一、信息化对信息技术新的需求

    我国正在经历国家信息化快速发展的时期。各行各业都在大规模建设网络基础设施，大量采购服务器、计算机、软件，大力开发应用系统，传统的业务正在计算机化、网络化。信息化的进程对信息技术提出了前所未有的需求和挑战。应该看到，我国当前的信息化建设还存在不少问题。

　　１．资源浪费现象严重

    在花费巨资采购计算机、应用软件的同时，又有大量计算资源闲置，或得不到充分利用。经济发展落后的地区，由于资金限制，无法获得必要的计算资源，阻碍了其信息化的进程。

　　２．信息难以交流共享

    信息孤岛现象使应用系统之间不能互联互通，信息难以交流和共享。国家花费了大量人力、物力获得的海量数据和信息被孤立于少数部门，不能被广泛地访问和使用。

　　３．开发难度高，制约应用

    网络环境的异构、分布、动态变化的特点使得网络应用系统不同于单机应用系统，开发难度高，对开发人员的素质提出了很高的要求。高素质应用开发人才的不足制约了应用。

　　４．高运行成本难以承受

    网络环境下应用系统的部署、运行和维护，计算机硬件和软件系统的频繁升级换代给信息系统运行带来新的问题。应用部门不得不维持专门的技术队伍，维护其应用系统。每年都要投入大量的经费用于系统的升级和维护，这对应用部门是难以承受的沉重负担。

    上这些问题影响了应用的普及，阻碍了我国信息化的进程。这些问题的解决除了需要管理体制的变革之外，也有赖于新技术的发展。网格技术就是应对这些问题而出现的新技术，将为国家信息化建设发挥重要的作用。

    网格以服务的方式支撑大规模计算和数据处理等各种应用，将Ｉｎｔｅｒｎｅｔ变为一个功能强大、无处不在的计算设施。可以从三个方面来理解网格。

    第一，网格体现了构建信息系统的新的思维方式。网格技术通过内在的资源共享、协同工作的能力和虚拟化组织的理念，清晰地指导行业资源的统一规划、整合和共享，提升或改变整个行业信息系统的部署、运行和管理的机制。

    第二，网格是解决大规模分布资源共享和协同工作问题的新的平台技术。它将Ｉｎｔｅｒｎｅｔ从通讯和信息交互的平台提升到资源共享的平台，提供多组织之间的分布合作计算。

    第三，网格是支撑各类应用的新的国家信息基础设施。通过聚合资源，提供按需服务，支撑各类应用系统。这种基础设施的建立，最终将使用户如同按需使用电力那样，使用网格所提供的丰富资源和服务，这将改变今天的计算机应用模式，极大地提高应用的质量，加快应用开发和部署的速度。

    网格研究、开发、建设和运行管理既涉及大量的技术难题，也要求思想观念上的更新，还涉及国家法律和政策问题，复杂度和难度都很高，是一项长期的艰巨任务。

　　二、国内网格技术应用的现状

    国家“８６３”计划“高性能计算机及其核心软件”重大专项于２００２年４月正式启动，这是国家在网格研究开发方面的重大决策。该专项把研究重点放在网格技术的开发和应用。目标是研制面向网格的高性能计算机；建设具有数万亿次聚合计算能力的网格环境；开发一套具有自主知识产权的网格软件；开发数个科学研究、经济建设、社会发展和国防建设急需的重要网格应用；形成若干网格技术的国家标准，参与制定国际标准；培养一批高素质的网格研究和应用人才。通过本专项的实施，使我国在网格方面达到世界先进水平，大幅度地提高我国的综合国力和国际竞争能力。

    需求牵引是专项的基本指导方针。根据国内信息化的需求和应用现状，该专项把应用网格作为重要的研究任务，在资源环境、科学研究、制造业和服务业支持了７个面向行业的应用网格的研发。选择支持行业应用网格作为网格应用的切入点是出于对网格应用发展道路的基本判断。由于目前网格技术还处于发展阶段，尚未形成统一的标准，应用人员还不能深入理解网格技术的实质，熟练地运用它来解决自己的应用问题。从一个行业的应用问题出发，有助于应用开发者归纳应用需求，表达应用模型，集成应用数据，定义应用界面，提炼行业标准，把应用的需求与网格技术的能力相匹配。同时，行业应用的经验也有助于网格技术的开发者总结应用经验，明确应用对技术的需求，有的放矢地开展技术研究。因此行业应用是更大通用的网格应用的先导。

　　目前“８６３”计划专项支持的应用网格及其研究进展如下。

　　１．资源环境应用网格

    中国地质调查局牵头研制的资源环境应用网格根据国家地质大调查工程的实际需求，建设支撑领域应用网格平台，实现应用层面的互联互通和资源共享，实现资源评价过程中的协同工作，改变目前资源评价的传统过程和方法，将一次资源评价的周期从三年缩短为三个月。另外还要尝试通过网格，提供资源评价服务。该应用网格的典型成果包括华北地下水评价报告和固体矿物资源评价软件等。

　　２．数字林业网格

    这是资源环境领域另一个应用网格，由中国林业科学研究院等部门承担。该项目针对林业与生态环境建设工程的具体应用需求，利用网格技术，建立面向森林资源与林业生态工程的应用网格???国家数字林业应用网格，以资源共享、互联互通和协同工作有效地支持林业与生态环境领域的在线决策。通过在国家退耕还林工程中的应用示范，建立对我国森林资源和林业重点生态工程动态监测与评价的系统和平台。

　　３．航空制造网格

    由中国航空工业第二集团公司牵头研究的航空制造网格的目标是满足航空二集团内部对软件、数据和计算机资源共享的需求。通过整合集团公司的资源，提高对资源的有效管理和利用，减少重复投资。在此基础上实现高效、简洁的资源共享和优化的工作流程，达到提高工作效率和资源利用率的目的。该应用网格的主要成果形式是：实现４００套ＣＡＤ软件的共享；共享集团内计算机资源，达到Ｔ级的聚合计算能力；建立分布式数据存储系统，实现数据共享和管理?熏支持基于网格的异地设计制造数据查询与访问；完成飞机研制过程建模与模拟支持软件的网格化改造。

　　４．中国气象网格

    该网格是一个服务业应用网格，由中国气象科学研究院等承担。中国气象网格利用现有的卫星气象通讯网络和行业内部高性能计算资源，建设由国家气象中心、气象科学研究院、广州区域气象中心等组成的中国气象网格平台，为气象预报研究人员提供一个具有资源共享、远程高性能科学计算能力的数值气象预报技术研究环境，实现数值气象预报应用层的互联互通、资源共享和协同工作。在网格技术支持下，尝试提供按需、定时的气象预报服务。

　　５．科学数据网格

    中国科学院计算机网络信息中心承担的科学数据网格连接分布在全国各地的中国科学院的四十多个研究所的科学数据库，通过数据网格技术和元数据管理技术，实现对科学数据库中大量分布式异构数据资源的有效共享，并在此基础上开发对科学研究有直接实用意义的应用系统，如虚拟天文台示范应用系统。

　　６．新药发现网格

    中国科学院上海药物研究所的新药发现网格的目标是满足新药发现系统工程对高性能计算、多种资源利用和多实验室合作的需求。利用网格环境中的高性能计算能力，以计算机模拟的手段，开展化合物药理作用的分析，加快具有药理作用的化合物的筛选，降低成本，加快新药发现进程。通过该应用网格，提供新药筛选、生物信息学、化合物毒性分析和生物分子模拟的服务，为我国新药发现和研制提供跨越性技术的平台。目前已有抗糖尿病、抗炎和抗ＳＡＲＳ病毒等一些新药研究项目正在试用本网格，取得了重要进展。

　　７．生物信息应用网格

    北京华大基因研究中心承担的生物信息应用网格的研究目标是：支持基因组数据库、蛋白组数据库、代谢数据库等综合数据库的高效查询；提供网格化的常用生物信息学软件工具，提供基因预测、组成分析、序列比对、重复序列查找、调控区预测、功能分类等计算服务；整合文本、网页、电子邮件等多种来源的生物学信息，形成基因组学、生物信息学、蛋白质组学、药物设计等方面知识管理、信息共享、科研协作的平台。

　　三、网格应用的问题和前景

    网格技术的成功取决于其应用，应用网格成功与否关系到“８６３”计划专项能否达到预期目标。应该看到，专项支持的网格应用项目虽然取得一些进展，但距专项目标还有很大差距。首先，由于网格技术还处在发展阶段，标准尚未成熟，而专项支持的网格软件还正在开发中，难以给网格应用提供强有力的支持，需要应用人员和网格软件开发人员的密切合作。其次，应用的网格形态还需要落实，既要体现应用对网格技术的示范作用，又要保证其真实业务的特点，在行业中发挥实际作用，因此，在应用的网格化方面有大量艰巨的工作要做。最后，网格应用的成功不仅是技术问题，还需要观念和管理体制上的变革。专项支持的应用网格涉及多个应用部门，这些部门对新技术的认识和管理体制上存在差异，在某种程度上影响应用网格的研究和开发。需要专项在实施过程中不断协调与应用部门的合作关系，通过应用实效，争取应用部门更大的支持。

    网格技术的普及将加快我国信息化的进程，会给社会公众带来实惠，这已是普遍的共识。作为Ｗｅｂ技术之后的新的信息技术，网格的研究将是一项长期的任务，以网格为代表的新一代国家信息基础设施的水平直接关系我国的综合国力及在新世纪的竞争力。