淺談網(wǎng)格技術(shù)在高校信息化建設(shè)中的運(yùn)用

［摘要］文章分析了高?，F(xiàn)有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中存在的資源不能得到充分利用的現(xiàn)狀，結(jié)合咸陽(yáng)高校的實(shí)際情況，主要探討了網(wǎng)格在高校信息化建設(shè)尤其是在教育資源全面共享上的運(yùn)用。

［關(guān)鍵詞］網(wǎng)格技術(shù) 信息化 教育

［作者簡(jiǎn)介］張沛強(qiáng)（1973- ），男，陜西扶風(fēng)人，陜西財(cái)經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系實(shí)訓(xùn)部主任，講師，碩士，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。（陜西 咸陽(yáng) 712000）

［中圖分類號(hào)］TP393［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A［文章編號(hào)］1004-3985（2009）24-0169-02

高校信息化建設(shè)不斷加強(qiáng)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息化建設(shè)中起著舉足輕重的作用。但是在這一過程中卻有一些問題值得我們進(jìn)一步探討。

一、高校建設(shè)信息化校園時(shí)存在的問題

1.網(wǎng)絡(luò)資源難以被充分利用。高?；ㄙM(fèi)巨資采購(gòu)大量的計(jì)算機(jī)、應(yīng)用軟件以建設(shè)信息化校園，但是建成以后卻有很多的計(jì)算資源閑置，得不到充分利用，難以支持資源的有效共享。一些行業(yè)分析家表示，網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器實(shí)際能力沒有充分調(diào)動(dòng)起來(lái)，有大約80%的資源都被浪費(fèi)掉了。

2.信息孤島阻礙信息的交流和共享。雖然高校內(nèi)各個(gè)部門的信息化建設(shè)促進(jìn)了部門內(nèi)信息的交流和共享，但是還沒有解決信息孤島的現(xiàn)象。各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)之間不能互聯(lián)互通，缺乏信息的交流和共享，存在嚴(yán)重的信息冗余現(xiàn)象?；ㄙM(fèi)了大量人力、物力獲得的海量數(shù)據(jù)和信息被孤立于所屬的部門，不能被廣泛地訪問和使用。需要綜合數(shù)據(jù)的應(yīng)用發(fā)展要么受到限制，要么必須投入大量資金、人力來(lái)重復(fù)進(jìn)行數(shù)據(jù)資源的建設(shè)。

3.計(jì)算機(jī)資源沒有得到充分利用。校園網(wǎng)中的計(jì)算機(jī)即使是全部開機(jī)，在某一時(shí)刻，也大量處于“待機(jī)”狀態(tài)。而正在工作的計(jì)算機(jī)只是孤立地使用計(jì)算機(jī)的本地處理能力。在處理較大程序工作時(shí)，大家的直接感覺是自己的計(jì)算機(jī)速度太慢。

在信息化建設(shè)中若能重視網(wǎng)絡(luò)中的各種資源的全面共享，使每個(gè)用戶使用的節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)充分利用網(wǎng)絡(luò)中的空閑資源，使自己的計(jì)算機(jī)計(jì)算能力大幅提高，那將是一種全新的體驗(yàn)，這就是網(wǎng)格技術(shù)。

二、網(wǎng)格技術(shù)及在校園信息化建設(shè)中的現(xiàn)實(shí)意義

網(wǎng)格的原理是利用互聯(lián)網(wǎng)把分布在異地的各種資源（包括計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、帶寬資源、軟件資源、信息資源、知識(shí)資源等）連成一個(gè)邏輯整體，就像一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)一樣，因此，有人把網(wǎng)格定義為一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)的延伸。在IBM的理念中，網(wǎng)格似乎就是把整個(gè)聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)當(dāng)成一個(gè)計(jì)算平臺(tái)。在學(xué)術(shù)界有按應(yīng)用模式劃分的計(jì)算和數(shù)據(jù)網(wǎng)格、信息網(wǎng)格、知識(shí)網(wǎng)格以及商業(yè)應(yīng)用網(wǎng)格等。網(wǎng)格是繼傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)、Web之后的第三次浪潮，可以稱為第三代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

在高校校園網(wǎng)中，我們目前所熟悉的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和Web技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)與網(wǎng)頁(yè)的連通，而網(wǎng)格技術(shù)將有效地、安全地管理和共享連接到網(wǎng)絡(luò)上的各種資源，并提供相應(yīng)的服務(wù)。但目前的技術(shù)還沒有實(shí)現(xiàn)資源層面的全面共享，只是信息的傳輸，所以屬于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而非網(wǎng)格技術(shù)。這正是信息化建設(shè)中的薄弱環(huán)節(jié)，我們應(yīng)把大量投資建設(shè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到如何使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)于網(wǎng)格計(jì)算上來(lái)。

目前，在校園網(wǎng)中運(yùn)行的個(gè)人計(jì)算機(jī)和服務(wù)器并不是每時(shí)每刻都在工作的，這些計(jì)算機(jī)都存在著大量的閑置資源，它們廣泛分布在各個(gè)地方。這在校園網(wǎng)絡(luò)中是一個(gè)巨大的浪費(fèi)，如果在信息化建設(shè)中，我們利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺(tái)，將網(wǎng)格技術(shù)滲透于各個(gè)應(yīng)用方面，將使這些沒有充分利用的資源得到應(yīng)用，從而提高網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)的功能。

三、網(wǎng)格技術(shù)在建設(shè)信息化校園中的作用

1.網(wǎng)格技術(shù)實(shí)現(xiàn)資源的全面共享。在網(wǎng)格中，教育資源的利用也相對(duì)充分。在遠(yuǎn)程教育中，將有可能開發(fā)更完善的課件，真正解決網(wǎng)絡(luò)速度瓶頸的問題，使處于網(wǎng)格中的計(jì)算機(jī)各盡所能，按需分配（資源）。例如，筆者曾經(jīng)將Microsoft分布式文件系統(tǒng)（DFS）部署到我院網(wǎng)絡(luò)中心的應(yīng)用平臺(tái)中，主要目的是解決視頻資源的存儲(chǔ)空間問題。DFS根指服務(wù)器組放到信息中心，這是所有客戶端試圖訪問文件共享時(shí)首先要前往的地方。而其他子服務(wù)器由各個(gè)信任域的各個(gè)站點(diǎn)服務(wù)器構(gòu)成。雖然這不是真正意義上的網(wǎng)格應(yīng)用，但經(jīng)歷了一年多的推廣與部署之后，DFS應(yīng)用已得到了老師們的認(rèn)可。

2.網(wǎng)格技術(shù)組建強(qiáng)大的教學(xué)環(huán)境。實(shí)踐教學(xué)是提高高職學(xué)生專業(yè)技能和動(dòng)手能力的有效手段，在實(shí)踐教學(xué)的環(huán)節(jié)中，學(xué)校以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，網(wǎng)格技術(shù)在組建強(qiáng)大的實(shí)訓(xùn)環(huán)境上，更有自己的特色。

可利用網(wǎng)格技術(shù)，組建實(shí)訓(xùn)模擬環(huán)境。在高校教育中，有些培養(yǎng)目標(biāo)是高級(jí)技術(shù)應(yīng)用人才，以能實(shí)際動(dòng)手為目標(biāo)。在很多專業(yè)人才的培養(yǎng)中，多數(shù)是采用實(shí)地實(shí)物訓(xùn)練。如會(huì)計(jì)電算化、飛行駕駛、化工生產(chǎn)操作等。但是，實(shí)地實(shí)物訓(xùn)練的成本較高，有些崗位很難用實(shí)物實(shí)訓(xùn)。若用網(wǎng)格技術(shù)組建各類實(shí)訓(xùn)模擬環(huán)境，將是一種節(jié)約教育成本、提高教學(xué)質(zhì)量的有效途徑；可以利用網(wǎng)格技術(shù)，開發(fā)有應(yīng)用教育特色的課件?，F(xiàn)在的課件由于受到計(jì)算機(jī)硬件及軟件條件的限制，在體現(xiàn)應(yīng)用教育特色上還有相當(dāng)大的局限性。在課件的制作中，若想有較好的效果及較好的感染力，就得適當(dāng)多地利用聲音、圖片、三維動(dòng)畫等效果，這些效果的應(yīng)用，在普通計(jì)算機(jī)上開發(fā)和運(yùn)行都是很艱難的事情。而在網(wǎng)格中，由于利用了網(wǎng)格中其他節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)的空閑資源，計(jì)算機(jī)的速度將不再是問題。

3.網(wǎng)格技術(shù)在數(shù)字圖書館建設(shè)中的應(yīng)用。數(shù)字圖書館是綜合運(yùn)用多方面高新技術(shù)支持的數(shù)字信息資源系統(tǒng)，它將分散于不同載體、不同地域的數(shù)字化信息資源以網(wǎng)絡(luò)方式互相聯(lián)結(jié)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)資源共享。數(shù)字圖書館是計(jì)算機(jī)可處理的、有序組織的信息集合，是存儲(chǔ)數(shù)字信息的倉(cāng)儲(chǔ)。數(shù)字圖書館通過數(shù)字技術(shù)進(jìn)行信息資源的組織和管理，能夠儲(chǔ)存海量信息，用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)高效方便地進(jìn)行查詢、檢索服務(wù)。數(shù)字圖書館具有信息資源數(shù)字化、信息組織非線性化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、信息傳遞網(wǎng)絡(luò)化、服務(wù)方式多樣化等特點(diǎn)。而網(wǎng)格是高性能計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)源、因特網(wǎng)三種技術(shù)的有機(jī)組合，它具有高性能、一體化、知識(shí)生產(chǎn)、資源共享、異地協(xié)同工作、支持開放標(biāo)準(zhǔn)、功能動(dòng)態(tài)變化等優(yōu)點(diǎn)，為數(shù)字圖書館建設(shè)提供了有利的條件。表現(xiàn)在以下五個(gè)方面：（1）網(wǎng)格為數(shù)字圖書館構(gòu)造統(tǒng)一的平臺(tái)；（2）網(wǎng)格有利于數(shù)字圖書館的信息集成；（3）網(wǎng)格有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖書館的資源共享；（4）網(wǎng)格有利于數(shù)字圖書館的海量數(shù)據(jù)處理；（5）網(wǎng)格有利于數(shù)字圖書館進(jìn)行知識(shí)管理。

4.網(wǎng)格技術(shù)在開發(fā)校際信息化共享平臺(tái)中的應(yīng)用。中國(guó)教育科研網(wǎng)格是教育部在“211工程”公共服務(wù)體系建設(shè)中設(shè)立的重大專項(xiàng)，力圖解決中國(guó)教育科研網(wǎng)（CERNET）中網(wǎng)絡(luò)計(jì)算面臨的無(wú)序性、自治性和異構(gòu)性等問題，將CERNET上分散、異構(gòu)、局部自治的巨大資源整合起來(lái)，通過有序管理和協(xié)同計(jì)算，消除信息孤島，發(fā)揮綜合效能，滿足高校信息化建設(shè)及科學(xué)研究的迫切需要。至2007年，項(xiàng)目組已成功開發(fā)和部署了生物信息學(xué)、圖像處理、計(jì)算流體力學(xué)、海量信息處理和大學(xué)課程在線等5類應(yīng)用網(wǎng)格。生物信息學(xué)網(wǎng)格提供了120余種生物信息學(xué)軟件工具、35種相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)和全基因組序列圖譜組裝等6種典型網(wǎng)格應(yīng)用；圖像處理網(wǎng)格提供14類35種圖像處理服務(wù)、約10萬(wàn)張醫(yī)學(xué)圖像、1萬(wàn)份診斷資料，支持?jǐn)?shù)字化虛擬人等3種典型網(wǎng)格應(yīng)用；計(jì)算流體力學(xué)網(wǎng)格集成了30多種流體力學(xué)軟件，提供40多種網(wǎng)格服務(wù)，支持飛行器優(yōu)化設(shè)計(jì)等4種典型網(wǎng)格應(yīng)用；海量信息處理網(wǎng)格整合了18個(gè)大學(xué)數(shù)字博物館的資源，提供4大類10萬(wàn)余條數(shù)字標(biāo)本；大學(xué)課程在線網(wǎng)格提供近300多門大學(xué)課程和3500小時(shí)的課程錄像，通過17個(gè)城市的22臺(tái)服務(wù)器聯(lián)合提供網(wǎng)格環(huán)境下的教育視頻點(diǎn)播服務(wù)。

［參考文獻(xiàn)］

［1］章小龍.基于網(wǎng)格技術(shù)的高校網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用構(gòu)想［J］.漳州師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2007（4）.

［2］李珊.網(wǎng)格技術(shù)推動(dòng)企業(yè)信息化應(yīng)用分析［EB/OL］. http://www.chinagrid.net/

show.aspx?id=3245&cid;=99，2007-04-07.

［3］周銅，張曉明.網(wǎng)格理念與高校信息化建設(shè)［J］.中州大學(xué)學(xué)報(bào)，2005（4）.

［4］溫秋華.網(wǎng)格技術(shù)——高校教育信息化的新前景［J］.教育信息化，2006（12）.

［5］楊改貞，等.網(wǎng)格技術(shù)在校園網(wǎng)中的應(yīng)用研究［J］.農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2007（8）.

［6］Frank Smith.Press Kits:Sun Grid Engine,Enterprise Edition Press Kit［EB/OL］.http://www.sun.com/presskits/sgeee,2002-06-06.