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中国教育科研网格ChinaGrid连接了20所高校的计算、存储和软件资源,自主开发了公共支撑平台CGSP,开发并实现了生物信息、流体力学等五个科学研究领域的网格典型应用,成为我国高校开展重点学科建设的重要科学研究基础平台。
为高校共享资源提供支撑平台
ChinaGrid架构在具有安全保障的CERNET主干网及地区网上,为高校共享资源提供支撑平台。
211学校拥有的计算资源和信息资源是重点学科建设的重要基础,依托CERNET建立分布式、高性能的网络计算环境,可以大大提高资源的共享程度,建立可聚合共享资源的公共服务平台——教育科研网格ChinaGrid能使我们更接近这个目标。它的重要性不仅体现在可为高等院校的科学研究,尤其是211学校的重点学科研究提供先进的技术手段,也为提升国家知识创新能力提供支撑环境,进而为国家信息化建设提供支撑环境。
在“十五”211工程教育科研网格ChinaGrid的项目建设中,根据前CERNET网络主干节点的分布以及各高校在高性能计算领域的资源分布情况,我们首批选择在华中科技大学、清华大学、北京大学、北京航空航天大学、华南理工大学、东南大学、上海交通大学、西安交通大学、东北大学、国防科技大学、山东大学、中山大学等12所知名的高等院校建立ChinaGrid计算网格主节点,形成了一套完整网格服务支撑平台,提供ChinaGrid服务门户。(注:其后又有8所大学加入了ChinaGrid)
同时,通过计算以及信息服务网格典型应用示范等方式展示该平台的特征及优势,并通过标准网格服务模式改造已有网格应用,借助ChinaGrid服务门户,统一展现和管理CERNET环境中的计算和信息等服务。
三部分组成ChinaGrid
教育科研网格ChinaGrid由三部分组成,包括依托CERNET形成的网格硬件平台、ChinaGrid公共支撑平台CGSP、基于CGSP开发面向五类科学研究的应用网格。图1为中国教育科研网格ChinaGrid节点分布情况。在CERNET高速主干网的依托下,我们将有关高校的校园网格连接起来,形成覆盖华中科技大学、清华大学、北京大学等20所高校的网格环境,聚合计算能力达到每秒15万亿次量级、总存储空间达到150TB的ChinaGrid计算网格硬件平台,超额完成了项目任务。
ChinaGrid支撑平台CGSP
CGSP,即中国教育科研网格公共支撑平台,是为ChinaGrid的建设和发展而研制的网格核心中间件。它对教育和科研系统中的各种资源进行整合,具备多种功能,比如:屏蔽网格资源的异构性和动态性;提供网格资源管理、信息管理、数据管理、作业管理、网格编程环境和安全等功能支持等,总之,它为各种科学计算、工程研究提供了高性能、高可靠度、安全方便的透明网格服务。
CGSP 1.0版本由清华大学、华中科技大学、北京大学、北京航空航天大学、上海交通大学等多所大学联合开发,早在2005年1月,它就正式发布,并于同年4月完成在ChinaGrid上的安装部署。目前,生物信息学、图像处理、计算力学、大学数字博物馆等类型的网格应用在该平台上已调试通过。
CGSP2.0于2006年4月25日发布,除了在稳定性、可靠性和易安装性等方面进行了改进之外,CGSP2.0还提供了JSDL作业执行、异构数据库整合等新功能的支持。
五个典型应用
在平台CGSP的支撑下,ChinaGrid开发完成了生物信息学、图像处理、计算力学、海量信息处理和大学课程在线等五个典型网格的应用。
在生物信息学网格系统中,我们集成了各学校的12个超级计算机系统,浮点运算能力达每秒3万亿次以上;存储能力超过10T;对外提供120余种生物信息学软件;其中包含13个自主研制的软件工具;10个并行化软件工具;35个相关数据库的服务;完成人类心血管相关基因大规模搜寻与分析、蛋白质相互作用关系提取等应用15个。
图像处理网格实现了数字化虚拟人的三维重建、遥感图像处理、医学图像诊断等三个典型网格应用。目前,已有三家医院参与该项目,提供医学图像资源约10万张共约1000G、医生诊断及病人资料约1万份,这为实现远程医疗辅助诊断提供了必要条件。
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