面向水泥仿真的網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)及服務(wù)實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，其高速運(yùn)算的特點(diǎn)為其他學(xué)科的研究開辟了新的領(lǐng)域，計(jì)算材料學(xué)就是其中之一。早在90年代初期，就有國(guó)外的相關(guān)研究人員在對(duì)水泥掃描電鏡圖像和X射線圖像進(jìn)行處理后，用計(jì)算機(jī)重構(gòu)水泥樣本的三維微觀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而對(duì)水泥材料的水化過(guò)程進(jìn)行仿真。這一技術(shù)的出現(xiàn)使材料科學(xué)的研究跳出了傳統(tǒng)的“炒菜法”(trial-error)，而發(fā)展為基于原理的方法，縮短了新材料研制的時(shí)間，降低了人力物力。然而，隨著材料結(jié)構(gòu)及反應(yīng)環(huán)境的復(fù)雜化，

2、原來(lái)的單機(jī)計(jì)算模式已經(jīng)難以滿足更復(fù)雜的計(jì)算要求，這就需要一種更強(qiáng)大的計(jì)算資源平臺(tái)的出現(xiàn)。本文結(jié)合目前信息科學(xué)領(lǐng)域最前沿的網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)，在現(xiàn)有硬件及軟件實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，搭建了面向水泥仿真的網(wǎng)格計(jì)算平臺(tái)，并在該網(wǎng)格平臺(tái)上部署了安全體系、提供了水泥水化模擬服務(wù)，為水泥仿真計(jì)算提供了一個(gè)性能更強(qiáng)大的計(jì)算平臺(tái)。主要研究?jī)?nèi)容包括以下四個(gè)方面： 首先，構(gòu)建水泥數(shù)字圖像數(shù)據(jù)庫(kù)。集合前期采樣、實(shí)驗(yàn)得到的大量水泥數(shù)字圖像及其采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的能譜圖，構(gòu)建水泥

3、數(shù)字圖像庫(kù)，為綠色建材數(shù)據(jù)庫(kù)的開發(fā)和后期的研究提供了充足的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 然后，規(guī)劃并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)。在濟(jì)南大學(xué)現(xiàn)有的曙光TC-3000、TC-1700高性能計(jì)算節(jié)點(diǎn)和Linux機(jī)群系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，安裝Globus相關(guān)工具包，構(gòu)建基于開放網(wǎng)格服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)。我們參考了美國(guó)軍方的SFExpress項(xiàng)目，構(gòu)建了由模擬器、路由器、網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)服務(wù)器四層設(shè)備組成的樹形結(jié)構(gòu)，并在每個(gè)模擬器節(jié)點(diǎn)上部署GlobusToolkit4.0，為網(wǎng)格應(yīng)

4、用提供了開發(fā)和實(shí)現(xiàn)平臺(tái)。隨后，在此平臺(tái)上部署Globus安全體系，為網(wǎng)格環(huán)境的運(yùn)行提供安全保障。包括部署面向證書頒發(fā)、證書簽名的身份認(rèn)證服務(wù);開發(fā)組件程序提供客戶代理憑證管理，以實(shí)現(xiàn)用戶的單點(diǎn)登錄;利用XML安全技術(shù)開發(fā)組件程序，提供文檔分層加密與簽名管理等。 最后，定制實(shí)現(xiàn)水泥仿真的網(wǎng)格服務(wù)。將網(wǎng)格信息發(fā)現(xiàn)、網(wǎng)格資源定制和網(wǎng)格文件傳輸技術(shù)與單機(jī)環(huán)境下模擬水化過(guò)程的程序相結(jié)合，針對(duì)網(wǎng)格環(huán)境下并行計(jì)算的特點(diǎn)對(duì)水泥仿真的過(guò)程進(jìn)行任務(wù)