NorduGrid的安装与医学图形界面的开发

论文摘要

随着人们对微观世界探索的不断深入，从二十世纪五十年代至今。大量微观粒子在实验上被发现，并且人类发展出来了几乎可以解释我们当今所观测到的一切微观现象的标准模型理论。然而，人们对于自然的探索并没有结束，还有很多问题等待着我们去解决，例如，物质为什么会有质量，如何统一强作用力与引力的相互作用。预计2007年底完工的欧洲核子中心（CERN）的大型强子对撞机（Large Hadron Collider，简称LHC）就是为了这些问题的解决而诞生的。然而LHC要产生的数据量极大，存储和分析这些数据成为一个巨大的挑战。为了解决这一难题，人们引入一个全新的数据存储和处理的全球分布式模型——计算网格（Computing Grid）——来完成这个要求。而LCG（LHC Computing Grid），就是以专门为这些参与LHC数据分析工作的高能物理科学家们建造并维护一个数据存储和分析的平台为目的而建造的。LCG使用一个四级（four-tiered）的分布式模型来为LHC上各实验提供网格计算服务。主要包括位于CERN的一个Tier-0（零级）站点，分布于全球的数十个Tier-1（一级）站点。数百个Tier-2（二级）站点和分布各个实验室的Tire-3站点所组成。分布式计算在LHC中的应用，具有重大的意义。首先，分布式计算，为人们节省了大量开支，参加LHC实验的全世界各研究单位以及国家组织负责投资建设并维护其本地计算资源，这些计算资源除了各单位自身使用以外，还为全球网格系统贡献计算资源。其次，在分布式系统中，某一点的失败或错误不会对整体带来影响。网格技术是一项新技术，有着卓越的优势和发展前景，生命力强大，前景远大。在欧洲，意大利和英国的几家研究机构以LCG为基础成立了Mammogrid project项目，目的就是把这项技术应用到医学领域，把整个欧洲的医学资源共享，现在他们已经成功地开发出了alien软件包，实现了5家医院和研究机构的资源共享。NorduGrid是北欧四国的高能物理学家开发的小巧的网格中间件，功能强大，安装方便。我们尝试用北欧四国开发的Nordu Grid为基础，把这项技术推广到医学领域，实现济南-南京-瑞典三地的医学图像共享。本论文描述了我们安装Nordu Grid的经验，还包括自行开发的为方便医学图像传输的图形界面。以NorduGrid为基础把网格技术推广到医学领域在国内目前还没有明确的标准。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 符号和简略词
• 第一章 引言
• 1.1 背景简介
• 1.2 论文内容和意义
• 第二章 粒子物理与网格计算
• 2.1 粒子物理
• 2.1.1 粒子物理的发展
• 2.1.2 夸克模型
• 2.1.3 标准模型
• 2.1.3.1 电弱统一理论和QCD
• 2.1.3.2 基本相互作用
• 2.1.3.3 标准模型面临的问题
• 2.1.4 大型强子对撞机-LHC
• 2.2 网格计算
• 2.2.1 网格的概念和性质
• 2.2.1.1 概念
• 2.2.1.2 网格的基本要求
• 2.2.1.3 网格的意义
• 2.2.1.4 网格的特点
• 2.2.1.5 网格的需求
• 2.2.2 网格体系结构
• 2.2.2.1 五层沙漏结构
• 2.2.2.2 开放网格结构（OGSA）
• 第三章 利用网格资源
• 3.1 LCG简介
• 3.2 利用网格资源的步骤
• 3.2.1 申请个人证书
• 3.2.2 加入VO
• 3.2.3 登陆UI
• 3.2.4 一些常用的命令
• 3.2.4.1 关于个人证书
• 3.2.4.2 长期代理证书
• 3.2.4.3 关于信息查询系统
• 3.2.4.4 文件的上传和下载
• 3.2.4.5 作业相关
• 3.3 NorduGrid简介
• 第四章 NorduGrid的安装,配置与测试
• 4.1 安装前的准备工作
• 4.1.1 操作系统的准备
• 4.1.2 JAVA
• 4.1.3 ANT
• 4.1.4 安装globus toolkit
• 4.1.4.1 globus用户的工作
• 4.1.4.2 root用户的工作
• 4.1.4.3 证书的申请与签发
• 4.1.4.3.1 主机证书的申请
• 4.1.4.3.2 个人证书的申请
• 4.1.4.3.3 证书的签发
• 4.2 NorduGrid的安装
• 4.2.1 压缩包安装
• 4.2.2 rpm包安装
• 4.2.2.1 安装gpt
• 4.2.2.2 安装globus
• 4.2.2.3 安装gsoap
• 4.2.2.4 安装voms
• 4.2.2.5 安装NorduGrid ARC
• 4.3 配置NorduGrid
• 4.3.1 建立在arc.conf文件中定义的文件目录
• 4.3.2 建立一些必要的目录和文件
• 4.3.3 开启几个服务
• 4.4 NorduGrid的测试
• 第五章 医学网格的图形界面设计
• 5.1 PACS系统简介
• 5.2 PACS系统的组成
• 5.2.1 医学图像与数据的采集
• 5.2.2 PACS控制器
• 5.2.3 图形显示工作站
• 5.2.4 网络系统
• 5.3 DICOM标准介绍
• 5.3.1 文件头部分
• 5.3.2 数据集和部分
• 5.4 医学图像网格
• 5.4.1 研究目标和内容
• 5.4.2 医学图像网格的实现
• 第六章 总结和展望
• 附录1 我们在配置NroduGird的时候用到的配置文件arc.conf
• 附录2 图形界面的源代码
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表