面向飞行器设计的航空专用网格关键技术的研究与实现

论文摘要

现代飞行器设计对计算能力的要求不断提高,而普通计算机的计算能力不能满足这种日益增长的需求。由于网格技术可以有效地利用网络上大量的计算资源,针对现代飞行器设计中对计算资源需求的问题,开展将网格技术应用于飞行器设计的研究是非常有意义的。本文分析了国内外网格的发展状况,对开放网格服务体系结构（OGSA）及其基础设施（OGSI）做了探讨,对Web服务资源框架（WSRF）进行了研究,并分析了最新的网格规范WS-RT。结合飞行器设计的需求,设计了一个面向飞行器设计的航空专用网格（ASG）的框架结构。鉴于飞行器设计对高性能计算的需求,在现有的资源发现方法基础上,设计了一个基于预搜索策略的资源发现模型（BRM）及算法。分析了Globus的MDS机制,将BRM资源发现算法与MDS机制分别进行模拟实验,并对算法性能做出了对比分析,研究了影响BRM算法性能的因素。实验结果表明,在航空专用网格中,BRM发现资源的速度相对于MDS有明显的提高。分析了构建网格环境的Globus Toolkit 4.0的特点,研究了网格开发环境的配置方法。对飞行器设计中高阶矩阵运算问题进行了研究,设计并初步实现了高阶矩阵降维服务。设计的BRM模型及其算法能够明显的提高航空专用网格中资源发现的速度;设计的高阶矩阵降维服务机制可解决现代飞行器设计中对大量高性能计算能力的需求问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题研究背景
• 1.3 国内外研究概况
• 1.4 主要研究工作
• 1.5 论文的组织安排
• 第二章 网格关键技术研究
• 2.1 网格体系结构与进展
• 2.1.1 五层沙漏体系结构
• 2.1.2 开放的网格服务体系（OGSA）
• 2.1.3 开放网格基础设施（OGSI）
• 2.1.4 Web Service 资源框架（WSRF）
• 2.1.5 WS-Resource Transfer （WS-RT）
• 2.2 OGSA 的支撑技术
• 2.2.1 Globus Toolkit 分析
• 2.2.2 SOA 体系结构分析
• 2.2.3 Web 服务描述语言（WSDL）
• 2.2.4 简单对象访问协议分析
• 2.2.5 UDDI 与WS-Inspection 的比较
• 2.3 当前网格技术的不足
• 2.4 本章小结
• 第三章 航空专用网格（ASG）框架结构设计
• 3.1 面向飞行器设计的高性能计算环境需求分析
• 3.2 ASG 框架设计
• 3.3 资源层设计
• 3.3.1 资源封装
• 3.3.2 基于资源封装的逻辑结构
• 3.4 网格中间件层设计
• 3.5 服务组件层设计
• 3.5.1 服务组件
• 3.5.2 分层逻辑结构
• 3.6 协同应用层设计
• 3.7 本章小结
• 第四章 基于预搜索策略的BRM 资源发现技术研究
• 4.1 网格资源发现机制
• 4.2 GLOBUS 的MDS 分析
• 4.3 BRM 资源发现模型
• 4.3.1 预搜索策略
• 4.3.2 BRM 模型设计
• 4.3.3 BRM 算法设计
• 4.4 BRM 实验
• 4.5 BRM 性能分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 高阶矩阵降维组件的设计与实现
• 5.1 飞行器设计中的高阶矩阵降维
• 5.2 飞行器设计中的高阶矩阵降维算法研究
• 5.3 高阶矩阵降维组件的设计
• 5.4 网格开发环境的实现
• 5.4.1 GT4 与OGSA、WSRF
• 5.4.2 网格开发环境的设计与配置
• 5.4.3 网格开发环境测试
• 5.5 高阶矩阵降维服务组件的实现
• 5.5.1 服务接口设计与实现
• 5.5.2 资源与服务的实现
• 5.5.3 部署参数定义
• 5.5.4 编译并生成GAR 文件
• 5.5.5 部署服务
• 5.6 启动服务
• 5.7 高阶矩阵降维服务流程分析
• 5.8 高阶矩阵降维组件在飞行器设计中的应用举例
• 5.9 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 进一步研究
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文