織女星網格與中國國家網格課件

1、織女星網格與中國國家網格織女星網格與中國國家網格織女星網格與中國國家網格張松 中國科學院計算技術研究所2004.12.04 南京織女星網格與中國國家網格目錄目錄l計算所織女星網格(VegaGrid) 簡介l織女星網格操作系統(tǒng)(Vega GOS)l織女星網格技術應用示例l織女星網格的未來l總結織女星網格與中國國家網格計算所織女星網格計算所織女星網格(Vega Grid)織女星網格與中國國家網格網格網格-下一個浪潮下一個浪潮?織女星網格與中國國家網格l 美國福布斯雜志科技版于美國福布斯雜志科技版于20012001年年9 9月發(fā)表了一組月發(fā)表了一組文章，分析了信息技術文章，分析了信息技術4040年的

2、發(fā)展歷史和今后年的發(fā)展歷史和今后2020年年的趨勢，指出網絡計算將極大地改變人們的工作和的趨勢，指出網絡計算將極大地改變人們的工作和生活，生活，信息技術的下一波大浪潮將在20042005年度出現(xiàn)，并造就2005-2020 十五年的黃金時代這個大浪潮將極大地改變我們的工作和生活。到2020年，由此產生的互聯(lián)網將成長為一個20萬億美元產值的大工業(yè)。 信息市場從2000年的一萬億美元增長20倍。這一波浪潮的本質特征，就是萬維網（World Wide Web）升華為網格（Great Global Grid）?？椗蔷W格與中國國家網格2020年計算機技術將廣泛普及對國民經濟和社會發(fā)展的影響時間專家使用早

3、期流行公眾認識廣泛使用大型機-終端客戶機-服務器因特網按需計算（網格）我們目前所處階段織女星網格與中國國家網格計算機科學與技術發(fā)展趨勢計算機科學與技術發(fā)展趨勢l 共享、協(xié)同和集成越來越重要l 從公眾認識公眾認識階段到廣泛使用廣泛使用階段 普遍但不可見（pervasive but invisible, silent） 好用性大幅增強l信息、知識、程序、服務的消費者也是提供者 基于開放標準的松耦合結構（反壟斷） 從高性能到高生產率服務（評價標準改變）l 網絡服務是主要的應用負載l 動態(tài)復雜、安全可信、環(huán)境友好是主要的挑戰(zhàn)織女星網格與中國國家網格計算機計算機計算機計算機因特網網頁網頁網頁網頁Web應

4、用應用應用應用網格織女星網格與中國國家網格GGG（Great Global Grid）HP Web ServicesIBM Web ServicesSun ONE計算和數(shù)據(jù)網格TeraGridIPGGIGASCI GridData Grid信息網格和知識網格Semantic WebKnowledgeManagementOntologyInformationPlatform商業(yè)應用網格CDNRTECWeb Service其它模式P2PP a r a s i t i c ComputingHP Utility ComputingIBM e-Business on DemandSun N1織女星網格

5、與中國國家網格“Gridified” InfrastructureIndustrial Perspective on Grids:A Wide Range of ApplicationsFinancialServicesDerivativesAnalysisStatistical AnalysisPortfolio Risk AnalysisManufacturingMechanical/ Electronic DesignProcess SimulationFiniteElement AnalysisFailure AnalysisLS / BioinformaticsCancer Rese

6、archDrug DiscoveryProtein FoldingProtein SequencingOtherWeb ApplicationsWeather AnalysisCode Breaking/ SimulationAcademicSources: IDC, 2000 and Bear Stearns- Internet 3.0 - 5/01 Analysis by SAIGrid Services Market Opportunity 2005Unique by Industry with Common CharacteristicsEnergySeismic AnalysisRe

7、servoir AnalysisEntertainmentDigital RenderingMassive Multi-PlayerGamesStreaming Media織女星網格與中國國家網格什么是織女星網格什么是織女星網格織女星網格與中國國家網格l 計算所網格研究工作的整體l 計算所對網格的認識突破性創(chuàng)新機會三大戰(zhàn)略品牌之一研究工作的“傘把”l 織女星網格的研究目標前沿的科學研究和技術創(chuàng)新實質的社會影響和國際影響對產業(yè)的實質推動產品、應用、標準、論文、人才織女星網格與中國國家網格織女星（織女星（Vega Grid）服務網格）服務網格l 超級服務器 服務網格（Service Grid）l

8、SUMA VEGAl Versatile Services（通用服務） 通用服務與資源，共性技術 ,支持多種應用類型,支持多種應用模式,兼容多種現(xiàn)有技術,支持多種平臺。 l Enabling Intelligence（輔助智能）自動、自我、 動態(tài)、交互 共性智能支持技術 信息、知識、服務的自動生產；設備的自動接入；自我描述、自我路由；動態(tài)功能部署，動態(tài)頁面等。l Global Uniformity（全局一體） 連通性 、單一系統(tǒng)映像 、互操作性網格中的所有資源都聯(lián)成了一個整體，實現(xiàn)了全面的資源共享和協(xié)同工作。 l Autonomous Control（自主控制） 用戶自主、公開標準、以人為中心

9、 反對鎖定用戶（lock-in），吸引用戶自愿參與。要讓用戶自主地使用網格，而不是讓網格控制用戶織女星網格與中國國家網格降低成本降低成本提高產出提高產出功能功能（Functionality）低成本低成本（Cost）可依賴性可依賴性（Dependability）性能性能（Performance）用戶為中心用戶為中心（User-Centric）織女星網格與中國國家網格l客戶端：拓廣應用面麥特考夫定律麥特考夫定律：(網絡)系統(tǒng)的價值 用戶數(shù)2布朗定律布朗定律：網絡系統(tǒng)的價值 2社區(qū)個數(shù)l服務器端：提高資源利用率麥特考夫：全球計算機利用率1%航空工業(yè)：利用率30%，同時每年必須升級(3億元)l自動化：

10、減少人為環(huán)節(jié)l優(yōu)化：并行、縮短路徑、拓寬瓶頸織女星網格與中國國家網格l 自主控制：用戶選擇產品，而不是被廠家鎖定(lock-in)商品化趨勢獨立性趨勢水平化趨勢l 專業(yè)化服務：系統(tǒng)可根據(jù)用戶需求個性化動態(tài)定制應用、界面、安全與隱私策略、資源共享策略都可定制定制策略可動態(tài)調整用戶確定定制策略、系統(tǒng)自動完成定制細節(jié)l 更像Web和電視織女星網格與中國國家網格l 可依賴性常常被用戶簡化為安全可靠包括RAS(可靠性、可用性、可維護性)還包括安全性(Security) 、隱私保護 (Privacy) 、誠信(Trust)l 由于聯(lián)通性，網格的可依賴性面臨更大挑戰(zhàn)l 網格也具有更高可依賴性的潛力異地冗余(

11、鐵路已有很好的實例)多途徑檢測、監(jiān)控織女星網格與中國國家網格l 上述益處(除用戶為中心外)，都可以使用現(xiàn)有技術實現(xiàn)l 網格的優(yōu)勢在于低成本（最根本的原因是開放標準）l 時間成本降低開發(fā)時間部署時間維護時間l 人力成本降低l 知識成本降低(系統(tǒng)的使用和維護更方便)l 硬件和軟件成本降低(獨立性,“無限升級”)織女星網格與中國國家網格網格是一種分布式系統(tǒng)網格不同與傳統(tǒng)的分布式系統(tǒng)開放（開放標準、開放系統(tǒng)）通用（通用標準、通用系統(tǒng)）非集中控制（自主控制）服務模式（utility computing）平臺與基礎設施（而非解決方案）織女星網格與中國國家網格應用界面操作系統(tǒng)硬件辦公、上網、游戲事務處理、等

12、等命令行、視窗、WebBasic, C, Java, COMWindows,MacOS, LinuxIBM體系結構Intel/AMD處理器微機微機/服務器服務器網格應用網格界面Task-Based Interface網格操作系統(tǒng).Net to LongHorn網格硬件Intel next-generationCPUs for grid網格網格織女星知識網格織女星信息網格信息網格GSML軟件織女星網格操作系統(tǒng)（Vega GOS）曙光高性能計算機面向網格的超級服務器資源路由器、網格終端織女星織女星織女星網格與中國國家網格行業(yè)1行業(yè)2行業(yè)3硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)應用軟件應用軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件運行服務運行

13、服務硬件部件硬件部件（a）垂直方式）垂直方式 IBM Global Service, EDS SAP, Oracle, BEA IBM, Microsoft, Linux Sun, IBM, HP, Dell Intel, Seagate, Cisco（b）水平方式）水平方式織女星網格與中國國家網格（c）空間方式）空間方式龍芯龍芯曙光曙光織女星織女星硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)應用軟件應用軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件運行服務運行服務硬件部件硬件部件單機單機站點站點網格網格空間空間層次層次織女星網格與中國國家網格織女星網格與中國國家網格NoImage織女星網格與中國國家網格什么是處理器？什么是存儲器？什么是外部設備

14、？什么是公共編碼？什么是指令系統(tǒng)？什么是操作系統(tǒng)？什么是編程語言？什么是數(shù)據(jù)庫？什么是應用軟件？織女星網格與中國國家網格織女星網格的影響織女星網格的影響織女星網格與中國國家網格織女星網格團隊織女星網格團隊l 整個團隊目前已經超過200人(不包括超級計算機研究),并且不斷吸收來自全球各地的研究人員.l 研究方向:網格操作系統(tǒng)(Vega GOS),計算網格,服務網格,信息網格,知識網格等國內開展網格研究最早國內開展網格研究最早,影響力最大的團隊之一影響力最大的團隊之一國內國內5大網格大網格,計算所織女星團隊承擔了其中計算所織女星團隊承擔了其中3個網格的研究和建設個網格的研究和建設China Nat

15、ional Grid, 國家國家863計劃計劃, 徐志偉研究員徐志偉研究員 China Science Grid, 國家自然科學基金國家自然科學基金, 李國杰院士李國杰院士China Semantic Grid, 國家國家973計劃計劃, 諸葛海研究員諸葛海研究員China Education Grid, 中國教育部中國教育部 Shanghai Grid, 上海市政府上海市政府織女星網格與中國國家網格l 2002年10月，李國杰研究員應邀在IEEE Tencon 2002和IWADS 2002國際會議上作網格計算和織女星網格的主題報告。l 2002年7月，徐志偉研究員應邀在GGF-5上做大會發(fā)

16、言，介紹了織女星網格，并于2002年12月在HPC Asia 2002做主題報告。l 諸葛海研究員應邀擔任兩個國際雜志編委，并將為Future Generation of Computer Systems負責客座編輯“Semantic Grid”專輯。l 徐志偉研究員應邀擔任International Journal on Grid Computing編委?？椗蔷W格與中國國家網格International Journal of Grid ComputingEditorial Board USRuth Aydt (Illinois), Fran Berman (San Diego), Mani

17、 Chandy (CalTec), Andrew Chien (San Diego), David Culler (Berkeley), Jack Dongarra (Tennessee), Ian Foster (Argonne, EIC),Jim Gray (Microsoft), Bill Johnston (Livermore), Ken Kennedy (Rice), Carl Kesselman (USC), Miron Livny (Wisconsin), Paul Messina (CalTec), Peter Steenkiste (CMU)EuropeFranck Capp

18、ello (France), Jon Crowcroft (UK), Fabrizio Gagliardi (CERN), Tony Hey (UK), Peter Kacsuk (Poland, EIC),Domenico Laforenza (Italy), Jarek Nabrzyski (Poland), Alexander Reinefeld (Germany), Ed Seidel (Germany)A/PDavid Abramson (Australia), Satoshi Matsuoka (Japan), Satoshi Sekiguchi (Japan), Zhiwei X

19、u (China)織女星網格與中國國家網格織女星網格操作系統(tǒng)織女星網格操作系統(tǒng)(Vega GOS)織女星網格與中國國家網格關于網格的各種觀點關于網格的各種觀點l Grid is evolving, no exact definition yetl There are several popular views: The infrastructure view The pervasive computing view The world-wide computer view The utility-computing view The integration view The Great Glo

20、bal Grid viewl Our view: all of the above + opportunity織女星網格與中國國家網格網格技術的本質網格技術的本質l 計算技術的發(fā)展史是不斷計算技術的發(fā)展史是不斷“虛擬化虛擬化”的歷史。網格的的歷史。網格的本質是數(shù)字空間更高一層的虛擬化，把連在網上的各本質是數(shù)字空間更高一層的虛擬化，把連在網上的各種資源看成是一臺計算機，即種資源看成是一臺計算機，即“網絡是網絡是一臺一臺計算機計算機”l 地址空間是計算機體系結構的核心內容。它的一大進地址空間是計算機體系結構的核心內容。它的一大進展發(fā)生在展發(fā)生在6060年代，產生了物理地址、有效地址、邏輯年代，產生

21、了物理地址、有效地址、邏輯地址、虛擬地址、動態(tài)尋址技術，從而使得分時系統(tǒng)、地址、虛擬地址、動態(tài)尋址技術，從而使得分時系統(tǒng)、交互式系統(tǒng)、現(xiàn)代操作系統(tǒng)變得可能。交互式系統(tǒng)、現(xiàn)代操作系統(tǒng)變得可能。l 網格把資源分成物理資源、邏輯資源和虛擬資源三個網格把資源分成物理資源、邏輯資源和虛擬資源三個層次，不僅數(shù)據(jù)有地址，各種聯(lián)網的實物、知識、應層次，不僅數(shù)據(jù)有地址，各種聯(lián)網的實物、知識、應用程序等都對應唯一的地址，大大擴大的信息技術應用程序等都對應唯一的地址，大大擴大的信息技術應用的領域并減化了網格編程的難度。用的領域并減化了網格編程的難度?？椗蔷W格與中國國家網格StorageOperating Syst

22、emI/ODistributed Computing Over a Network of Heterogeneous Resources Using Open StandardsGrid Computing織女星網格與中國國家網格織女星網格與中國國家網格Vega GOS的目標的目標l 本研制一套網格軟件，能夠有效地支持分布在全國各地的多個網格結點，為科學計算和信息服務網格應用用戶提供一個安全、統(tǒng)一、好用的界面，讓他們能夠從網絡任意地方的聯(lián)網客戶機方便地使用網格的資源，實現(xiàn)計算、數(shù)據(jù)、軟件和組合資源的共享織女星網格與中國國家網格Vega Grid 總體思路總體思路GR網頁P客戶端網格端Inter

23、net網頁R網頁Q網程G1網程G2網程G5網程G8網格操作系統(tǒng)（GOS）北京結點GSGR上海結點GSGR西安結點GS服務器物理資源GR 網格路由器GS 網格交換機社區(qū)社區(qū)1社區(qū)社區(qū)2虛擬資源映射器有效資源或服務編寫器編寫操作映射操作OGSI織女星網格與中國國家網格關鍵技術難題l 資源的自主管理和按需共享l 共享資源的全局視圖l 聚合計算資源的透明訪問和使用l 大規(guī)模數(shù)據(jù)資源的虛擬化管理l 安全的使用環(huán)境和共享授權l(xiāng) 快速高效的應用開發(fā)l 應用的高效穩(wěn)定運行l(wèi) 人機之間的大規(guī)模協(xié)同工作織女星網格與中國國家網格基本技術思路基本技術思路 織女星網格與中國國家網格Vega GOS 1.0體系結構體系結

24、構織女星網格與中國國家網格網格軟件網格軟件1.0 版層次結構版層次結構織女星網格與中國國家網格網格軟件網格軟件1.0 版部署結構版部署結構織女星網格與中國國家網格網格軟件網格軟件1.0 版軟件包版軟件包l 一個壓縮文件 ( All-in-one整體包), 集成服務端/客戶端/支撐環(huán)境, 包括 JDK 1.4.1 + patch ANT 1.5.x Tomcat 4.1.29 GT3 Core 3.0.2 GOS System Services (Routing, Batch, Data, DDS ) GOS API Library 測試證書l 安裝過程 1min , 解壓縮l 配置過程 BOC

25、lass = ?織女星網格與中國國家網格中國國家網格中國國家網格CNGrid織女星網格與中國國家網格中國國家網格計劃l 九五期間九五期間863計劃重點項目計劃重點項目“國家高性能計算環(huán)境國家高性能計算環(huán)境”l 十五十五863重大專項重大專項“高性能計算機及其核心軟件高性能計算機及其核心軟件”重大專項重大專項 項目周期項目周期: 2002年年-2005年年 863計劃經費計劃經費1億人民幣億人民幣 吸引地方政府、應用部門和產業(yè)界吸引地方政府、應用部門和產業(yè)界2-3倍的配套經費倍的配套經費織女星網格與中國國家網格CNGrid的總體目標 建 設 新 一 代 國 家 信 息 基 礎 設 施 試 驗 床

26、建 設 新 一 代 國 家 信 息 基 礎 設 施 試 驗 床 中 國 國 家 網 格中 國 國 家 網 格（ChinaNationalGrid，簡稱，簡稱CNGrid），提供高性能計算、資源共享、），提供高性能計算、資源共享、協(xié)同工作的能力。協(xié)同工作的能力。在科學研究、環(huán)境資源、制造業(yè)、服務業(yè)中建設若干大型行業(yè)應用網格。在科學研究、環(huán)境資源、制造業(yè)、服務業(yè)中建設若干大型行業(yè)應用網格。研制面向網格計算，具有良好的應用開發(fā)環(huán)境的高性能計算機，裝備網研制面向網格計算，具有良好的應用開發(fā)環(huán)境的高性能計算機，裝備網格結點，促進我國高性能計算機的研究和產業(yè)化。格結點，促進我國高性能計算機的研究和產業(yè)化。

27、在網格體系結構、網格軟件、網格應用技術、網格服務模式、網格安全在網格體系結構、網格軟件、網格應用技術、網格服務模式、網格安全以及網格管理和運行機制等方面突破一批關鍵技術以及網格管理和運行機制等方面突破一批關鍵技術在網格技術方面達到世界先進水平，大幅度地提高我國的綜合國力和國在網格技術方面達到世界先進水平，大幅度地提高我國的綜合國力和國際競爭能力際競爭能力織女星網格與中國國家網格CNGrid的研究內容 l 研制具有每秒研制具有每秒4萬億次運算能力、面向網格的高性能計算機萬億次運算能力、面向網格的高性能計算機l 建設一個具有建設一個具有5-7萬億次聚合計算能力的高性能計算環(huán)境即萬億次聚合計算能力的

28、高性能計算環(huán)境即中國國家網格中國國家網格l 開發(fā)一套具有自主知識產權的網格軟件開發(fā)一套具有自主知識產權的網格軟件l 建設若干個科學研究、經濟建設、社會發(fā)展和國防建設急建設若干個科學研究、經濟建設、社會發(fā)展和國防建設急需的重要應用網格需的重要應用網格l 形成若干網格技術的國家標準，參與制定國際標準形成若干網格技術的國家標準，參與制定國際標準織女星網格與中國國家網格應用網格應用網格網格軟件網格軟件網格資源網格資源網格系統(tǒng)軟件（網格系統(tǒng)軟件（GOSGOS）網格應用開發(fā)環(huán)境網格應用開發(fā)環(huán)境網格使用環(huán)境網格使用環(huán)境科學研究科學研究環(huán)境資源環(huán)境資源制造業(yè)制造業(yè)服務業(yè)服務業(yè)高性能計算機高性能計算機數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)

29、庫數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)應用軟件應用軟件InternetInternet三個層次的研究工作三個層次的研究工作織女星網格與中國國家網格網格試驗床環(huán)境建設 l 全國各地全國各地8個結點個結點 主結點主結點l 中科院計算機網絡信息中心中科院計算機網絡信息中心l 上海超級計算機中心上海超級計算機中心 普通結點普通結點l 清華大學（北京）清華大學（北京）l 應用物理所（北京）應用物理所（北京）l 中國科學技術大學（合肥）中國科學技術大學（合肥）l 西安交通大學（西安）西安交通大學（西安）l 國防科技大學（長沙）國防科技大學（長沙）l 香港大學（香港）香港大學（香港）織女星網格與中國國家網格中國國家網格中國國家網格（C

30、hina National Grid ）HefeiXianBeijingChangshaShanghaiHong Kong織女星網格與中國國家網格網格軟件部署與試運行網格軟件部署與試運行l(wèi) 網格軟件1.0 Alpha版 中科院計算所l BLAST，DSPBS (Dawning Scalable Portable Batch System) 清華大學l 生物計算門戶（CAP3，Clustalw，Genscan） 香港大學l OpenPBS+后端cluster計算能力l 網格軟件1.0 Beta版 中科院計算所，清華大學，香港大學，所有網格結點單位，部分教育網格院校（華中科技大學等）織女星網格與中

31、國國家網格織女星網格應用示例織女星網格應用示例織女星網格與中國國家網格中科院計算所承擔的信息網格項目中科院計算所承擔的信息網格項目VEGAServiceSuite工具集模式的服務網格平臺及其基礎設施奧運公眾服務/應急聯(lián)動行業(yè)應用網格:鐵路/水利GIS制造業(yè)網格應用電子政務服務組合服務組合語義社區(qū)語義社區(qū)核心技術國際標準其它標準規(guī)范FLAME 2008 V1InforGridAMGrid v0.8政務（可信政務（可信web服務環(huán)境）服務環(huán)境）國家標準VEGAGOS網格基礎設施織女星網格與中國國家網格人防人防指揮中心指揮中心交通交通指揮中心指揮中心地震地震預報中心預報中心消防消防指揮中心指揮中心通

32、訊通訊市政市政指揮中心指揮中心公安公安指揮中心指揮中心防汛防汛指揮中心指揮中心急救急救指揮中心指揮中心領 域 相 關 共 享 庫 和 接 口（ 如 網 格 批 作 業(yè) 客 戶 端 及 A P I）C N G rid G O S A P I網 格 管 理 工 具 、 網 格 編 程 環(huán) 境 及 網 格 應 用網 格 路 由 器動 態(tài) 部 署 服 務批 作 業(yè) 服 務網 格 數(shù) 據(jù) 服 務圖 1 網 格 軟 件 層 次 結 構C N G rid 安 全機 制C N G rid 網 格 資 源 驅 動網 格操 作環(huán) 境網 格信 息層網 格資 源層奧運應急指揮奧運應急指揮信息網格平臺信息網格平臺首都之

33、窗首都之窗信息平臺信息平臺具體實例（一）具體實例（一）“液化液化”了的數(shù)據(jù)了的數(shù)據(jù)織女星網格與中國國家網格應急指揮系統(tǒng)方案示意圖應急指揮系統(tǒng)方案示意圖公公 安安W e b 瀏 覽 器G T 3 c o re網 格 服 務 器W e b P o rta lG T 3 c o re網 格 服 務 器網 格 應 用C N G rid G O S A P Is網 格 應 用 服 務 器G T 3W SG SG SO G S A /O G S IW e b S p h e re , .N e tG S o r w ra p p e rs網 格結 點 A本 地 資源 驅 動網 格結 點 B本 地 資源 驅

34、 動C N G rid 信 息 管理 和 資 源 管 理資 源 外 包C N G rid 信 息 管理 和 資 源 管 理In te rn e tC N G rid G O S A P Is基 于 網 格 軟 件的 應 用G S o rw ra p p e rs其 它A P Is注 冊注 冊網 格 操 作 環(huán) 境R B 1R B 2R B 3R A 1R A 3R A 2圖 7 網 格 軟 件 部 署 結 構網 格 管 理 工 具應急指揮中心現(xiàn)場指揮官公眾醫(yī)醫(yī) 療療服務服務FLAME2008G rid N o d eT o m C a t C o n ta in e rG rid C lien

35、tG O SxxG SD D SG SG SxxG S .g a rfileD yn a m icD e p lo yS S I& S S OS e rvice In vo ca tio nD y n a m ic D e p lo y S e rv ic eInternetR RR RR RR RR e s o u rc eR o u te ra u tore g iste rg rid n o d e o r s ta n d a lo n e s e rv ic e p ro v id e rsW ebS phere, .N etG SW SW Sm a n u a lre g

36、iste rG rid C lientG O SR e so u rcelo ca tin gR e so u rce IDS e rvice In vo ca tio nS S I& S S OD eploy on invoking V S . Invoke D eployedR e so u rcelo ca tin g交交 通通消消 防防服務中介服務管理中心網格門戶織女星網格與中國國家網格奧運信息處理平臺示意圖奧運信息處理平臺示意圖織女星網格與中國國家網格織女星網格的未來織女星網格的未來織女星網格與中國國家網格人機社會人機社會高性能低成本信息系統(tǒng)高性能低成本信息系統(tǒng)織女星網格與中

37、國國家網格人機社會問題的起源人機社會問題的起源l Jim Gray在在1999年的圖靈獎獲獎演說中，指出，計算機的研究開發(fā)有三年的圖靈獎獲獎演說中，指出，計算機的研究開發(fā)有三個主要的脈絡，即個主要的脈絡，即巴貝奇問題（如何構造計算機系統(tǒng)）、（如何構造計算機系統(tǒng)）、布什問題（人機（人機之間有什么關系、如何使用計算機）以及之間有什么關系、如何使用計算機）以及圖靈問題（機器智能）。（機器智能）。l Vannervar BushVannervar Bush在在19451945年發(fā)表年發(fā)表“As We May Think”As We May Think”的經典文章后，布什的經典文章后，布什問題的一個里程

38、碑發(fā)生在問題的一個里程碑發(fā)生在19601960年，利克萊德（年，利克萊德（J.C.R. LickliderJ.C.R. Licklider）在）在IRE IRE Transactions on Human Factors in ElectronicsTransactions on Human Factors in Electronics雜志上發(fā)表了雜志上發(fā)表了“Man-Man-Computer Symbiosis”Computer Symbiosis”（人機共生）的論文，重點研究了人與電腦的關（人機共生）的論文，重點研究了人與電腦的關系，即系，即“電腦的使用模式電腦的使用模式”的科學問題，得出

39、了的科學問題，得出了“人機共生人機共生”的的insightinsight，引導了交互式計算技術。引導了交互式計算技術。 織女星網格與中國國家網格人機共生的思想要點人機共生的思想要點1 1、人機要共生。、人機要共生。機不只是一個工具，而是人的幫手，人的伙伴。事實上，人機共生論文的一個草稿的標題就是人機伙伴（man-computer partnership）。因此，不是人事先編好一個程序，讓機被動地執(zhí)行一個人們事先想好的算法；而是人機之間通過連續(xù)地交互，通過探索（trial-and-error），動態(tài)地建立解決問題的模型（這種合作模式稱為dynamic modeling）。2 2、人機要交互。、人

40、機要交互。人機之間必須有即時的、連續(xù)的、雙向通信，使能實時command and control，實現(xiàn)實時合作思考，從而增強創(chuàng)造性。 3 3、人機要分工。、人機要分工。人確定目標和動機、提出假設、問問題、提出判斷準則（criteria）、思索機理、過程和模型、作出判斷和決策?？偠灾?，人的作用是引導思維過程的思路（guide the general line of thought）。而機的作用則是處理執(zhí)行瑣碎細節(jié)。比如，將假設轉換成可執(zhí)行的模型，使用數(shù)據(jù)測試模型；回答問題；模擬和執(zhí)行機理、過程與模型；顯示結果（包括文字和圖形方式、靜態(tài)和動態(tài)方式）。 織女星網格與中國國家網格人機社會的思想l “

41、人機社會”的全稱是“人與計算機組成的開放社會”（an open society of people and computers）。它不僅代表了網絡計算的科學問題，也代表了一種解決這些問題的模式（paradigm）和領悟（insight），稱為“社會計算”（society computing）或“社區(qū)計算”（community computing）。歸結起來，人機社會在系統(tǒng)系統(tǒng)、界面界面和評價標準評價標準三個方面有五個特點，也就是與人機共生的五大區(qū)別，l 多人多機（people and computers）、l 開放社會（open society）、l 深度交互（sophisticated in

42、teraction）、l 3A使用（any place, any time, and on any device）、l 全生命周期高生產率服務（full lifecycle high productivity services）。 織女星網格與中國國家網格 NoImage理想的信息網絡系統(tǒng)織女星網格與中國國家網格我國信息化面臨四大挑戰(zhàn)：我國信息化面臨四大挑戰(zhàn)：（1 1）信息化成本高、普及率低，信息化不能有）信息化成本高、普及率低，信息化不能有效地帶動國民經濟和社會的可持續(xù)發(fā)展；效地帶動國民經濟和社會的可持續(xù)發(fā)展；（2 2）數(shù)字鴻溝加大，相對貧困加劇，廣大人民）數(shù)字鴻溝加大，相對貧困加劇，廣大人

43、民群眾從信息化中獲益不多；群眾從信息化中獲益不多；（3 3）計算機、通信和信息家電產品市場規(guī)模雖）計算機、通信和信息家電產品市場規(guī)模雖大但我國自有技術的貢獻小，市場仍然被外國大但我國自有技術的貢獻小，市場仍然被外國公司控制。公司控制。（4 4）軍民完全隔離建網）軍民完全隔離建網, ,造成投資的巨大浪費造成投資的巨大浪費, ,戰(zhàn)時難以保證網絡安全。戰(zhàn)時難以保證網絡安全。 織女星網格與中國國家網格新型信息化道路新型信息化道路l我國不僅要走以信息化帶動工業(yè)化的新型我國不僅要走以信息化帶動工業(yè)化的新型工業(yè)化道路，而且在網絡與信息系統(tǒng)建設工業(yè)化道路，而且在網絡與信息系統(tǒng)建設上要走與以往不同的上要走與以往

44、不同的新型信息化道路新型信息化道路。l新型信息化道路的特點是：新型信息化道路的特點是： 低成本（降低一個數(shù)量級）低成本（降低一個數(shù)量級） 惠及大眾惠及大眾(IPV6,易用性易用性) 以人為本（計算機與網絡圍著人轉）以人為本（計算機與網絡圍著人轉） 資源共享的網格應用（知識與資源地址化）資源共享的網格應用（知識與資源地址化） 可管理、安全可信可管理、安全可信 寓軍于民寓軍于民織女星網格與中國國家網格低成本網絡建設道路低成本網絡建設道路織女星網格與中國國家網格A（性能1000X，成本1X）B（性能100X，成本0.1X）C（性能10X，成本0.01X)D(性能1X,成本0.001X)15年后按MOORE定律可到達的技術/成本“界面”（簡化模型）1/成本性能MOORE定律與我們的努力目標100100010100010010假定：性能正比于晶體管數(shù)，成本正比于芯片面積織女星網格與中國國家網格另辟蹊徑，重點發(fā)展低成本技術另辟蹊徑，重點發(fā)展低成本技術l 我國發(fā)展網絡通信要考慮國情，不能采取我國發(fā)展網絡通信要考慮國情，不能采取“美美國的今天就是我們的明天國的今天就是我們的明天”的發(fā)展戰(zhàn)略，一定的發(fā)展戰(zhàn)略，一定要另辟蹊徑。要另辟蹊徑。l 龍芯龍芯CPU研制的經驗表明研制的經驗表