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数据网格致力于计算密集型和数据密集型的应用问题。这些应用通常包含非常大的数据集合,且其用户和资源广泛地分布在各地。此外,数据网格还致力于解决数据存储、数据管理、网络密集型的数据传输和数据访问优化等问题,同时数据网格还需要保持数据的高度可靠性和可用性。结构工程领域中分布、异构的数据可能散布在不同的管理域中,有的由异构的数据表示,有的包含不同的语义,为了使结构工程研究人员或者其他应用能够方便地访问异地异构数据(如文件系统、数据库系统、结构化半结构化数据、虚拟数据等),本文研究了这些异质数据的集成方法,包括提供命名、透明定位、数据与元数据信息的集成以及高可靠数据传输服务等。
本文首先研究和分析了结构工程实验领域的背景知识,在对拟动力实验等结构抗震基本实验进行深入分析的基础上,建立了较为系统的数据概念模型:在明确结构工程数据管理系统基本数据需求的基础上,设计了基于网格技术的结构工程数据管理子系统的体系结构。
本文在网格环境下实践了基于GridFTP的可靠高效的数据传输、基于RLS的数据副本管理和基于MCS的文件元数据管理等基本功能模块,并详细描述了网格环境下,用于文件管理的网格中间件的技术细节。
此外,数据异构性的处理是本文研究的一个重点,本文利用OGSA-DAI管理异构数据资源,实现数据资源的无差异化访问,但由于OGSA-DAI尚不能解决数据库模式的异构性,因此,本文基于XML技术建立了面向结构工程实验语义的元数据模型,管理异构数据资源与系统统一数据模型的映射关系,实现异构数据库模式的统一。
最后,本文根据结构工程本地实验系统的数据使用需求,设计并实现了一个本地数据管理系统;同时利用本地数据管理系统,配合全局数据管理系统中的相关功能,验证了历史数据装载、实验数据查询、数据删除和本地文件管理等基本数据访问流程。