知识网格
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29
网格的主体和客体
网格主体：网格活动的驱动者，是网格中具有自 主活动能力的实体，网格中的活动指令都是由网 格主体发出的。
网格用户 网格应用
网格客体：网格中不能自主活动的实体，是网格 活动进行的场所、操作实现的工具等。 网格策略：哪个主体，在什么时间，对哪个客体 进行什么操作？
协调
大体上,被厂商和政府机构 目前，计算网格还没有一 组成的自治组织管理。例 个组织来协调。在一些国 如, 澳洲的NEMMCO组织。 家的高速计算中心 (例如,英 国 ) 有一个简单的管理委员 会，为不同的资源分配处 理器时钟周期。 这与一个 单一管理领域中的价格规 则相似, 它能在将来所有互 相合作的国家级计算中心 之间推广。 对各种不同的部件、设备 和系统操作等有许多标准 化实体 (例如,变压器等设备 有IEEE 标准). 已经有诸如全球的网格论 坛的论坛和端对端 (P2P) WG促进会来实践。 英特 网标准化议题分别地被 IETF 和 W3C 处理。
(3) Gas
(4) Telephone
Telecom Networks 17
电力网格和计算网格的能力对比
性能指标 电力网格 计算网格
资源组成 网络构成 相似点
热量，地热, 风,太阳,核等各种不同的能 量 输电线路和地下电缆。 为线路保护实施 的各种不同的复杂方案. 总线 电力能量传输 电压 输送网(230 kV-760kV) 传输网 (25kV- 150kV) 分配网(120/240V, 25 kV)
电缆 动力能量(MW-hour) 直流电池仅能储存较小容量
资源获取 应用范围
发电站(例如：火力发电站，水力发电机, 风力发电机) 不同的用电设备，例如风扇 (机械能), TV(电能), 电熨斗 (热能)
18
操作频率
统一的供电频率 50 or 60 Hz.(直流电除外),类似正 弦曲线. 直接接入, 例如个人用户 通过墙上插座，单位用户 通过变压器。 十分简单：即插即用
2
RDF Parser
There is a nice RDF parser at the W3 Web site:
http://www.w3.org/RDF/Validator/
This RDF parser will tell you if your XML is in the proper RDF format.
3
4
5
内容
什么是网格？ 知识网格是什么？ 知识网格发展历史 知识网格研究内容与体系结构 知识网格相关技术 网格在知识管理中的应用
6
我们的梦想…
7
什么是网格？
网格（Grid）是构筑在Internet上的一组新兴技术， 它将高速互联网、高性能计算机、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。Internet主要为人们提供E-mail、 网页浏览等通信功能，而网格功能更多更强，能让人 们透明地使用计算、存储、信息处理等其他资源。 1998, The Grid: Blueprint for a New Computing Infrastructure. Ian Foster :美国阿岗国家实验室资深 科学家、美国计算网格项目负责人
被不同的操作系统和管理系统驱 动的个人计算机，工作站，群等 英特网是连接与分配资源和负荷 等的载体 节点 计算数据传输 带宽 大量数据通过光纤-OC48, ATM (2.4 Gbits per sec) EtherNet, T-3 (45 Mbits per sec) Modem, ISDN (56-128 Kbits per sec)等方式传输 电缆 计算能力 计算能力不可储存。 网格资源 (举例来说,计算机,数据 源,互连网服务,数据库) 各种不同的应用, 例如多媒体(图 形), 科学/工程 (解决问题)
企业, 组织, Internet
统一集成的单一资源
10
Grid的由来
网络资源联合 计算
MetaComputer 国家信息基础设施 －数字信息基础设 施
本世纪 八十年代
一个无缝集成的 计算和协同环境 Computational Grid
广域资源的联合 处理服务Grid： 处理服务 ： 含义变化 应用广阔
系统连接
各种不同的地区性能量池采用一 种叫做tie-line的弱连接方式互相 连接。
不规则网格的操作
在有足够发电能力的国家 中的成功操作.
因为这种技术成熟，而且 开始产生商业利益,我们相 信它会有美好前景。 计算网格资源的供给与需 求的定量装置有很大的潜 在市场。
规则网格的操作
负荷调度中心管理最优化 的系统操作。
26
WWW GGG
GGG（Great Global Grid）
Computing and Data Grid TeraGrid IPG GIG ASCI Grid Data Grid Information and Knowledge Grid Semantic Web Knowledge Management Ontology Information Platform Business Grid CDN RTEC Web Service
不统一, 由CPU的处理能 力和时钟周期.决定
接入方式
支持统一接口访问不同资 源 (例如向资源提交任务 的Globus GRAM接口). 十分复杂, 希望通过改变 接入和激活方式来解决. 网格资源代理根据性价比 来选择资源匹配. 应用系 统应该对不同机型有兼容 性，这意味着像变压器那 样的设备是不需要的. 当一个应用需要比独立资 源更快的计算能力时, 计 算网格允许执行应用的并 行组件实行资源整合。 像Nimrod-G那样的网格 资源代理有完成资源整合 的能力.
HP eSpeak IBM Web Services Microsof.Net Sun ONE
27
Other Grid Models P2P Parasitic Computing
网格的本质
本质
资源共享 协同工作
在多个机构动态形成的 虚拟组织中共享资源和 协同解决问题。
28
网格的特点
虚拟性—虚拟组织VO 集成性—集成创新 协商性 分布与共享 自相似性 动态性与多样性 自治性与管理的多重性
E-Education
教育信息化 主动学习方法和交互式的教学方式 网络上作模拟实验
15
电网
电站
电站
电站
矿山
水坝
油井
16
Essential Utilities and Delivery Networks
(1) Water Water Distribution Network
(2) Electricity Power Grid
稳定性
传输容量 安全性 资源共同产生 存储 自动计量
可以，但可人为选择 只有低能量的直流电使用电池储 存. 有先进的测量和计费装置
本地资源管理系统支持计费。资源代 理也能统计资源消费 (例如，NimrodG 代理做了应用级计量) ，而且需要像 网格银行这样的全球级服务交换和计 费机制。 英特网在Legion和 Condor-G中提供连 接性诸如JobQueue 的服务和工具。 它提供紧密型连接的资源联盟。 20
在网格中的资源可能在没有通知的情 况下停止服务了。因此需要网格资源 代理来处理这类事情。 它仰赖资源管理政策。 如果资源是共 享的资源,那麽对使用者可利用的计算 能力可以因时间不同而不同。 以带宽作为线路传输容量的最大上限。 防火墙、公共密钥 (PKI)及基于网格安 全的PKI 。 可以，但可人为选择 计算能力不可储存。
知识管理——知识网格 知识网格 知识管理
Knowledge Management
李海生
Li_haisheng@163.com
1
与知识管理相关的Topic
信息检索 Information Retrieval 知识工程 Knowledge Engineering 语义网 Semantic Web 本体 Ontology 资源描述框架 Resource Description Framework 本体描述语言 Ontology Web Language 知识网格 Knowledge Grid 面向服务的架构 Service-Oriented Architecture ……
19
使用难度 对各种不同等级资源 的匹配
可以用变压器来实现，例 如可以把220V变到5V.
资源整合
当一个负荷需要本地无法 提供的能量时, 超出的电 能就通过网格供给. 主要 是由电力调度中心使用经 验的时序分配算法及负菏 分配装置来完成这次工作.
可靠性
重要的线路设有旁路。电站，输 电线路，仪器等采取了周密的保 护措施。 保证发电机同步的稳定线路和 成 熟的控制方法确保自动化设备的 正常工作。 以线路能承受的热极限作为线路 传输容量的最大上限。 保险丝, 断路器等。
11
九十年代中期
本世纪初
网格计算
在动态变化、由多 个机构组成的虚拟组织 中协调资源共享和求解 问题。
12
数据、信息和知识
13
网格应用需求背景
E-Science
大规模构造和挖掘大型的观测和模拟数据库 开发计算机模拟和分析 访问远程的特殊设备 分布各地的合作研究人员近实时的交换信息
E-Business
22
《福布斯》杂志：电脑业趋势 福布斯》杂志：
美国《福布斯》杂志科技版于2001年 美国《福布斯》杂志科技版于2001年9月发表了 2001 一组文章，分析了信息技术40 40年的发展历史和今 一组文章，分析了信息技术40年的发展历史和今 20年的趋势 年的趋势， 后20年的趋势，指出网络计算将极大地改变人们 的工作和生活， 的工作和生活，
信息技术的下一波大浪潮将在2004－2005年度出现， 并造就2005-2020 十五年的黄金时代 这个大浪潮将极大地改变我们的工作和生活。到2020 年，由此产生的互联网将成长为一个20万亿美元产值 的大工业。 信息市场从2000年的一万亿美元增长20倍。 这一波浪潮的本质特征，就是万维网（World Wide Web）升华为网格（Great Global Grid）。
23
2020年计算机技术将广泛普及 2020年计算机技术将广泛普及
按需计算 （网格） 对国民经济和社 会发展的影响 因特网 客户机-服 务器 我们目前所处阶段 大型机-终端
时间 专家使用 早期流行 公众认识 广泛使用
Байду номын сангаас24
网格技术的目标: 网格技术的目标: 应用层面的互连互通— 应用层面的互连互通—消除资源孤岛
21
标准部件
电力网与网格比较
发电厂 发电机 电能 高性能计算中心、信息中心 高性能计算机、服务器 信息、知识、交易
水能、风能、火能、核能 数据库、传感器等数据源 输电线 电力调配系统 WAN、MAN、LAN 网格系统软件、中间件
动力电、照明电、家用电 科学计算、电子商务、信息服 器等应用 务等网格应用 各种电器 网格终端设备
8
两种网络应用方式
Web: Uniform naming/access to documents
Software catalogs
http://
http://
Grid: Uniform, high-perf access to computational resources
Colleagues
Computers Sensor nets
Data archives
On-demand creation of powerful virtual computing systems
9
网 格
耦合各种资源的基础结构
计算机 软件 数据库 (例如, 人类基因库) 各种仪器 (例如,射电望远镜) 人 (物理学家、数学家、计算机专家)
跨越局域网/广域网边界
企业计算是高度分布、异构、企业之间(B2B) 企业计算需要大量计算和数据服务 各种资源和服务的提供商出现，租赁业务是可行的
14
网格应用需求背景
E-Government
各个政府部门的信息互通和互操作 部门之间资源和信息共享和整合
E-Entertainment
大规模的视频点播：分布、海量 在线游戏:成千上万人、交互、处理
网格 应用 应用
Web 网页 网页
因特网 计算机 计算机
25
网格是下一波大浪潮
第一波 1960-现在 计算机联通 Internet telnet ftp E-mail 第二波 1980-现在 网页联通 WWW Http:// 第三波 1993-现在 资源全面联通 Grid Grid:// 计算资源 存储资源 信息资源 知识资源
网格的主体和客体
网格主体：网格活动的驱动者，是网格中具有自 主活动能力的实体，网格中的活动指令都是由网 格主体发出的。
网格用户 网格应用
网格客体：网格中不能自主活动的实体，是网格 活动进行的场所、操作实现的工具等。 网格策略：哪个主体，在什么时间，对哪个客体 进行什么操作？
协调
大体上,被厂商和政府机构 目前，计算网格还没有一 组成的自治组织管理。例 个组织来协调。在一些国 如, 澳洲的NEMMCO组织。 家的高速计算中心 (例如,英 国 ) 有一个简单的管理委员 会，为不同的资源分配处 理器时钟周期。 这与一个 单一管理领域中的价格规 则相似, 它能在将来所有互 相合作的国家级计算中心 之间推广。 对各种不同的部件、设备 和系统操作等有许多标准 化实体 (例如,变压器等设备 有IEEE 标准). 已经有诸如全球的网格论 坛的论坛和端对端 (P2P) WG促进会来实践。 英特 网标准化议题分别地被 IETF 和 W3C 处理。
(3) Gas
(4) Telephone
Telecom Networks 17
电力网格和计算网格的能力对比
性能指标 电力网格 计算网格
资源组成 网络构成 相似点
热量，地热, 风,太阳,核等各种不同的能 量 输电线路和地下电缆。 为线路保护实施 的各种不同的复杂方案. 总线 电力能量传输 电压 输送网(230 kV-760kV) 传输网 (25kV- 150kV) 分配网(120/240V, 25 kV)
电缆 动力能量(MW-hour) 直流电池仅能储存较小容量
资源获取 应用范围
发电站(例如：火力发电站，水力发电机, 风力发电机) 不同的用电设备，例如风扇 (机械能), TV(电能), 电熨斗 (热能)
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操作频率
统一的供电频率 50 or 60 Hz.(直流电除外),类似正 弦曲线. 直接接入, 例如个人用户 通过墙上插座，单位用户 通过变压器。 十分简单：即插即用
2
RDF Parser
There is a nice RDF parser at the W3 Web site:
http://www.w3.org/RDF/Validator/
This RDF parser will tell you if your XML is in the proper RDF format.
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4
5
内容
什么是网格？ 知识网格是什么？ 知识网格发展历史 知识网格研究内容与体系结构 知识网格相关技术 网格在知识管理中的应用
6
我们的梦想…
7
什么是网格？
网格（Grid）是构筑在Internet上的一组新兴技术， 它将高速互联网、高性能计算机、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。Internet主要为人们提供E-mail、 网页浏览等通信功能，而网格功能更多更强，能让人 们透明地使用计算、存储、信息处理等其他资源。 1998, The Grid: Blueprint for a New Computing Infrastructure. Ian Foster :美国阿岗国家实验室资深 科学家、美国计算网格项目负责人
被不同的操作系统和管理系统驱 动的个人计算机，工作站，群等 英特网是连接与分配资源和负荷 等的载体 节点 计算数据传输 带宽 大量数据通过光纤-OC48, ATM (2.4 Gbits per sec) EtherNet, T-3 (45 Mbits per sec) Modem, ISDN (56-128 Kbits per sec)等方式传输 电缆 计算能力 计算能力不可储存。 网格资源 (举例来说,计算机,数据 源,互连网服务,数据库) 各种不同的应用, 例如多媒体(图 形), 科学/工程 (解决问题)
企业, 组织, Internet
统一集成的单一资源
10
Grid的由来
网络资源联合 计算
MetaComputer 国家信息基础设施 －数字信息基础设 施
本世纪 八十年代
一个无缝集成的 计算和协同环境 Computational Grid
广域资源的联合 处理服务Grid： 处理服务 ： 含义变化 应用广阔
系统连接
各种不同的地区性能量池采用一 种叫做tie-line的弱连接方式互相 连接。
不规则网格的操作
在有足够发电能力的国家 中的成功操作.
因为这种技术成熟，而且 开始产生商业利益,我们相 信它会有美好前景。 计算网格资源的供给与需 求的定量装置有很大的潜 在市场。
规则网格的操作
负荷调度中心管理最优化 的系统操作。
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WWW GGG
GGG（Great Global Grid）
Computing and Data Grid TeraGrid IPG GIG ASCI Grid Data Grid Information and Knowledge Grid Semantic Web Knowledge Management Ontology Information Platform Business Grid CDN RTEC Web Service
不统一, 由CPU的处理能 力和时钟周期.决定
接入方式
支持统一接口访问不同资 源 (例如向资源提交任务 的Globus GRAM接口). 十分复杂, 希望通过改变 接入和激活方式来解决. 网格资源代理根据性价比 来选择资源匹配. 应用系 统应该对不同机型有兼容 性，这意味着像变压器那 样的设备是不需要的. 当一个应用需要比独立资 源更快的计算能力时, 计 算网格允许执行应用的并 行组件实行资源整合。 像Nimrod-G那样的网格 资源代理有完成资源整合 的能力.
HP eSpeak IBM Web Services Microsof.Net Sun ONE
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Other Grid Models P2P Parasitic Computing
网格的本质
本质
资源共享 协同工作
在多个机构动态形成的 虚拟组织中共享资源和 协同解决问题。
28
网格的特点
虚拟性—虚拟组织VO 集成性—集成创新 协商性 分布与共享 自相似性 动态性与多样性 自治性与管理的多重性
E-Education
教育信息化 主动学习方法和交互式的教学方式 网络上作模拟实验
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电网
电站
电站
电站
矿山
水坝
油井
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Essential Utilities and Delivery Networks
(1) Water Water Distribution Network
(2) Electricity Power Grid
稳定性
传输容量 安全性 资源共同产生 存储 自动计量
可以，但可人为选择 只有低能量的直流电使用电池储 存. 有先进的测量和计费装置
本地资源管理系统支持计费。资源代 理也能统计资源消费 (例如，NimrodG 代理做了应用级计量) ，而且需要像 网格银行这样的全球级服务交换和计 费机制。 英特网在Legion和 Condor-G中提供连 接性诸如JobQueue 的服务和工具。 它提供紧密型连接的资源联盟。 20
在网格中的资源可能在没有通知的情 况下停止服务了。因此需要网格资源 代理来处理这类事情。 它仰赖资源管理政策。 如果资源是共 享的资源,那麽对使用者可利用的计算 能力可以因时间不同而不同。 以带宽作为线路传输容量的最大上限。 防火墙、公共密钥 (PKI)及基于网格安 全的PKI 。 可以，但可人为选择 计算能力不可储存。
知识管理——知识网格 知识网格 知识管理
Knowledge Management
李海生
Li_haisheng@163.com
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与知识管理相关的Topic
信息检索 Information Retrieval 知识工程 Knowledge Engineering 语义网 Semantic Web 本体 Ontology 资源描述框架 Resource Description Framework 本体描述语言 Ontology Web Language 知识网格 Knowledge Grid 面向服务的架构 Service-Oriented Architecture ……
19
使用难度 对各种不同等级资源 的匹配
可以用变压器来实现，例 如可以把220V变到5V.
资源整合
当一个负荷需要本地无法 提供的能量时, 超出的电 能就通过网格供给. 主要 是由电力调度中心使用经 验的时序分配算法及负菏 分配装置来完成这次工作.
可靠性
重要的线路设有旁路。电站，输 电线路，仪器等采取了周密的保 护措施。 保证发电机同步的稳定线路和 成 熟的控制方法确保自动化设备的 正常工作。 以线路能承受的热极限作为线路 传输容量的最大上限。 保险丝, 断路器等。
11
九十年代中期
本世纪初
网格计算
在动态变化、由多 个机构组成的虚拟组织 中协调资源共享和求解 问题。
12
数据、信息和知识
13
网格应用需求背景
E-Science
大规模构造和挖掘大型的观测和模拟数据库 开发计算机模拟和分析 访问远程的特殊设备 分布各地的合作研究人员近实时的交换信息
E-Business
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《福布斯》杂志：电脑业趋势 福布斯》杂志：
美国《福布斯》杂志科技版于2001年 美国《福布斯》杂志科技版于2001年9月发表了 2001 一组文章，分析了信息技术40 40年的发展历史和今 一组文章，分析了信息技术40年的发展历史和今 20年的趋势 年的趋势， 后20年的趋势，指出网络计算将极大地改变人们 的工作和生活， 的工作和生活，
信息技术的下一波大浪潮将在2004－2005年度出现， 并造就2005-2020 十五年的黄金时代 这个大浪潮将极大地改变我们的工作和生活。到2020 年，由此产生的互联网将成长为一个20万亿美元产值 的大工业。 信息市场从2000年的一万亿美元增长20倍。 这一波浪潮的本质特征，就是万维网（World Wide Web）升华为网格（Great Global Grid）。
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2020年计算机技术将广泛普及 2020年计算机技术将广泛普及
按需计算 （网格） 对国民经济和社 会发展的影响 因特网 客户机-服 务器 我们目前所处阶段 大型机-终端
时间 专家使用 早期流行 公众认识 广泛使用
Байду номын сангаас24
网格技术的目标: 网格技术的目标: 应用层面的互连互通— 应用层面的互连互通—消除资源孤岛
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标准部件
电力网与网格比较
发电厂 发电机 电能 高性能计算中心、信息中心 高性能计算机、服务器 信息、知识、交易
水能、风能、火能、核能 数据库、传感器等数据源 输电线 电力调配系统 WAN、MAN、LAN 网格系统软件、中间件
动力电、照明电、家用电 科学计算、电子商务、信息服 器等应用 务等网格应用 各种电器 网格终端设备
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两种网络应用方式
Web: Uniform naming/access to documents
Software catalogs
http://
http://
Grid: Uniform, high-perf access to computational resources
Colleagues
Computers Sensor nets
Data archives
On-demand creation of powerful virtual computing systems
9
网 格
耦合各种资源的基础结构
计算机 软件 数据库 (例如, 人类基因库) 各种仪器 (例如,射电望远镜) 人 (物理学家、数学家、计算机专家)
跨越局域网/广域网边界
企业计算是高度分布、异构、企业之间(B2B) 企业计算需要大量计算和数据服务 各种资源和服务的提供商出现，租赁业务是可行的
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网格应用需求背景
E-Government
各个政府部门的信息互通和互操作 部门之间资源和信息共享和整合
E-Entertainment
大规模的视频点播：分布、海量 在线游戏:成千上万人、交互、处理
网格 应用 应用
Web 网页 网页
因特网 计算机 计算机
25
网格是下一波大浪潮
第一波 1960-现在 计算机联通 Internet telnet ftp E-mail 第二波 1980-现在 网页联通 WWW Http:// 第三波 1993-现在 资源全面联通 Grid Grid:// 计算资源 存储资源 信息资源 知识资源