科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格和虛擬天文臺——進(jìn)展報告

1、科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格和虛擬天文臺——進(jìn)展報告,中科院計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心秦欣2004年11月,提綱,科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格（SDG）科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格最新進(jìn)展虛擬天文臺應(yīng)用的最新進(jìn)展,科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格的背景,科學(xué)技術(shù)推動人類社會的發(fā)展E－Science使得全球性的、跨學(xué)科的、大規(guī)?？蒲泻献?，跨越時間、空間、物理障礙的資源共享與協(xié)同工作成為可能,四大文明之指南針,工業(yè)革命的標(biāo)志——蒸氣機(jī),信息時代之網(wǎng)絡(luò),科學(xué)數(shù)據(jù)資源的共享,當(dāng)前數(shù)據(jù)共享方式的不足（ftp，

2、web）不方便（口令，得到的數(shù)據(jù)格式/web，異構(gòu)性）不完整（缺乏如何使用數(shù)據(jù)的信息，關(guān)聯(lián)信息，等等）不安全（不夠安全，難于計費(fèi)）效率低（不能按用戶具體需求提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)）太原始（原始數(shù)據(jù)輸出，沒有增值服務(wù)）數(shù)據(jù)網(wǎng)格技術(shù)統(tǒng)一訪問接口信息服務(wù)安全體系面向?qū)W科領(lǐng)域的增值功能（數(shù)據(jù)挖掘等）,科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格（SDG）,以中國科學(xué)院科學(xué)數(shù)據(jù)庫為主要基礎(chǔ) 科學(xué)數(shù)據(jù)庫是從1983年開始建設(shè)的一個大型綜合性數(shù)據(jù)庫群，是目前國內(nèi)信息量

3、最大、學(xué)科專業(yè)最廣、服務(wù)層次最高、綜合性最強(qiáng)的科技信息服務(wù)系統(tǒng)。通過網(wǎng)格計算的相關(guān)技術(shù)，特別是數(shù)據(jù)網(wǎng)格技術(shù)，促進(jìn)大量分布式異構(gòu)數(shù)據(jù)資源的共享 開發(fā)對科學(xué)研究有直接實(shí)用意義的應(yīng)用系統(tǒng),科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格資源建設(shè)情況,數(shù)據(jù)中心萬億次的計算能力60TB存儲容量科學(xué)數(shù)據(jù)庫45個建庫單位388專業(yè)數(shù)據(jù)庫13TB數(shù)據(jù)總量,科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)架構(gòu),,,,Internet,,,,,,,,,,,,,Internet,,,Oracle,SQ

4、LServer,FileSystem,mySQL,DB2,Foxpro,Information Service,,,,,,,,,,,,,,,,,……,,,,,Member Institutes,Member Institutes,Application Clients,Grid Level Services,,SDG系統(tǒng)平臺軟件組成結(jié)構(gòu)圖,通用元數(shù)據(jù)管理工具,,,,安全體系,通用數(shù)據(jù)管理工具,數(shù)據(jù)目錄管理工具,訪問控制工具包,數(shù)據(jù)

5、訪問服務(wù),科學(xué)數(shù)據(jù)庫CA系統(tǒng),數(shù)據(jù)量統(tǒng)計分析工具,系統(tǒng)平臺中間件,應(yīng)用服務(wù)與工具集,存儲共享工具,網(wǎng)格門戶,,,,信 息 服 務(wù),存 儲 服 務(wù),系統(tǒng)平臺軟件最新進(jìn)展,科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格中間件網(wǎng)格信息服務(wù)系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格統(tǒng)一訪問接口科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格安全體系存儲服務(wù)科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格應(yīng)用工具集,網(wǎng)格信息服務(wù)系統(tǒng)1.0版通用元數(shù)據(jù)管理工具2.0版及建庫單位版數(shù)據(jù)量統(tǒng)計工具1.1版網(wǎng)站訪問量統(tǒng)計分析工具,,系統(tǒng)平臺軟件最新進(jìn)展,科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格

6、中間件網(wǎng)格信息服務(wù)系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格統(tǒng)一訪問接口科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格安全體系存儲服務(wù)科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格應(yīng)用工具集,數(shù)據(jù)訪問服務(wù)1.0α版通用數(shù)據(jù)訪問工具2.1版,,系統(tǒng)平臺軟件最新進(jìn)展,科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格中間件網(wǎng)格信息服務(wù)系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格統(tǒng)一訪問接口科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格安全體系存儲服務(wù)科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格應(yīng)用工具集,CA管理系統(tǒng)1.0版資源訪問控制工具包1.1版,,系統(tǒng)平臺軟件最新進(jìn)展,科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格中間件網(wǎng)格信息服務(wù)系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格統(tǒng)一訪問接口

7、科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格安全體系存儲服務(wù)科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格應(yīng)用工具集,存儲服務(wù)1.0β版,,系統(tǒng)平臺軟件最新進(jìn)展,科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格中間件網(wǎng)格信息服務(wù)系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格統(tǒng)一訪問接口科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格安全體系存儲服務(wù)科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格應(yīng)用工具集,網(wǎng)格門戶……,,實(shí)現(xiàn)證書頒發(fā)機(jī)構(gòu)CA（可信第三方）的密鑰分配、密鑰管理和證書簽發(fā)、撤銷等功能。,科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格CA系統(tǒng),,科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格CA系統(tǒng),,,,科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格CA系統(tǒng)用戶接口（PUB）部分,科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格CA系統(tǒng)注冊中

8、心（RA）部分,數(shù)據(jù)訪問服務(wù)系統(tǒng),數(shù)據(jù)訪問服務(wù)的范圍基于內(nèi)容的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)查詢和更新元數(shù)據(jù)管理和變更事務(wù)分布式查詢和更新通知,接口透明性:一個DAS支持多種數(shù)據(jù)庫類型,數(shù)據(jù)訪問服務(wù)系統(tǒng)V1.0結(jié)構(gòu)圖,數(shù)據(jù)訪問服務(wù)——MappingBuilder的用戶界面,存儲服務(wù)系統(tǒng),前提——保證數(shù)據(jù)安全，數(shù)據(jù)完整，使用方便目的——有效利用數(shù)據(jù)中心的海量存儲資源提供一套具有數(shù)據(jù)傳輸、存儲管理以及配額分配功能的存儲共享工具集三大部分文件

9、存儲服務(wù)數(shù)據(jù)庫服務(wù)上網(wǎng)服務(wù),存儲服務(wù)架構(gòu)圖,,科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格和虛擬天文臺,科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格的一個重要研究內(nèi)容是開發(fā)示范應(yīng)用系統(tǒng)——虛擬天文臺，并提出一種科學(xué)研究領(lǐng)域的網(wǎng)格應(yīng)用框架 。虛擬天文臺的建設(shè)將利用網(wǎng)格技術(shù)和科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格中間件所提供的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)國內(nèi)天文數(shù)據(jù)的無縫透明融合，并與國際資源進(jìn)行互聯(lián)共享。,科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格和虛擬天文臺,互聯(lián)網(wǎng)是世界上最好的望遠(yuǎn)鏡天文數(shù)據(jù)為網(wǎng)格技術(shù)提供了很好的測試平臺,IRAS 100m,ROSAT ~keV

10、,DSS Optical,2MASS 2m,IRAS 25m,NVSS 20cm,WENSS 92cm,GB 6cm,虛擬天文臺最新進(jìn)展,整理接近200G的天文數(shù)據(jù) Hipparcos星表、Tycho2星表和2mass星表導(dǎo)入的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)集成到科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格； GSC_1.2星表檢索網(wǎng)格服務(wù) USNO_A2星表檢索網(wǎng)格服務(wù) DSS圖像檢索網(wǎng)格服務(wù),示例,銀河系鐵元素豐度梯度的統(tǒng)計分析GSC星表譯碼和查詢功能的網(wǎng)格服務(wù)USNO-

11、A2星表查詢功能的網(wǎng)格服務(wù),銀河系鐵元素豐度梯度的統(tǒng)計分析,鐵元素豐度梯度統(tǒng)計分析是虛擬天文臺應(yīng)用系統(tǒng)中在大量數(shù)據(jù)資源的基礎(chǔ)上開展深層次的分析和處理的一個示例。 完整的網(wǎng)格應(yīng)用系統(tǒng) 注冊服務(wù)數(shù)據(jù)服務(wù)恒星軌道計算服務(wù)可視化服務(wù),銀河系鐵元素豐度梯度的統(tǒng)計分析,數(shù)據(jù)服務(wù) 網(wǎng)格環(huán)境下銀河系鐵元素豐度梯度統(tǒng)計分析示例的數(shù)據(jù)源是兩個異構(gòu)的數(shù)據(jù)庫，一個采用Postgres數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，存儲恒星的化學(xué)元素豐度信息，一個采用MySql

12、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，存儲恒星在銀河系中初始的位置及運(yùn)動速度。這兩個數(shù)據(jù)庫分布在兩臺計算機(jī)上。通過網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)分別對這兩個數(shù)據(jù)庫進(jìn)行封裝。,銀河系鐵元素豐度梯度的統(tǒng)計分析,恒星軌道計算服務(wù) 利用銀河系質(zhì)量分布模型導(dǎo)出的銀河系引力場函數(shù)擬合出恒星樣本在銀河系中的運(yùn)行軌道，把計算得出的最大銀心距（DGmax）、最大銀盤徑向距（Rmax）、最大銀盤法向距（Zmax）作為恒星樣本的動力學(xué)參數(shù)，有利于真實(shí)反映銀河系演化的過程。,銀河系鐵元素豐度梯度

13、的統(tǒng)計分析,銀河系鐵元素豐度梯度的統(tǒng)計分析,可視化服務(wù) 為了進(jìn)行豐度梯度分析，對試驗(yàn)的樣本進(jìn)行線性擬合，采用Linear Regression算法擬合樣本數(shù)據(jù),銀河系鐵元素豐度梯度統(tǒng)計分析的可視化結(jié)果,GSC星表譯碼和查詢功能的網(wǎng)格服務(wù),GSC （Guide Star Catalog）導(dǎo)星目錄為望遠(yuǎn)鏡的觀測提供引導(dǎo)星體的信息，也是其他星表的索引。封裝GSC星表譯碼和查詢功能的網(wǎng)格服務(wù)，為其他的天文運(yùn)用提供支持，也是虛擬天文臺實(shí)

14、現(xiàn)的基礎(chǔ),GSC星表譯碼和查詢功能的網(wǎng)格服務(wù),提供DecodeService和GSCService服務(wù)接口命令行Web方式,,,DecodeService DecodePortTypeDecodeServiceGridLocatorDecodeServiceLocatorDecodeServiceSoapBindingStub,GSCServiceGSCPortTypeGSCServiceGridLocatorGSC

15、ServiceLocatorGSCServiceSoapBindingStub,,,GSC星表譯碼和查詢功能的網(wǎng)格服務(wù),提供DecodeService和GSCService服務(wù)接口命令行Web方式,,,GSC星表譯碼和查詢功能的網(wǎng)格服務(wù),提供DecodeService和GSCService服務(wù)接口命令行Web方式,,,,,請求服務(wù),請求服務(wù),譯碼服務(wù)查詢服務(wù),,,GSC星表譯碼和查詢功能的網(wǎng)格服務(wù)用戶界面,,,,,,,