淺談基于知識的網格技術應用研究

淺談基于知識的網格技術應用研究

論文關鍵詞：知識　網格　知識發現　　
　　論文摘要：知識網格作為知識管理的前沿技術，其實現模型和體系結構一直是研究的重點．筆者首先介紹了網格技術的應用和現狀，然后討論了知識網格所涉及的基礎服務和知識發現服務層劃分的問題，最后提出了知識網格應用和土木工程專業相結合的方向．
　　20世紀90年代，Internet蔓延到世界各地，成為人們溝通信息和協同工作的有效工具．而網格(Grid)是個新的概念，是一個集成的計算資源環境，或者說是-二個計算資源池．它能夠充分吸納各種計算資源，并將其轉化成一種隨處可得的、可靠的、標準的同時還是經濟的計算能力．這里的計算資源除了各種類型的計算機，還包括網絡通信能力、數據資料、儀器設備等各種相關的資源．其網格拓撲如圖1所示．

　　網格計算可從3個方面來理解：①從概念上，網格計算的目標是資源共享和分布協同工作．這種概念可以清晰地指導行業和企業中各個部門的資源進行整體上的統一規劃、部署、整合和共享。這種思想的溝通和認同。對行業和企業是至關重要的，它將提升或改變整個行業或企業信息系統的規劃部署、運行和管理機制．②網格是一種技術，為了達到不同種類異構的分布資源共享和協作，網格計算技術必須解決多個層次的資源共享和合作技術，制定相應的網格標準，將Internet從通訊和信息交互的平臺提升到資源共享的平臺…．③網格是基礎設施，通過各種網絡綜合計算機、數據、設備和服務等資源的基礎設施．
　　1網格研究的現狀
　　1．1國內網格技術研究與應用現狀
　　目前。國內的網格計算研究，主要集中在中科院計算所、清華大學等幾家在高性能計算方面有較強實力的研究單位．在國家高技術研究發展計劃(863計劃)的支持下，我國的多項網格研究已經取得了突破．包括如下應用：①國家高性能計算環境；②中國教育科研網格；③國家地質調查應用網格；④中國氣象應用網格．
　　1．2國外的網格技術研究與應用現狀
　　在美國，由自然科學基金資助的PACI(PartnershipforAdvancedComputationalInfrastructure)項目，包括兩個重要的部分：NCSA(NationalComputationalScienceAlliance)和NPACI(NationalPartnershipforAd_vancedComputationalInfrastructure)．美國的NASA(NationalAeronauticsandSpaceAdministration)正在構造一個網格計算實驗床，稱為IPG(InformationPowerGrid)，它可以將NASA分布在各地的資源通過網絡(包括無線通信手段)連接起來，解決NASA目前無法解決的科學、工程計算與數據管理等問題．歐洲的網格論壇也在開展網格計算方面研究．目前已經出現了許多在一定程度上支持網格計算的系統，較著名的有G1obus．Legion,Net sol、，e，Condo,Ninf等．國外的各種網格系統都有一個重要的特點，即投入資金巨大．2知識發現網格
　　知識網格是強調知識存儲、管理、傳輸和處理的網格[引．知識網格所要解決的主要問題包括：資源的規范組織、智能聚合和語義互聯．資源的規范組織需要解決如何組織資源空間，使用戶和服務能夠有效、正確地根據語義操作各種資源，提高資源的使用效率．資源的智能聚合使資源能夠互相理解，根據用戶的需求，有效、動態、智能地聚合各種資源．資源的語義互聯解決如何使因特網上資源的語義能夠被機器理解．知識網格主要包括以下2個方面．
　　2．1網格基礎服務層
　　使用網格技術構建并行分布式知識發現系統必須使用網格的基礎服務，如認證、數據訪問、通信和安全服務等．用于知識發現的知識網格模型是基于網格技術進行構建的，因此其底層結構和服務也是基于網格通用結構和服務的．知識網格的基礎服務層如圖2所示，包括2個方面的內容：Globus通用網格服務和數據網格服務．
　　2．2網格知識發現服務層
　　知識網格在網格基礎服務之上構建的知識發現服務層，并使用網格基礎服務來構建特定的知識挖掘服務．知識網格的知識發現服務也被分為2個層次：核心層和端層．核心層的服務直接構建在網格基礎服務層之上；高端層的服務構建在知識網格的核心層之上．這些服務被用來描述、開發和執行網格知識發現應用．網格知識發現兩個服務層內部結構如圖3所示．通過以上模型，構建基于知識網格的知識發現應用是獨立于特定領域的；它允許用戶對不同的知識構成模式進行評估和比較，其數據挖掘工具和算法具有透明性、集成性和并行性等特點． 3知識網格應用領域和方向
　　知識網格的方向分為知識獲取、知識建模、知識表示發布、知識門戶和通過網格知識服務來管理知識等方面．知識獲取位于知識服務擴展架構的最底層，可以通過知識獲取技術從知識源中抽取有用的信息和知識模式．知識建模旨在提供某特定應用領域知識的結構性描述，其主要功能就是用來表示知識，以便用知識來解決實際問題．知識表示的目的，就是通過計算機可以理解的方式來對知識進行結構化和語義化組織．知識門戶提供了網格上特定領域知識的視圖，用戶可通過網格知識門戶檢索和交換特定領域知識．對于知識用戶來說，最關心的還是訪問和使用知識的方式．在土木工程領域，知識的重用比發掘新的知識更加有意義．因此，網格環境下的知識重用也是網格知識服務的一個非常重要方面，研究人員在這方面作了很大努力，如利用本體來構建知識重用模型等．
　　通過這些方面的研究，可以拓展目前網格應用的局限賬，使其能夠為我國建筑業發展起到應有的作用，逐步填補在土木工程領域中網格技術研究的空白．在土木工程領域應用研究中，知識網格技術在分布式計算、J2EE平臺開發應用、網格技術研究、計算機模擬仿真、土木工程領域系統設計上，都非常符合目前行業發展的需要，可以帶來很好的經濟效果．
　　4結語
綜上所述，知識網格通過網格技術來實現信息處理和知識獲取，采用層次性網格體系結構來構建資源共享和信息共享的平臺。為信息服務提供更高層次的集成和共享服務．而在土木工程領域中，網格技術的應用尚處于初期，可以應用于該領域的土木工程仿真建模、抗災與防災的仿真系統、巖土工程中的仿真系統、項目管理系統、投標決策系統、工程結構分析的仿真系統、施工過程的仿真系統及土木工程中的專家系統的集成等方面，因此，有很大的發展空間和潛力．

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