网格环境下的协同可视化关键技术研究

论文摘要

现代科学问题需要科学家进行远程的协作式研究。可视化系统已经成为数值建模的关键部分。而目前国际上还没有出现支持用户级协同的分布式可视化系统，它们不能很好地满足这个需求。针对现有分布式协同可视化系统和模型的不足，本文提出了一个新的网格环境下协同可视化模型和并发控制算法，对支持用户级协同的分布式协同可视化技术进行了初步的研究。 分析了目前的协同可视化系统和模型的局限性和不足。提出了一个新的支持大规模用户级协同的网格环境下协同可视化模型COVISING，为模型COVISING给出了形式化描述。并在此基础上设计了一个网格协同可视化系统原型Covisual-G。分析了系统的体系结构、核心模块。 为了实现对大规模用户级协同的支持，需要解决两个主要的问题：一是实现从可视化操作到可视化工作流的映射问题；二是大规模用户的并发操作引起的并发控制问题。 文中用一个基于对象树的索引执行模式初步解决了可视化工作流映射问题。 提出了一个可视化协同操作的并发控制策略，其中最主要的就是基于请求排序的并发控制算法（包括共享空间维护算法和并发执行算法）。从形式化分析到实验都证实了分布式并发控制算法的正确性。从而，并发控制问题得到了有效的解决。 设计并实现了一个计算燃烧学分布式可视化框架。对液体火箭发动机不稳定燃烧数值模拟得到的数据集，进行了可视化分析，分析了不稳定燃烧的斑图动力学演变过程，证实了分布式可视化框架的有效性。

论文目录

• 图目录
• 表目录
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 分布式协同可视化
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 目前系统的局限性和不足
• 1.4 课题的目的、必要性和难点
• 1.5 本文主要工作及内容
• 第二章 网格环境下的协同可视化模型
• 2.1 网格计算简介
• 2.1.1 五层协议结构
• 2.1.2 开放网格服务结构 OGSA
• 2.1.3 与其他分布式计算的关系
• 2.1.4 Globus
• 2.2 面向网格的可视化研究
• 2.3 网格环境下的协同可视化
• 2.3.1 计算机协同工作
• 2.3.2 分布式协同可视化技术
• 2.3.3 网格可视化层次参考模型
• 2.4 基于对象树的弱流水索引模型COVISING
• 2.4.1 扩展的数据流模型
• 2.4.2 可视化操作
• 2.4.3 数据对象树模型
• 2.4.4 基于对象树的索引执行模式
• 2.4.5 模型 COVISING的形式化描述
• 第三章 网格环境下协同可视化关键技术
• 3.1 系统模型
• 3.1.1 系统体系结构
• 3.1.2 可视化协同支持系统
• 3.1.3 网格可视化支持系统
• 3.1.4 系统工作流程
• 3.2 分布式可视化框架
• 3.3 分布式并发控制系统
• 3.3.1 功能体系结构
• 3.3.2 并发控制关键技术
• 3.3.3 实验验证
• 第四章 计算燃烧学应用
• 4.1 计算燃烧学简介
• 4.2 火箭发动机燃烧不稳定性问题
• 4.3 计算燃烧学应用
• 4.3.1 可视化开发工具
• 4.3.2 分布式可视化框架实现
• 4.3.3 数据集可视化分析
• 4.4 小结
• 第五章 结束语
• 致谢
• 攻读硕士期间发表论文
• 参考文献