air%20calculator云計算科學計算軟件介紹ppt

1、項目綜述,Air Calculator是一款基于云計算思想的科學計算軟件(以下簡稱AC)。AC旨在為那些買不起昂貴硬件設備與大型商業(yè)計算軟件的科研工作者和學生提供跨平臺的免費計算服務。AC采用BS架構,計算內核放在云中，所有的功能都做成Webservice接口，用戶可在任何終端設備上調用該接口。與傳統(tǒng)科學計算軟件龐大的體積和對硬件的苛刻要求相比，AC不需要下載，更不需要安裝，只需打開瀏覽器，進入AC平臺的頁面，你就可以享受包括符號計算、

2、數(shù)值計算、編程和繪圖等常用功能。AC將科學計算對硬件的要求降到最低，只要你有一臺能上網(wǎng)的終端設備，例如手機，數(shù)字電視，PC等，你就能隨時隨地享受我們的服務。你還可以使用自定義函數(shù)和繪圖功能開發(fā)自己的算法并與他人實時分享。,項目背景以及項目是如何體現(xiàn)IC 09的主題的,AC項目的根本目的在于使低端設備（如PC,手機）用戶能夠分享超級計算機或者是分布式計算機族的計算資源。眾所周知，隨著科學技術和科學研究的發(fā)展，科研工作者越來越渴望獲得更精確

3、更可靠的試驗數(shù)據(jù)，以及對大規(guī)模數(shù)據(jù)進行精確的數(shù)值分析。實驗數(shù)據(jù)的規(guī)模往往是天文數(shù)字，例如，我們熟知的人類基因組計劃或者是研制抵抗艾滋病的藥物都需要處理10^20數(shù)量級的科研數(shù)據(jù)，以至于一臺計算機根本無法處理這些龐大數(shù)據(jù)，這時一臺超級計算機是科研工作者所渴望的，然而超級計算機價格昂貴、對技術要求高，世界上只有一些發(fā)達國家和少數(shù)發(fā)展中國家擁有。少數(shù)國家對計算資源的“壟斷”嚴重限制了世界上絕大多數(shù)國家，尤其是那些貧窮國家的科研工作者在艾滋病等

4、人類最棘手問題上的研究能力，況且這些問題在貧窮國家又是比較嚴重的。AC平臺的意義在于，世界上任何一臺計算機只要能上互聯(lián)網(wǎng)，那么他就可以利用AC平臺的計算能力完成自己的計算任務。由于AC平臺的計算過程完全在云中實現(xiàn)（可以是任何高級設備），用戶的算法可以完全脫離本地硬件的限制，這就可以在最大程度上降低用戶對硬件性能的要求，從而使貧窮國家的科研人員能夠享受到超級計算機的計算資源。此外用戶利用AC平臺提供的“繪圖”和“用戶自定義函數(shù)”功能可以與

5、他人實時分享自己的科研成果，不僅讓別人能看到，而且能讓別人體驗到。這將極大促進世界上的學術交流。,功能特色,免安裝，免下載，跨平臺，瀏覽器里直接使用，界面時尚友好。符號計算，數(shù)值計算，畫圖，編程，統(tǒng)計。涵蓋主流計算軟件所有功能。命令行式的輸入，沒有復雜的按鈕和表單。在瀏覽器中顯示數(shù)學符號，使符號計算結果更直觀用戶可定義變量在數(shù)值計算中使用，以方便用戶導入大規(guī)模數(shù)據(jù)，并可將變量 保存至服務器，以便日后使用。系統(tǒng)自動記錄用戶操作

6、，并保存在服務器，方便用戶重復執(zhí)行以前的操作。用戶可以直接在瀏覽器制里作和發(fā)布自己的計算服務，即編寫自己的計算函數(shù)。在線編程，在線編譯，在線執(zhí)行，服務器把用戶定義的函數(shù)存檔以便用戶隨時調用，一次編程重復利用。此外用戶還能下載自己編寫的函數(shù)模塊以便在其他地方使用。用戶可以設置函數(shù)訪問權限，共享或私有。私有表示此函數(shù)只能被編寫者在線調用，共享表示該函數(shù)不僅可以被編寫者在線調用，還可以被其他用戶在線調用。用戶擁有自己的配置文件，可以存儲

7、自己的變量、歷史記錄、圖片信息和用戶自定義函數(shù)庫支持手機用戶。只要你的手機能上WAP，那么你就可以使用所用AC功能。適應云計算發(fā)展趨勢，用戶體驗與后臺實現(xiàn)完全分離，后臺可用多種技術實現(xiàn)，如超級計算機，計算機族，再配上分布式操作系統(tǒng)（Windows Azure）AC就可以成為一個典型的云計算應用。,技術特色,基于Asp.Net Framework 3.0框架服務器端采用WebService技術,實現(xiàn)服務器資源的跨平臺訪問?？蛻舳瞬?/p>

8、用EXTJS AJAX框架，界面美觀。AJAX技術實現(xiàn)網(wǎng)頁局部刷新，使瀏覽器軟件界面更貼近本地軟件界面。采用MathML標記語言實現(xiàn)瀏覽器中顯示數(shù)學符號。同時采用ACSIIMathML.JS腳本解釋文本數(shù)學表達式語義并動態(tài)生成數(shù)學公式的MathML標記。顯示效果超越Matlab可與Maple媲美采用XML文件配置和存儲用戶信息，改善用戶體驗，增加系統(tǒng)的靈活性自主設計的網(wǎng)頁命令行系統(tǒng)，包括命令解釋器，命令查詢器，命令處理器。自主

9、設計的瀏覽器版C語言編程環(huán)境。自主設計的用戶函數(shù)庫管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)服務端函數(shù)的動態(tài)創(chuàng)建，動態(tài)加載 和動態(tài)執(zhí)行。使用戶在瀏覽器里享受Visual Studio中編程的愉快感覺可以移植到Windows Azure系統(tǒng)下（可能需要一些特殊權限）。,主體框架,,,HTTPRequest,,登錄框,瀏覽器端,服務器端,后臺技術架構,開發(fā)環(huán)境：Windows XP Professional SP3Microsoft Visual W

10、eb Developer 2008 Express EditionMicrosoft Visual C# 2008 Express EditionIIS 5.1運行環(huán)境（先安裝IE插件Mathplayer）：Windows XP ProfessionalIIS 5.1FRAMEWORK 3.5或Microsoft Visual Studio 2005以上,注意：部分用VC6.0編譯的代碼在IIS7.0下無法正常運行，但

11、可在VS的調試服務器中運行，詳細配置說明參見用戶手冊,,,符號計算之初等數(shù)學,,,以符號形式顯示輸入命令,,,單擊回車，返回結果,此處以文本形式記錄用戶的命令和返回的結果,,點擊清楚記錄可刪除記錄,命令輸入面板，以按鈕形式輸入命令,繼續(xù)等待輸入,察看幫助,,,若有問題請察看幫助,符號計算之高等數(shù)學,,以符號形式顯示輸入命令,,以符號形式返回結果,-2*x/(1+x^3)^2,在此輸入?yún)?shù)，此處為被積函數(shù),命令參數(shù)需符合ASCII Ma

12、th Notation 規(guī)范,操作面板，提供大多數(shù)高等數(shù)學中的計算,顯示效果超越Matlab,可與Maple媲美,,察看幫助,數(shù)值計算,,,以函數(shù)名加參數(shù)的形式輸入命令，此處命令為：實矩陣的LU分解,單擊回車，返回結果，第一個ans是下三角矩陣L，第二個ans是上三角矩陣U,,,等待繼續(xù)輸入,,記錄用戶的每次操作，雙擊某項歷史操作，可將該操作自動顯示在右邊的命令窗口，方便用戶調用歷史操作,,單擊此處將選中操作上傳服務器保存,以Tip形式

13、顯示函數(shù)信息,用戶可以使用的函數(shù)，雙擊函數(shù)名，命令可以直接顯示在命令行窗口,,輸入:cls，可以清除屏幕上的所有信息,察看幫助,數(shù)值計算之定義變量,,含有變量的命令,在此輸入變量值，參數(shù)格式參見用戶手冊,,方便用戶導入大規(guī)模數(shù)據(jù)（暫未實現(xiàn)）,,此處顯示用戶定義過的變量這些變量可直接在命令中使用,,單擊，將選中命令保存到服務器,,,,,點擊添加變量,察看幫助,函數(shù)繪圖,,此處一縮略圖形式顯示用戶繪制過的圖片,單擊某張圖片可以查看原圖,,

14、參數(shù)面板，用戶手冊中有詳細說明,填好參數(shù)后單擊繪制,,察看幫助,函數(shù)繪圖之顯示原圖,單擊縮略圖后的效果,單擊空白處關閉臨時窗口,,用戶自定義函數(shù),此處顯示用戶定義過的函數(shù),用戶在此編輯函數(shù),用戶編寫函數(shù)時要遵循一些規(guī)范，詳見用戶手冊,此處顯示返回的編譯信息，若函數(shù)成功創(chuàng)建，該函數(shù)的調用信息將顯示在“已定義函數(shù)列表“和”數(shù)值函數(shù)工具箱”中。用戶可在數(shù)值計算面板中通過命令行形式調用該函數(shù),此處填寫函數(shù)信息,若設為私有，其它用戶將不可調用該函

15、數(shù),察看幫助,,,編譯成功后,,此信息表示編譯成功,實時顯示通過編譯的函數(shù),,,,,,,,此功能暫時沒有實現(xiàn)，實現(xiàn)方案在開發(fā)文檔中,,其它用戶無法使用私有工具箱中的函數(shù),察看幫助,下頁將顯示如何調用該函數(shù),,,,調用自定義函數(shù),在用戶自定義函數(shù)面板中編寫的數(shù)值函數(shù),,,,在此以命令形式調用max函數(shù),,得到返回結果,,對紀錄操作前請先選中它,其它功能參見視頻演示,察看幫助,項目前景/發(fā)展,我們的軟件給出一種未來計算軟件的模式，這種模式使

16、用戶完全脫離硬件與系統(tǒng)的限制，同時這種模式不僅允許用戶訪問服務器資源，同時還允許用戶自己在服務器上開發(fā)自己算法。我們的設想是，未來可以在安裝有分布式操作系統(tǒng)的超級計算機或計算機群上架設我們的服務，這樣就能使所有人通過互聯(lián)網(wǎng)分享大型機的計算資源。隨著并行算法的研究和多核處理器的普及，使得越來越多的并行算法，無論在理論上還是在應用上，都能得以實現(xiàn)。我們甚至可以設想用整個互連網(wǎng)作為AC的后臺，讓AC整合互聯(lián)網(wǎng)上所有的計算資源。更靈活的商業(yè)模

17、式：我們的計算函數(shù)全部在服務器上而且每個算法都獨立成為一個模塊，那么用戶就可以根據(jù)自己的具體需求購買他需要的模塊，不浪費一分錢。這就好比去飯店吃飯，想吃什么點什么，而傳統(tǒng)的計算軟件就像旅行團包餐，一桌菜上來你根本沒得選，就算你只喜歡吃其中的一道菜，那么你要為所有的菜買單。此外用戶還可以設計自己的算法，通過AC平臺在互聯(lián)網(wǎng)上出售自己的計算服務。AC計算資源的提供者是一個有待解決的問題，可以考慮建立非政府組織集中民間科研力量開發(fā)基于互

18、聯(lián)網(wǎng)的分布式計算系統(tǒng)。設立區(qū)域性的計算中心，通過互聯(lián)網(wǎng)為科研單位，學校提供計算服務。,參考文獻,第三方代碼 maxima:http://maxima.sourceforge.net/gnuplot:http://www.gnuplot.info/ASCIIMathML:http://www1.chapman.edu/~jipsen/mathml/asciimath.htmlMathplayer:http://www

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