專利名稱：雙極網(wǎng)格計算機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
雙極網(wǎng)格計算機屬于計算機體系結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中，涌現(xiàn)出一個新生事物"網(wǎng)格。它的出現(xiàn)，是互聯(lián)網(wǎng)繼傳統(tǒng)因特網(wǎng)、/J維網(wǎng)之后的第三次突破，傳統(tǒng)因特網(wǎng)實現(xiàn)了計算機硬件的連通，//維網(wǎng)實現(xiàn)了網(wǎng)頁的連通，而網(wǎng)格試圖實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上所有資源的全面連通。它要把整個因特網(wǎng)整合成一臺巨大的超級計算機，實現(xiàn)計算資源、存儲資源、通信資源、軟件資源、信息資源、知識資源的全面共享。
在網(wǎng)格計算技術(shù)研究方面，2002年4月起中國已經(jīng)先后推出國家網(wǎng)格、生物信息網(wǎng)格、教育信息網(wǎng)格、交通信息網(wǎng)格、空間信息網(wǎng)格五大網(wǎng)格，問題是至今、還沒有醫(yī)療信息網(wǎng)格。由于醫(yī)療領(lǐng)域數(shù)據(jù)的安全性和隱私性的獨特需求，網(wǎng)格技術(shù)在該領(lǐng)域中缺少應(yīng)用。
網(wǎng)格的根本特征不是它的規(guī)模，而是資源共享，消除資源孤島。2008年1月，國際商業(yè)機器公司(IBM)推出GMAS (IBM Grid Access Manager Software)網(wǎng)格醫(yī)療計算解決方案，集存儲、軟件、服務(wù)器和服務(wù)為一體，使用先進(jìn)的虛擬化、自動化和網(wǎng)格計算技術(shù)，為醫(yī)療和研究機構(gòu)的存檔醫(yī)療信息資源共享提供快速安全訪問策略。雖然，用網(wǎng)格實現(xiàn)電子病歷的共享是一種有價值的應(yīng)用。問題是，醫(yī)療信息并非就是質(zhì)量信息，冃前在醫(yī)療機構(gòu)存檔的醫(yī)療信息資源只含有微少的質(zhì)量信息，95%以上是診療參考信息。完整的診療參考信息無法阻止和預(yù)防質(zhì)量缺陷給患者造成的醫(yī)療傷害。生命高于一切，所以，首選網(wǎng)格技術(shù)挖掘醫(yī)療質(zhì)量與安全數(shù)據(jù)信息來挽救病人生命，追求高質(zhì)量的診療結(jié)果比追求高質(zhì)量的診療數(shù)據(jù)具有更重要的醫(yī)療信息價值。
國際商業(yè)機器公司(IBM)的專利名稱"用于在網(wǎng)格計算系統(tǒng)中呈現(xiàn)資源要求的方法和設(shè)備"，專利申請?zhí)?00610138894.6，優(yōu)先權(quán)2005. 10. 24 US 11/257,442。 一種用于描述各種時間的網(wǎng)格可用性以及顯示模擬的基于網(wǎng)格可用性執(zhí)行網(wǎng)格項目的方式的方法和設(shè)備。此夕卜，可以確定向網(wǎng)格中引入新節(jié)點的影響，并可以使用圖形用戶界面描述對丁網(wǎng)格項目的運行對網(wǎng)格的模擬的行為的影響。國際商業(yè)機器公司(IBM)的專利名稱"管理網(wǎng)格計算環(huán)境的方法和系統(tǒng)"，專利申請?zhí)?200610141341.6。從網(wǎng)格計算環(huán)境中的若千資源和若千資源組定期地捕獲性能數(shù)據(jù)并存儲在內(nèi)容可尋址的數(shù)據(jù)知識庫中，從數(shù)據(jù)知識庫可以訪問數(shù)據(jù)，以響應(yīng)關(guān)—F特定作業(yè)或作業(yè)部分、所采用的具體資源、網(wǎng)格架構(gòu)、應(yīng)用環(huán)境、并發(fā)作業(yè)或作業(yè)部分等的特征的具有任意復(fù)雜度的查詢。數(shù)據(jù)知識庫可以關(guān)于網(wǎng)格環(huán)境架構(gòu)、安全域等分布或劃分，每個部分或分支都能夠以模塊方式實施，包括記賬和統(tǒng)計管理模塊以及其他模塊或計算引擎，以便執(zhí)行具體的期望分析或功能。這樣的分析或功能的結(jié)果可以傳送到網(wǎng)格工作負(fù)荷代理(以及相關(guān)聯(lián)的模塊)，以基于細(xì)粒度改進(jìn)網(wǎng)格管理。問題是這些研究都側(cè)重通用技術(shù)的實現(xiàn)，更適合公知公有的信息處理，其假設(shè)是要用戶無條件共享自己的全部資源，在醫(yī)療、公安、余融、軍隊等領(lǐng)域涉及諸多法律和隱私問題，這顯然不合適。
中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所的專利名稱"基于網(wǎng)格計算機體系的計算機外設(shè)部件連接系統(tǒng)及方法"，專利申請?zhí)?00510126493.4。該發(fā)明提出一個基于網(wǎng)格計算機體系結(jié)構(gòu)的主機與外設(shè)之間的連接系統(tǒng)及方法。解決網(wǎng)格計算機系統(tǒng)中網(wǎng)格主機與網(wǎng)格化外設(shè)之間通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程互連的問題，本系統(tǒng)在主機端采用虛擬設(shè)備方式實現(xiàn)主機對遠(yuǎn)程網(wǎng)格化外設(shè)的透明訪問；通過接口和消息傳輸格式的標(biāo)準(zhǔn)化，異步通信機制等具體技術(shù)'il:現(xiàn)了對網(wǎng)格計算機系統(tǒng)松散耦合特征的支持。問題是這項研究是自上而下的在理想條件下，假設(shè)足以設(shè)計者為中心來從頭規(guī)劃建設(shè)、制定全新的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)網(wǎng)格主機與網(wǎng)格外設(shè)的資源共享，沒有考慮如何最大限度利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)有設(shè)備系統(tǒng)集成網(wǎng)格資源。事實上在醫(yī)療、公安、余融、軍隊等行業(yè)環(huán)境中，為了數(shù)據(jù)安全需要，其中的計算機工作網(wǎng)絡(luò)都采用與互聯(lián)網(wǎng)物理隔離的全封閉局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其中有大量的閑置資源可以共享利用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明可提供一種雙極網(wǎng)格計算機，集軟件、硬件和服務(wù)為一體，以授權(quán)數(shù)據(jù)共享和授權(quán)計算機網(wǎng)絡(luò)資源共享為特征組成網(wǎng)格計算機系統(tǒng)，支持內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)的獨立工作，支持內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)的單向無線通信，支持深層隱私作業(yè)的公共安全監(jiān)督管理?？蓪崿F(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與局域網(wǎng)的安全聯(lián)通和局域網(wǎng)授權(quán)資源的互聯(lián)網(wǎng)共享。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
雙極網(wǎng)格計算機的結(jié)構(gòu)包括內(nèi)網(wǎng)接口、內(nèi)網(wǎng)存儲器及內(nèi)網(wǎng)只讀存儲器、外網(wǎng)接口、外
網(wǎng)存儲器及外網(wǎng)只讀存儲器、公用計算機、單向無線通信網(wǎng)關(guān)、中央切換芯片七個部分組成。單向無線通信網(wǎng)關(guān)包括無線發(fā)射器和無線接收器。
雙極網(wǎng)格計算機工作原理是將計算機的輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、運算器、控制器、外網(wǎng)
接口和外網(wǎng)存儲器定義為網(wǎng)格公共資源。將內(nèi)網(wǎng)接口和內(nèi)網(wǎng)存儲器定義為網(wǎng)格隱私資源。通過中央切換芯片，實現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)的獨立操作。通過單向無線通信網(wǎng)關(guān)將內(nèi)網(wǎng)的授權(quán)數(shù)據(jù)從內(nèi)網(wǎng)存儲器轉(zhuǎn)移到外網(wǎng)存儲器。使一臺計算機成為物理上絕對安全的通用資源即能夠在內(nèi)網(wǎng)完成隱私作業(yè)，也能夠在外網(wǎng)進(jìn)行公共作業(yè)。
雙極網(wǎng)格計算機物理連接方案是內(nèi)網(wǎng)接口通過內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)卡與內(nèi)網(wǎng)存儲器、內(nèi)網(wǎng)只讀存儲器和中央切換芯片相連，外網(wǎng)接口通過外網(wǎng)網(wǎng)卡與外網(wǎng)存儲器、外網(wǎng)只讀存儲器和屮央切換O片相連，公用計算機通過中央切換芯片與內(nèi)網(wǎng)存儲器或外網(wǎng)存儲器相連。單向無線通信網(wǎng)關(guān)的無線發(fā)射器與內(nèi)網(wǎng)存儲器相連，爭向無線通信網(wǎng)關(guān)的無線接收器與外網(wǎng)存儲器相連。公用計算機通過中央切換芯片、內(nèi)網(wǎng)存儲器和內(nèi)網(wǎng)接口與內(nèi)部工作網(wǎng)絡(luò)連接，執(zhí)行內(nèi)部業(yè)務(wù)操作。公用計算機通過中央切換芯片、外網(wǎng)存儲器和外網(wǎng)接口與外部I作網(wǎng)絡(luò)連接，執(zhí)行外部業(yè)務(wù)操作。外網(wǎng)接口、外網(wǎng)存儲器及外網(wǎng)只讀存儲器、公用計算機通過中央切換芯片授權(quán)外部網(wǎng)絡(luò)用戶共享使用。內(nèi)網(wǎng)接口、內(nèi)網(wǎng)存儲器及內(nèi)網(wǎng)只讀存儲器、公用計算機通過中央切換芯片授權(quán)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶共享使用。內(nèi)網(wǎng)存儲器的可共享數(shù)據(jù)通過單向無線通信網(wǎng)關(guān)授權(quán)外部網(wǎng)絡(luò)用戶共享使用。雙極網(wǎng)格計算機軟件布局系統(tǒng)集成方案是內(nèi)網(wǎng)用基本輸入輸出系統(tǒng)軟件(簡稱BIOS)放在內(nèi)網(wǎng)只讀存儲器中，內(nèi)網(wǎng)的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件系統(tǒng)放在內(nèi)網(wǎng)存儲器中。外網(wǎng)用基本輸入輸出系統(tǒng)軟件放在外網(wǎng)只讀存儲器中，外網(wǎng)的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件系統(tǒng)放在外網(wǎng)存儲器中。雙極網(wǎng)格計算機操作系統(tǒng)放在外網(wǎng)存儲器中，雙極網(wǎng)格計算機應(yīng)用軟件內(nèi)網(wǎng)端放在內(nèi)網(wǎng)存儲器中，外網(wǎng)端放在外網(wǎng)存儲器中。
雙極網(wǎng)格計算機的應(yīng)用過程是第--歩，啟動中央切換芯片的電纜鍘刀，將公用計算機與內(nèi)網(wǎng)存儲器之間的電纜線聯(lián)通，在內(nèi)網(wǎng)執(zhí)行隱私作業(yè)。第二歩，啟動中央切換芯片的電纜鍘刀，將公用計算機與外網(wǎng)存儲器之間的電纜線聯(lián)通，同時斷開公用計算機與內(nèi)網(wǎng)存儲器之間的電纜聯(lián)線，在外網(wǎng)執(zhí)行公共作業(yè)。第三步，啟動中央切換芯片的電纜鍘刀，將公用計算機與內(nèi)網(wǎng)存儲器之間的電纜線聯(lián)通，同時斷開公用計算機與外網(wǎng)存儲器之間的電纜聯(lián)線，在內(nèi)網(wǎng)針對授權(quán)數(shù)據(jù)執(zhí)行公共作業(yè)并將結(jié)果通過單向無線通信網(wǎng)關(guān)發(fā)送給外網(wǎng)存儲器。第四歩，啟動中央切換芯片的電纜鍘刀，將公用計算機與外網(wǎng)存儲器之間的電纜線聯(lián)通，同時斷)T-公用計算機與內(nèi)網(wǎng)存儲器之間的電纜聯(lián)線，在外網(wǎng)針對授權(quán)數(shù)據(jù)執(zhí)行公共作業(yè)并將結(jié)果保存在外網(wǎng)存儲器。第五歩，利用雙極網(wǎng)格計算機，在內(nèi)網(wǎng)構(gòu)建2級內(nèi)網(wǎng)，重復(fù)第一歩到第四歩進(jìn)行2級內(nèi)網(wǎng)的深層隱私作業(yè)及公共安全監(jiān)督管理。
本發(fā)明的有益效果是，可以通過雙極網(wǎng)格計算機建立一種多層次的以授權(quán)數(shù)據(jù)共享和授權(quán)計算機網(wǎng)絡(luò)資源共享為特征組成的網(wǎng)格計算機系統(tǒng)，支持內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)的獨立工作，支持內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)的單向無線通信，支持深層隱私作業(yè)的公共安全監(jiān)督管理。實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與局域網(wǎng)的安全聯(lián)通和局域網(wǎng)授權(quán)資源的互聯(lián)網(wǎng)共享。

附圖是雙極網(wǎng)格計算機結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的l是內(nèi)網(wǎng)接口，圖中的2是外網(wǎng)接口，圖中的3是內(nèi)網(wǎng)存儲器，圖中的4是外網(wǎng)存儲器，圖中的5是公用計算機，圖中的6是單向無線網(wǎng)關(guān)，圖中的7是中央切換芯片。圖中的a是網(wǎng)關(guān)發(fā)射器，圖中的b是網(wǎng)關(guān)接收器。具體實施方法
第一歩，啟動7中央切換芯片的電纜鍘刀，將5公用計算機與3內(nèi)網(wǎng)存儲器之間的電纜線聯(lián)通，在l內(nèi)網(wǎng)執(zhí)行隱私作業(yè)。第二歩'啟動7中央切換芯片的電纜鍘刀'將5公用計算機與4外網(wǎng)存儲器之間的電纜線聯(lián)通，同時斷開5公用計算機與3內(nèi)網(wǎng)存儲器之間的電纜聯(lián)線，在2外網(wǎng)執(zhí)行公共作業(yè)。第三步，啟動7中央切換芯片的電纜鍘刀，將5公用計算機與3內(nèi)網(wǎng)存儲器之間的電纜線聯(lián)通，同時斷開5公用計算機與4外網(wǎng)存儲器之間的電纜聯(lián)線'在1內(nèi)網(wǎng)針對授權(quán)數(shù)據(jù)執(zhí)行公共作業(yè)并將結(jié)果通過6單向無線通信網(wǎng)關(guān)發(fā)送給4外網(wǎng)存儲器。第四歩，啟動7中央切換芯片的電纜鍘刀，將5公用計算機與4外網(wǎng)存儲器之間的電纜線聯(lián)通，同時斷開5公用計算機與3內(nèi)網(wǎng)存儲器之間的電纜聯(lián)線，在2外網(wǎng)針對授權(quán)數(shù)據(jù)執(zhí)行公共作業(yè)并將結(jié)果保存在4外網(wǎng)存儲器。第五步，利用雙極網(wǎng)格計算機'在l內(nèi)網(wǎng)還可以構(gòu)建下一級內(nèi)網(wǎng)(簡稱2級內(nèi)網(wǎng))，重復(fù)第一歩到第四步進(jìn)行2級內(nèi)網(wǎng)的深層隱私作業(yè)及公共安全監(jiān)督管理。
權(quán)利要求1.雙極網(wǎng)格計算機的結(jié)構(gòu)，其特征是包括內(nèi)網(wǎng)接口、內(nèi)網(wǎng)存儲器及內(nèi)網(wǎng)只讀存儲器、外網(wǎng)接口、外網(wǎng)存儲器及外網(wǎng)只讀存儲器、公用計算機、單向無線通信網(wǎng)關(guān)、中央切換芯片七個部分組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極網(wǎng)格計算機，其特征是單向無線通信網(wǎng)關(guān)包括無線發(fā)射器和無線接收器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極網(wǎng)格計算機，其特征是內(nèi)網(wǎng)接口通過內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)卡與內(nèi)網(wǎng)存儲器、內(nèi)網(wǎng)只讀存儲器和中央切換芯片相連，外網(wǎng)接口通過外網(wǎng)網(wǎng)卡與外網(wǎng)存儲器、外網(wǎng)只讀存儲器和中央切換芯片相連，公用計算機通過中央切換芯片與內(nèi)網(wǎng)存儲器或外網(wǎng)存儲器相連，單向無線通信網(wǎng)關(guān)的無線發(fā)射器與內(nèi)網(wǎng)存儲器相連，單向無線通信網(wǎng)關(guān)的無線接收器與外網(wǎng)存儲器相連。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極網(wǎng)格計算機，其特征是公用計算機通過中央切換芯片、內(nèi)網(wǎng)存儲器和內(nèi)網(wǎng)接口與內(nèi)部工作網(wǎng)絡(luò)連接，執(zhí)行內(nèi)部業(yè)務(wù)操作；公用計算機通過中央切換芯片、外網(wǎng)存儲器和外網(wǎng)接口與外部工作網(wǎng)絡(luò)連接，執(zhí)行外部業(yè)務(wù)操作。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極網(wǎng)格計算機，其特征是外網(wǎng)接口、外網(wǎng)存儲器及外網(wǎng)只讀存儲器、公用計算機通過中央切換芯片授權(quán)外部網(wǎng)絡(luò)用戶共享使用；內(nèi)網(wǎng)接口、內(nèi)網(wǎng)存儲器及內(nèi)網(wǎng)只讀存儲器、公用計算機通過中央切換芯片授權(quán)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶共享使用。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極網(wǎng)格計算機，其特征是內(nèi)網(wǎng)存儲器的可共享數(shù)據(jù)通過單向無線通信網(wǎng)關(guān)授權(quán)外部網(wǎng)絡(luò)用戶共享使用。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極網(wǎng)格計算機，其特征是內(nèi)網(wǎng)用基本輸入輸出系統(tǒng)軟件放在內(nèi)網(wǎng)只讀存儲器中，內(nèi)網(wǎng)的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件系統(tǒng)放在內(nèi)網(wǎng)存儲器中；外網(wǎng)用基本輸入輸出系統(tǒng)軟件放在外網(wǎng)只讀存儲器中，外網(wǎng)的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件系統(tǒng)放在外網(wǎng)存儲器中；雙極網(wǎng)格計算機操作系統(tǒng)放在外網(wǎng)存儲器中，雙極網(wǎng)格計算機應(yīng)用軟件內(nèi)網(wǎng)端放在內(nèi)網(wǎng)存儲器中，外網(wǎng)端放在外網(wǎng)存儲器中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極網(wǎng)格計算機，其特征是第一步，啟動中央切換芯片的電纜鍘刀，將公用計算機與內(nèi)網(wǎng)存儲器之間的電纜線聯(lián)通，在內(nèi)網(wǎng)執(zhí)行隱私作業(yè)；第二歩，啟動中央切換芯片的電纜鍘刀，將公用計算機與外網(wǎng)存儲器之間的電纜線聯(lián)通，同時斷丌公用計算機與內(nèi)網(wǎng)存儲器之間的電纜聯(lián)線，在外網(wǎng)執(zhí)行公共作業(yè)；第三歩，啟動屮央切換芯片的電纜鍘刀，將公用計算機與內(nèi)網(wǎng)存儲器之間的電纜線聯(lián)通，同時斷開公用計算機與外網(wǎng)存儲器之間的電纜聯(lián)線，在內(nèi)網(wǎng)針對授權(quán)數(shù)據(jù)執(zhí)行公共作業(yè)并將結(jié)果通過單向無線通信網(wǎng)關(guān)發(fā)送給外網(wǎng)存儲器；第四步，啟動中央切換芯片的電纜鍘刀，將公用計算機與外網(wǎng)存儲器之間的電纜線聯(lián)通，同時斷開公用計算機與內(nèi)網(wǎng)存儲器之間的電纜聯(lián)線，在外網(wǎng)針對授權(quán)數(shù)據(jù)執(zhí)行公共作業(yè)并將結(jié)果保存在外網(wǎng)存儲器；第五歩，利用雙極網(wǎng)格計算機，在內(nèi)網(wǎng)構(gòu)建2級內(nèi)網(wǎng)，重復(fù)第一步到第四步進(jìn)行2級內(nèi)網(wǎng)的深層隱私作業(yè)及公共安全監(jiān)督管理。
專利摘要雙極網(wǎng)格計算機屬于計算機體系結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域。網(wǎng)格試圖實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上所有資源的全面連通。網(wǎng)格的根本特征是資源共享，消除資源孤島。問題是有關(guān)網(wǎng)格的研究側(cè)重通用技術(shù)的實現(xiàn)，其假設(shè)是要用戶無條件共享自己的全部資源，在醫(yī)療、公安、金融、軍隊等領(lǐng)域涉及諸多法律和隱私問題，這顯然不合適。本實用新型提供了一種雙極網(wǎng)格計算機，以授權(quán)數(shù)據(jù)共享和授權(quán)計算機網(wǎng)絡(luò)資源共享為特征組成網(wǎng)格計算機系統(tǒng)，支持內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)的獨立工作和單向無線通信，支持深層隱私作業(yè)的公共安全監(jiān)督管理，可實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與局域網(wǎng)的安全聯(lián)通和局域網(wǎng)授權(quán)資源的互聯(lián)網(wǎng)共享。
文檔編號H04L12/28GK201319607SQ20082011273
公開日2009年9月30日 申請日期2008年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月18日
發(fā)明者俞汝龍, 宮秀軍, 王錫寧, 馬謝民 申請人:蘇州工業(yè)園區(qū)結(jié)繩科技有限公司