家科学基金会（NFS）将其四个超级计算中心构筑成一个元计算机，逐渐发展到利用它研究解决具有重大挑战性的并行问题。
它提供统一的管理、单一的分配机制和协调应用程序，使任务可以透明地按需要分配到系统内的各种结构的计算机中，包括向量机、标量机、SIMD和MIMD型的各类计算机。
NFS元计算环境主要包括高速的互联通信链路、全局的文件系统、普通用户接口和信息、视频电话系统、支持分布并行的软件系统等。
元计算被定义为“通过网络连接强力计算资源，形成对用户透明的超级计算环境”，目前用得较多的术语“网格计算(grid computing)”更系统化地发展了最初元计算的概念，它通过网络连接地理上分布的各类计算机（包括机群）、数据库、各类设备和存储设备等，形成对用户相对透明的虚拟的高性能计算环境，应用包括了分布式计算、高吞吐量计算、协同工程和数据查询等诸多功能。
网格计算被定义为一个广域范围的“无缝的集成和协同计算环境”。
网格计算模式已经发展为连接和统一各类不同远程资源的一种基础结构。
网络计算技术基本结构为实现网格计算的目标，必须重点解决三个问题：⑴异构性由于网格由分布在广域网上不同管理域的各种计算资源组成，怎样实现异构机器间的合作和转换是首要问题。
⑵可扩展性要在网格资源规模不断扩大、应用不断增长的情况下，不降低性能。
⑶动态自适应性在网格计算中，某一资源出现故障或失败的可能性较高，资源管理必须能动态监视和管理网格资源，从可利用的资源中选取最佳资源服务。
网格计算环境的构建层次从下至上依次为：(1) 网格结点由分布在Internet上的各类资源组成，包括各类主机、工作站甚至PC机，它们是异构的，可运行在Unix、NT等各种操作系统下，也可以是上述机型的机群系统、大型存储设备、数据库或其他设备。
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网格计算最近作为一种分布式计算体系结构日益流行，它非常适合企业计算的需求。
很多领域都正在采用网格计算解决方案来解决自己关键的业务需求，例如：∙金融服务已经广泛地采用网格计算技术来解决风险管理和规避问题。
∙自动化制造业使用网格解决方案来加速产品的开发和协作。
∙石油公司大规模采用网格技术来加速石油勘探并提高成功采掘的几率。
随着网格计算的不断成熟，该技术在其他领域技术的应用也会不断增加。
从这个特征定义上来说，网格计算与其他所有的分布式计算范例都有所区别：网格计算的本质在于以有效且优化的方式来利用组织中各种异构松耦合资源，来实现复杂的工作负载管理和信息虚拟化功能。
（注意，一个组织可能会跨越很多部门、物理位置等。
我们此处使用的是“组织”一词的抽象意义。
）上一段提到的特征怎么将网格计算与其他分布式模型区分开来呢？这就是我们在本文中希望解答的问题——我们不是展望网格的未来，而是探索一下网格的起源，并了解网格技术是如何逐渐成熟的，然后阐述网格技术与其他分布式计算解决方案（例如 P2P 和 CORBA）之间的区别。
我们将通过对网格概念与最流行的分布式计算解决方案进行对比来探索这个问题。
首先，我们来理解一下网格计算的价值。
为什么要进行网格计算？在过去几年中，随着对自己在信息技术方面投资的重新审视，很多工作公司都得出这样一个结论：最重要的事情是更充分地利用已有的计算资源。
因此，利用率的重要性就不断增加。
从有限的 IT 预算中榨取更多功能已经很有必要。
另外，分布式企业中出现一个广泛的需求：要求能够将有限的资源智能地分配给适当的业务应用程序。
这种技术为企业提供了一定的灵活性，形式可能是对资源重新进行分发，来解决新的市场问题；也可能是让业务应用程序可以更好地服务于迅速变化的现有客户。
元计算中的 Khosla以下引自“The Triumph of the Light”，Scientific American，2001 年 1 月：Vinod Khosla，Kleiner Perkins Caufield and Byers 的投资家，对将计算机汇集在一起的项目进行了评论，这种汇集可能是一个挨一个的，也可能是在全球分布的。
元计算（Khosla 将之定义为网格计算）可以下载 Britney Spears 和Fatboy Slim，也可以利用天文望远镜所观测的数据来寻找外星生命。
Khosla 从这种为业务所采用的将所有机器联合起来使用的网络计算模型中看到了巨大的利益，他说，这就像是载有 1,000 名乘客的喷气式飞机所产生的计算流体力学一样重要。
从制造业来看——它们将自己的大部分资源都投入到了利润最高的产品中——工作负载管理的目标是将计算资源分配给最重要的应用程序。
我们称之为工作负载优化（workload optimization）。
这是一个非常有吸引力的概念，不过它可以表示很多业务转换的挑战。
例如，我们如何确定企业中到底是哪些东西构成了组件或组织上最重要的工作呢？现在，这种概念所产生的潜在生产力和与向工作负载优化转化的趋势相关的商业利益都仍然如此巨大，因此这个概念还不可能被丢弃。
网格计算背后的思想是解决平衡和重新分配现有 IT 资源所需要的压力。
接下来，我们来看看这些思想和概念的起源。
网格计算的起源与 Internet 类似，学术机构在开发构成网格计算基础的第一代技术和架构时，也走在了最前面。
很多机构，例如 Globus Alliance、China Grid 和 e-Science Grid 核心程序，都是第一批开始孵化并培育网格解决方案使其不断成熟并适用于商业解决方案的地方。
网格诞生于那些非常需要进行协作的研究和学术社区。
研究中非常重要的一个部分是分发知识的能力——共享大量信息和帮助创建这些数据的计算资源的效率越高，可以实现的协作的质量就越好，协作级别也越广泛。
在商业领域也存在这样需要分发知识能力的一种类似情况。
网格计算也可以解决这些需求，这是由于在 Web 服务标准的推动下，业务过程和事务的集成的重要性继续提高。
随着商业网格计算的继续采用，（例如由 Global Grid Forum（即GGF）之类的组织提出）标准会使从实际需求到商业应用程序都会受益。
目前，网格计算从学术界基于标准的技术的早期界定和开发中获益良多，这些标准可以满足商业业务所需要的更实际、更稳健的实现需求。
我们没有理由去猜测这种协同趋势会随着网格计算的不断成熟而没落。
网格填充了一个重要的空白在过去几年中，网格处理能力（网格每秒可以处理的位数）和微处理器的速度（它依赖于每个集成电路中晶体管的数量）之间出现了一个巨大的差距，如图 1 所示。
图 1. 摩尔定律与存储发展、光纤发展的比较正如图中所示的一样，网络处理能力现在每 9 个月就会翻一倍，而在历史上这种增长曾经一度非常缓慢。
摩尔定律指出每个集成电路中晶体管中的数量每 18 个月就会翻一倍。
这样就出现了一个问题。
与网络能力的发展相比，处理器的发展速度（摩尔定律）要慢很多。
如果您接受这样一个前提：关键的网络技术现在正以比微处理发展速度更快的速度发展，为了利用网络的优点，我们需要另外一种更有效利用微处理器的方法。
这个新观点改变了历史上网络与处理器成本之间的平衡。
类似的讨论同样适用于存储设备。
网格计算就是解决这种差距的手段，它通过将分布式资源绑定在一起构成一个单一的虚拟计算机从而改变了资源之间的平衡。
这个资源丰富的虚拟计算机以及应用程序加速所带来的优点（从几周变成几天，从几天变成几小时，从几小时变成几分钟，依此类推）为商业业务逻辑提供了一个诱人的前景（不过这也可能会需要在通信业务实践中作出重大的变化，以价格变化最为突出）。
现在我们已经介绍了网格计算的起源，并给出了一个例子来证明它的重要性，接下来我们将对其与其他分布式计算概念（集群计算、CORBA、DCE 和 P2P）进行比较，这样就可以强化我们的网格知识基础。
网格与集群计算的区别集群计算实际上不能真正地被看作是一种分布式计算解决方案。
不过对于理解网格计算与集群计算之间的关系是很有用的。
通常，人们都会混淆网格计算与基于集群的计算这两个概念，但实际上这两个概念之间有一些重要的区别。
网格是由异构资源组成的。
集群计算主要关注的是计算资源；网格计算则对存储、网络和计算资源进行了集成。
集群通常包含同种处理器和操作系统；网格则可以包含不同供应商提供的运行不同操作系统的机器。
（IBM、Platform Computing、DataSynapse 和 United Devices 提供的网格工作负载管理软件都可以将工作负载分发到类型和配置不同的多种机器上。
）网格本质上就是动态的。
集群包含的处理器和资源的数量通常都是静态的；而在网格上，资源则可以动态出现。
资源可以根据需要添加到网格中，或从网格中删除。
网格天生就是在本地网、城域网或广域网上进行分布的。
通常，集群物理上都包含在一个位置的相同地方；网格可以分布在任何地方。
集群互连技术可以产生非常低的网络延时，如果集群距离很远，这可能会导致产生很多问题。
网格提供了增强的可扩展性。
物理临近和网络延时限制了集群地域分布的能力；由于这些动态特性，网格可以提供很好的高可扩展性。
例如，最近 IBM、United Devices 和多个生命科学合作者完成了一个设计用来研究治疗天花的药品的网格项目。
这个网格包括大约两百万台个人计算机。
使用常见的方法，这个项目很可能需要几年的时间才能完成——但是在网格上它只需要 6 个月。
设想一下如果网格上已经有两千万台 PC 会是什么情况。
极端地说，天花项目可以在分钟级内完成。
集群和网格计算是相互补充的。
很多网格都在自己管理的资源中采用了集群。
实际上，网格用户可能并不清楚他的工作负载是在一个远程的集群上执行的。
尽管网格与集群之间存在很多区别，但是这些区别使它们构成了一个非常重要的关系，因为集群在网格中总有一席之地——特定的问题通常都需要一些紧耦合的处理器来解决。
然而，随着网络功能和带宽的发展，以前采用集群计算很难解决的问题现在可以使用网格计算技术解决了。
理解网格固有的可扩展性和集群提供的紧耦合互连机制所带来的性能优势之间的平衡是非常重要的。
网格还是 CORBA？对于所有的分布式计算环境来说，CORBA 与网格计算表面的相似性可能比其他技术都要多。
这是由于开放网格服务架构（OGSA）中网格计算和 Web 服务之间的策略关系所决定的。
它们都是基于面向服务架构（SOA）的概念。
CORBA 是很多任务关键的应用程序的骨干，从 1991 年创建以来不断发展成熟。
在很多方面，CORBA 都是今天 Web（网格）服务的先驱。
它提供了一个重要的基础，就像是几年之后 Java™ Remote Method Invocation（RMI）的地位一样。
例如，Boeing 在自己的 DCAC/MRM（Define and Control Airplane Configuration/Manufacturing Resource Management 的缩写）应用程序中使用了基于 CORBA 的解决方案，尤其是管理商业飞机所采用的零部件配置和目录部分的应用程序更是如此（喷气式客机有很多零部件）。
Peter Coffee 是e-Week 的一名技术编辑，他最近分析说新 Cunard Queen Mary 2远洋航线中所有的操作都是由 CORBA 支持的。
CORBA 与网格计算之间的主要区别是 CORBA 假定是面向对象的（毕竟，这是名字中的一部分），但是网格计算没有采用这种假定。
在 CORBA 中，每个实体都是一个对象，可以支持诸如继承和多态之类的机制。
在 OGSA 中，存在一些与对象非常类似的概念，但是这并没有假定架构中有面向对象的实现。
架构是面向消息的；面向对象是一个实现概念。
然而，在 WSRF（Web Services Resource Framework）中使用形式定义语言（例如 WSDL，Web Services Definition Language）就意味着接口和交互操作都与 CORBA 中的定义一样，它们共享一个主要软件工程的优点，同时可以采用面向对象的设计呈现。
另外一点区别是网格计算（OGSA）是在 Web 服务的基础上进行构建的。
CORBA 与Web 服务进行了集成，并与 Web 服务进行交互操作。
CORBA 的一个问题是它假设了太多的“端点”，这通常是参与 CORBA 环境的所有机器（客户机和服务器）。
供应商的 CORBA 实现中也存在交互操作的问题，CORBA 节点之间在 Internet 上如何操作的问题，以及端点如何命名的问题。
这意味着所有的机器都必须遵守特定的规则和特定的方法，只有这样 CORBA 才能正常工作（所有这些都假设采用与 IDL、IOR 和 IIOP 类似的协议）。