如同許多重要的概念和技術(shù)一樣，網(wǎng)格概念的出現(xiàn)是為了解決科學(xué)與工程中所面臨的基本原理問題。網(wǎng)格概念的基本思想起源于20世紀(jì)60年代，20世紀(jì)90年代網(wǎng)格研究的先驅(qū)者給出了網(wǎng)格的具體形式。所謂網(wǎng)格是把整個Internet整合成一臺巨大的超級計算機，實現(xiàn)計算資源、存儲資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識資源、專家資源的全面共享（李國杰，2001）。

學(xué)術(shù)界和企業(yè)界歷經(jīng)10多年的研究和開發(fā)，使得網(wǎng)格技術(shù)開始成型，并延續(xù)至今繼續(xù)發(fā)展。如圖 1?1所示，可以將網(wǎng)格技術(shù)的發(fā)展過程區(qū)分為幾個不同的階段。在此期間，科學(xué)界一直領(lǐng)導(dǎo)著網(wǎng)格技術(shù)的發(fā)展，利用這些技術(shù)來創(chuàng)建計算和管理數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施。并將對21世紀(jì)科學(xué)與社會的發(fā)展起到關(guān)鍵的推動作用。如今，網(wǎng)格計算已受到信息科學(xué)界專家的密切關(guān)注（陳述彭，2002），其應(yīng)用與解決方案都集中在基于開放式技術(shù)的、面向服務(wù)的以及水平式的方案。

圖 1?1 網(wǎng)格技術(shù)的發(fā)展

Fig 1-1 Development of GRID

網(wǎng)格作為Internet的第三次浪潮，在世界各國引起了前所未有的關(guān)注和重視。美國、歐洲、日本等都啟動了大型網(wǎng)格研究計劃，并得到了產(chǎn)業(yè)界的支持，我國已通過863計劃的高性能計算專項和軟件專項等重大科研項目，在“十五”期間支持網(wǎng)格的研究和應(yīng)用工作。目前，對網(wǎng)格的研究工作主要集中在：計算網(wǎng)格、信息網(wǎng)格和知識網(wǎng)格等三個層次（李國杰，2002）。計算網(wǎng)格是網(wǎng)格的系統(tǒng)層，它為應(yīng)用層提供系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施，通過網(wǎng)絡(luò)連接地理上分布的各類計算機（包括機群）、數(shù)據(jù)庫、各類設(shè)備和存儲設(shè)備等，形成對用戶相對透明的高性能計算環(huán)境，它的應(yīng)用包括分布式計算、高吞吐量計算、協(xié)同工程和數(shù)據(jù)查詢等許多功能。網(wǎng)格計算被定義為一個廣域范圍的“無縫集成和協(xié)同計算環(huán)境”。信息網(wǎng)格是要利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、協(xié)議規(guī)范、Web和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，研制一體化的智能信息處理平臺，消除信息孤島，使得用戶能方便地發(fā)布、處理和獲取信息。信息網(wǎng)格追求的最終目標(biāo)是能夠做到服務(wù)點播（Service on Demand）和一步到位服務(wù)(One Click is Enough)。知識網(wǎng)格研制一體化的智能知識處理平臺，消除知識孤島，使得用戶能方便地發(fā)布、處理和獲取知識。

國際上對數(shù)據(jù)網(wǎng)格進(jìn)行了比較深入的研究（Chervenak A et al, 2002; Stockinger H etal, 2002），提出和建立了基于文件的數(shù)據(jù)網(wǎng)格和基于數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)網(wǎng)格。基于文件的數(shù)據(jù)共享方式，其代表性研究項目有歐盟的數(shù)據(jù)網(wǎng)格計劃Data Grid。旨在訪問隸屬于不同機構(gòu)的地域上分布的計算能力和存儲工具，將為不同學(xué)科的科學(xué)實驗的海量數(shù)據(jù)處理提供所需的資源，這個計劃包括三個數(shù)據(jù)密集型計算應(yīng)用領(lǐng)域：高能物理（High Energy Physics），生物和醫(yī)學(xué)圖像處理（Biology and Medical Image Processing）和地球觀測（Earth Observation）。Data Grid是一個為e-Science提供數(shù)據(jù)解決方案的系統(tǒng)框架。對數(shù)據(jù)庫相關(guān)的網(wǎng)格研究剛剛起步，代表性項目有：歐盟的數(shù)據(jù)網(wǎng)格Work Package 2和全球網(wǎng)格論壇（GGF）下屬的DAIS研究組。數(shù)據(jù)網(wǎng)格work package2是數(shù)據(jù)網(wǎng)格(Data Grid)的后續(xù)工作，主要目標(biāo)是為關(guān)系型DBMS提供包括數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)、副本管理、工作流優(yōu)化在內(nèi)的網(wǎng)格應(yīng)用服務(wù)接口，將其并入數(shù)據(jù)網(wǎng)格。SpitFires是該項目開發(fā)的一個演示系統(tǒng)，提供了一個DBMS的網(wǎng)格服務(wù)，該服務(wù)能夠?qū)⒕W(wǎng)格應(yīng)用客戶端發(fā)送的HTTP查詢請求轉(zhuǎn)換成JDBC請求傳遞給關(guān)系型DBMS，然后將表單查詢結(jié)果以XML的形式輸出到客戶端。DAIS研究組的全稱為Data Access and Integration Service Research Group。DIAS研究將網(wǎng)格上的數(shù)據(jù)資源(包括文件系統(tǒng)和各種類型數(shù)據(jù)庫)用一層統(tǒng)一的虛擬服務(wù)進(jìn)行封裝，在資源抽象成服務(wù)的基礎(chǔ)上提供各種協(xié)同功能服務(wù)，包括發(fā)現(xiàn)服務(wù)、模式管理、副本管理等。

我國科技界自20世紀(jì)90年代中后期。就開始密切關(guān)注國外相關(guān)領(lǐng)域的動向，并及時開展跟蹤研究。國防科技大學(xué)計算機學(xué)院基于元計算和網(wǎng)格計算技術(shù)的研究，提出了集成網(wǎng)絡(luò)上各種信息資源、計算資源和儀器設(shè)備等的網(wǎng)絡(luò)聚合計算環(huán)境，為用戶提供有效便捷的信息服務(wù)、計算服務(wù)和決策支持服務(wù)。中科院計算所的織女星（VEGA）網(wǎng)格計劃強調(diào)“服務(wù)網(wǎng)格”的思想，其不僅面向科學(xué)計算，還提供消息、郵件、內(nèi)容、交易、計算等服務(wù)。織女星信息網(wǎng)格（Vega Information Grid, Vega-IG）是織女星網(wǎng)格研究計劃的一個組成部分。它的目的是在數(shù)據(jù)庫技術(shù)、因特網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)格技術(shù)、萬維網(wǎng)服務(wù)等技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究信息網(wǎng)格的機制和體系結(jié)構(gòu)，進(jìn)而指導(dǎo)信息網(wǎng)格系統(tǒng)及應(yīng)用的開發(fā)。王意潔等（2002）從應(yīng)用需求出發(fā)，分析了數(shù)據(jù)網(wǎng)格的基本目標(biāo)：命名透明性、定位透明性、協(xié)議透明性和時間的透明性，以及數(shù)據(jù)網(wǎng)格提供的基本服務(wù)：目錄服務(wù)、注冊與發(fā)布、信息發(fā)現(xiàn)、存儲資源代理服務(wù)、身份認(rèn)證服務(wù)與訪問控制、調(diào)度和方法執(zhí)行等，深入研究了數(shù)據(jù)網(wǎng)格的關(guān)鍵技術(shù)：元數(shù)據(jù)目錄和存儲資源代理，介紹了一個海量信息處理系統(tǒng)的設(shè)計。徐志偉等（2002）認(rèn)為利用網(wǎng)格技術(shù)實現(xiàn)信息共享、管理和服務(wù)的系統(tǒng)通稱為信息網(wǎng)格，與信息網(wǎng)格相關(guān)的研究包括數(shù)據(jù)網(wǎng)格和企業(yè)信息平臺等；并描述了織女星信息網(wǎng)格的設(shè)計思想、框架和體系結(jié)構(gòu)、提出了信息網(wǎng)格面向行為的時空模型以及構(gòu)成該模型的4個正交概念和相關(guān)的推導(dǎo)概念；闡述了如何利用這些技術(shù)解決信息的表示、組織、獲取、顯示、管理和處理中遇到的關(guān)鍵問題。H. Zhuge等（2002）建立了一個服務(wù)網(wǎng)格模型，使用戶能在網(wǎng)絡(luò)上組織和準(zhǔn)確識別服務(wù)。該服務(wù)網(wǎng)格模型是一個三維的服務(wù)空間（服務(wù)目錄、服務(wù)等級和服務(wù)位置），其中前2個定義了服務(wù)的區(qū)域，第3個定義了存儲服務(wù)的地方。服務(wù)目錄是服務(wù)功能的分類，服務(wù)等級從低到高分別是系統(tǒng)級，中間件級，應(yīng)用界面（API）級和應(yīng)用級。

網(wǎng)格的根本特征并不是它的規(guī)模，而是資源共享，消除資源孤島。這種開放透明地共享資源模式?jīng)Q定了網(wǎng)格與地理信息系統(tǒng)結(jié)合的必然性（李德仁等，2003；夏曙東，2002；孫九林，2002）。不同的學(xué)者主要是從不同的側(cè)面來探討網(wǎng)格技術(shù)在地理信息領(lǐng)域中的應(yīng)用。

陳述彭等（2002）認(rèn)為要重新認(rèn)識網(wǎng)格地圖，抓住網(wǎng)格計算的發(fā)展機遇，開拓地理信息的應(yīng)用新領(lǐng)域，加強空間分析與知識發(fā)現(xiàn)的能力。駱劍承等（2002）采用中間件技術(shù)，提出了網(wǎng)格GIS的完整組織體系與結(jié)構(gòu)設(shè)計，并分別根據(jù)空間數(shù)據(jù)組織、空間信息處理與分析以及空間交融等3個方面的技術(shù)實現(xiàn)進(jìn)行了相應(yīng)的論述。方金云等（2002）提出網(wǎng)格GIS體系結(jié)構(gòu)模型，包括數(shù)據(jù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)中間件、應(yīng)用服務(wù)器、應(yīng)用橋、客戶端，各層都具有完整獨立的應(yīng)用邏輯，并通過標(biāo)準(zhǔn)接口實現(xiàn)相鄰層次之間的數(shù)據(jù)交換。王錚等（2003）提出的網(wǎng)格GIS體系架構(gòu)模型，包括網(wǎng)格GIS基礎(chǔ)設(shè)施、安全機制、核心GIS中間件、GIS用戶層次中間件、網(wǎng)格GIS發(fā)展環(huán)境與工具和網(wǎng)格GIS應(yīng)用等6個層次。任建武（2003）研究并設(shè)計了基于中間件的GRID GIS框架體系結(jié)構(gòu)。李德仁等（2003）針對網(wǎng)格對GIS提出的挑戰(zhàn)，提出了一種既能適合網(wǎng)格計算環(huán)境又充分考慮到地球空間的自然特征和社會屬性的差異性及社會經(jīng)濟發(fā)展不平衡的特點的空間信息表示方法——空間信息多級網(wǎng)格（Spatial Information Multi-Grid：SIMG）。

網(wǎng)格環(huán)境下空間數(shù)據(jù)組織與管理的研究重點不在于如何提高GIS空間數(shù)據(jù)庫本身的性能或功能問題，而在于如何基于現(xiàn)有的GIS空間數(shù)據(jù)庫，將GIS空間數(shù)據(jù)庫作為基本的數(shù)據(jù)管理單元并入網(wǎng)格計算環(huán)境，形成空間數(shù)據(jù)網(wǎng)格與空間信息網(wǎng)格，使其能夠被網(wǎng)格應(yīng)用有序地訪問和協(xié)同地調(diào)用，即如何建立GIS空間數(shù)據(jù)庫資源在網(wǎng)格上的共享規(guī)則。

空間數(shù)據(jù)網(wǎng)格是利用網(wǎng)格技術(shù)、空間信息基礎(chǔ)設(shè)施、空間信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)議規(guī)范，形成一個虛擬的空間信息管理與處理環(huán)境，將地理上分布、異構(gòu)的各種設(shè)備與系統(tǒng)進(jìn)行集成，是實現(xiàn)空間信息和資源共享，為用戶提供一體化的空間信息服務(wù)的智能化信息平臺（陳廣學(xué)等，2005）。它是實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)資源有機集聚與全面連通的核心與基礎(chǔ)。空間數(shù)據(jù)網(wǎng)格與“分布式空間數(shù)據(jù)庫”不是一個概念，空間數(shù)據(jù)網(wǎng)格的數(shù)據(jù)庫雖然也具有地理上分布以及跨平臺等特點，但它們要么具有一致的開放結(jié)構(gòu)（語義、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與存儲格式），要么具有標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)格接口。不像傳統(tǒng)的分布式數(shù)據(jù)庫，具有異構(gòu)、異態(tài)、自封閉甚至異質(zhì)等致命缺點，它們必須經(jīng)過面向網(wǎng)格的改造與整合，建立標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)格接口才能成為空間數(shù)據(jù)網(wǎng)格的結(jié)點。空間數(shù)據(jù)網(wǎng)格為GIS所需要的海量數(shù)據(jù)的存儲、管理、共享與應(yīng)用提供了方便與可能。

空間信息網(wǎng)格是一種匯集和共享空間信息資源，進(jìn)行一體化組織與處理，具有按需服務(wù)能力的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施，它提供一體化的空間信息獲取、處理與應(yīng)用服務(wù)的基本技術(shù)框架，以及智能化的空間信息處理平臺和應(yīng)用環(huán)境，從而為解決信息資源的全面共享和實現(xiàn)空間信息的按需服務(wù)提供了技術(shù)支撐（劉經(jīng)南等，2004）。空間信息網(wǎng)格的研究重點是如何消除信息孤島和知識孤島，實現(xiàn)信息資源和知識資源透明地共享。這種共享不是一般的文件交換與信息瀏覽，而是要把所有的地理信息系統(tǒng)連接成一個虛擬的社會組織(virtual organization)，實現(xiàn)在動態(tài)變化環(huán)境中靈活控制的協(xié)作式信息資源共享。空間信息網(wǎng)格與WebGIS最大的區(qū)別是一體化，即用戶看到的不是數(shù)不清的門類繁多的網(wǎng)站，而是單一的入口和單一系統(tǒng)映像。一個用戶需要查詢某一方面的地理信息數(shù)據(jù)，不必知道有哪些數(shù)據(jù)供應(yīng)商或數(shù)據(jù)生產(chǎn)者，只需通過空間信息網(wǎng)格提供的元數(shù)據(jù)信息庫進(jìn)行最簡單的查詢，即可找到用戶需要的地理信息數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的查詢檢索對用戶是透明的，只要查詢請求的格式符合系統(tǒng)要求，經(jīng)過網(wǎng)格計算，就可從空間信息網(wǎng)格中輕松獲取所需要的數(shù)據(jù)。

摘自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_5a1a57450100aglv.html

總結(jié)

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