浅谈网格技术在高校信息化建设中的运用

［摘要］文章分析了高校现有的计算机网络中存在的资源不能得到充分利用的现状，结合咸阳高校的实际情况，主要探讨了网格在高校信息化建设尤其是在教育资源全面共享上的运用。

［关键词］网格技术 信息化 教育

［作者简介］张沛强（1973- ），男，陕西扶风人，陕西财经职业技术学院信息工程系实训部主任，讲师，硕士，研究方向为计算机网络教学。（陕西 咸阳 712000）

［中图分类号］TP393［文献标识码］A［文章编号］1004-3985（2009）24-0169-02

高校信息化建设不断加强，计算机网络在信息化建设中起着举足轻重的作用。但是在这一过程中却有一些问题值得我们进一步探讨。

一、高校建设信息化校园时存在的问题

1.网络资源难以被充分利用。高校花费巨资采购大量的计算机、应用软件以建设信息化校园，但是建成以后却有很多的计算资源闲置，得不到充分利用，难以支持资源的有效共享。一些行业分析家表示，网络中的服务器实际能力没有充分调动起来，有大约80%的资源都被浪费掉了。

2.信息孤岛阻碍信息的交流和共享。虽然高校内各个部门的信息化建设促进了部门内信息的交流和共享，但是还没有解决信息孤岛的现象。各个应用系统之间不能互联互通，缺乏信息的交流和共享，存在严重的信息冗余现象。花费了大量人力、物力获得的海量数据和信息被孤立于所属的部门，不能被广泛地访问和使用。需要综合数据的应用发展要么受到限制，要么必须投入大量资金、人力来重复进行数据资源的建设。

3.计算机资源没有得到充分利用。校园网中的计算机即使是全部开机，在某一时刻，也大量处于“待机”状态。而正在工作的计算机只是孤立地使用计算机的本地处理能力。在处理较大程序工作时，大家的直接感觉是自己的计算机速度太慢。

在信息化建设中若能重视网络中的各种资源的全面共享，使每个用户使用的节点计算机充分利用网络中的空闲资源，使自己的计算机计算能力大幅提高，那将是一种全新的体验，这就是网格技术。

二、网格技术及在校园信息化建设中的现实意义

网格的原理是利用互联网把分布在异地的各种资源（包括计算资源、存储资源、带宽资源、软件资源、信息资源、知识资源等）连成一个逻辑整体，就像一台超级计算机一样，因此，有人把网格定义为一台超级计算机的延伸。在IBM的理念中，网格似乎就是把整个联网的计算机当成一个计算平台。在学术界有按应用模式划分的计算和数据网格、信息网格、知识网格以及商业应用网格等。网格是继传统互联网、Web之后的第三次浪潮，可以称为第三代互联网应用。

在高校校园网中，我们目前所熟悉的网络技术和Web技术，实现了计算机与网页的连通，而网格技术将有效地、安全地管理和共享连接到网络上的各种资源，并提供相应的服务。但目前的技术还没有实现资源层面的全面共享，只是信息的传输，所以属于网络技术而非网格技术。这正是信息化建设中的薄弱环节，我们应把大量投资建设网络基础的重点转移到如何使网络技术服务于网格计算上来。

目前，在校园网中运行的个人计算机和服务器并不是每时每刻都在工作的，这些计算机都存在着大量的闲置资源，它们广泛分布在各个地方。这在校园网络中是一个巨大的浪费，如果在信息化建设中，我们利用网络技术平台，将网格技术渗透于各个应用方面，将使这些没有充分利用的资源得到应用，从而提高网中节点计算机的功能。

三、网格技术在建设信息化校园中的作用

1.网格技术实现资源的全面共享。在网格中，教育资源的利用也相对充分。在远程教育中，将有可能开发更完善的课件，真正解决网络速度瓶颈的问题，使处于网格中的计算机各尽所能，按需分配（资源）。例如，笔者曾经将Microsoft分布式文件系统（DFS）部署到我院网络中心的应用平台中，主要目的是解决视频资源的存储空间问题。DFS根指服务器组放到信息中心，这是所有客户端试图访问文件共享时首先要前往的地方。而其他子服务器由各个信任域的各个站点服务器构成。虽然这不是真正意义上的网格应用，但经历了一年多的推广与部署之后，DFS应用已得到了老师们的认可。

2.网格技术组建强大的教学环境。实践教学是提高高职学生专业技能和动手能力的有效手段，在实践教学的环节中，学校以培养应用型人才为目标，网格技术在组建强大的实训环境上，更有自己的特色。

可利用网格技术，组建实训模拟环境。在高校教育中，有些培养目标是高级技术应用人才，以能实际动手为目标。在很多专业人才的培养中，多数是采用实地实物训练。如会计电算化、飞行驾驶、化工生产操作等。但是，实地实物训练的成本较高，有些岗位很难用实物实训。若用网格技术组建各类实训模拟环境，将是一种节约教育成本、提高教学质量的有效途径；可以利用网格技术，开发有应用教育特色的课件。现在的课件由于受到计算机硬件及软件条件的限制，在体现应用教育特色上还有相当大的局限性。在课件的制作中，若想有较好的效果及较好的感染力，就得适当多地利用声音、图片、三维动画等效果，这些效果的应用，在普通计算机上开发和运行都是很艰难的事情。而在网格中，由于利用了网格中其他节点计算机的空闲资源，计算机的速度将不再是问题。

3.网格技术在数字图书馆建设中的应用。数字图书馆是综合运用多方面高新技术支持的数字信息资源系统，它将分散于不同载体、不同地域的数字化信息资源以网络方式互相联结起来，实现资源共享。数字图书馆是计算机可处理的、有序组织的信息集合，是存储数字信息的仓储。数字图书馆通过数字技术进行信息资源的组织和管理，能够储存海量信息，用户可以通过互联网络高效方便地进行查询、检索服务。数字图书馆具有信息资源数字化、信息组织非线性化、结构复杂化、信息传递网络化、服务方式多样化等特点。而网格是高性能计算机、数据源、因特网三种技术的有机组合，它具有高性能、一体化、知识生产、资源共享、异地协同工作、支持开放标准、功能动态变化等优点，为数字图书馆建设提供了有利的条件。表现在以下五个方面：（1）网格为数字图书馆构造统一的平台；（2）网格有利于数字图书馆的信息集成；（3）网格有利于实现数字图书馆的资源共享；（4）网格有利于数字图书馆的海量数据处理；（5）网格有利于数字图书馆进行知识管理。

4.网格技术在开发校际信息化共享平台中的应用。中国教育科研网格是教育部在“211工程”公共服务体系建设中设立的重大专项，力图解决中国教育科研网（CERNET）中网络计算面临的无序性、自治性和异构性等问题，将CERNET上分散、异构、局部自治的巨大资源整合起来，通过有序管理和协同计算，消除信息孤岛，发挥综合效能，满足高校信息化建设及科学研究的迫切需要。至2007年，项目组已成功开发和部署了生物信息学、图像处理、计算流体力学、海量信息处理和大学课程在线等5类应用网格。生物信息学网格提供了120余种生物信息学软件工具、35种相关数据库服务和全基因组序列图谱组装等6种典型网格应用；图像处理网格提供14类35种图像处理服务、约10万张医学图像、1万份诊断资料，支持数字化虚拟人等3种典型网格应用；计算流体力学网格集成了30多种流体力学软件，提供40多种网格服务，支持飞行器优化设计等4种典型网格应用；海量信息处理网格整合了18个大学数字博物馆的资源，提供4大类10万余条数字标本；大学课程在线网格提供近300多门大学课程和3500小时的课程录像，通过17个城市的22台服务器联合提供网格环境下的教育视频点播服务。

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