1、中国科学院的e-Science及其“十五”信息化建设,阎保平中国科学院计算机网络信息中心 主任中国科学院信息化领导小组办公室 主任2002年8月21日 上海,提纲,科学研究的信息化： e-Science中国科学院的科研信息化（e-Science）中国科学院的“十五”信息化建设,科学研究推动人类的发展,传统科学研究方法的局限,封闭性交流不够重复劳动缺乏模拟、仿真的手段科研周期长、成本高一些实验是不可能的,现代科学研究的巨大挑战,科学研究问题空前复杂化科学研究对象不是简单孤立系统，而是涵盖更大的范围，跨学科科研信息、数据的实时获取与处理，仿真与大规模计算成为分析、发现和预测的主要手段之一科学家之间
2、密切的合作与交流,什么是e-Science,“e-Science is about global collaboration in key areas of science, and the next generation of infrastructure that will enable it.” - John Taylor, UK,e-Science的意义,使得全球性的、跨学科的、大规模科研合作，跨越时间、空间、物理障碍的资源共享与协同工作成为可能这将改变科学家们从事科研活动的方法和模式，极大地促进交流合作，推动科学研究的发展科研信息化是整个社会信息化的前卫，是下一代互联网络技术及信息基
3、础设施在科研领域的率先应用,e-Science的特点,开放式的科学研究资源共享高性能计算机，实验数据，科学仪器，协同式的科学研究就象在同一个实验室中一样与大洋彼岸的同事进行合作研究跨越多个领域的复杂的协同工作,e-Science的基础设施,计算资源数据资源网络通信资源科学仪器仪表设备粒子加速器、天文望远镜、各种传感器、,计算资源,传感器/数据源,可视化,高速网络,数据资源,桌面应用,e-Science的应用,e-Science提供了一种信息化的科学研究环境和平台，在不同的科学研究领域和科学研究活动中，开发针对特定需求的应用应用是e-Science的主轴以应用需求为导向，是e-Science建设
4、的重要指导思想,e-Science相关技术的发展,互联网和Web已经得到广泛的普及今天许多科研人员已经离不开e-mail和web普通的实验室都可以拥有相当强大的计算和存储能力PC Cluster, Terabytes disks广域网的带宽达到 Gbps标准化的信息交换和资源共享 XML, Web Services中间件协同工作软件传感器技术,e-Science的发展及现状,美国多个政府部门投入大量资金支持科研信息化NSF, DOE, NASATeraGridGlobusAccess Grid,Information Power Grid,e-Science的发展及现状,英国e-Science
5、计划EU DataGridEUROGRID意大利INFN-Grid,e-Science的发展及现状,亚太地区PRAGMA (Pacific Rim Application Grid Middleware Assembly)APGrid (Asia Pacific Grid)日本韩国 GFK (Grid Forum Korea) 中国China Science Grid (CAS, 2001),提纲,科学研究的信息化： e-Science中国科学院的科研信息化（e-Science）中国科学院的“十五”信息化建设,中科院在e-Science方面的工作,2001年3月，提出建立科学数据网格（Scie
6、ntific Data Grid）2001年8月，在院十五信息化建设中立项2001年12月，进一步提出China Science Grid的设想2002年6月，参加了科技部863项目“国家高性能计算环境”（计算网格）的工作,中科院的科研信息化工作,科研信息化工作对于促进和提升科技创新和知识创新的能力，加速提高科技现代化水平具有重要意义和影响有计划、有步骤地推进e-Science的建设与实施工作,基础设施建设,中科院“十五”信息化建设规划（2.5亿）计算机网络的全面升级改造1-2.5G科学数据库的进一步发展10TB超级计算环境的更新和完善2-3万亿次海量存储系统100TB,学科环境建设,野外台站
7、的监测网络（2.2亿）生态网天文观测站大气监测站山地灾害监测站标本馆（1.7亿）29个动物、植物、古化石、矿物标本馆数字标本馆工程开始启动数字图书馆（1.5亿）,关键技术研究,下一代互联网技术IPv6/v4转换网络测量与监控IPv6根服务器组播层次网络安全,关键技术研究（续）,网格计算（Grid Computing）数据网格中间件分布式异构数据的整合与集成网格信息服务网格安全元数据资源定位与寻址技术e-Num,应用网格建设,在各学科领域中推进应用网格的建设虚拟天文台地球科学虚拟科研环境生物网格化学综合信息系统,国际交流与合作,PRAGMAAPGridSDSC/UCSDKISTI，Korea中研
8、院计算中心（ASCC）Texas A&M Univ.Univ. of Marylandetc.,中国科学网格的建设,十五期间以科学数据库为基础建设“科学数据网格”，实现科学数据资源的共享以及在此基础上的协同工作到十五末期，把计算资源和科学仪器设备等资源集成进来，在科学数据网格的基础上建设“中国科学网格”同时，在应用领域大力推动网格应用的开发，形成面向学科和专业领域的应用网格，如：生物网格、天文网格、等等,提纲,科学研究的信息化： e-Science中国科学院的科研信息化（e-Science）中国科学院的“十五”信息化建设,背景,中科院是国家自然科学研究的中心中国科学院1998年启动知识创新工程
9、，现已进入全面推进阶段。面向世界科技发展的趋势，面向国家创新体系的建设，如何提升和促进创新能力？科研信息化工作对此具有重要意义和影响。中科院“十五”信息化建设在2001年8月院长办公会正式通过并立项,工作基础,中国科技网CSTNETCNNIC为中国互联网用户提供服务超级计算环境（1300亿次）科学数据库（180个专业库，725GB）院管理信息系统、文献情报系统,建设目标,总体目标：围绕院科技发展的战略，结合知识创新工程，广泛开发和应用信息技术，增强我院的综合实力。全面推进科研环境、手段和方法的信息化，业务管理和政务工作的信息化；建设先进的信息基础设施，实现网络资源的综合利用，使网络和应用的水平
10、继续保持国内领先地位；完善信息化支撑体系。,两大主题,科学研究活动的信息化科研活动管理的信息化,科研活动管理的信息化,科研活动管理的信息化是中科院科研信息化工作的另一个重要方面带有科研活动特殊性的电子政务ARP (Academia Resource Planning)在科研活动管理中综合运用先进的信息技术和管理思想,主要任务,基础设施建设：中国科学院网CASNET升级改造 超级计算环境与应用 科学数据及其应用系统 智能化科技社区网络试点支撑体系建设：建立信息化标准体系 建立信息化安全体系 信息化人才培养体系应用系统建设：视频会议系统；远程教育系统； 中国科普博览；中国科学院主页； 院电子政务系
11、统；院管理信息系统； 高技术产业化信息系统；院士科学思想库； 文献情报信息系统。,院“十五”信息化发展的框架（示意）,（1）形成高速网络环境,大力提高国内网络主干的带宽和国际出口带宽，计划在23年的时间内，城市间的网络将主要采用光纤信道辅以少量卫星信道，通达12个分院的信道带宽将提升到1G的光缆互联。国际出口信道带宽将提升到200M或更高。,卫星通讯,光通讯/DWDM,+,（2）形成高性能超级计算环境,为支持大型科学计算和大规模数据存储与处理的需要，中国科学院 “十五”期间计划在北京正式建立“中国科学院超级计算中心”，形成具有2-3万亿次计算能力，100TB海量存储空间和多媒体处理能力的运行环
12、境，并建立一支承担系统维护、运行和服务的技术队伍。,曙光高性能计算机,（3）形成大规模科学数据中心,（1）继续加强科学数据资源的采集和积累，专业子库数量达到300个，总数据量达到10-15TB；启动数字标本馆群建设工程。（2）制定科学数据库的标准规范，保证入库数据的正确性和准确性；（3）开发科学数据库的应用支撑平台，提供统一、实用、友好的用户服务界面；（5）建立以北京为中心的科学数据中心。,图片来自科学数据库应用项目“科普博览”网上“大峡谷”博物馆,（4）建设远程教育和视频会议系统,远程教育系统的建设任务包括：多媒体教学环境设施、广播及双向传输网络平台、课件资源体系、支撑软件系统。,视频会议系
13、统将建设会议中心、控制中心及110余个分会场，支持各类政务会议、学术会议的召开，提高工作效率，建立新型政务工作模式。,（5）建设中国科学院电子政务系统和ARP系统,以院办公厅为中心节点，连接分院和研究所办公系统，中国科学院电子政务系统的建设任务包括：建立符合信息化要求的政务信息系统体系结构，制定电子政务系统的指标体系，在保障信息安全的前提下开发电子政务系统的信息资源，实现政务信息的网上采集、交换、分类、加工、处理和发布；建设满足政务信息化需求的系统平台，建立政务信息应用的网上办公室，形成网上协同工作环境。,中国科学院电子政务系统平台结构,中国科学院ARP系统体系结构,院“十五”信息化建设投资安
14、排建议及计划,2001年8月，院“十五” 信息化建设正式立项，投入经费3.5亿元2001年第三季度完成规划项目的分解和立项2001年第四季度开始全面实施工作高速网络环境建设科学数据库及其应用系统中国科普博览院管理信息系统,e-Science & ARP,科学研究活动的信息化：e-Science科研活动管理的信息化：ARPe-Science + ARP 数字化科学院：Digital CAS,结语,科学研究的信息化（e-Science）将改变人们从事科学研究的方式和方法，为科研人员提供一个信息化的科学研究环境，极大地促进科学研究的发展，并有力地推动社会的信息化与进步。中国科学院正在建设以e-Science为核心的新型科研环境与支撑平台，为知识创新提供强有力的支持，为国家科技事业的发展做出贡献。,谢 谢 ！,
