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網(wǎng)格計算應(yīng)用分析

ainet.cn   2009年04月20日

網(wǎng)格技術(shù)可以使計算資源得到更有效的使用,因此在各行各業(yè)都有著不同程度的應(yīng)用。本期將講述網(wǎng)格計算如何在醫(yī)學(xué)研究、外科整容和航天飛機(jī)設(shè)計等領(lǐng)域發(fā)揮作用。 
 

醫(yī)學(xué)研究共享計算資源
牛津大學(xué)推出了一個新的計劃Integrative Biology項(xiàng)目,準(zhǔn)備利用網(wǎng)格技術(shù)解決當(dāng)今世界上兩大醫(yī)學(xué)難題。該項(xiàng)目將集中對心臟和癌癥進(jìn)行研究,每年60%的死者死于這兩種病。

這個項(xiàng)目的研究人員將創(chuàng)建一個網(wǎng)格計算資源幫助他們模擬復(fù)雜的生物學(xué)系統(tǒng),通過先進(jìn)的計算機(jī)模擬幫助他們了解和治療這兩種疾病。

通過連接不同國家的計算機(jī)資源,牛津大學(xué)希望對這些疾病做更深入的研究,也希望能證明通過新的技術(shù)手段可以解決一些過去不能解決的難題。

牛津大學(xué)e-Science中心的主管Paul Jeffery教授說:“通過互聯(lián)網(wǎng),我們可以共享網(wǎng)上的資源,新的e-Scinece技術(shù)和網(wǎng)格系統(tǒng)可以共享和安全的訪問分布式計算資源。”

“e-Science背后的推動力是對海量數(shù)據(jù)處理的需求,和解決科學(xué)研究中復(fù)雜計算的需要?!?/FONT>

現(xiàn)在的科學(xué)家往往要處理PB(1000 TB)級的數(shù)據(jù)量,如果他們使用普通的計算機(jī),那么將花費(fèi)幾年的時間。Jeffery說:“通過使用網(wǎng)格技術(shù),全世界的科學(xué)家就能協(xié)同工作,連接他們的計算資源來更快地解決問題,而且同時也拓展了他們的知識邊界?!?/FONT>

牛津大學(xué)Integrative Biology項(xiàng)目的領(lǐng)導(dǎo)者David Gavaghan博士表示,項(xiàng)目將集中在兩個方面:心臟模擬、癌癥形成和生長方式的模擬,以便在未來最終研制出能有效治療這兩種疾病的藥物。

從理論上來講,這個項(xiàng)目將聯(lián)系多種學(xué)科,包括實(shí)驗(yàn)數(shù)學(xué)建模,高性能計算和仿真。為了取得實(shí)際上的突破,是否能提供強(qiáng)大的計算能力是個關(guān)鍵。Gavaghan說:“從數(shù)學(xué)的角度來講這是個難題,毫無疑問惟一的途徑只有通過高性能的計算。而我們的目的是通過網(wǎng)格技術(shù)來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),而且是以盡可能方便使用的方式?!睘榱藢?shí)現(xiàn)這一目標(biāo),第一代網(wǎng)格項(xiàng)目,例如e-Diamond已經(jīng)被大大改進(jìn)了。

相應(yīng)地,這個項(xiàng)目包含了一系列的先進(jìn)技術(shù),比如安全措施,計算機(jī)訪問以及如何連接全球的計算資源等等。Gavaghan說:“完成這個項(xiàng)目的第一部數(shù)據(jù)集合,存儲與整合工作,第二步將使用這些數(shù)據(jù)為生物學(xué)家提供有用的信息?!?

外科醫(yī)生模擬整容實(shí)驗(yàn)
英國的研究人員合作開發(fā)了一個網(wǎng)格應(yīng)用程序,這個程序可以在手術(shù)前模擬出手術(shù)可能的結(jié)果,這樣就能幫助醫(yī)生更好地施行面部整容手術(shù)。

另一個在德國進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)如果成功,那么未來醫(yī)生做手術(shù)的方式就將徹底改變。這個計劃由萊比錫大學(xué)醫(yī)學(xué)院口腔頜面部的醫(yī)生Tomas Hierl領(lǐng)導(dǎo),他們不需要購買昂貴的服務(wù)器就可以運(yùn)行復(fù)雜的醫(yī)學(xué)模擬應(yīng)用程序。

NEC為他們提供了一臺計算機(jī)和到遠(yuǎn)程的網(wǎng)格計算平臺的安全連接,正是這個平臺為他們提供了高性能的計算能力。該系統(tǒng)通過收集醫(yī)生輸入病人的掃描數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個模型,然后在模型上模擬各種外科手術(shù)過程可能帶來的后果。

通過虛擬的面部整容手術(shù),醫(yī)生可以預(yù)先知道手術(shù)對病人的牙齒、呼吸能力以及面容造成的影響?!霸谶^去的手術(shù)中,醫(yī)生往往會切除部分的骨頭,然后把他們放在正確的位置。為了計劃手術(shù)過程,醫(yī)生要么求助于昂貴的人造模型,要么就憑過去的經(jīng)驗(yàn)。而現(xiàn)在依靠這套應(yīng)用程序,醫(yī)生就可以嘗試各種可能的方案?!?/FONT>

南安普敦大學(xué)和舍菲爾德大學(xué)的研究人員和其他幾家歐洲的研究機(jī)構(gòu)與NEC一起開發(fā)了這套網(wǎng)格應(yīng)用程序。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)是更廣泛的基于網(wǎng)格技術(shù)的醫(yī)學(xué)模擬服務(wù)項(xiàng)目(GEMSS)的一部分,該計劃的宗旨是通過分布式計算方法幫助醫(yī)生在手術(shù)前就做出更好的決策。其他的已經(jīng)開始實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目包括輔助神經(jīng)外科手術(shù),增進(jìn)藥物到達(dá)肺部和改進(jìn)癌癥的治療等。

航天飛機(jī)設(shè)計流程縮短1/3
BAE System為了一些軍事項(xiàng)目開發(fā)了很多尖端的技術(shù),包括Eurofighter,該公司曾經(jīng)設(shè)計過航天飛機(jī),它還是皇家海軍(Royal Navy)兩個新的航天飛機(jī)設(shè)計的主要承包商之一。

BAE的軟件開發(fā)是一項(xiàng)數(shù)據(jù)密集型工作,有超過10000名的系統(tǒng)軟件工程師參與開發(fā)工作。這個公司采用了網(wǎng)格技術(shù)幫助員工更有效地處理信息。結(jié)果表明,這家公司從這一技術(shù)中獲得了更高的效率。例如,在內(nèi)部設(shè)計項(xiàng)目中使用網(wǎng)格,許可證費(fèi)用節(jié)省了50%,產(chǎn)品流程的長度可以被縮短1/3。

BAE的網(wǎng)格使用了很多的資源,連接了包括服務(wù)器集群、分布在桌面的PC和企業(yè)存儲系統(tǒng)在內(nèi)的硬件設(shè)施,網(wǎng)格還使用了預(yù)約引擎軟件和HP的external virtualisation applications。

該公司同HP、新加坡的高性能計算學(xué)會,Cardiff University和斯旺西的University of Wales協(xié)同配合,在航天和國防設(shè)計中使用網(wǎng)格技術(shù)。它的目標(biāo)是開發(fā)出實(shí)用的計算策略,以便對于IT資源進(jìn)行更有效的管理。

未來,BAE System希望網(wǎng)格計算成為其商業(yè)流程的核心元素?!熬W(wǎng)格就好像集中所有的資源來解決某一個特定的問題,” BAE grid的項(xiàng)目經(jīng)理表示。

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