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基于知識(shí)的網(wǎng)格技術(shù)應(yīng)用研究論文
論文關(guān)鍵詞：知識(shí) 網(wǎng)格 知識(shí)發(fā)現(xiàn)
論文摘要：知識(shí)網(wǎng)格作為知識(shí)管理的前沿技術(shù)，其實(shí)現(xiàn)模型和體系結(jié)構(gòu)一直是研究的重點(diǎn)。筆者首先介紹了網(wǎng)格技術(shù)的應(yīng)用和現(xiàn)狀，然后討論了知識(shí)網(wǎng)格所涉及的基礎(chǔ)服務(wù)和知識(shí)發(fā)現(xiàn)服務(wù)層劃分的問(wèn)題，最后提出了知識(shí)網(wǎng)格應(yīng)用和土木工程專業(yè)相結(jié)合的方向。
20世紀(jì)90年代，Internet蔓延到世界各地，成為人們溝通信息和協(xié)同工作的有效工具。而網(wǎng)格（Grid）是個(gè)新的概念，是一個(gè)集成的計(jì)算資源環(huán)境，或者說(shuō)是—二個(gè)計(jì)算資源池。它能夠充分吸納各種計(jì)算資源，并將其轉(zhuǎn)化成一種隨處可得的、可靠的、標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)還是經(jīng)濟(jì)的計(jì)算能力。這里的計(jì)算資源除了各種類型的計(jì)算機(jī)，還包括網(wǎng)絡(luò)通信能力、數(shù)據(jù)資料、儀器設(shè)備等各種相關(guān)的資源。其網(wǎng)格拓?fù)淙鐖D1所示。
網(wǎng)格計(jì)算可從3個(gè)方面來(lái)理解：①?gòu)母拍钌�，網(wǎng)格計(jì)算的目標(biāo)是資源共享和分布協(xié)同工作。這種概念可以清晰地指導(dǎo)行業(yè)和企業(yè)中各個(gè)部門的資源進(jìn)行整體上的統(tǒng)一規(guī)劃、部署、整合和共享。這種思想的溝通和認(rèn)同。對(duì)行業(yè)和企業(yè)是至關(guān)重要的，它將提升或改變整個(gè)行業(yè)或企業(yè)信息系統(tǒng)的規(guī)劃部署、運(yùn)行和管理機(jī)制。②網(wǎng)格是一種技術(shù)，為了達(dá)到不同種類異構(gòu)的分布資源共享和協(xié)作，網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)必須解決多個(gè)層次的資源共享和合作技術(shù)，制定相應(yīng)的網(wǎng)格標(biāo)準(zhǔn)，將Internet從通訊和信息交互的平臺(tái)提升到資源共享的平臺(tái)…。③網(wǎng)格是基礎(chǔ)設(shè)施，通過(guò)各種網(wǎng)絡(luò)綜合計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)、設(shè)備和服務(wù)等資源的基礎(chǔ)設(shè)施。
1網(wǎng)格研究的現(xiàn)狀
1。1國(guó)內(nèi)網(wǎng)格技術(shù)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀
目前。國(guó)內(nèi)的網(wǎng)格計(jì)算研究，主要集中在中科院計(jì)算所、清華大學(xué)等幾家在高性能計(jì)算方面有較強(qiáng)實(shí)力的研究單位。在國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）的支持下，我國(guó)的多項(xiàng)網(wǎng)格研究已經(jīng)取得了突破。包括如下應(yīng)用：①國(guó)家高性能計(jì)算環(huán)境；②中國(guó)教育科研網(wǎng)格；③國(guó)家地質(zhì)調(diào)查應(yīng)用網(wǎng)格；④中國(guó)氣象應(yīng)用網(wǎng)格。
1。2國(guó)外的網(wǎng)格技術(shù)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀
在美國(guó)，由自然科學(xué)基金資助的PACI（PartnershipforAdvancedComputationalInfrastructure）項(xiàng)目，包括兩個(gè)重要的部分：NCSA（NationalComputationalScienceAlliance）和NPACI（NationalPartnershipforAd_vancedComputationalInfrastructure）。美國(guó)的NASA（NationalAeronauticsanDSPaceAdministration）正在構(gòu)造一個(gè)網(wǎng)格計(jì)算實(shí)驗(yàn)床，稱為IPG（InformationPowerGrid），它可以將NASA分布在各地的資源通過(guò)網(wǎng)絡(luò)（包括無(wú)線通信手段）連接起來(lái)，解決NASA目前無(wú)法解決的科學(xué)、工程計(jì)算與數(shù)據(jù)管理等問(wèn)題。歐洲的網(wǎng)格論壇也在開(kāi)展網(wǎng)格計(jì)算方面研究。目前已經(jīng)出現(xiàn)了許多在一定程度上支持網(wǎng)格計(jì)算的系統(tǒng)，較著名的有G1obus。Legion，Net sol、，e，Condo，Ninf等。國(guó)外的各種網(wǎng)格系統(tǒng)都有一個(gè)重要的特點(diǎn)，即投入資金巨大。
2知識(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格
知識(shí)網(wǎng)格是強(qiáng)調(diào)知識(shí)存儲(chǔ)、管理、傳輸和處理的網(wǎng)格[引。知識(shí)網(wǎng)格所要解決的主要問(wèn)題包括：資源的規(guī)范組織、智能聚合和語(yǔ)義互聯(lián)。資源的規(guī)范組織需要解決如何組織資源空間，使用戶和服務(wù)能夠有效、正確地根據(jù)語(yǔ)義操作各種資源，提高資源的使用效率。資源的智能聚合使資源能夠互相理解，根據(jù)用戶的需求，有效、動(dòng)態(tài)、智能地聚合各種資源。資源的語(yǔ)義互聯(lián)解決如何使因特網(wǎng)上資源的語(yǔ)義能夠被機(jī)器理解。知識(shí)網(wǎng)格主要包括以下2個(gè)方面。
2。1網(wǎng)格基礎(chǔ)服務(wù)層
使用網(wǎng)格技術(shù)構(gòu)建并行分布式知識(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)必須使用網(wǎng)格的基礎(chǔ)服務(wù)，如認(rèn)證、數(shù)據(jù)訪問(wèn)、通信和安全服務(wù)等。用于知識(shí)發(fā)現(xiàn)的知識(shí)網(wǎng)格模型是基于網(wǎng)格技術(shù)進(jìn)行構(gòu)建的，因此其底層結(jié)構(gòu)和服務(wù)也是基于網(wǎng)格通用結(jié)構(gòu)和服務(wù)的。知識(shí)網(wǎng)格的基礎(chǔ)服務(wù)層如圖2所示，包括2個(gè)方面的內(nèi)容：Globus通用網(wǎng)格服務(wù)和數(shù)據(jù)網(wǎng)格服務(wù)。
2。2網(wǎng)格知識(shí)發(fā)現(xiàn)服務(wù)層
知識(shí)網(wǎng)格在網(wǎng)格基礎(chǔ)服務(wù)之上構(gòu)建的知識(shí)發(fā)現(xiàn)服務(wù)層，并使用網(wǎng)格基礎(chǔ)服務(wù)來(lái)構(gòu)建特定的知識(shí)挖掘服務(wù)。知識(shí)網(wǎng)格的知識(shí)發(fā)現(xiàn)服務(wù)也被分為2個(gè)層次：核心層和端層。核心層的服務(wù)直接構(gòu)建在網(wǎng)格基礎(chǔ)服務(wù)層之上；高端層的服務(wù)構(gòu)建在知識(shí)網(wǎng)格的核心層之上。這些服務(wù)被用來(lái)描述、開(kāi)發(fā)和執(zhí)行網(wǎng)格知識(shí)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用。網(wǎng)格知識(shí)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)服務(wù)層內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。通過(guò)以上模型，構(gòu)建基于知識(shí)網(wǎng)格的知識(shí)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用是獨(dú)立于特定領(lǐng)域的；它允許用戶對(duì)不同的知識(shí)構(gòu)成模式進(jìn)行評(píng)估和比較，其數(shù)據(jù)挖掘工具和算法具有透明性、集成性和并行性等特點(diǎn)。
3知識(shí)網(wǎng)格應(yīng)用領(lǐng)域和方向
知識(shí)網(wǎng)格的方向分為知識(shí)獲取、知識(shí)建模、知識(shí)表示發(fā)布、知識(shí)門戶和通過(guò)網(wǎng)格知識(shí)服務(wù)來(lái)管理知識(shí)等方面。知識(shí)獲取位于知識(shí)服務(wù)擴(kuò)展架構(gòu)的最底層，可以通過(guò)知識(shí)獲取技術(shù)從知識(shí)源中抽取有用的信息和知識(shí)模式。知識(shí)建模旨在提供某特定應(yīng)用領(lǐng)域知識(shí)的結(jié)構(gòu)性描述，其主要功能就是用來(lái)表示知識(shí)，以便用知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。知識(shí)表示的目的，就是通過(guò)計(jì)算機(jī)可以理解的方式來(lái)對(duì)知識(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化和語(yǔ)義化組織。知識(shí)門戶提供了網(wǎng)格上特定領(lǐng)域知識(shí)的視圖，用戶可通過(guò)網(wǎng)格知識(shí)門戶檢索和交換特定領(lǐng)域知識(shí)。對(duì)于知識(shí)用戶來(lái)說(shuō)，最關(guān)心的還是訪問(wèn)和使用知識(shí)的方式。在土木工程領(lǐng)域，知識(shí)的重用比發(fā)掘新的知識(shí)更加有意義。因此，網(wǎng)格環(huán)境下的知識(shí)重用也是網(wǎng)格知識(shí)服務(wù)的一個(gè)非常重要方面，研究人員在這方面作了很大努力，如利用本體來(lái)構(gòu)建知識(shí)重用模型等。
通過(guò)這些方面的研究，可以拓展目前網(wǎng)格應(yīng)用的局限賬，使其能夠?yàn)槲覈?guó)建筑業(yè)發(fā)展起到應(yīng)有的作用，逐步填補(bǔ)在土木工程領(lǐng)域中網(wǎng)格技術(shù)研究的空白。在土木工程領(lǐng)域應(yīng)用研究中，知識(shí)網(wǎng)格技術(shù)在分布式計(jì)算、J2EE平臺(tái)開(kāi)發(fā)應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)研究、計(jì)算機(jī)模擬仿真、土木工程領(lǐng)域系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，都非常符合目前行業(yè)發(fā)展的需要，可以帶來(lái)很好的經(jīng)濟(jì)效果。
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述，知識(shí)網(wǎng)格通過(guò)網(wǎng)格技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息處理和知識(shí)獲取，采用層次性網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)建資源共享和信息共享的平臺(tái)。為信息服務(wù)提供更高層次的集成和共享服務(wù)。而在土木工程領(lǐng)域中，網(wǎng)格技術(shù)的應(yīng)用尚處于初期，可以應(yīng)用于該領(lǐng)域的土木工程仿真建模、抗災(zāi)與防災(zāi)的仿真系統(tǒng)、巖土工程中的仿真系統(tǒng)、項(xiàng)目管理系統(tǒng)、投標(biāo)決策系統(tǒng)、工程結(jié)構(gòu)分析的仿真系統(tǒng)、施工過(guò)程的仿真系統(tǒng)及土木工程中的專家系統(tǒng)的集成等方面，因此，有很大的發(fā)展空間和潛力。
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