淺談基于知識的網(wǎng)格技術(shù)應用研究
摘要：知識網(wǎng)格作為知識管理的前沿技術(shù)，其實(shí)現模型和體系結構一直是研究的重點(diǎn)。筆者首先介紹了網(wǎng)格技術(shù)的應用和現狀，然后討論了知識網(wǎng)格所涉及的基礎服務(wù)和知識發(fā)現服務(wù)層劃分的問(wèn)題，最后提出了知識網(wǎng)格應用和土木工程專(zhuān)業(yè)相結合的方向。
關(guān)鍵詞：知識 網(wǎng)格 知識發(fā)現
20世紀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)集成的計算資源環(huán)境，或者說(shuō)是-二個(gè)計算資源池。它能夠充分吸納各種計算資源，并將其轉化成一種隨處可得的、可靠的、標準的同時(shí)還是經(jīng)濟的計算能力。這里的計算資源除了各種類(lèi)型的計算機，還包括網(wǎng)絡(luò )通信能力、數據資料、儀器設備等各種相關(guān)的資源。
網(wǎng)格計算可從3個(gè)方面來(lái)理解：①從概念上，網(wǎng)格計算的目標是資源共享和分布協(xié)同工作。這種概念可以清晰地指導行業(yè)和企業(yè)中各個(gè)部門(mén)的資源進(jìn)行整體上的統一規劃、部署、整合和共享。這種思想的溝通和認同。對行業(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)信息系統的規劃部署、運行和管理機制。② 網(wǎng)格是一種技術(shù)，為了達到不同種類(lèi)異構的分布資源共享和協(xié)作，網(wǎng)格計算技術(shù)必須解決多個(gè)層次的資源共享和合作技術(shù)，制定相應的網(wǎng)格標準，將 Internet從通訊和信息交互的平臺提升到資源共享的平臺…。③網(wǎng)格是基礎設施，通過(guò)各種網(wǎng)絡(luò )綜合計算機、數據、設備和服務(wù)等資源的基礎設施。
1、網(wǎng)格研究的現狀
1、1國內網(wǎng)格技術(shù)研究與應用現狀
目前。國內的網(wǎng)格計算研究，主要集中在中科院計算所、清華大學(xué)等幾家在高性能計算方面有較強實(shí)力的研究單位。在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)的支持下，我國的多項網(wǎng)格研究已經(jīng)取得了突破。包括如下應用：①?lài)腋咝阅苡嬎悱h(huán)境;②中國教育科研網(wǎng)格;③國家地質(zhì)調查應用網(wǎng)格;④中國氣象應用網(wǎng)格。
1、2國外的網(wǎng)格技術(shù)研究與應用現狀
在美國，由自然科學(xué)基金資助的 PACI(PartnershipforAdvancedComputationalInfrastructure)項目，包括兩個(gè)重要的部分：NCSA(NationalComputationalScienceAlliance)和 NPACI(NationalPartnershipforAd_vancedComputationalInfrastructure)。美國的 NASA(NationalAeronauticsandSpaceAdministration)正在構造一個(gè)網(wǎng)格計算實(shí)驗床，稱(chēng)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(xiàn)通信手段)連接起來(lái)，解決NASA目前無(wú)法解決的科學(xué)、工程計算與數據管理等問(wèn)題。歐洲的網(wǎng)格論壇也在開(kāi)展網(wǎng)格計算方面研究。目前已經(jīng)出現了許多在一定程度上支持網(wǎng)格計算的系統，較著(zhù)名的有 G1obus。Legion,Net sol、，e，Condo,Ninf等。國外的各種網(wǎng)格系統都有一個(gè)重要的特點(diǎn)，即投入資金巨大。
2、知識發(fā)現網(wǎng)格
知識網(wǎng)格是強調知識存儲、管理、傳輸和處理的網(wǎng)格[引。知識網(wǎng)格所要解決的主要問(wèn)題包括：資源的規范組織、智能聚合和語(yǔ)義互聯(lián)。資源的規范組織需要解決如何組織資源空間，使用戶(hù)和服務(wù)能夠有效、正確地根據語(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，根據用戶(hù)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)義能夠被機器理解。知識網(wǎng)格主要包括以下2個(gè)方面。
2、1網(wǎng)格基礎服務(wù)層
使用網(wǎng)格技術(shù)構建并行分布式知識發(fā)現系統必須使用網(wǎng)格的基礎服務(wù)，如認證、數據訪(fǎng)問(wèn)、通信和安全服務(wù)等。用于知識發(fā)現的知識網(wǎng)格模型是基于網(wǎng)格技術(shù)進(jìn)行構建的，因此其底層結構和服務(wù)也是基于網(wǎng)格通用結構和服務(wù)的。知識網(wǎng)格的基礎服務(wù)層如圖2所示，包括2個(gè)方面的內容：Globus通用網(wǎng)格服務(wù)和數據網(wǎng)格服務(wù)。
2、2網(wǎng)格知識發(fā)現服務(wù)層
知識網(wǎng)格在網(wǎng)格基礎服務(wù)之上構建的知識發(fā)現服務(wù)層，并使用網(wǎng)格基礎服務(wù)來(lái)構建特定的知識挖掘服務(wù)。知識網(wǎng)格的知識發(fā)現服務(wù)也被分為2個(gè)層次：核心層和端層。核心層的服務(wù)直接構建在網(wǎng)格基礎服務(wù)層之上;高端層的服務(wù)構建在知識網(wǎng)格的核心層之上。這些服務(wù)被用來(lái)描述、開(kāi)發(fā)和執行網(wǎng)格知識發(fā)現應用。網(wǎng)格知識發(fā)現兩個(gè)服務(wù)層內部結構如圖3所示。通過(guò)以上模型，構建基于知識網(wǎng)格的知識發(fā)現應用是獨立于特定領(lǐng)域的;它允許用戶(hù)對不同的知識構成模式進(jìn)行評估和比較，其數據挖掘工具和算法具有透明性、集成性和并行性等特點(diǎn)。
3、知識網(wǎng)格應用領(lǐng)域和方向
知識網(wǎng)格的方向分為知識獲取、知識建模、知識表示發(fā)布、知識門(mén)戶(hù)和通過(guò)網(wǎng)格知識服務(wù)來(lái)管理知識等方面。知識獲取位于知識服務(wù)擴展架構的最底層，可以通過(guò)知識獲取技術(shù)從知識源中抽取有用的信息和知識模式。知識建模旨在提供某特定應用領(lǐng)域知識的結構性描述，其主要功能就是用來(lái)表示知識，以便用知識來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。知識表示的目的，就是通過(guò)計算機可以理解的方式來(lái)對知識進(jìn)行結構化和語(yǔ)義化組織。知識門(mén)戶(hù)提供了網(wǎng)格上特定領(lǐng)域知識的視圖，用戶(hù)可通過(guò)網(wǎng)格知識門(mén)戶(hù)檢索和交換特定領(lǐng)域知識。對于知識用戶(hù)來(lái)說(shuō)，最關(guān)心的還是訪(fǎng)問(wèn)和使用知識的方式。在土木工程領(lǐng)域，知識的重用比發(fā)掘新的知識更加有意義。因此，網(wǎng)格環(huán)境下的知識重用也是網(wǎng)格知識服務(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)構建知識重用模型等。
通過(guò)這些方面的研究，可以拓展目前網(wǎng)格應用的局限賬，使其能夠為我國建筑業(yè)發(fā)展起到應有的作用，逐步填補在土木工程領(lǐng)域中網(wǎng)格技術(shù)研究的空白。在土木工程領(lǐng)域應用研究中，知識網(wǎng)格技術(shù)在分布式計算、J2EE平臺開(kāi)發(fā)應用、網(wǎng)格技術(shù)研究、計算機模擬仿真、土木工程領(lǐng)域系統設計上，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)濟效果。
4、結束語(yǔ)
綜上所述，知識網(wǎng)格通過(guò)網(wǎng)格技術(shù)來(lái)實(shí)現信息處理和知識獲取，采用層次性網(wǎng)格體系結構來(lái)構建資源共享和信息共享的平臺。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)的應用尚處于初期，可以應用于該領(lǐng)域的土木工程仿真建模、抗災與防災的仿真系統、巖土工程中的仿真系統、項目管理系統、投標決策系統、工程結構分析的仿真系統、施工過(guò)程的仿真系統及土木工程中的專(zhuān)家系統的集成等方面，因此，有很大的發(fā)展空間和潛力。
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