浅谈基于知识的网格技术应用研究

黄豆豆

       论文关键词：知识　网格　知识发现　　
　　论文摘要：知识网格作为知识管理的前沿技术，其实现模型和体系结构一直是研究的重点．笔者首先介绍了网格技术的应用和现状，然后讨论了知识网格所涉及的基础服务和知识发现服务层划分的问题，最后提出了知识网格应用和土木工程专业相结合的方向．
　　20世纪90年代，Internet蔓延到世界各地，成为人们沟通信息和协同工作的有效工具．而网格(Grid)是个新的概念，是一个集成的计算资源环境，或者说是-二个计算资源池．它能够充分吸纳各种计算资源，并将其转化成一种随处可得的、可靠的、标准的同时还是经济的计算能力．这里的计算资源除了各种类型的计算机，还包括网络通信能力、数据资料、仪器设备等各种相关的资源．其网格拓扑如图1所示．

　　网格计算可从3个方面来理解：①从概念上，网格计算的目标是资源共享和分布协同工作．这种概念可以清晰地指导行业和企业中各个部门的资源进行整体上的统一规划、部署、整合和共享。这种思想的沟通和认同。对行业和企业是至关重要的，它将提升或改变整个行业或企业信息系统的规划部署、运行和管理机制．②网格是一种技术，为了达到不同种类异构的分布资源共享和协作，网格计算技术必须解决多个层次的资源共享和合作技术，制定相应的网格标准，将Internet从通讯和信息交互的平台提升到资源共享的平台…．③网格是基础设施，通过各种网络综合计算机、数据、设备和服务等资源的基础设施．
　　1网格研究的现状
　　1．1国内网格技术研究与应用现状
　　目前。国内的网格计算研究，主要集中在中科院计算所、清华大学等几家在高性能计算方面有较强实力的研究单位．在国家高技术研究发展计划(863计划)的支持下，我国的多项网格研究已经取得了突破．包括如下应用：①国家高性能计算环境；②中国教育科研网格；③国家地质调查应用网格；④中国气象应用网格．
　　1．2国外的网格技术研究与应用现状
　　在美国，由自然科学基金资助的PACI(PartnershipforAdvancedComputationalInfrastructure)项目，包括两个重要的部分：NCSA(NationalComputationalScienceAlliance)和NPACI(NationalPartnershipforAd_vancedComputationalInfrastructure)．美国的NASA(NationalAeronauticsandSpaceAdministration)正在构造一个网格计算实验床，称为IPG(InformationPowerGrid)，它可以将NASA分布在各地的资源通过网络(包括无线通信手段)连接起来，解决NASA目前无法解决的科学、工程计算与数据管理等问题．欧洲的网格论坛也在开展网格计算方面研究．目前已经出现了许多在一定程度上支持网格计算的系统，较著名的有G1obus．Legion,Net sol、，e，Condo,Ninf等．国外的各种网格系统都有一个重要的特点，即投入资金巨大．2知识发现网格
　　知识网格是强调知识存储、管理、传输和处理的网格[引．知识网格所要解决的主要问题包括：资源的规范组织、智能聚合和语义互联．资源的规范组织需要解决如何组织资源空间，使用户和服务能够有效、正确地根据语义操作各种资源，提高资源的使用效率．资源的智能聚合使资源能够互相理解，根据用户的需求，有效、动态、智能地聚合各种资源．资源的语义互联解决如何使因特网上资源的语义能够被机器理解．知识网格主要包括以下2个方面．
　　2．1网格基础服务层
　　使用网格技术构建并行分布式知识发现系统必须使用网格的基础服务，如认证、数据访问、通信和安全服务等．用于知识发现的知识网格模型是基于网格技术进行构建的，因此其底层结构和服务也是基于网格通用结构和服务的．知识网格的基础服务层如图2所示，包括2个方面的内容：Globus通用网格服务和数据网格服务．
　　2．2网格知识发现服务层
　　知识网格在网格基础服务之上构建的知识发现服务层，并使用网格基础服务来构建特定的知识挖掘服务．知识网格的知识发现服务也被分为2个层次：核心层和端层．核心层的服务直接构建在网格基础服务层之上；高端层的服务构建在知识网格的核心层之上．这些服务被用来描述、开发和执行网格知识发现应用．网格知识发现两个服务层内部结构如图3所示．通过以上模型，构建基于知识网格的知识发现应用是独立于特定领域的；它允许用户对不同的知识构成模式进行评估和比较，其数据挖掘工具和算法具有透明性、集成性和并行性等特点． 3知识网格应用领域和方向
　　知识网格的方向分为知识获取、知识建模、知识表示发布、知识门户和通过网格知识服务来管理知识等方面．知识获取位于知识服务扩展架构的最底层，可以通过知识获取技术从知识源中抽取有用的信息和知识模式．知识建模旨在提供某特定应用领域知识的结构性描述，其主要功能就是用来表示知识，以便用知识来解决实际问题．知识表示的目的，就是通过计算机可以理解的方式来对知识进行结构化和语义化组织．知识门户提供了网格上特定领域知识的视图，用户可通过网格知识门户检索和交换特定领域知识．对于知识用户来说，最关心的还是访问和使用知识的方式．在土木工程领域，知识的重用比发掘新的知识更加有意义．因此，网格环境下的知识重用也是网格知识服务的一个非常重要方面，研究人员在这方面作了很大努力，如利用本体来构建知识重用模型等．
　　通过这些方面的研究，可以拓展目前网格应用的局限账，使其能够为我国建筑业发展起到应有的作用，逐步填补在土木工程领域中网格技术研究的空白．在土木工程领域应用研究中，知识网格技术在分布式计算、J2EE平台开发应用、网格技术研究、计算机模拟仿真、土木工程领域系统设计上，都非常符合目前行业发展的需要，可以带来很好的经济效果．
　　4结语
综上所述，知识网格通过网格技术来实现信息处理和知识获取，采用层次性网格体系结构来构建资源共享和信息共享的平台。为信息服务提供更高层次的集成和共享服务．而在土木工程领域中，网格技术的应用尚处于初期，可以应用于该领域的土木工程仿真建模、抗灾与防灾的仿真系统、岩土工程中的仿真系统、项目管理系统、投标决策系统、工程结构分析的仿真系统、施工过程的仿真系统及土木工程中的专家系统的集成等方面，因此，有很大的发展空间和潜力．