C语言 网格计算问题
#include
#define N 10
int a[N][N];
int b[3][N*N];
int enter(int m)//输入网格中被占用的格子的信息
{
int i,j,k,n,flag;
cout<<"请输入N*N的网格的N值"< cin>>n; for(k=1;k<=m;k++) { flag=1; cout<<"输入网络第 "< if(i>=n||j>=n||i<0||j<0) { cout<<"!!!!ERROR!!!!"< cout<<"坐标越界"< flag=0; } if(flag==1) a[i][j]=1; else k--; } return n; } int empty(int &h,int &l,int n)//判断网格是否为空 { for(h=0;h for(l=0;l if(a[h][l]!=0) return 1;//非空返回 return 0;//空则返回 } void visit(int h,int l,int count,int &num,int n)//递归搜索一组 { if(a[h][l]==1)//若方格被占用则把它赋值为并访问它四周的四个方格 { a[h][l]=0; b[0][num]=h; b[1][num]=l; b[2][num]=count; num++; if(h+1 visit(h+1,l,count,num,n); if(l+1 visit(h,l+1,count,num,n); if(h-1>=0) visit(h-1,l,count,num,n); if(l-1>=0) visit(h,l-1,count,num,n); } } int search(int m,int n)//查询某一方格的组数 { int i,j,k; cout<<"输入网络要查询的方格所在行和列(大于小于等于N):"< if(i>=n||j>=n||i<0||j<0) { cout<<"!!!!ERROR!!!!"< cout<<"坐标越界"< } for(k=0;k { if(b[0][k]==i&&b[1][k]==j) return b[2][k]; } return 0; } void display(int count,int m,int n)//显示每组的具体信息 { int i,j,c[N*N/2]={0}; count--; cout<<"一共有"< for(j=1;j<=count;j++) for(i=0;i if(b[2][i]==j) c[j]++; for(j=1;j<=count;j++) { cout<<"第"< cout<<"i"<<'\t'<<"j"<<'\t'< for(i=0;i if(b[2][i]==j) cout< cout< } while(1) { i=search(m,n); if(i==0) cout<<"该格子未被占用。"< else cout<<"该格子位于第"< } } void main() { int n,m,h,l,count=1,num=0,i,j; for(i=0;i for(j=0;j a[i][j]=0; cout<<"请输入N*N的网格被占用格子总数:"< cin>>m; n=enter(m); while(empty(h,l,n)==1) { visit( h,l,count,num,n); count++; } display( count,m,n); } 有限元网格划分的基本原则 划分网格是建立有限元模型的一个重要环节，它要求考虑的问题较多，需要的工作量较大，所划分的网格形式对计算精度和计算规模将产生直接影响。为建立正确、合理的有限元模型，这里介绍划分网格时应考虑的一些基本原则。 1 网格数量 网格数量的多少将影响计算结果的精度和计算规模的大小。一般来讲，网格数量增加，计算精度会有所提高，但同时计算规模也会增加，所以在确定网格数量时应权衡两个因数综合考虑。图1中的曲线1表示结构中的位移随网格数量收敛的一般曲线，曲线2代表计算时间随网格数量的变化。可以看出，网格较少时增加网格数量可以使计算精度明显提高，而计算时间不会有大的增加。当网格数量增加到一定程度后，再继续增加网格时精度提高甚微，而计算时间却有大幅度增加。所以应注意增加网格的经济性。实际应用时可以比较两种网格划分的计算结果，如果两次计算结果相差较大，可以继续增加网格，相反则停止计算。 图1 位移精度和计算时间随网格数量的变化 在决定网格数量时应考虑分析数据的类型。在静力分析时，如果仅仅是计算结构的变形，网格数量可以少一些。如果需要计算应力，则在精度要求相同的情况下应取相对较多的网格。同样在响应计算中，计算应力响应所取的网格数应比计算位移响应多。在计算结构固有动力特性时，若仅仅是计算少数低阶模态，可以选择较少的网格，如果计算的模态阶次较高，则应选择较多的网格。在热分析中，结构内部的温度梯度不大，不需要大量的内部单元，这时可划分较少的网格。 2 网格疏密 网格疏密是指在结构不同部位采用大小不同的网格，这是为了适应计算数据的分布特点。在计算数据变化梯度较大的部位(如应力集中处)，为了较好地反映数据变化规律，需要采用比较密集的网格。而在计算数据变化梯度较小的部位，为减小模型规模，则应划分相对稀疏的网格。这样，整个结构便表现出疏密不同的网格划分形式。图2是中心带圆孔方板的四分之一模型，其网格反映了疏密不同的划分原则。小圆孔附近存在应力集中，采用了比较密的网格。板的四周应力梯度较小，网格分得较稀。其中图b中网格疏密相差更大，它比图a中的网格少48个，但计算出的孔缘最大应力相差1%，而计算时间却减小了36%。由此可见，采用疏密不同的网格划分，既可以保持相当的计算精度，又可使网格数量减 概述 1 近年来计算机硬件的飞速发展和软件的进一步成熟，并伴随着的流行和高性能计算机的利用以及低耗费高速Internet 网络的发展，使计算机网络成为单个统一强大的计算机资源的梦想正在逐步成为可能。所谓网格，是指将机群、(Grid)超级计算机、大规模存储系统、数据库以及其他地理上分散的特殊仪器设备，甚至个人计算机等所有的计算资源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源、知识资源等连接起来作为单个统一资源使用。从而能够方便快捷地解决各种复杂的问题。继实现了计算机硬件的连通，实现了Internet Web 网页的连通，试图实现互联网上所有的资源全面连通，Grid 掀起第次网络技术浪潮。因此有人也称网格为第代因特33网。 但是必须注意到，我们平常所接触的信息中，地理空间信息的比例可以占到左右80%[1]，然而地理空间信息在网上传送的信息中所占的比例却远未达到这一数字。这是因为作为专业处理地理信息的管理信息系统——地理信息系统，，虽然应用领域日 (Geographical Information System GIS)益广泛，却严重滞后于网络技术发展的速度，绝大多数系统仍运行在单机环境下，即便是上了网，也基本还停留在C/S 结构的专用局域网上，无法为社会大众使用。随着计算机网络、计算机通信等技术的发展，研究的重点已经由传统GIS 的数据结构和算法的研究转移到网络和分布式GIS(WebGIS)上。 GIS 但是基于协议的万维网并不能很好地解决人们TCP/IP 在地理空间信息共享方面所出现的问题，主要是由于分布式数据环境中协议的点对点传输优点变成TCP/IP (Peer-to-peer)了缺点，使万维网上出现了大量的信息孤岛。在最近几年中“数字地球”、“数字城市”成为了发展的方向，实践GIS 证明，传统的技术已经不能解决“数字地球”、“数字城市”的实时处理和信息共享问题，因为它们需要能够使地理 空间信息提供者能够实时地将地理空间信息提供给最需要的用户、而地理空间信息使用者又能够知道哪里能够找到急需的地理空间信息，当前的分布式技术还远未达到这种要GIS 求，必须在具有异构性、可扩展性(Heterogeneity)、动态自适应性和多级管理域等特(Scalability)(Adaptability)点的网格技术的基础上，这种情况下，网格计算的并行处理优势突出显示出来，基于网格计算的应运而生，构建新GIS 一代的网络地理信息系统——网格成了研GIS(GridGIS)GIS 究的一个主要方向。 网格计算及其研究进展 2 网格计算是将一个网络中众多计算机资源在同一时间用于单个问题的处理，通常是用于需要极大量计算机处理周期或访问大量数据的科学或技术问题[2]。网格计算可以看作分布式大规模集群计算和网络分布式并行处理的一种形式。它可以局限在一家公司内计算机工作站的网络上，或者是一种公众的协作在此情况下，有时也被认为是一种对等计算的(形式。事实上，有许多应用，包括协同工程，数据查询，)高吞吐量计算，理所当然还有分布式超级计算都将会受益于网格基础结构的发展。根据所言，网格是一个无Larry Smarr 缝的、集成计算的、协同的环( Integrated computational ) 境[3]。网格的功能可以被等分成两个逻辑网格：计算网格(和访问网格。计算网格可Computational grid)(Access grid)以提供虚拟的、无限制的计算和分布数据资源。访问网格将提供一组协作环境。 从世纪年代末期以来，网格研究就吸引了众多的注2080意力。很多国家都投入了大量研究资金，希望能抓住机遇、 掌握未来的命运。从美国、日本等发达国家到印度这样的发 GridGIS ——基于网格计算的地理信息系统 王铮 1,2 ，吴兵 1 （．华东师范大学城市与环境信息科学教育部开放实验室，上海；．中国科学院科技政策与管理科学研究所，北京） 1 2000622100080摘要： 讨论了网格计算的有关概念及其最新的研究进展，并在此基础上提出了基于网格计算的地理信息系统－的概念、特点及其GridGIS 体系结构。旨在解决目前地理空间信息的共享严重滞后于网络技术发展的速度而得不到有效利用和应用并没有像所预期的那样深入人们GIS 生活的方方面面的困惑。 关键词：网格计算；地理信息系统；网格GIS —— GridGIS Geographical Information System Based on Grid Computing WANG Zheng 1,2, WU Bing 1 (1. Geocomputation Open Laboratory, Ministry of State Education of China, East China Normal University, Shanghai 200062; ，2. Institute of Policy and Management Chinese Academy of Sciences, Beijing 100080) 【】Abstract ，，This paper suggests a GridGIS model . In the model, parallel computing and heterogeneity scalability adaptability of GIS are considered as key problems which need GridGIS to solve; besides, multi-level structure of GridGIS has been suggested in the model.【】Key words （）Grid computing; Geographical information system GIS ; GridGIS 第29卷 第4期Vol.29 № 4计 算 机 工 程Computer Engineering 2003年3月 March 2003 ? 基金项目论文? 中图分类号： TP 212.2文章编号：1000—3428(2003)04—0038—03 文献标识码：A —38— 生成的网格所能达到的基本指标 1概述 1.1控制网格质量的必要性 在CFD计算中数值误差,也即数值解与微分方程精确解之间的偏差，主要是由截断误差及网格划分不够细密所造成的。而当离散格式的截断误差确定以后,网格的疏密及其分布特性就成了决定离散误差的关键因素。一般在CFD计算中，第一步就是生成计算网格，流场的主要信息都存储在计算网格的节点或者界面上，网格生成质量的高低直接影响着数值分析结果的精度与稳定性。特别是近壁处及通量梯度较大的区域的网格分布最为关键。粗糙的网格会导致数值模拟精度的降低，甚至不能得到收敛解；而过细的网格一方面会耗费过多的计算资源，另一方面也可能导致离散误差的增加，选择适宜的精密网格对于提高计算精度非常关键。因此生成高质量的、适宜的精密网格是获得高精度数值模拟结果的必要条件，在进行CFD计算中必须控制网格的数量及质量。 1.2对计算网格的基本要求 网格分为结构化和非结构化两大类，由于结构化网格在计算精度、计算时间等方面存在相对优势，目前在CFD计算中广泛采用的仍是结构型网格。因此为确保计算结果的正确性及模拟的精度，本课题组要求尽量使用结构化网格，除非在极个别的情况下(如几何结构过于复杂，很难生成结构化网格)才允许使用非结构化网格。 对生成的六面体结构化网格的质量有以下几方面的要求： 首先计算网格中不允许存在负体积，这是保障计算网格正确性的基本要求。 网格单元的总体分布应尽量与主流方向保持一致。 有叶片的区域，应采用绕叶片的O型网格来处理边界层内的流动，另外，O型网格对网格加密很有利。 在所有计算区域的边界处的计算网格线应最大程度的与边界正交，角度最小应大于45°。 计算单元的纵横比不能过大，一般应控制在[1,100]之间，不应高于100。(Aspect Ratio，[1，∞]，越接近于1表明网格质量越高) 网格计算理论及其应用 胡科 电子科技大学应用数学学院，四川成都（610054） 摘要：本文从理论角度，阐述网格概念、网格的标准化趋势、OGSA的体系结构、网格计算及其应用，并介绍了网格在我国的主要应用项目。 关键词：网格；网格标准；网格计算 1. 概述 网格（Grid）在欧美出现于20世纪90年代，是新一代高性能计算环境和信息服务基础设施，采用开放标准，能够实现动态跨地域的资源共享和协同工作。网格作为解决分布式复杂异构问题的新一代技术，其核心是实现大规模的地理上广泛分布的高性能计算资源、海量数据和信息资源、数据获取和分析处理系统、应用系统、服务与决策支持系统，以及组织、人员等各种资源的共享与聚合。网格被誉为继传统Internet、Web之后的“第三次信息技术浪潮”，成为互联网发展的第三大里程碑。这次技术革新的本质是WWW（World Wide Web，万维网）升级到GGG（Great Global Grid，全球网格）。如果说传统Internet实现了计算机硬件的连通，Web实现了网页的连通，网格则是试图实现互联网上所有资源的全面连通。网格在科学研究、商业应用等领域有着广阔的发展前景。 2. 网格的概念 2.1 狭义的“网格观” 美国Argonne国家实验室的资深科学家、Globus项目的领导人、堪称“网格之父”的Ian Foster曾在1998年出版的《网格：21世纪信息技术基础设施的蓝图》一书中这样描述网格：“网格是构筑在互联网上的一组新兴技术，它将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体，为科技人员和普通老百姓提供更多的资源、功能和交互性。互联网主要为人们提供电子邮件、网页浏览等通信功能，而网格功能则更多更强，让人们透明地使用计算、存储等其他资源。”。2000年，Ian Foster在《网格的剖析》这篇论文中把网格进一步描述为“在动态变化的多个虚拟机构间共享资源和协同解决问题。”。2002年7月，Ian Foster在《什么是网格？判断是否网格的三个标准》一文中，限定网格必须同时满足三个条件：(1) 在非集中控制的环境中协同使用资源；(2) 使用标准的、开放的和通用的协议和接口；(3) 提供非平凡的服务。 2.2 广义的“网格观” 意指GGG，它不仅包括计算网格、数据网格、信息网格、知识网格、商业网格，还包括一些已有的网络计算模式，如P2P（Peer-to-Peer Computing，对等计算）等。 不管是狭义还是广义的“网格观”，其目的不外乎是要利用互联网把分散在不同地理位置的电脑整合成一台“虚拟的超级计算机”，实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、软件资源、存储资源、通信资源、知识资源、专家资源等的全面共享。 3. 网格的标准化趋势 随着网格研究的深入，人们越来越发现网格体系结构的重要。网格体系结构是关于如何 高性能计算、分布式计算、网格计算、云计算--概念和区别 《程序员》2009-02 P34 “见证高性能计算21年” 高性能计算（High Performance Computing）HPC是计算机科学的一个分支，研究并行算法和开发相关软件，致力于开发高性能计算机（High Performance Computer）。 分布式计算是利用互联网上的计算机的中央处理器的闲置处理能力来解决大型计算问题的一种计算科学。 网格计算也是一种分布式计算。网格计算的思路是聚合分布资源，支持虚拟组织，提供高层次的服务，例如分布协同科学研究等。网格计算更多地面向科研应用，商业模型不清晰。网格计算则是聚合分散的资源，支持大型集中式应用（一个大的应用分到多处执行）。 云计算(Cloud Computing)是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算的资源相对集中，主要以数据中心的形式提供底层资源的使用，并不强调虚拟组织（VO）的概念。云计算从诞生开始就是针对企业商业应用，商业模型比较清晰。云计算是以相对集中的资源，运行分散的应用（大量分散的应用在若干大的中心执行）； 目录 高性能计算、分布式计算、网格计算、云计算--概念和区别 (1) 高性能计算 (3) 百科名片 (3) 概念 (3) 服务领域 (3) 网格 (5) 百科名片 (5) 网格的产生 (5) 网格技术的特征及其体系结构 (5) 高性能计算机的发展与应用 (17) 我国高性能计算机应用前景及发展中的问题 (17) 高性能计算机与大众生活息息相关 (17) 高性能计算机发展任重道远 (18) 分布式计算、网格计算和云计算 (21) 分布式计算 (21) 网格计算 (21) 云计算 (22) 网格计算和云计算的概念和区别 (24) 目标不同 (24) 分配资源方式的不同 (25) 殊途同归 (26) 钱德沛教授：云计算和网格计算差别何在？ (27) 云计算与网格计算的概念 (27) 网格计算的特点是什么呢？ (27) 云计算与网格计算区别何在 (28) 网格划分的几种基本处理方法 贴体坐标法： 贴体坐标是利用曲线坐标，并使其坐标线与燃烧室外形或复杂计算区域边界重合，这样所有边界点能够用网格点来表示，不需要任何插值。一旦贴体坐标生成通过变换，偏微分方程求解可以不在任意形状的物理平面上，而在矩形或矩形的组合（空间问题求解域为长方体或它们的组合）转换平面上进行。这样计算与燃烧室外形无关，也与在物理平面上网格间隔无关。 而是把边界条件复杂的问题转换成一个边界条件简单的问题；这样不仅可避免因燃烧室外形与坐标网格线不一致带来计算误差，而且还可节省计算时间和内存，使流场计算较准确，同时方便求解，较好地解决了复杂形状流动区域的计算，在工程上比较广泛应用。 区域法： 虽然贴体坐标系可以使坐标线与燃烧室外形相重合，从而解决复杂流动区域计算问题。但有时实际流场是一个复杂的多通道区域，很难用一种网格来模拟，生成单域贴体网格，即使生成了也不能保证网格质量，影响流场数值求解的效果。因此，目前常采用区域法或分区网格，其基本思想是，根据外形特点把复杂的物理域或复杂拓扑结构的网格，分成若干个区域，分别对每个子区域生成拓扑结构简单的网格。由这些子区域组合而成的网格，或结构块网格。对区域进行分区时，若相邻两个子域分离边界是协调对接，称为对接网格；若相邻两子域有相互重叠部分，则此分区网格称为重叠网格。根据实际数值模拟计算的需要，把整个区域（燃烧室）分成几个不同的子区域，并分别生成网格。这样不仅可提高计算精度，而且还可节省计算机内存，提高收敛精度。但是计算时，必须考虑各区域连接边界处耦合以及变量信息及时、准确地传递问题。处理各个区域连接有多种方法，其中一个办法是在求解各变量时各区域可以单独求解若干次而对压力校正方程．设压力校正值在最初迭代时为零，为了保证流量连续各个区域应同时求解，然后对各个速度和压力进行校正。或者采用在两个区域交界处有一个重叠区，两个区域都对重叠区进行计算，重叠区一边区域内的值，要供重叠区另一边区域求解时用。或通过在重叠内建立两个区域坐标对应关系，实现数据在重叠区内及时传递。如果两个区采用网格疏密分布不相同，要求重叠区二边流量相等。区域法能合理解决网格生成问题，已被大量用来计算复杂形状区域流动。 区域分解法： 对于复杂几何形状的实际燃烧装置，为了保证数值求解流场质量，目前常采用区域分解法。该法基本要点是：根据燃烧室形状特点和流场计算需要，把计算区域分成一个主区域和若干个子区域，对各个区域（块）分别建立网格，并对各个区域分别进行数值求解。区域分解原则是尽量使每个子区域边界简便以便于网格建立，各个子区域大小也尽可能相同，使计算负载平衡有利于平行计算。各区域的网格间距数学模型以及计算方法都可以不同，通常在变量变化梯度大的区域，可以布置较细网格，并采用高阶紊流模型和描述复杂反应的紊流燃烧模型，以便更合理模拟实际流场。对于变量变化不太大区域，可采用较疏的网格和较简单的数学模型，这样可节省计算时间。各子区域的解在相邻子区域边界处通过耦合条件来实现光滑，相邻子区域连接重叠网格或对接网格来实现，在各子区域交界处通过插值法提供各子域求解变量的信息传递，满足各子域流场计算要求通量和动量守恒条件以便实现在交界面处各子域流场解的匹配和耦合，从而取得全流场解。 非结构网格法： 上述各方法所生成的网格均属于结构化网格，其共同特点是网格中各节点排列有序，每个节点与邻点之间关系是固定的，在计算区域内网格线和平面保持连续。特别是其中分区结构网格生成方法已积累了较多经验，计算技术也较成熟，目前被广泛用来构造复杂外形区域 浅谈网格计算相关技术与应用(一) 论文关键词]数据库浮点运算虚拟化资源共享论文摘要]论述网格计算的发展概况，在科学领域的应用范围，网格服务的特点以及在未来网络下场中的发展潜力。 一、网格计算的由来与发展 网格计算是伴随着互联网技术而迅速发展起来的，是将地理上分布的计算资源（包括数据库、贵重仪器等各种资源）充分运用起来，协同解决复杂的大规模问题，特别是解决仅靠本地资源无法解决的复杂问题，是专门针对复杂科学计算的新型计算模式。这种计算模式是利用互联网把分散在不同地理位置的电脑组织成一个“虚拟的超级计算机”，其中每一台参与计算的计算机就是一个“节点”，而整个计算机是由成千上万个“节点”组成的“一张网格”，所以这种计算方式叫网格计算。这样组织起来的“虚拟的超级计算机”有两个优势，一个是数据处理能力超强，另一个是能充分利用网上的闲置处理能力。简单地讲，网格是把整个网络整合成一台巨大的超级计算机，实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源的全面共享。 近几年，随着计算机计算能力的迅速增长，互联网络的普及和高速网络成本的大幅降低以及传统计算方式和计算机的使用方式的改变，网格计算已经逐渐成为超级计算发展的一个重要趋势。网格计算是一个崭新而重要的研究领域，它以大粒度资源共享、高性能计算和创新性应用为主要特征，必将成为21世纪经济发展的重要推动力。 二十世纪九十年代以来，世界各个国家，尤其是发达国家，建立了很多超级计算应用中心和工程研究中心，美国还制定了新一轮规划的先进计算框架（ACIP），发展面向21世纪的先进计算技术。我国在科技部的领导和主持下，经过专家组及相关单位的努力，作为我国高性能计算和信息服务战略性基础设施的国家高性能计算环境发展很快。在已经建成的５个国家级高性能计算中心的基础上，又于中南、西北等地建立了新的国家高性能计算中心，科技部加强了网络节点的建设，形成了以科学院为主体的计算网格。教育部也启动了网格计算工程，第一批１２个网点正在建设之中，国家基金委也列出专项基金资助网格计算。 网格是借鉴电力网的概念出来的，网格的最终目的是希望用户在使用网格的计算能力时，就如同现在使用电力一样方便简单。 二、网格计算的应用 （一）分布式超级计算 网格计算可以把分布式的超级计算机集中起来，协同解决复杂大规模的问题。是大量的闲置计算机资源得到有效的组织，提高了资源的利用效率，节省了大量的重复投资，使用户的需求能够得到及时满足。 （二）高吞吐率计算机 网络技术能够十分有效地提高计算的吞吐率，它利用CPU周期窃取技术，将大量闲置计算机的计算资源集中起来，提供给对时间不太敏感的问题，作为计算资源的重要来源。 （三）数据密集型计算 数据密集型计算的问题求解通常同时产生很大的通讯和计算需求，需要网格能力才可以解决。网格已经在药物分子设计、计算力学、计算材料、电子学、生物学、核物理反映、航空航天等众多领域得到广泛应用。 （四）给予更广泛信息共享的人与人交互 网格的出现更急突破了人与人之间地理界线的限制，使得科技工作者之间的交流更加的方便，从某种程度上说，可以实现人与人之间的智慧共享。 （五）更广泛的资源贸易 随着大型机性能的提高和微机的更加普及，其资源的闲置问题越来越突出，网络技术可以有效地组织这些闲置资源，使得有大量的计算需求用户能够获得这些资源，而资源提供者的应 网格和单元的基本概念 前记：首先说明，和一般的有限元或者计算力学的教材不一样，本人也不打算去抄袭别人的著作，下面的连载是一个阶段的学习或者专业感悟集大成，可以说深入浅出，也可以说浅薄之极——如果你认为浅薄，很好，说明我理解透了，也祝贺你理解透了！好了，废话少说，书归正传。 无论是CSD（计算结构力学）、CTD（计算热力学）还是CFD（计算流体动力学）——我们统一称之为工程物理数值计算技术。支撑这个体系的4大要素就是：材料本构、网格、边界和荷载（荷载问题可以理解为数学物理方程的初值问题），当然，如果把求解技术也看作一个要素，则也可以称之为5大要素。网格是一门复杂的边缘学科，是几何拓补学和力学的杂交问题，也是支撑数值计算的前提保证。本番连载不做任何网格理论的探讨（网格理论是纯粹的数学理论），仅限于尽量简单化的应用技术揭秘。 网格出现的思想源于离散化求解思想，离散化把连续求解域离散为若干有限的子区域，分别求解各个子区域的物理变量，各个子区域相邻连续与协调，从而达到整个变量场的协调与连续。离散网格仅仅是物理量的一个“表征符号”，网格是有形的，但被离散对象既可以是有形的（各类固体），也可以是无形的（热传导、气体），最关键的核心在于网格背后隐藏的数学物理列式，因此，简单点说，看得见的网格离散是形式，而看不见的物理量离散才是本质核心。 对计算结构力学问题，网格剖分主要包含几个内容：杆系单元剖分（梁、杆、索、弹簧等）、二维板壳剖分（曲面或者平面单元）、三维实体剖分（非结构化全六面体网格、四面体网格、金字塔网格、结构化六面体网格、混合网格等），计算热力学和计算流体动力学的网格绝大部分是三维问题。对于CAE工程师而言，任何复杂问题域最终均直接表现为网格的堆砌，工程师的任务等同于上帝造人的过程，网格是一个机体，承载着灵魂（材料本构、网格、边界和荷载），求解技术则是一个思维过程。 网格基本要素是由最基本的节点（node）、单元线（edge）、单元面（face）、单元体（body）构成，实质上，线、面、体只不过是为了让网格看起来更加直观，在分析求解过程中，线、面、体本质上并没有起多大的作用，数值离散的落脚点在节点（node）上，所有的物理变量均转化为节点变量实现连续和传递。在所有的CAE环境下，网格的基本要素均可以直接构成，但对于复杂问题而言，这是一个在操作上很难实现的事情，因此，基于几何要素的网格划分技术成为现代网格剖分应用的支点，和网格基本要素完全相同，对应的几何要素分别称之为点（point）、线（curve）、面（surface）和实体（solid）。 数值离散求解器是不能识别几何元素的，要对其添加“饲料”，工程师必须对几何元素进行“精加工”，因此，从这个意义上来说，网格剖分的本质就是把几何要素转换为若干离散的元素组，这些元素组堆砌成形态上近似逼近原有几何域的简单网格集合体。因此，这里说明了一个网格“加工”质量的基本判别标准——和几何元素的拟合逼近程度，理论上，越逼近几何元素的网格质量越好，当然，几何逼近只是一个基本的判别标准，网格质量判别有一系列复杂的标准，后文详细阐述。 本篇将专门解释几个基本概念：点网格；一维线网格；二维三角形面网格、二维四边形面网格；三维四面体网格（tetrahedra）、三维金字塔单元（pyramid）、五面体单元（prism）、三维六面体单元（hexahedra）；结构化网格（structural grid）、非结构化网格（nonstructural grid）、混合网格（blend grid）。需要专门 [摘要]文章论述了网格计算的发展概况、在科学领域的应用范围、网格服务的特点以及在未来网络市场中的发展潜力。[关键词]数据库；浮点运算；虚拟化；资源共享现代社会由于大规模的科学和工程计算的需求，迫使计算机必须不断地提高其运算速度和存储容量。计算机的发展历史表明，为了达到更好的处理性能，除了必须提高系统的硬件的速度外，系统的结构也必须不断改进，特别是当元器件的速度达到极限时，后者将变成焦点问题。于是，超级并行机已经成为复杂科学计算领域的主宰。但以超级计算机为中心的计算模式存在明显的不足，而且目前正在经受挑战。超级计算机虽然是一台处理能力强大的“巨无霸”，但它的造价极其昂贵，通常只有一些国家级的部门，如航天、军事、气象等部门才有能力配置这样的设备。而随着人们在日常工作遇到的商业计算越来越复杂，人们迫切需要数据处理能力更强大的计算机，而超级计算机的价格显然阻止了它进入普通人的工作领域。于是，人们开始寻找一种造价低廉而数据处理能力超强的计算模式，最终科学家们经过努力找到了答案——Grid Computing（网格计算）。网格（grid）是一个集成的计算与资源环境，或者说是一个计算资源池。网格也是一种先进的计算基础设施（Advanced Computational Infrastructure，简称ACI），用于研究与工程应用相结合的项目，学科领域涉及超级计算技术、网络技术、数据库技术、中间件技术、并行算法和各种计算科学研究与应用技术，是一个综合性的跨学科高技术研究课题。网格计算（Grid Computing）是伴随着互联网技术而迅速发展起来的，是将地理上分布的计算资源（包括数据库、贵重仪器等各种资源）充分利用起来，协同解决复杂的大规模问题,特别是解决仅靠本地资源无法解决的复杂问题，是专门针对复杂科学计算的新型计算模式。这种计算模式是利用互联网把分散在不同地理位置的电脑组织成一个“虚拟的超级计算机”，其中每一台参与计算的计算机就是一个“节点”，而整个计算是由成千上万个“节点”组成的“一张网格”，所以这种计算方式叫网格计算。这样组织起来的“虚拟的超级计算机”有两个优势，一个是数据处理能力超强；另一个是能充分利用网上的闲置处理能力。简单地讲，网格是把整个网络整合成一台巨大的超级计算机，实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源的全面共享。近年来，随着计算机计算能力的迅速增长，互联网络的普及和高速网络成本的大幅度降低以及传统计算方式和计算机的使用方式的改变，网格计算已经逐渐成为超级计算发展的一个重要趋势。网格计算是一个崭新而重要的研究领域，它以大粒度资源共享，高性能计算和创新性应用为主要特征，必将成为21世纪经济发展的重要推动力。二十世纪九十年代以来，世界各个国家，尤其是发达国家，建立了很多超级计算应用中心（NCSA）和工程研究中心，美国还制定了新一轮规划的先进计算框架计划(ACIP),发展面向21世纪的先进计算技术. 我国在科技部的领导和主持下，经过306主题专家组及相关单位的努力，作为我国高性能计算和信息服务的战略性基础设施的国家高性能计算环境发展很快。在已建成的5个国家级高性能计算中心基础上，又于中南、西北等地建立了新的国家高性能计算中心，科技部并加强了网格节点的建设，形成以科学院为主体的计算网格。教育部也启动了网格计算工程，第一批12个网点正在建设中，国家基金委也列出专向基金资助网格计算。[!--empirenews.page--]网格是借鉴电力网（electric power grid）的概念出来的，网格的最终目的是希望用户在使用网格的计算能力时，就如同现在使用电力一样方便简单。在科学计算领域，网格计算可以在以下几个方面得到广泛应用：1.分布式超级计算。网格计算可以把分布式的超级计算机集中起来，协同解决复杂的大规模的问题。使大量闲置的计算机资源得到有效的组织，提高了资源的利用效率，节省了大量的重复投资，使用户的需求能够得到及时满足。2.高吞吐率计算。网格技术能够十分有效地提高计算的吞吐率，它利用CPU的周期窃取技术，将大量空闲的计算机的计算资源集中起来，提供给对时间不太敏感的问题，作为计算资源的重要来源。3.数据密集型计算。数据密集型的问题的求解往往同时产生很大的通讯和计算需求，需要网格能力才可以解决。网格可以药物分子设计、计算力学、计算材料、电子学、生物学、核物理反应、航空航天等众多的领域得到 云计算和网格计算有什么本质区别 https://www.wendangku.net/doc/2c1526060.html,/z/q157731426.htm?w=%CD%F8%B8%F1%BC%C6%CB%E3%BC%BC%CA %F5&spi=1&sr=1&w8=%E7%BD%91%E6%A0%BC%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%8A%80%E6%9 C%AF&qf=10&rn=360 [标签：云计算,本质区别,区别] 我对云了解的比较深入，对网格 计算不太了解，但是初步观察发现相 似之处很多，求解两者本质区别 限量版回答:4 人气:108 解决 时间:2009-10-03 20:35 满意答案 耐心看吧 您可能非常关注云计算和网格计 算的比较。本文介绍了云计算服务类 型，云计算和网格计算的相似与不同。 同时本文探讨了云计算优于网格计算 的地方，两者面临的共同问题以及一 些安全方面的问题。本文以Amazon Web Services 为例。 实现云计算需要三个部分：瘦客 户机（或者能够在胖瘦之间切换的客 户机）、网格计算和效用计算。网格 计算将独立的计算机连接成一个大的 基础设施，充分利用闲置的资源。效用计算就是支付在共享服务器上使用的服务，就好象支付公共事业一样（比如电力、天然气等）。 通过网格计算，可以把计算资源作为能够开启关闭的公用事业来提供。云计算更进一步，可以随需提供计算资源。这样在使用公用定价时就可以避免过度供给。在满足数百万用户的需求时也消除了过度供给的需要。 基础设施即服务 消费者通过Internet 可以从完善的计算机基础设施获得服务。这类服务称为基础设施即服务（Infrastructure as a Service，IaaS）。基于Internet 的服务（如存储和数据库）是IaaS 的一部分。Internet 上其他类型的服务包括平台即服务（Platform as a Service，PaaS）和软件即服务（Software as a Service，SaaS）。PaaS 提供了用户可以访问的完整或部分的应用程序开发，SaaS 则提供了完整的可直接使用的应用程序，比如通过Internet 管理企业资源。 作为Infrastructure as a Service (IaaS) 在实际应用中的一个例子，The New York Times 使用成百上千台Amazon EC2 实例在36 小时内处理TB 级的文档数据。如果没有EC2，The New York Times 处理这些数据将要花费数天或者数月的时间。 IaaS 分为两种用法：公共的和私有的。Amazon EC2 在基础设施云中使用公共服务器池。更加私有化的服务会使用企业内部数据中心的一组公用或私有服务器池。如果在企业数据中心环境中开发软件，那么这两种类型都能使用，而且使用EC2 临时扩展资源的成本也很低—比方说测试。结合使用两者可以更快地开发应用程序和服务，缩短开发和测试周期。 Amazon Web 服务 浅析网格计算技术的应用与发展 郑琦1卢德利2 （1：吉林建筑工程学院，长春130021；2：吉林医药设计院有限公司，长春130021） 摘要：网格计算是伴随着互联网而迅速发展起来的、专门针对复杂科学计算的新型计算模式。我们可以将服务器、存储系统和网络联合在一起，数据文件、应用程序和系统看起来就像是一个巨大的虚拟计算系统，为用户提供功能强大的多系统资源来处理特定的任务。本文简述了网格计算的概念、关键组件，介绍了网格计算在若干领域的应用，概述了网格计算现状和发展前景。 关键字：网格计算；分布式系统；资源共享 中图分类号：文献标识符：文章编号: Analyze Briefly The Application and Development of Grid Computing ZhengQi1 Lu De-li2 （1:JiLin Institute of Architecture and Civil Engineering ,Changchun 130021; 2:JiLin Pharmaceutical Design Institute Co.Ltd,Changchun 130021） Abstract：Grid computing is a new computation pattern that aims at the complex science computation specifically, accompanied by the rapid development of the Internet. We can be able to servers, memory systems and networks together. It can provide users with a powerful multi-system resources to handle specific tasks, like a huge virtual computing systems. This paper has summarized the concept and the key components of grid computing.Introduced a number of grid computing in the field of application. Grid computing provides an overview of the current situation and development prospects. Key Words: Grid Computing; Distributional System; Resource Sharing 0 引言 随着超级计算机的不断发展，它已经成为复杂科学计算领域的主宰。但以超级计算机为中心的计算模式存在明显的不足，而且目前正在经受挑战。超级计算机虽然具有非常强大处理能力，但它造价极高，通常只有一些国家级的如航天、国防等部门才有能力配置这样的设备。而随着人们日常工作遇到的商业计算、科学计算越来越复杂，人们越来越需要数据处理能力更强大的计算机，而超级计算机的价格使得它进入普通人的工作领域成为一种奢望。于是人们在寻找造价低廉而数据处理作者简介：郑琦（1978～），女，吉林省长春市人，助教，硕士 引言：网格作为一种能带来巨大处理、存储能力和其他IT资源的新型网络，可以应付临时之用。网格计算通过共享网络将不同地点的大量计算机相联，从而形成虚拟的超级计算机,将各处计算机的多余处理器能力合在一起，可为研究和其他数据集中应用提供巨大的处理能力。有了网格计算，那些没有能力购买价值数百万美元的超级计算机的机构，也能利用其巨大的计算能力。 一. 网格技术 1.计算的“乌托邦”？ Gartner公司的Rob Batchelder认为，网格的构想一直是计算领域的“乌托邦”，在科技应用上虽有巨大前景，但最大的缺陷是缺乏明显的商业应用。自20世纪90年代在欧美出现以来，网格主要被用于帮助分散的大学研究人员分析粒子加速器和巨型望远镜的数据。但在过去的两年中，网格的概念和GlobusToolkit已在研究和教育领域得到广泛应用，数十项全球性的大项目采用这些技术，以挑战科学计算中的海量计算问题。 目前网格技术虽主要为学术机构所控制，但企业也在陆续跟进。事实上，全球网格论坛（GlobalGridForum)的主要赞助企业就包括Unilever——一家以经销肥皂、冰淇淋著称的企业。与许多正在研究和评估网格技术的企业一样，Unilever自己对于如何利用此技术仍秘而不宣。而Johnson&Johnson与Merck等制药公司、BMW与波音等制造企业却已利用这一技术的处理能力和存储空间进行仿真试验，例如药品能否保护细胞免受病毒侵袭？飞机机翼是否会在暴风雨中折断？ 基因研究是网格技术的自然应用，这一领域所需的投资很难由一家企业来承担，生物科技企业可用网格技术来分析基因数据;医生可以用网格技术制作出病人器官的三维模型，作为诊断疾病的辅助手段;网格可以处理来自商店现金记录或金融市场的数据流。其他行业，如航空、保险、运输和国防，也会从中受益。如此看来，网格计算并非是可望不可及的乌托邦，其商业应用的广阔前景就在眼前。 划分网格是建立有限元模型的一个重要环节，它要求考虑的问题较多，需要的工作量较大，所划分的网格形式对计算精度和计算规模将产生直接影响。为建立正确、合理的有限元模型，这里介绍划分网格时应考虑的一些基本原则。 1网格数量 网格数量的多少将影响计算结果的精度和计算规模的大小。一般来讲，网格数量增加，计算精度会有所提高，但同时计算规模也会增加，所以在确定网格数量时应权衡两个因数综合考虑。 图1中的曲线1表示结构中的位移随网格数量收敛的一般曲线，曲线2代表计算时间随网格数量的变化。可以看出，网格较少时增加网格数量可以使计算精度明显提高，而计算时间不会有大的增加。当网格数量增加到一定程度后，再继续增加网格时精度提高甚微，而计算时间却有大幅度增加。所以应注意增加网格的经济性。实际应用时可以比较两种网格划分的计算结果，如果两次计算结果相差较大，可以继续增加网格，相反则停止计算。 图1位移精度和计算时间随网格数量的变化 在决定网格数量时应考虑分析数据的类型。在静力分析时，如果仅仅是计算结构的变形，网格数量可以少一些。如果需要计算应力，则在精度要求相同的情况下应取相对较多的网格。同样在响应计算中，计算应力响应所取的网格数应比计算位移响应多。在计算结构固有动力特性时，若仅仅是计算少数低阶模态，可以选择较少的网格，如果计算的模态阶次较高，则应选择较多的网格。在热分析中，结构内部的温度梯度不大，不需要大量的内部单元，这时可划分较少的网格。 2网格疏密 网格疏密是指在结构不同部位采用大小不同的网格，这是为了适应计算数据的分布特点。在计算数据变化梯度较大的部位(如应力集中处)，为了较好地反映数据变化规律，需要采用比较密集的网格。而在计算数据变化梯度较小的部位，为减小模型规模，则应划分相对稀疏的网格。这样，整个结构便表现出疏密不同的网格划分形式。 图2是中心带圆孔方板的四分之一模型，其网格反映了疏密不同的划分原则。小圆孔附近存在应力集中，采用了比较密的网格。板的四周应力梯度较小，网格分得较稀。其中图b 中网格疏密相差更大，它比图a中的网格少48个，但计算出的孔缘最大应力相差1%，而计算时间却减小了36%。由此可见，采用疏密不同的网格划分，既可以保持相当的计算精度，又可使网格数量减小。因此，网格数量应增加到结构的关键部位，在次要部位增加网格是不必要的，也是不经济的。 有限元网格划分的基本原则 杜平安 《机械设计与制造》 划分网格是建立有限元模型的一个重要环节，它要求考虑的问题较多，需要的工作量较大，所划分的网格形式对计算精度和计算规模将产生直接影响。为建立正确、合理的有限元模型，这里介绍划分网格时应考虑的一些基本原则。 1网格数量 网格数量的多少将影响计算结果的精度和计算规模的大小。一般来讲，网格数量增加，计算精度会有所提高，但同时计算规模也会增加，所以在确定网格数量时应权衡两个因数综合考虑。 图1中的曲线1表示结构中的位移随网格数量收敛的一般曲线，曲线2代表计算时间随网格数量的变化。可以看出，网格较少时增加网格数量可以使计算精度明显提高，而计算时间不会有大的增加。当网格数量增加到一定程度后，再继续增加网格时精度提高甚微，而计算时间却有大幅度增加。所以应注意增加网格的经济性。实际应用时可以比较两种网格划分的计算结果，如果两次计算结果相差较大，可以继续增加网格，相反则停止计算。 图1位移精度和计算时间随网格数量的变化 在决定网格数量时应考虑分析数据的类型。在静力分析时，如果仅仅是计算结构的变形，网格数量可以少一些。如果需要计算应力，则在精度要求相同的情况下应取相对较多的网格。同样在响应计算中，计算应力响应所取的网格数应比计算位移响应多。在计算结构固有动力特性时，若仅仅是计算少数低阶模态，可以选择较少的网格，如果计算的模态阶次较高，则应选择较多的网格。在热分析中，结构内部的温度梯度不大，不需要大量的内部单元，这时可划分较少的网格。 2网格疏密 网格疏密是指在结构不同部位采用大小不同的网格，这是为了适应计算数据的分布特点。在计算数据变化梯度较大的部位(如应力集中处)，为了较好地反映数据变化规律，需要采用比较密集的网格。而在计算数据变化梯度较小的部位，为减小模型规模，则应划分相对稀疏的网格。这样，整个结构便表现出疏密不同的网格划分形式。 图2是中心带圆孔方板的四分之一模型，其网格反映了疏密不同的划分原则。小圆孔附近存在应力集中，采用了比较密的网格。板的四周应力梯度较小，网格分得较稀。其中图b中网格疏密相差更大，它比图a中的网格少48个，但计算出的孔缘最大应力相差1%，而计算时间却减小了36%。由此可见，采用疏密不同的网格划分，既可以保持相当的计算精度，又可使网格数量减小。因此，网格数量应增加到结构的关键部位，在次要部位增加网格是不必要的，也是不经济的。有限元网格划分的基本原则
gridgis基于网格计算的地理信息系统
网格划分模版
网格计算理论及其应用
高性能计算、分布式计算、网格计算、云计算概念与区别
网格划分的几种基本处理方法
浅谈网格计算相关技术与应用(一)
网格和单元的基本概念
网格计算的应用及发展前景
云计算和网格计算有什么本质区别
浅析网格计算技术的应用与发展
网格技术与网格计算
网格划分的原则
网格划分基本原则