论文部分内容阅读
网格又称虚拟计算环境，它利用计算机网络把地理上广泛分布的计算资源、存储资源、网络资源、软件资源、信息资源、知识资源等聚合为一个逻辑整体，如同一台超级计算机，为用户提供一体化应用服务，实现互联网上所有资源的连通与共享，消除信息与资源孤岛。采用网格技术的网络被视为第三代互联网。随着应用需求的日益增多，网格计算从最初的以科学与工程计算为主的学术研究领域，扩展到以分布式系统服务集成为主要特征的应用
领域，并已逐渐渗透到教育领域。
● 网格的优势
网格计算和Web服务的新标准Web服务资源框架（WSRF），使网格服务与Web服务彻底融为一体，实现了统一的信息表示、存储、转换和交换，并借助与平台无关的成熟技术，来完成这些服务的描述、查找、访问和信息传输等功能，使一切应用平台及资源的异构性都被屏蔽，这正是网格应用价值所在。
○ 节省成本，提高闲置资源的利用率，提升计算能力。网格技术可以自动搜索“富余”资源，并进行虚拟整合，由此形成的计算能力可能超过巨型机。
○ 消除信息和资源孤岛，实现信息的多元一体化服务。
○ 网格将统一软件标准，实现互操作环境，形成有序网格。
○ 信息的有效定位。由于资源得到统一管理和使用，并采用良好的筛选和过滤机制，信息的定位将十分准确。
○ 负载平衡。通过网格实现计算能力和存储能力的自动配置，把数据分别存储，避免网络的拥堵和宕机。
○ 扩展原有系统性能。计算资源所具有的松耦合特征可以有效保护原有投资，而且可以保证随需应变的敏捷性。
● 网格技术在教育领域的应用价值
1.科学研究计算（计算网格）
高校等科研机构所涉及的数据分析和计算空前复杂化，数据密集型专业（如航天、能源、生命科学、气象等领域）通常需要超级计算机作为数据处理中心，但其造价高昂。因此，构建教育科研计算网格可以极大地提高现有计算资源的利用率，将不同高校的计算资源、信息资源和智力资源等聚合起来，虚拟成一个“强强联合”的超级信息处理中心，形成高水平低成本的计算服务平台，将高性能计算能力送到教育和科研用户的桌面上，完成海量数据的科学分析计算。
2.教育资源整合（数据网格）
各级各类学校都在建立各自的网络基础设施和教育资源库。普遍存在的问题是：花巨资配置的软硬件设施得不到充分利用，形成信息和资源“孤岛”；而经济发展滞后地区，无法获得充分的教育投入，导致教育资源结构分布的不均衡，严重影响了教育信息化的整体效能。利用网格技术可以对海量资源进行甄别筛选，整合优质教育资源，极大地减少重复开发与投入，提高教育投入效益。在教育资源网格环境中，教学不再按照学校划分，而是集各校所长，形成一体化，教育资源网格使师生通过单一入口访问经过网格筛选后的优质教育资源，而不必要考虑这一资源出自何处。这对于普遍提高学生的学习质量将会有重要作用。因此，着手研究构建教育资源网格意义十分重大。
3.构建教育电子政务网格（服务网格）
教育电子政务的目标是各级教育行政管理部门及高校应用现代信息技术，将管理和服务通过网络技术进行集成，在网上实现组织结构和工作流程的优化重组，超越时空及部门之间的阻隔，向社会提供规范、透明、优质的管理和服务。在技术环节上，现行教育电子政务面临的问题之一是难以实现跨组织机构、跨平台的资源访问和数据交换，需要整合的资源和服务种类多、数量大、分布广，隶属于不同的管理域，具有不同的管理策略和安全需求。利用网格技术可以在分布、异构、自治的资源环境上构造动态的虚拟组织，并在其内部实现跨自治域的资源共享与协作，实现管理部门之间的数据无缝交换。网格技术的分布式工作模式，可以有效地实现网络虚拟环境下的协同办公，提高管理部门的工作效率和管理水平。因此，利用教育管理部门的协调机制，利用教育行业的技术优势，可以构建教育电子政务网格。
4.远程教育
远程教育的发展，需要日益丰富的教育资源。网格的广域资源应用机制不仅可以低成本地实现信息资源共享，而且还可以实现软硬件、网络资源、计算资源、存储资源和知识资源的共享，这对提高边远和经济落后地区的教育水平具有特殊价值。网格技术还将促进3D、流媒体技术和虚拟现实技术的广泛应用，消除其在速度和用户数方面的限制，并使远程视频系统实现高清电视级的标准，极大地丰富教育资源的种类。远程教育活动不仅局限于社会科学领域，自然科学领域的精细演示和互动性也将被普遍应用，使远程教育向更高层次发展。
5.人才培训
建议关注网格技术和虚拟现实技术的结合。虚拟现实(Virtual Reality)是一项有重要应用价值的数据可视化技术。由于运行虚拟现实技术所需要的计算资源过于庞大，此项技术只用于飞行员等高成本的训练工作，普通人难以享受这一技术带来的逼真体验。而网格的大规模计算和海量数据处理能力为虚拟现实技术的应用创造了有利条件，可以使虚拟现实技术走向平民化。在教学活动中，由于数据表现更加逼真，会极大地提高学生的想象力、激发学习兴趣，学习效果会十分显著。此外，还可以建立各种虚拟实验室、虚拟人物形象和学习情景，弥补教学条件的不足，创造个性化学习环境。虚拟现实技术可用于重现场景、解释复杂概念、模拟操作等，具有经济、安全、环保的特点。因此，发展网格技术，会带动相关技术的应用，为丰富教育方法和转变教育模式提供新的手段，使基础教育、职业教育和人力资源开发提高到新的水平。
在教育领域应用网格技术需要关注的问题
1.安全问题
一切资源都被整合到网格环境下，网格的安全性尤为重要。必须对资源的分享、分割、过滤、移动进行有效管理。
2.关键技术问题
网格应用的核心构件是网格中间件，因此，教育网格应用要关注围绕中间件的相关软件技术研发，并形成体系。
3.管理服务问题
网格将成为一种IT基础设施，如何在教育领域管理、维护和运营这个基础设施，成为教育网格服务和发展的关键。同时要解决网格上资源共享中的知识产权及利益分配问题。
4.现有系统转化问题
许多教育应用系统运行多年，如果将其推向网格环境，必将面临系统移植问题，为保护原有投资，需要深入研究开发相应的支撑技术。
网格是未来信息技术发展的大趋势。网格计算将在行业应用的引导下，向多领域渗透，并将进一步融合和促进其他相关技术的应用，实现标准化、实用化、大众化。它必将对未来的教育领域和社会生活产生深远的影响。
参考文献：
[1] 孙培德．网格计算的研究新进展[J]．计算机工程与应用，2003，（16）.
[2] 洪学海，许卓群，丁文魁．网格计算技术及应用综述[J]．计算机科学，2003，30(8):1-5.
[3] 苗再良．网格技术发展现状和趋势[J]．信息技术与信息化，2005，(2):17-20.
领域，并已逐渐渗透到教育领域。
● 网格的优势
网格计算和Web服务的新标准Web服务资源框架（WSRF），使网格服务与Web服务彻底融为一体，实现了统一的信息表示、存储、转换和交换，并借助与平台无关的成熟技术，来完成这些服务的描述、查找、访问和信息传输等功能，使一切应用平台及资源的异构性都被屏蔽，这正是网格应用价值所在。
○ 节省成本，提高闲置资源的利用率，提升计算能力。网格技术可以自动搜索“富余”资源，并进行虚拟整合，由此形成的计算能力可能超过巨型机。
○ 消除信息和资源孤岛，实现信息的多元一体化服务。
○ 网格将统一软件标准，实现互操作环境，形成有序网格。
○ 信息的有效定位。由于资源得到统一管理和使用，并采用良好的筛选和过滤机制，信息的定位将十分准确。
○ 负载平衡。通过网格实现计算能力和存储能力的自动配置，把数据分别存储，避免网络的拥堵和宕机。
○ 扩展原有系统性能。计算资源所具有的松耦合特征可以有效保护原有投资，而且可以保证随需应变的敏捷性。
● 网格技术在教育领域的应用价值
1.科学研究计算（计算网格）
高校等科研机构所涉及的数据分析和计算空前复杂化，数据密集型专业（如航天、能源、生命科学、气象等领域）通常需要超级计算机作为数据处理中心，但其造价高昂。因此，构建教育科研计算网格可以极大地提高现有计算资源的利用率，将不同高校的计算资源、信息资源和智力资源等聚合起来，虚拟成一个“强强联合”的超级信息处理中心，形成高水平低成本的计算服务平台，将高性能计算能力送到教育和科研用户的桌面上，完成海量数据的科学分析计算。
2.教育资源整合（数据网格）
各级各类学校都在建立各自的网络基础设施和教育资源库。普遍存在的问题是：花巨资配置的软硬件设施得不到充分利用，形成信息和资源“孤岛”；而经济发展滞后地区，无法获得充分的教育投入，导致教育资源结构分布的不均衡，严重影响了教育信息化的整体效能。利用网格技术可以对海量资源进行甄别筛选，整合优质教育资源，极大地减少重复开发与投入，提高教育投入效益。在教育资源网格环境中，教学不再按照学校划分，而是集各校所长，形成一体化，教育资源网格使师生通过单一入口访问经过网格筛选后的优质教育资源，而不必要考虑这一资源出自何处。这对于普遍提高学生的学习质量将会有重要作用。因此，着手研究构建教育资源网格意义十分重大。
3.构建教育电子政务网格（服务网格）
教育电子政务的目标是各级教育行政管理部门及高校应用现代信息技术，将管理和服务通过网络技术进行集成，在网上实现组织结构和工作流程的优化重组，超越时空及部门之间的阻隔，向社会提供规范、透明、优质的管理和服务。在技术环节上，现行教育电子政务面临的问题之一是难以实现跨组织机构、跨平台的资源访问和数据交换，需要整合的资源和服务种类多、数量大、分布广，隶属于不同的管理域，具有不同的管理策略和安全需求。利用网格技术可以在分布、异构、自治的资源环境上构造动态的虚拟组织，并在其内部实现跨自治域的资源共享与协作，实现管理部门之间的数据无缝交换。网格技术的分布式工作模式，可以有效地实现网络虚拟环境下的协同办公，提高管理部门的工作效率和管理水平。因此，利用教育管理部门的协调机制，利用教育行业的技术优势，可以构建教育电子政务网格。
4.远程教育
远程教育的发展，需要日益丰富的教育资源。网格的广域资源应用机制不仅可以低成本地实现信息资源共享，而且还可以实现软硬件、网络资源、计算资源、存储资源和知识资源的共享，这对提高边远和经济落后地区的教育水平具有特殊价值。网格技术还将促进3D、流媒体技术和虚拟现实技术的广泛应用，消除其在速度和用户数方面的限制，并使远程视频系统实现高清电视级的标准，极大地丰富教育资源的种类。远程教育活动不仅局限于社会科学领域，自然科学领域的精细演示和互动性也将被普遍应用，使远程教育向更高层次发展。
5.人才培训
建议关注网格技术和虚拟现实技术的结合。虚拟现实(Virtual Reality)是一项有重要应用价值的数据可视化技术。由于运行虚拟现实技术所需要的计算资源过于庞大，此项技术只用于飞行员等高成本的训练工作，普通人难以享受这一技术带来的逼真体验。而网格的大规模计算和海量数据处理能力为虚拟现实技术的应用创造了有利条件，可以使虚拟现实技术走向平民化。在教学活动中，由于数据表现更加逼真，会极大地提高学生的想象力、激发学习兴趣，学习效果会十分显著。此外，还可以建立各种虚拟实验室、虚拟人物形象和学习情景，弥补教学条件的不足，创造个性化学习环境。虚拟现实技术可用于重现场景、解释复杂概念、模拟操作等，具有经济、安全、环保的特点。因此，发展网格技术，会带动相关技术的应用，为丰富教育方法和转变教育模式提供新的手段，使基础教育、职业教育和人力资源开发提高到新的水平。
在教育领域应用网格技术需要关注的问题
1.安全问题
一切资源都被整合到网格环境下，网格的安全性尤为重要。必须对资源的分享、分割、过滤、移动进行有效管理。
2.关键技术问题
网格应用的核心构件是网格中间件，因此，教育网格应用要关注围绕中间件的相关软件技术研发，并形成体系。
3.管理服务问题
网格将成为一种IT基础设施，如何在教育领域管理、维护和运营这个基础设施，成为教育网格服务和发展的关键。同时要解决网格上资源共享中的知识产权及利益分配问题。
4.现有系统转化问题
许多教育应用系统运行多年，如果将其推向网格环境，必将面临系统移植问题，为保护原有投资，需要深入研究开发相应的支撑技术。
网格是未来信息技术发展的大趋势。网格计算将在行业应用的引导下，向多领域渗透，并将进一步融合和促进其他相关技术的应用，实现标准化、实用化、大众化。它必将对未来的教育领域和社会生活产生深远的影响。
参考文献：
[1] 孙培德．网格计算的研究新进展[J]．计算机工程与应用，2003，（16）.
[2] 洪学海，许卓群，丁文魁．网格计算技术及应用综述[J]．计算机科学，2003，30(8):1-5.
[3] 苗再良．网格技术发展现状和趋势[J]．信息技术与信息化，2005，(2):17-20.