乌鲁木齐天文站发展纪要VO：虚则实之,应用为王PPT.ppt

VO：虚则实之，应用为王 ——乌鲁木齐天文站发展纪要 内容 VO背景框架简介 信息通讯技术应用现状 科学任务之VO需求 科研人员之VO需要 VO应用为王之突破和扩展 VO应用发展瓶颈 乌鲁木齐天文站的VO尝试和未来发展 结论 VO背景框架简介 VO：Virtual Observatory虚拟天文台是利用信息网络技术为天文科研观测监控管理、数据处理、资源共享提供全方位一体快捷服务 天文领域实际上是很早使用计算机网络技术。随着IT技术、产品和性能、应用的飞速发展，其在天文的应用和借鉴更加深入广泛，而且具有挑战性 VO作为一种视角、理念、系统方法论的打包而凸现当前IT和天文研究之间的互动和影响 VO不是止于概念，不是从无到有，不是高不可攀无处下手，而是不断拓展的、可操作的、实际集成应用 VO侧重于天文观测研究的后端（前台），在我的讲述中把它向整个流程扩展，VO本身虚则实之，它所扩展的地方实则虚之 VO-IVOA VO作为新千年天文研究的重要技术支撑而提出，美国、欧洲、日本、澳大利亚以及中国等纷纷提出各自的解决方案 全球天文资源的共享和互操作性需要促使国际VO联盟成立，建立不同工作组，统一规划协调VO不同领域的标准和协议的建立 IVOA W/I Groups 数据访问层工作组（Data Access Layer） 数据模型工作组（Data Model） 网格WEB服务工作组（GridWeb Service） 查询语言工作组（Query Language） 资源注册工作组（Resource Registry） 标准文档进展工作组（StandardsDocuments Process） 语义工作组（Semantics），负责统一内容描述工作组（UCD） VO事件工作组（VOEvents） VO交换数据格式表工作组（VOTable） 应用工作组（Applications） 天文网格通讯研究组（Astronomical Grid Community） 天文数据诊断保存兴趣组（Data Curation and Preservation） IVOA理论兴趣组（Theory） VO逻辑架构框图 信息通讯技术发展应用现状（1） 信息技术目前还是依赖半导体技术，虽还没有根本性的突破寻找新的实现基础，但继续在一些重要工程细节方面取得进展，延续“摩尔定律”，目前，大规模工业量产已经进入45nm工艺，更出色的成本控制和性能表现 光电子/光纤技术在信号调制、远距离无中继传输等方面继续刷新记录，借助DWDM（密集波分复用），在实际应用中可以实现单根光纤80 x 40Gbs的通讯速率，实验室中的记录是160 x 80Gbps@2550km和80 x 100Gbps@520km 我国目前骨干网的速度在2.5/10Gbps，WDM以及DWDM没有大规模采用 信息通讯技术发展应用现状（2） 处理器：45nm工艺、集成双核四核多核、64位处理、更高主频系统总线、优化设计的处理器单元执行缓存架构、芯片级多位多媒体扩展指令集、智能能耗控制策略等进展，都有利于满足高运算能力要求的天文数据处理。与此同时，专用嵌入式DSP/FPGA/ASIC处理器的性能也在飞速提高，灵活适应实时信号处理领域 存储：内存芯片的速度和容量不断提高，借助双通道，内存整体带宽大为提高。当前普通PC搭载2/4GB双通道内存更为常见，服务器层次则有更大容量和速度。硬盘依靠垂直磁记录技术、统一服务器/台式机硬盘总线接口、提高盘片转速以及加大缓存容量等方式，提高硬盘容量以及访问性能。当前厂家已经推出1TB容量的单个硬盘，依靠磁盘阵列、存储网络SAN/NAS，存储容量可以达到P级别 信息通讯技术发展应用现状（3） 总线IO：多个紧密芯片互连或者芯片内部多个物理核心互连往往是高速并行总线，属于芯片尺度，传统多个设备之间的低速并行总线逐渐让位于高速串行总线，物理尺寸大为减少，带宽极具扩展性。同时，总线更加智能，设备热插拔，更少的处理器干预，更为出色性能表现。不断发展的服务器桌面总线也做出某些改变进入工业/军事实时控制领域。高频总线带来一个较为不利的因素是电磁干扰 信息通讯技术发展应用现状（4） 高速数据采集：无线通讯网络以及射电天文观测，都要求高速的数字采样，满足宽带电磁波信号的要求，然后用软件方式灵活处理（软件无线电SDR）。很多厂家推出1-2Gsps采样率，8-16位量化的高速AD转换芯片，借助2/4甚至更多个芯片交叉采样，实现更高采样率2/4/8Gsps，满足更高信号带宽采样需要 信息通讯技术发展应用现状（5） 操作系统：作为整个计算机系统全部软硬件资源管理调度者也在不断发展，适应硬件、应用和操作需要。现代多用户多任务操作系统（Linux/Windows）的内核不断优化调度、安全策略、分布通讯协调等方面，提升资