Cổng thông tin điện tử cho hệ thống dự báo thời tiết sử dụng công nghệ tính toán lưới

Công nghệ Tính toán lưới đang phát triển rất nhanh trên nhiều phương diện như mục đích, phạm vi và cộng đồng ứng dụng, tính xã hội với việc sử dụng nhiều tài nguyên phân tán không đồng nhất bao gồm các siêu máy tính, các trung tâm tính toán hiệu năng cao, cơ sở dữ liệu, các thiết bị lưu trữ, trang thiết bị đặc biệt hay các thiết bị hiển thị tiên tiến [1]. Những tài nguyên đó có thể được người dùng cuối khai thác triệt để thông qua kết nối mạng LAN tốc...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cổng thông tin điện tử cho hệ thống dự báo thời tiết sử dụng công nghệ tính toán lưới Cổng thông tin điện tử cho hệ thống dự báo thời tiết sử dụng công nghệ tính toán lưới Nguyễn Thanh Thủy*, Doãn Trung Tùng**, Đỗ Đức Thành*, Nguyễn Chí Linh** *Faculty of Information System **High Performance Computing Center Hanoi University of Technology Hanoi, VietnamTóm tắt: Trong những năm gần đây, công nghệ tính toán lưới đã có những bước phát triểnmạnh mẽ và được triển khai ứng dụng ngày càng nhiều. Tính toán lưới không chỉ cung cấp nềntảng hợp tác để chia sẻ các nguồn tài nguyên không đồng nhất giữa các tổ chức ảo mà còn cókhả năng triển khai các mô hình dịch vụ phục vụ kinh doanh và phát triển các phần mềm mangtính xã hội. Bài báo này xin giới thiệu cổng điện tử - portal cho hệ thống lưới dữ liệu phục vụ dựbáo thời tiết sử dụng công nghệ tính toán lưới được xây dựng tại Trung tâm Tính Toán Hiệunăng cao, trường Đại Học Bách Khoa Hà nội.Từ khóa: grid computing, Grid portal, Meteorology data grid, Portal1 Giới thiệu Công nghệ Tính toán lưới đang phát triển rất nhanh trên nhiều phương diện như mụcđích, phạm vi và cộng đồng ứng dụng, tính xã hội với việc sử dụng nhiều tài nguyên phân tánkhông đồng nhất bao gồm các siêu máy tính, các trung tâm tính toán hiệu năng cao, cơ sở dữliệu, các thiết bị lưu trữ, trang thiết bị đặc biệt hay các thiết bị hiển thị tiên tiến [1]. Những tàinguyên đó có thể được người dùng cuối khai thác triệt để thông qua kết nối mạng LAN tốc độcao, qua mạng không dây hay truy nhập từ các máy tính để bàn thông qua mạng internet. Hiệnnay có nhiều ứng dụng khoa học được triển khai trên nền công nghệ tính toán lưới. Trong lĩnhvực hoá học có các dự án như GridChem [2] - một tổ chức ảo cung cấp khả năng truy cập tớicác tài nguyên máy tính được sử dụng cho hóa học y học; hoặc BIRN [3] - một mạng lưới thôngtin y học nhằm chia sẻ tài nguyên máy tính phân tán về mặt địa lý giúp nghiên cứu và chuẩnđoán bệnh nhanh chóng. Trong công nghệ nano có nanoHUB [4] – dự án được triển khai đểtiến hành mô phỏng những hạt nano dựa trên công nghệ lưới. Tất cả những ứng dụng kể trênđều được triển khai trên môi trường phân tán về mặt địa lý, nhờ đó tận dụng tối đa các tàinguyên tính toán và lưu trữ phân tán. Tuy nhiên, việc triển khai rộng rãi các ứng dụng trên lưới còn gặp nhiều khó khăn dotính phức tạp của tính toán lưới. Các ứng dụng này đòi hỏi người dùng phải có kiến thứcchuyên sâu về công nghệ tính toán lưới cũng như quy trình làm việc trên lưới. Công nghệ cổngthông tin lưới (Grid Portal Technology) giúp khắc phục những hạn chế này. Nhờ cổng thông tinlưới - Grid Portal, việc truy nhập đến nguồn tài nguyên lưới trở nên dễ dàng hơn bao giờ hếtche dấu đi kiến trúc phức tạp và các vấn đề liên quan đến lưới. Trong bài báo này chúng tôi trình bày về xây dựng portal cho hệ thống lưới dữ liệu phụcvụ chia sẻ các tệp kết quả dự báo thời tiết. Đây là hệ thống cho phép nhiều trung tâm tính toánnằm phân tán về mặt địa lý chia sẻ các tệp kết quả dự báo thời tiết với kích thước lớn được tạora nhờ các hệ thống sử dụng các mô hình dự báo thời tiết số trị. Hệ thống lưới dữ liệu đã đượcxây dựng và triển khai tại Trung tâm Tính toán Hiệu năng cao, Đại học Bách Khoa Hà Nội.Cổng thông tin lưới trong bài báo này được xây dựng dựa trên nền của hệ thống lưới dữ liệu,giúp cho những chuyên gia khí tượng có thể truy cập các bộ dữ liệu phân tán một cách dễ dàngchỉ với một trình duyệt Internet mà không cần những hiểu biết chuyên sâu về công nghệ tínhtoán lưới. Thêm vào đó một công cụ sinh ảnh trực quan cho các trường khí hậu cũng được tíchhợp vào hệ thống cho phép sinh ảnh dự báo theo yêu cầu và hiển thị các ảnh dự báo hàngngày lên cổng thông tin lưới.Phần còn lại của bài toán này được tổ chức như sau. Phần 2 trình bày một số mô hình dự báothời tiết số trị. Phần 3 mô tả ngắn gọn về hệ thống lưới dữ liệu giúp chia sẻ các tệp dữ liệu dựbáo khí tượng thủy văn nằm phân tán. Phần 4 trình bày kiến trúc portal mà chúng tôi đã xâydựng. Phần 5 trình bày một số kết quả triển khai. Kết luận và hướng phát triển được trình bàytrong phần 6.2 Một số mô hình dự báo thời tiết Như chúng ta đã biết, bài toán dự báo thời tiết ra đời nhằm cung cấp thông tin dự báovề thời tiết, các thảm họa liên quan đến khí tượng để giúp đưa ra những cảnh báo sớm, nhờ đóđảm bảo cho người dân yên tâm lao động sản xuất cũng như giảm thiểu thiệt hại do thiên taigây ra. Vấn đề này ngày càng chiếm một vị trí quan trọng khi mà xã hội đã nhận ra vai trò củacông tác dự báo khí tượng nhất là sau những thiên tai xảy ra gây thiệt hại không nhỏ đến conngười và tài sản, ảnh hưởng nghiêm trọng tới nền kinh tế trong những năm gần đây. Trong bàitoán dự báo thời tiết thì quan trọng nhất chính là mô hình dự báo. Đó là một tập các q ...