1、电磁学中的网格计算：原理、应用与实践

电磁学中的网格计算：原理、应用与实践

1. 网格计算概述

1.1 科学计算需求与网格计算的兴起

科学研究的持续进步导致对计算能力的需求不断增长，同时也催生了更强大的计算机平台。这种相互促进的循环推动着研究向更具挑战性的方向发展，并行计算在其中发挥着重要作用。近年来，分布式计算的发展大幅降低了有效超级计算设施的成本。与此同时，分布式信息技术的进步加速了研究和开发向并行与协同工程的转变，日常工作流程越来越依赖远程实体之间的交互，而信息技术基础设施则是这些流程的核心。

过去十年，互联网革命和 Web 应用的蓬勃发展进一步推动了流程集成和协同计算。将超级计算设施与基于 Web 的工具相结合，成为工业和科学计算过程中开辟新视角的关键，而网格计算（GC）作为实现这一目标的新兴技术应运而生。

1.2 网格计算的定义与应用场景

网格计算使得计算机网络能够作为一个单一、统一的计算工具使用，它可以将分布在广泛地理区域的各种设施（包括超级计算机、存储系统、数据源和特殊设备）进行集群或耦合，形成一个统一的资源（计算网格）。这一概念最初是为连接超级计算站点而提出的，但如今已远远超出了其最初的意图，为协同工程、数据探索、高吞吐量计算（HTC）、元应用和高性能计算（HPC）等领域开辟了新的场景。

• 协同工程 ：为工程师和研究人员提供在线协作工具，使他们能够共享远程资源、进行修改，并合作设计、实施和启动应用程序。在这种情况下，网格可以被视为一个全球生产环境，分布式系统可以在此进行原型设计和测试。网格的灵活性使得系统具有动态性和可配置性，研究人员能够根据底层环境、基础设施和资源的变化快速修改产品。