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《以网络为基础的科学活动环境研究》2005年项目指南

日期 2005-07-08   来源:   作者:  【 】   【打印】   【关闭

一、总体目标

  以网络为基础的科学活动环境研究的总体目标是利用网络技术将地理上位置不同的计算设施、存储设备、仪器仪表等集成在一起,建立面向网络服务的通用基础支撑环境,实现Internet上计算资源、数据资源和服务资源的有效聚合和广泛共享,从而建立一个能够实现区域或全球合作或协作的虚拟科研和实验环境,支持以大规模计算和数据处理为特征的科学活动。以网络为基础的科学活动环境研究必将对我国经济和社会的发展、科学研究、国防建设、以及人们的生活和工作方式产生巨大的影响。

  本重大研究计划定位在网络计算环境的基础科学理论、综合试验平台、典型应用示范三个层次中的基本科学问题和关键技术研究,以网络计算环境中所涉及的新理论、新结构、新方法和新技术为突破口,力图实现科学理论和实验技术的原始创新,提高我国在网络计算环境领域的整体创新能力和国际竞争力。

二、2003年度项目情况

  本研究计划2003年度共受理申请项目183项。其中重大项目申请3项,重点项目申请60项,面上项目申请120项。择优资助2项重大项目,单项平均强度800万元;3项重点项目(不含重大项目中子课题),单项平均强度150万元;14项面上项目(其中4项为重点项目转面上项目),单项平均强度约为32.86万元,总计2510万元。

  从2003年受理项目的总体情况看,有3个方面的问题,(1)对不同学科领域的专家利用网格技术和网络计算环境开展科学研究的支持力度不够,应用示范类的重点项目数量偏少;(2)对以网络为基础的科学活动环境的标准规范研究工作重视不够,亟需加强;(3)学科交叉度不够,数理、化学、材料、生命科学等领域的研究者参与不够。

三、2005年度支持的主要研究方向

  本研究计划2005年度项目的开展,将在2003年度资助工作的基础上,本着“鼓励创新,突出应用,强化标准”的原则,鼓励和强调原始性、创新性的研究,在推动网络计算环境基础理论和核心技术研究的同时,重点支持面向应用的示范研究;鼓励不同学科领域的科学家开展联合研究,加强对具有较强应用背景的联合应用示范项目的支持力度;同时在指导专家组的协调和组织下开展项目总体和相关标准规范的研究;由此实现理论、技术、应用和标准的良性互动,使理论研究和技术开发更具有针对性和实用价值。

  本年度拟资助几个重点项目以及若干支持力度较强的面上项目。其中,面上项目将以科学创新为目标,重点研究以网络为基础的科学活动环境的重要基础理论和核心关键技术。重点项目将侧重不同科学活动领域重大示范应用的实施,建立具有实用价值和应用前景的网络计算环境应用原型系统。拟资助金额约为1500万。

本研究计划2005年度拟资助项目:

面上项目(拟重点资助如下研究方向,资助强度为每项30-50万元)。

(1)网络计算环境的基础理论模型。
  主要研究网络计算环境的异构、分布、并发、动态、演化等本质属性,以及网络计算环境虚拟组织间的资源共享模式与协同工作方式,研究网络计算的本质规律,建立相关的基础理论模型,促进网络计算技术的原始性创新。
(2)网络计算环境的可信与安全机制。
  主要研究网络计算环境下各自治域系统的可信互联、可信传输、可信交换、可信接入、可信管理等机制,以数据和信息的机密性、完整性、身份认证和行为的不可抵赖为目的,为科学活动提供可信的互联互通和互操作手段以及安全保障机制。
(3)网络计算环境的程序模型及理论。
  适应网络计算环境的分布、动态、自组织和自适应的特点,把握正确、高效的编程,研究网络计算的程序语言模型、程序验证模型、程序测试模型,以及程序运行模型等。
(4)具有普适计算特征的网络计算环境的服务和管理机制。
  从管理模型、标准和规范,管理控制的体系结构,管理控制和性能监测技术等多个侧面深入研究,支持移动计算类应用和服务的动态构造和部署机制,提供能适应不同网络接入手段和通信方式的,对用户透明的高效服务以及对应用的管理和监控的有效机制。
(5)网络计算环境的信息集成、自动获取和搜索技术。
  研究统一的信息和资源表示,提供各类异构信息和服务的协调、重整与集成机制;在网络中实现不同信息源之间的连接与共享,实现单个信息源无法提供的集成信息;信息与服务之间通过连接,整合与知识发现等手段,形成更有效和更符合用户需要的知识层服务。实现对结构化或半结构化的信息、资源和服务的整合与高效搜索。

重点项目(拟资助如下研究方向,资助强度为每项100-200万元)。

(1)气候数值模拟示范应用。
  基于网络计算环境综合试验平台,建立气候系统模式网格计算的示范应用,实现气候数值模拟和预测的多初值、多模式集合计算以及结果的安全共享与调度,为我国开展气候变化研究和气候预测提供更为有效的计算手段。
(2)大规模电力系统示范应用。
  基于网络计算环境综合试验平台和开发环境,研究大规模电力系统在线稳态、暂态和动态分析计算问题,研究分布式大规模电力系统在线动态安全评估和预警及其快速计算方法,建立面向大规模电力系统在线安全分析的网络计算环境示范应用,实现复杂电力系统海量信息的实时采集处理和分析、快速高效整合和协调决策,提高电力系统的安全稳定性。
(3)高能物理示范应用。
  建立面向高能物理国际大科学合作的网络计算环境实用原型系统。建立包括高性能计算环境,海量数据处理、存储与管理,信息安全与身份认证,高速传输网络等的物理数据分析中心,实现高能物理海量数据的传输、共享、操作与管理。与国际高能物理实验相关的网格应用进行协作运行测试,验证我国网格系统与国际上的网格系统的功能、结构和互操作性等。测试原型系统的体系结构以及相关协议与标准,建立网格系统的运行机制。开展高能物理多学科的应用层软件的研究,抽取各个不同学科的共性特征,研究和开发通用的中间件层,实现基于应用的虚拟技术。
(4)生物信息学示范应用。
  针对生物信息学领域当前的重点、热点问题,如:生物大分子相互作用网络和系统生物学;非编码序列和非编码基因的识别和功能预测以及结构基因组研究中的大规模计算问题,利用网格计算环境来提高系统的速度以及数据库资源的可用性。在现有的基础上,建立基于网格体系结构的,面向大规模信息数据的生物信息服务网站,拥有自主产权、具有世界一流性能的系统软件和数据库;提供多表达形式的查询结果;面向全世界的科研组织开放数据库并共享资源。
(5)面向计算纳米电子学的示范应用。
  针对纳米电子学发展的需要,围绕纳米尺度的半导体器件的基本理论以及输运特性,对新材料,新结构建立起一套计算纳米电子学的网格计算节点和数据库,建立完全基于量子力学理论的能够对纳米尺度的微纳电子器件和量子器件进行模拟的新一代半导体器件模拟平台,研究大规模、并行器件模拟算法,解决计算精度和规模不断提高带来的运算量大幅度提升的问题。
(6)计算化学网格示范应用。
  构建一个计算化学网格系统,形成一个计算化学资源共享和学术交流的虚拟平台。研究化学信息的组织、管理、检索和推理,探究化学信息间的关联及转化;开展化学信息的加工和处理,包括数据的处理、计算和分子结构的编码、描述、三维结构的构建;开展计算组合化学研究,从巨大数目的化学信息中搜索筛选目标方案进行快速合成。实现物质化学信息的提取和处理,揭示化学信息的内在的联系,揭示物质化学结构的内涵和关联。
(7)协同制造网格示范应用。
  以特大型现代工业城市为示范范围,以汽车制造(大批量制造)和核电设备制造(单件制造)这两种典型制造模式为应用对象。针对协同设计和制造的需求,研究制造网格的体系结构、资源管理、任务管理与调度、安全机制、通讯技术和用户界面等关键技术;根据网格计算的特点,研究制造网格中的资源建模、封装和集成技术,解决制造网格中的设计制造过程的并行性、信息获取与处理的智能性、组织结构的灵活性、以及运行管理的敏捷性等问题。在此基础上,构建一个协同制造网格示范平台。

四、申请注意事项

  请申请者认真阅读重大研究计划《以网络为基础的科学活动环境研究》申请指南。本计划旨在将相关研究项目联系起来,成为一个协调的综合“项目群”。申请书应符合本计划的实施原则,并论述与项目指南最接近的科学问题,以及对解决核心科学问题和实现项目总体目标的贡献。不符合项目指南的申请将不予受理。

  请申请人特别注意,申请书的研究内容不一定包含某个拟资助研究方向的所有内容,可以针对某一研究方向的若干研究内容,提出具有特色和创新性的申请。除本指南拟资助研究方向外,还鼓励围绕本“研究计划”的总体科学目标提出具有原创性的新概念、新思路、新方法和新理论的项目申请。

  为加强研究计划项目的学术思想与信息交流,促进多学科交叉与集成,以及科学研究群体的形成,每年将举行一次“研究计划”项目负责人会议。申请书经费申请表中的科研业务费应包括年度会议经费预算。

  为实现项目总体科学目标和多学科集成的需要,项目申请人须承诺遵守数据和资料管理的相关规定。
项目承担者应积极开展国际合作研究,鼓励项目承担者争取其他资金来源,但是,不允许相同内容重复申请。对参加国家其它项目的(如“973”项目等),申请人应论述与其他部委项目的不同与联系。

  本研究计划由信息科学部、数理科学部、化学科学部、生命科学部、地球科学部、工程与材料科学部联合组织项目评审,由信息科学部负责受理申请。

  请自行到基金委网站下载(http://www.nsfc.gov.cn )申请书。申请书中的资助类别选择“重大研究计划”,亚类说明选择“面上项目”或“重点项目”,附注说明选择“以网络为基础的科学活动环境研究”。项目信息表中的申请代码根据实际研究内容选择相应的代码。

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