制造行业中的高性能计算主要应用及其特点
制造行业的高性能计算用户主要分成两类：1) 实际制造企业，如汽车设计制造厂商、航空工业企业、电力企业及消费产品生产商等。这一类用户通过高性能计算技术来提高产品的性能，减低成本，同时缩短产品的设计、生产周期，以使企业在市场上更具竞争力；2）研发单位，如政府、国防和大学中涉及制造行业的部门或专业。这一类用户的目标是利用高性能计算技术改善设计方法，提高设计水平从而为实际生产服务。
下图给出了制造行业中采用计算机进行产品开发的流程，包括建模、前处理（模型修改和网格生成）、计算分析、交叉学科综合及后处理几个部分。其中高性能计算主要应用于计算分析部分，统称为计算机辅助制造工程（MCAE ）。
MCAE 可以分为隐式有限元分析（IFEA ）、显式有限元分析（EFEA ）和计算流体动力学（CFD ）三个子学科，如下图所示。几乎所有的制造企业的高性能计算都依赖于独立软件开发商（ISV ）提供的商业软件，只有计算流体动力学中结构网格计算类型的软件是以用户自己开发为主。因此制造行业中的高性能计算具有与教育科研领域不同的特点，用户在购买硬件平台的同时通常会购买相应的科学计算软件产品，而且在某种程度上往往是应用软件的特性决定了硬件平台的选择。
建模
下表中给出了MCAE常用的应用软件，并列出这些软件的特点、可扩展性及其对系统要求。从表中可以看到，隐式有限元分析（IFEA）软件的可扩展性不好，通常不会高于10个处理器。这是由隐式算法本身决定的，因为采用隐式算法的程序并行通常是细粒度的并行，并行开销要远大于可以采用粗粒度并行的显式算法。针对其可扩展性有限的特点，为这类用户推荐系统时可以考虑p650，p655，及p670这样中档服务器。另外显式有限元分析（EFEA）软件和结构网格计算流体动力学（CFD Structured）软件对CPU的性能要求很高，对I/O的要求较低，同时对带宽和延迟的要求也不高，可以看出这种类型的应用可以较好地运行在MPP结构类型的系统上，尤其是用类似p655或p690这样多CPU服务器作为节点的Cluster1600系统。
在本文的最后给出制造行业中各种应用软件对IBM POWER4平台和Intel IA64平台支持情况的比较，以供参考。
浅析高性能计算应用的需求与发展 【摘要】本文阐述了高性能计算的概念，中国高性能计算的现状和发展趋势，随后，本文进一步分析了国内高性能计算应用的需求，针对目前高性能计算的应用，本文最后分析了高性能计算应用需求的展望。 【关键词】高性能计算；应用；需求；发展 一、前言 高性能计算的应用为国内的科技发展做出了诸多的贡献，因此，国内也在致力于拓展高性能计算的应用范围，从而希望进一步的促进高性能计算的发展，为我国的科学技术的不断发展提供技术支持。 二、高性能计算概述 高性能计算(HPC) 指通常使用很多处理器（作为单个机器的一部分）或者某一集群中组织的几台计算机（作为单个计算资源操作）的计算系统和环境。有许多类型的HPC 系统，其范围从标准计算机的大型集群，到高度专用的硬件。大多数基于集群的HPC系统使用高性能网络互连，比如那些来自InfiniBand 或Myrinet 的网络互连。基本的网络拓扑和组织可以使用一个简单的总线拓扑，在性能很高的环境中，网状网络系统在主机之间提供较短的潜伏期，所以可改善总体网络性能和传输速率。 三、中国高性能计算的现状与发展 20 世纪90 年代以来，随着”神威”、”银河”、”曙光”、”深腾”等一批知名产品的出现，我国成为继美国、日本之后的第三个具备高性能计算机系统研制能力的国家，被誉为世界未来高性能计算市场的”第三股力量”。我国在高性能计算机研制方面取得了较好的成绩，掌握了研制高性能计算机的一些关键技术，参与研制的单位也由科研院发展到企业界，有力地推动了高性能计算的发展。目前，我国的高性能计算环境已得到重大改善，总计算能力与发达国家的差距逐步缩小。我国的高性能计算技术拓宽了我国科学技术研究的深度和广度，提高了我国工业的生产效率，同时也节约了很多生产成本。我国的高性能计算技术目前主要在石油行业、天气预报、核能模拟、生物工程等领域得到了广泛的应用。 但是中国高性能计算的应用还不够广、不够深入，应用水平和应用效率都比较低下。我国对高性能计算应用的投入还远远不够，应用研发力量薄弱且分散，缺乏跨学科的综合型人才，从事高端应用软件研发的单位很少，企业界基本未介入，没有良好的相互交流的组织渠道等。高性能应用软件的开发和高效并行算法研究尚不能与高端计算机发展同步，在一定程度上存在为计算机”配”软件的思想。我国高性能计算应用的研究与发明明显滞后于高性能计算机的发展。国外品牌还占领着很多关乎国计民生的关键领域和行业，国产高性能服务器的市场份额仍然偏低。
通常来讲，生产型企业自身具备以下五个特点： 特点之一：人员庞大，岗位数量多。 由于我国大多数生产型企业现代化水平不高，很多工作环节需要人工操作。加上企业大多数雇佣的工人学历、素质水平较低，生产效率不高，往往一个岗位要分拆成几个人一起来完成，造成企业人员数量庞大。同时，受人员素质条件的制约，因人设岗、因人拆岗的现象多有发生，岗位数量高于标准化生产下岗位设置。工作分析对象如此众多，如何有效有序的组织工作分析工作？工作分析的各个参与者应该如何分工，才能保证工作分析的各个环节不会出现反复的工作？ 特点之二：三大类的岗位布局。 生产型企业中，岗位群体可以分为三大类：管理者、行政服务人员以及操作工人。并且依次构成岗位金字塔的塔尖、塔身和塔座。三类岗位不同的性质以及差异化的工作内容，工作分析侧重的内容也会有所不同。那么，如何收集岗位分析所需要的相关信息，或者如何能够保证工作分析人员掌握了足够的体现岗位特点的信息？ 特点之三：员工整体素质水平低。 尤其一线操作工人，学历水平一般集中在初中、高中、技校毕业，员工在理解力、接受能力以及一些基本素质方面较为欠缺。工作分析不仅需要能够清晰表达本身工作的内容，而且需要一定的总结和提炼能力。素质问题直接影响到员工直接参与到工作分析的程度。 特点之四：生产环节专业化程度高。 除了人力资源、行政管理、财务工作等职能性岗位具有一定的通用性，属于生产环节的岗位更多表现出专业化的特性。因此，只有在本岗位实际工作过的人员才能够更好描述本岗位的职责以及相关任职要求。但是由于特点之三的制约，岗位的任职者又不是工作分析最理想的主体。因此，工作分析需要多方面的努力，通过一定的分工实现。 特点之五：企业管理基础薄弱。 尤其在民营企业中，生产型企业的管理水平普遍偏低，对于他们不太熟悉的管理概念，要有一定的理解和接受的时间。如果员工对工作分析产生误解，就不能正确对待这项工作，反而认为是为自己的工作增加额外的负担。因此，对企业进行工作分析培训，不能只是就事论事，还要让大家理解做这件事情的意义。
制造型企业的特点 2001年，日本经济产业省在其发表的白皮书中第一次提到：中国已成为“世界的工厂”，在彩电、洗衣机、冰箱、空调、微波炉、摩托车等产品中，“中国制造”均已在世界市场占有份额中名列第一。其中，世界彩电约四成在中国生产；世界上的复印机约六成在中国生产。贴牌生产(OEM)的方式，也使得越来越多的中国企业成为境外企业的生产基地。 改革开放以来，我国逐步实行进口替代与出口导向相结合的外贸政策，产业结构根据比较优势逐步调整，轻纺工业获得长足发展，并且完全走向了国际市场，轻重工业比例关系趋于协调。 从1978年到2001年，我国工业总产值增长了24倍，年均增长率高达15.2%，其中90年代以来增长了4.8倍，年均增长17.4%。工业增长速度比GDP增速快了将近一倍。工业在国民生产中的比重不断提高，从1990年的37%提高到了2001年的44%，这表明我国工业化的步伐仍在加快。尽管我国工业化进程地区差别较大，但总体上处于工业化中期，处于重化工业化加速的阶段。 制造业是我国工业的主体（工业可分为采掘业、制造业和电力煤气及水生产供应业三类），近三年来制造业在工业总产值中的比重占88%、增加值占78%、资产占76%、销售收入占86%。 中国现有2400多万家中小企业，其中70％以上都是制造业；而在3000多万个体商户老板中，也有越来越多的人准备进入制造业；社会不同阶层对企业管理背后的奥秘感兴趣的人员越来越多，而且，从21世纪初开始，中国已经成为世界的工厂，中国的产品到了无处不在的地步。然而中国制造业存在的普遍问题是：管理比较粗放，以职能式管理为主，流程式管理欠缺，精益生产更是努力的目标。以流程为核心的制造业管理，要求企业必须重新定位管理者及对他们的素质要求，进而从这个角度出发，塑造21世纪制造型企业管理者的管理技能。本课程从制造业企业管理流程谈起，进而全面揭示当今制造业管理者应当具备的基本技能，努力提升制造型企业的竞争力。 当代制造业主要特点 企业方方面面的标准化 标准化是现代企业的一个特征，从企业的标准化的内容来看，首先是生产作业的标准化，包括国家标准、行业标准以及企业标准，而且各个方面都有严格的规定；从流程作业标准化来看，包括通用的流程、互换性生产以及柔性生产。 【案例】 某企业以生产空调为主，该企业发现当年空调非常畅销，由于自己的产能不足，于是很快上马了两条分体级的生产线。到了第二年，由于人们生活水平的提高，很多消费者都购买柜机了。那么，该企业已经上马的两条分体机的生产线能否很快用于生产柜机呢？如果可以的话，应该使用柔性的生产线还是刚性的生产线呢？ 点评：要达到柔性的生产线，必须要遵照通用的标准，而且零件的互换性要求较高，在这家企业的生产线上，将工装夹具进行简单更换，就可以用分体生产线来生产柜机。 经济学大师道格拉斯?诺思在他的名著《西方世界的兴起》中写道：有效率的经济组织的出现是经济增长的关键。 在当代企业中，流程的标准化方兴未艾，还有管理模式的标准化，管理模式的复制以及盈利模式的复制等也在大量进行，从麦当劳、肯德基到一些制造业，管理模式可以复制，盈利模式也可以复制，这都显示了一个最大的特征——标准化，标准化已成为现代工业的特征之一。 企业的标准化主要表现在： ◆标准化是现代企业特征 ◆生产作业标准化
XXXX 高性能计算平台建设方案 XXXXX 2013年4月
目录 1 概述 (2) 1.1 背景概况 (2) 1.2 建设内容 (3) 1.3 设计原则 (3) 2 总体架构 (5) 3 高性能计算平台硬件系统 (6) 3.1 平台架构图 (6) 3.2 主要设备选型 (8) 3.3 Cluster集群系统 (9) 3.4 计算节点 (10) 3.5 管理节点 (10) 3.6 I/O存储节点 (11) 3.7 网络系统方案............................................................................... 错误！未定义书签。 3.8 管理网络 (12) 3.9 监控网络 (12) 3.10 存储系统 (12) 4 高性能计算平台软件系统 (13) 4.1 64位Linux操作系统 (13) 4.2 集群管理软件 (14) 4.3 作业调度系统 (14) 4.4 并行文件系统 (15) 4.5 集群并行计算环境 (15) 4.6 标准库函数 (16) 4.7 标准应用软件 (16) 5 项目经费预算 (17) 5.1 经费来源 (17) 5.2 经费支出预算 (17) 附页——高性能计算平台技术参数要求 (18)
1概述 1.1背景概况 20世纪后半期，全世界范围掀起第三次产业革命的浪潮，人类开始迈入后工业社会——信息社会。在信息经济时代，其先进生产力及科技发展的标志就是计算技术。在这种先进生产力中高性能计算机（超级计算机）更是具有代表性。 时至今日，计算科学（尤其是高性能计算）已经与理论研究、实验科学相并列，成为现代科学的三大支柱之一。 三种科研手段中，理论研究为人类认识自然界、发展科技提供指导，但科学理论一般并不直接转化为实用的技术；实验科学一方面是验证理论、发展理论的重要工具，另一方面，它是在理论的指导下发展实用技术，直接为经济发展服务；计算科学的发展也有相当悠久的历史，只是在计算机这一强大的计算工具问世之前，计算只能利用人类的大脑和简单的工具，计算应用于科学研究有天然的局限性，限制了它作用的发挥；随着计算机技术的发展，使用科学计算这一先进的技术手段不断普及，逐渐走向成熟。科学计算可以在很大程度上代替实验科学，并能在很多情况下，完成实验科学所无法完成的研究工作。科学计算也直接服务于实用科技，并为理论的发展提供依据和机会。在许多情况下，或者理论模型过于复杂甚至尚未建立，或者实验费用过于昂贵甚至不允许进行，此时计算模拟就成为求解问题的唯一或主要手段了。 目前，高性能计算已广泛应用于国民经济各领域，发挥着不可替代的重要作用： a) 基础学科中深入的知识发现，问题规模的扩大和求解精度的增加需要更高性能的计算资源。例如，计算立体力学、计算材料学、计算电磁学。 b) 多学科综合设计领域中大量多部门协同计算需要构建高性能的综合平台。例如，汽车设计、船舶设计。 c) 基于仿真的工程科学结合传统工程领域的知识技术与高性能计算，提供经济高效地设计与实践方法。例如，基于仿真的医学实践、数字城市模拟、核电、油田仿真工具、新材料开发、碰撞仿真技术、数字风洞。
行业特点总结-制造业 生产管理的特点： 1. 交货周期往往不能严格按照生产周期，导致频繁的调度； 2. 通用件和特有型号用件需要分别管理； 3. 车间现场管理直接影响生产效率； 4. 多品种、大批量，交货期短，产品变更频繁； 5. 原物料供货不及时，常有停工待料的情况发生； 6. 生产、财务、库存、采购、销售部门之间的沟通不畅，导致核算和管理困难； 7、计划的变更不能得到很好的传导，导致无效的沟通成本； 8. 委外生产的情况管理困难，其价格缺乏估价、议价的依据； 9. 生产进度、库存情况需要动态管理； 生产计划管理过程中的特点； 1、品种繁多、库存管理不易 2、预计进货不清楚 3、预计生产量不清楚 4、订单交期不清楚（产销会议） 5、插单频繁、交期短产品变更频繁
、订单跟踪进度因难6． 7、生产资源多和工艺复杂 8、BOM用料复杂，层次多 9、部门沟通困难，取得资讯太慢 10、常常停工待料 11、生产计划与采购的计划不准确 12、呆滞料繁多，如何消减 13、宏观计划长短期分粗细 14、多工厂时如何分别做计划 15、同时有计划式和订单式生产存在 生产工艺管理精细： 1. 产品工艺路线信息记录灵活多变； 2. 往往需要按照工艺段分段领料； 3. 生产工艺进度掌控困难； 4. 在制品不好管理，需要结合必要的盘点措施； 5. 部分工序需要进行委外加工； 6. 各工作中心实际工时的收集困难； 7. 领料的方式导致大量的人力浪费，往往需要采用配料制。研发工程管理繁琐，主要是因为：
物料品种繁多，编码工作复杂；1. 2. 产品结构的创建工作繁琐，容易混淆； 3. 工程变更难以追踪，造成呆料； 4. 余料难以处理； 5. 研发打样（样品生产）过程难以管理； 6. 代用料难以处理； 7 .新产品难以估价； 8. 供应商难以进行合格性认证； 9. 工程变更频繁，难以操作； 仓库管理中的特点： 1. 库存报表需要实施动态、并能进行必要的结构和趋势分析； 2. 常备料补货需要一个合理的机制; 3. 呆滞料需要定期的评估和管控; 4. 物料的有效性管理需要结合物料本身的保质期限等信息； 5. 对于一些物料需要进行批次管理，批次的标记需要重点管理管理，需要结合有效期管理； 6. 物料的盘点工作繁琐，且耗时； 7. 库存账务的管理需要清晰明了； 主要面向库存进行加工的企业在销售管理过程中的特点： 产能评估困难。1.
摘要：本文主要就近年来问世的新一代高性能I/O技术做一全方位介绍，着重从其基本特性和体系结构的角度分析各种I/O技术的特点，以帮助有关技术人员进一步把握新一代高性能I/O的技术现状及发展趋势。 关键词：高性能I/O技术、PCI Express、InfiniBand、Fibre Channel、HyperTransport、RapidIO、SPI、SAS、iSCSI、SA TA 一、引言 计算机I/O技术在高性能计算技术的发展中始终是一个十分重要的关键技术。其技术特性决定了计算机I/O的处理能力，进而决定了计算机的整体性能以及应用环境。从根本上讲， 无论现在还是将来，I/O技术都将制约着计算机技术的应用与发展，尤其在高端计算领域。近年来随着高端计算市场的日益活跃，看似平静的高性能I/O技术之争也愈演愈烈。尤其是当计算机主机速率与总线速率的矛盾日益突出时，新的总线技术便应运而生，演绎出一段段精彩的技术篇章，计算机I/O技术的发展开始让我们眼花缭乱。如PCI Express、InfiniBand、HyperTransport、RapidIO等高性能I/O技术的发展令人注目。而广泛应用于网络存储、高性能集群及并行计算系统的I/O技术，如Fibre Channel、SCSI Parallel Interface（SPI）、Serial Attached SCSI（SAS）、iSCSI等，更使计算机总线技术远远超出“连接功能部件”的范畴。本文试图从基本概念、体系结构、功能指标等角度全面分析新近问世的各种高性能I/O 技术，以全方位展示其技术特点，帮助有关技术人员把握高性能I/O的技术现状和发展趋势。 二、新一代高性能I/O技术综述 近年来推出的新一代高性能I/O主要有：PCI Express（3GIO）、InfiniBand Architecture （IBA）、Fibre Channel（FC）、HyperTransport、RapidIO、SPI（SCSI Parallel Interface）、SAS （Serial Attached SCSI）、iSCSI、SA TA（Serial A TA）等。 （1）PCI Express PCI Express（3GIO）是一种新型串行Point-to-Point I/O总线体系。其基本目标有两个：一是提供chip-to-chip级互联的局部总线，二是以较低的开销升级现有的PCI架构性能。这一串行总线的根本动机就是通过少许引脚来实现高带宽数据传输，而不是像并行PCI或PCI-X 那样。据PCI-SIG（Special Interest Group）最新公布的数据，PCI Express目前可以达到的单路单向速率是2.5Gb/s。也就是说可提供高达200MB/s的带宽，近乎是典型PCI2.2速率的2倍。今后随着硅片技术的不断发展，单路单向的数据传输速率可望突破10Gb/s，几乎达到铜介质数据传输率的极限值。此外，PCI Express通过增加信号线对还可组成X1、X2、X4、X8、X16、X32等多路I/O总线，这样一来其所能达到的峰值带宽简直是无法想像的。在提供了更高带宽的同时，PCI Express还提供了对PCI和PCI-X软件的兼容支持，和对chip-to-chip级、I/O适配器之间以及对IEEE 1394、USB 2.0等附属接口的支持。 PCI Express的体系结构：PCI Express采用的分层体系结构使其可扩展性、模块化以及重用机制成为可能。它从体系结构上可以分为五层，从上至下分别为物理层、数据链路层、事物处理层、软件层以及Config/OS层。上面三层结构基本上与具体的操作系统无关，并且将
机械制造行业的行业特点分析 机械制造业主要是通过对金属原材料物理形状的改变、组装，成为产品，使其增 值。它主要包括机械加工、机床等加工、组装性行业。机械制造业涉及的工业领域主要有机 械设备、汽车、造船、飞行器、机车、日用器具…总之，只要是以一个个零部件组装为主要工序的工业领域都是属于机械制造业的范畴。 1?机械制造业的生产特点 第一，机械制造业生产的主要特点 机械制造业生产的主要特点是：离散为主、流程为辅、装配为重点。 工业生产的特点基本上分为两大方式：离散型与流程型。离散型是指以一个个单 独的零部件组成最终产成品的方式。因为其产成品的最终形成是以零部件的拼装为主要工 序，所以装配自然就成了重点。而流程型是指最终产成品的形成并不同于离散型一样把不同 零部件装配起来，而是通过对于一些原材料的加工，使其的形状或化学属性发生变化最终形 成新形状或新材料的生产方式。我们所熟悉的机械设备的制造就是典型的离散型工业，而诸如冶炼就是典型的流程型工业。汽车制造业传统上业认为是属于离散型工业，虽然其中诸如压铸、表面处理等是属于流程型的范畴，不过绝大部分的工序还是以离散为特点的。所以， 机械制造业并不是绝对的离散型工业，其中还是有部分的流程型的特点。具体特点有以下几个： (1) 产品结构清晰明确 机械制造企业的产品结构可以用树的概念进行描述，最终产品一定是由固定个数 的零件或部件组成，这些关系非常明确和固定。 (2) 工艺流程简单明了，工艺路线灵活，制造资源协调困难 面向订单的机械制造业的特点是多品种和小批量，因此，机械制造业生产设备的 布置一般不是按产品而是按照工艺进行布置的，例如，按车、磨、刨、铳来安排机床的位置。 每个产品的工艺过程都可能不一样，而且，可以进行同一种加工工艺的机床有多台。因此，
学习导航 通过学习本课程，你将能够： ●理解企业的标准化管理； ●了解企业的系统化管理； ●熟悉企业的流程化管理； ●掌握现代企业的信息化管理的技巧。 制造型企业的特征 一、标准化管理 标准化是现代企业的特征，现代企业的标准化管理主要包括三方面： 1.生产作业标准化 生产作业标准化，包括国家标准、行业标准以及企业标准等，各个方面都有严格的规定。 2.流程作业标准化 流程作业的标准化包括通用的流程、互换性生产以及柔性生产。 3.管理模式标准化 从麦当劳、肯德基到一些制造业，管理模式可以复制，盈利模式也可以复制。 二、系统化管理 如今的制造业都在实行系统化的管理，与内部和外部都有资源（包括物资、时间、财力、 人力等）的交换。而企业系统一般都会寻找合适的市场、最佳的配置资源，进行兼并重组， 以尽快达到战略预期。 企业的系统化管理主要体现在两个方面：
第一，非单一考虑职能问题； 第二，把企业作为开放系统，寻找适合市场的最佳资源配置。 【案例】 吃掉“休克鱼” 广东的科龙被青岛的海信兼并后，海信的总经理说：“我是吃掉了一条休克鱼。” 所谓“休克鱼”，是指这条“鱼”的体制是好的，只是昏过去了。 海信看到科龙的管理层出了问题，但是也认识到科龙具有品牌和自己的客户群，有一定的核心技术，于是大举进入，花费大量资金并购科龙后重新配置资源， 使企业系统变得更加庞大。 案例中的情况在制造业中非常多，是企业管理的系统化体现。 三、流程化管理 对于非常注重职能作用的部门来说，各职能之间必然存在接口，随着制造业的发展，接口会越来越不适应发展要求，导致扯皮、推诿的现象不断出现。如今很多企业就出现了从职 能管理到流程管理的趋势。 1.什么是流程化管理 所谓流程化管理，就是以某一产品或服务为核心组织资源，从生产源头到得到成品进行 资源配置，从而模糊了职能的概念。 2.流程化管理的特点 流程化管理的特点主要体现在两个方面： 第一，生产流水线就是典型的流程管理，能够打破职能的界限，把职能部门下放到了生产线上，以此保证产品顺利地完成。
水泥行业特点 1 行业机会 水泥行业主要包括六大通用水泥产品硅酸盐水水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。2009年空前基建投资有力对冲了房地产及制造业投资下降对水泥的需求的影响，显著提升水泥景气，供需将基本保持平衡，宽松货币和持续原材料成本的下降，无疑又将提升其盈利水平。 2 行业客户信息化动因 ●对管理变革的支撑 基于水泥行业目前的组织架构，在财务、物资、生产、资金、人力资源等方面，正在由现行的集中与分散结合的管理模式向高度集中的管理模式过渡，实施企业信息化，这将会促进水泥行业的业务流程重组和管理优化。整体上提高企业信息化水平、实现企业在安全管理、生产调度、财务资金、运输销售、物资供应、人力资源、办公自动化等方面的信息化，进而提高企业的管理水平、运行效率、盈利能力和竞争实力，配合全社会的信息化。 ●对战略扩张的支撑 水泥行业正处于产业扩张期，中央出台的新的行业规划和指导意见使得行业内的兼并、重组达到了一个高潮，行业趋势在往集团化、本地化发展，单个企业异地分散大大增加了管理的跨度。传统管理方式难以驾驭和实施大集团的管理，迫切需要更高程度的信息化为集团提供必须的管理支撑和技术支撑。 ●对企业发展的支撑 通过企业信息资源的深度开发和先进信息技术的有效利用，改造和提升水泥行业这样的传统企业，在先进的管理手段的支持下，大大强化企业优化配置资源的能力，提高企业决策体系的决策能力和市场运作体系的反应速度，提高企业捕捉发展机遇、规避市场风险的能力，增强企业的市场竞争力和发展后劲，推动企业的体制创新、机制创新和管理创新，实现企业健康、快速、稳定、可持续发展，贯彻实施大基地、大集团战略，实现水泥行业的快速、可
高性能计算的现状与发展 高性能计算中心需求特点与发展趋势
目录 1.1 高性能计算的现状与发展 (3) 1.1.1 高性能计算概述 (3) 1.1.2 高性能计算的应用需求 (3) 1.1.3 国外高性能计算发展现状 (4) 1.1.4 国内高性能计算发展现状 (5) 1.1.5 高性能计算机关键技术发展现状 (7) 1.2 高性能计算中心需求特点与发展趋势 (13) 1.2.1 需求特点 (13) 1.2.2 技术发展趋势 (14) 2
1.1高性能计算的现状与发展 1.1.1高性能计算概述 高性能计算（High Performance Computing，简称HPC）是计算机科学的一个分支，研究并行算法和开发相关软件，致力于开发高性能计算机（High Performance Computer），满足科学计算、工程计算、海量数据处理等需要。 自从1946年设计用于导弹弹道计算的世界上第一台现代计算机诞生开始，计算技术应用领域不断扩大，各应用领域对计算机的处理能力需求越来越高，这也促使了高性能计算机和高性能计算技术不断向前发展。随着信息化社会的飞速发展，人类对信息处理能力的要求越来越高，不仅石油勘探、气象预报、航天国防、科学研究等需求高性能计算机，而金融、政府信息化、教育、企业、网络游戏等更广泛的领域对高性能计算的需求也迅猛增长。1.1.2高性能计算的应用需求 应用需求是高性能计算技术发展的根本动力。传统的高性能计算应用领域包括：量子化学、分子模拟、气象预报、天气研究、油气勘探、流体力学、结构力学、核反应等。随着经济发展和社会进步，科学研究、经济建设、国防安全等领域对高性能计算设施及环境提出了越来越高的需求，不仅高性能计算的应用需求急剧增大，而且应用范围从传统领域不断扩大到资源环境、航空航天、新材料、新能源、医疗卫生、金融、文化产业等经济和社会发展的众多领域。 当前，世界和中国面临诸多重大挑战性问题。比如，全球气候出现快速增温的事实使“应对气候变化”成为各国政治、经济和社会发展的重大课题，为了进一步消减“温室效应”和减少碳排放，实现可持续发展的低碳经济，新材料的发现、设计与应用迫在眉睫；随着化石能源的日益枯竭和环境的日趋恶化，新能源的开发势在必行；随着科技的发展，人类迈向太空的脚步逐渐加快，空间资源的争夺和战略性部署竟然愈发激烈，航空航天领域作为此项重大科研技术活动的基础支撑，投入将持续扩大；为了攻克重大疾病、进一步提高人口健康质量，生命科学与新药制造已成为技术发展和经济投入的重要增长点；在国际竞争的大环境下，基础科研实力是高新技术发展的重要源泉，是未来科学和技术发展的内在动力，也是实现国 3
制造行业中的高性能计算主要应用及其特点 制造行业的高性能计算用户主要分成两类：1) 实际制造企业，如汽车设计制造厂商、航空工业企业、电力企业及消费产品生产商等。这一类用户通过高性能计算技术来提高产品的性能，减低成本，同时缩短产品的设计、生产周期，以使企业在市场上更具竞争力；2）研发单位，如政府、国防和大学中涉及制造行业的部门或专业。这一类用户的目标是利用高性能计算技术改善设计方法，提高设计水平从而为实际生产服务。 下图给出了制造行业中采用计算机进行产品开发的流程，包括建模、前处理（模型修改和网格生成）、计算分析、交叉学科综合及后处理几个部分。其中高性能计算主要应用于计算分析部分，统称为计算机辅助制造工程（MCAE ）。 MCAE 可以分为隐式有限元分析（IFEA ）、显式有限元分析（EFEA ）和计算流体动力学（CFD ）三个子学科，如下图所示。几乎所有的制造企业的高性能计算都依赖于独立软件开发商（ISV ）提供的商业软件，只有计算流体动力学中结构网格计算类型的软件是以用户自己开发为主。因此制造行业中的高性能计算具有与教育科研领域不同的特点，用户在购买硬件平台的同时通常会购买相应的科学计算软件产品，而且在某种程度上往往是应用软件的特性决定了硬件平台的选择。 建模
下表中给出了MCAE常用的应用软件，并列出这些软件的特点、可扩展性及其对系统要求。从表中可以看到，隐式有限元分析（IFEA）软件的可扩展性不好，通常不会高于10个处理器。这是由隐式算法本身决定的，因为采用隐式算法的程序并行通常是细粒度的并行，并行开销要远大于可以采用粗粒度并行的显式算法。针对其可扩展性有限的特点，为这类用户推荐系统时可以考虑p650，p655，及p670这样中档服务器。另外显式有限元分析（EFEA）软件和结构网格计算流体动力学（CFD Structured）软件对CPU的性能要求很高，对I/O的要求较低，同时对带宽和延迟的要求也不高，可以看出这种类型的应用可以较好地运行在MPP结构类型的系统上，尤其是用类似p655或p690这样多CPU服务器作为节点的Cluster1600系统。
纺织行业特点 1纺织工业 将天然的或人工合成的纤维加工成纱、丝、线、绳、织物及其染整制品的工业。纺织工业包括纺织业、服装业、化学纤维制造业和纺织专用设备制造业。纺织业包括棉纺织(印染)、毛纺织、麻纺织、丝绢纺织、针织业；服装业包括服装、制帽、制鞋业；化纤业包括合成纤维、人造纤维制造业。纺织产品按应用领域分为：衣着用、装饰用、产业用纺织品三大类。 2000年全国纺织行业国有及销售收入500万元以上的非国有企业共1.89万个，总资产9773亿元，工业增加值2678亿元，分别占全国规模以上工业企业的11.9%、8.3%和11.3%。全行业职工1300万人左右，利税总额578.8亿元，纺织纤维加工总量1210万吨，人均纤维消费量6.6 千克，纱产量657.5万吨，化学纤维694.2万吨，服装165亿件。我国纱、布、呢绒、丝织品、化纤和服装等产品的生产量均居世界第一位，是最大的纺织品服装生产国。2000年我国纺织品服装出口达520.8亿美元，占全国出口商品总额的20.9%，占世界纺织品服装贸易额的13%左右。“九五”期间，纺织品服装累计出口2215亿美元，净创汇1700亿美元，是我国净创汇的主要行业。 2纺织企业管理 纺织企业为实现生产、经营的各项目标,需合理地组织人员、设备、原材料、资金、技术和信息,对采购、生产、直到销售的全过程进行计划、决策、组织、指挥、控制和协调,纺织企业管理就在于实行这一切职能。 2.1 纺织企业管理的特点 纺织企业管理具有现代加工工业(制造业)企业管理的各种共同特征:企业内部高度集中的指挥系统;高度发展的分工和协作;技术工作和经济工作的紧密结合;管理组织的多层次;产品的品种、质量受到高度的重视。同时,纺织企业管理也具有许多本身的特点。 2.1.1 多工序、连续化的大量生产型 棉纺厂的传统工序有清棉、梳棉、并条、粗纱、细纱、络筒、并线、拈线等。毛纺厂的工序则更多一些。这一特点决定纺织企业需要高度重视前后工序生产作业的连续、均衡、协调;需要及时检测、掌握半制品和成品的质量。
服装工业生产特点 服装工业技术管理工作即在现代工业企业中，对发生的一切技术活动，按照行业本身的特点和规律，并参照政府发布的各项技术政策，有计划、有组织、有目的地进行指挥和协调及检查和督促等活动。为此，了解服装工业生产特点对加强服装工业的技术管理事关重要。服装工业生产特点主要有如下几个方面: 1.生产之间的协作性 服装生产的形式因科技进步和先进专用设备配备的使用起了很大变化，批量性的成衣生产代替了一家一户的个体生产方式，从而使生产技术进步及产品质量的提高都是个体手工业生产无法比拟的。同时，生产技术的进步也给生产管理带来了新课题，那就是生产过程广泛的协作性，即如何加强部门之间、工序之间的衔接与协调建立起良好的协作关系。订做工作服 实践证明，现代化的服装生产流水作业，没有管理就不能维护正常的生产秩序。现代服装生产己形成了一项系统工程，每道工序有其独立性，各工序之间又有严密的相关性，使工序之间形成有机的结合。由众多的技术工人合作一件产品，如果没有合理的工艺流程及严格的流程管理，没有严谨有效的生产技术的组织者和指挥者，没有部门之间、工序之间的相互协调、检查和督促，要使生产有序进行是不可能的.广泛的协作不仅是企业内部，而且还会延伸到原料、辅料和供应以及有关生产协作单位。由此可见，广泛的生产协作性是服装生产管理的内容之一。工作服制作 2.生产技术的专业性 在同一个服装市场上，你可以看到五颜六色、千姿百态的服装，但是作为一个企业由于受生产专用设备及生产技术的局限性，很难做到样样服装都生产，即使是很大的服装集团公司，也不可能在一个车间生产所有品种的服装。 服装的品种很多.按面料的结构可以分为梭织服装、针织服装及皮革服装.按照用途可以分为礼仪服装、休闲服装、时装、男衬衫、睡衣睡袍、防寒服、雨衣、工作服等。这些服装的生产要采用流水作业，并配备各类专用设备。由于分工比较细，形成生产工人的技术单一和生产技术的专业性，不仅各大类品种之间“隔行如隔山”，就是在一个企业中，生产流水线上80%的工人只会操作2一3道工序，技术全面的工人很少。这种生产技术的专业性，为企业的生产技术管理增加了难度。 3.服装生产对材料的依赖性 服装是纺织工业生产的深加工产品，由于其加工的性质决定了服装生产只改变面料和辅料的形状和用途，转移辅料的位置，而不改变面料和辅料的性能和质地。为此，凡是在面料和辅料上存在的所有质量问题，终将会在服装上反映出来，转嫁成为成品服装的质量问题，所以在服装的生产管理中，对面料上的疵点,色差和纬斜要进行严格控制，对辅料存在的质量缺陷也要严格把关。未经检验和测试合格的原辅料是绝对不可以投入使用的。做工作服 4.服装生产的季节性 现代服装生产采用流水线的作业方式，为使生产流程通畅，每道工序作业节拍必须以分秒计算才能保持生产计划的均衡性。但是，生产计划的均衡性与服装使用的季节性有明显的矛盾，服装功能因春、夏、秋、冬季节不同而异，如夏季只穿一件单衣，而冬季，里里外外要穿一整套服装，这“一件”与“一套”服装的加工时间形成倍数之差，由于四季变更服装使用、销售呈季节性变化，形成了服装生产的淡季和旺季。这一服装生产的特点给生产管理带来了很大的难度。 5.服装产品因人而异 一般日用工业产品能适应大多人的使用，如书写用的笔和纸张，吃饭用的碗和筷等可以向任
高性能计算在生命科学中的应用
目录 1.1 高性能计算的发展现状 (3) 1.1.1 高性能计算概述 (3) 1.1.2 高性能计算的应用需求 (3) 1.1.3 国外高性能计算发展现状 (4) 1.1.4 国内高性能计算发展现状 (5) 1.1.5 高性能计算机关键技术发展现状 (7) 1.2 高性能计算在生命科学中的应用 (13) 1.2.1 基因测序数据处理 (13) 1.2.2 蛋白质结构研究 (34) 1.2.3 计算机辅助药物设计 (50)
1.1高性能计算的发展现状 1.1.1高性能计算概述 高性能计算（High Performance Computing，简称HPC）是计算机科学的一个分支，研究并行算法和开发相关软件，致力于开发高性能计算机（High Performance Computer），满足科学计算、工程计算、海量数据处理等需要。 自从1946年设计用于导弹弹道计算的世界上第一台现代计算机诞生开始，计算技术应用领域不断扩大，各应用领域对计算机的处理能力需求越来越高，这也促使了高性能计算机和高性能计算技术不断向前发展。随着信息化社会的飞速发展，人类对信息处理能力的要求越来越高，不仅石油勘探、气象预报、航天国防、科学研究等需求高性能计算机，而金融、政府信息化、教育、企业、网络游戏等更广泛的领域对高性能计算的需求也迅猛增长。1.1.2高性能计算的应用需求 应用需求是高性能计算技术发展的根本动力。传统的高性能计算应用领域包括：量子化学、分子模拟、气象预报、天气研究、油气勘探、流体力学、结构力学、核反应等。随着经济发展和社会进步，科学研究、经济建设、国防安全等领域对高性能计算设施及环境提出了越来越高的需求，不仅高性能计算的应用需求急剧增大，而且应用范围从传统领域不断扩大到资源环境、航空航天、新材料、新能源、医疗卫生、金融、互联网、文化产业等经济和社会发展的众多领域。 当前，世界和中国面临诸多重大挑战性问题。比如，全球气候出现快速增温的事实使“应对气候变化”成为各国政治、经济和社会发展的重大课题，为了进一步消减“温室效应”和减少碳排放，实现可持续发展的低碳经济，新材料的发现、设计与应用迫在眉睫；随着化石能源的日益枯竭和环境的日趋恶化，新能源的开发势在必行；随着科技的发展，人类迈向太空的脚步逐渐加快，空间资源的争夺和战略性部署竟然愈发激烈，航空航天领域作为此项重大科研技术活动的基础支撑，投入将持续扩大；为了攻克重大疾病、进一步提高人口健康质量，生命科学与新药制造已成为技术发展和经济投入的重要增长点；随着互联网技术不断发展，借助海量数据与高性能计算的力量使得人工智能研究不断取得新的突破，各大互联网企业对高性能计算的投入将持续增加；在国际竞争的大环境下，基础科研实力是高新技术发展的重要源泉，是未来科学和技术发展的内在动力，也是实现国家经济、社会和环境可持续性发展的重要途径，基础科学研究的投入也将持续增长。
第一章前言 1.1商用空调行业发展综述 商用空调在世界上已有百年的发展历史，在中国也有20多年的应用时间，然而真正引起国内企业关注还是近几年。目前国内市场家用空调领域竞争已经进入白热化阶段，随着价格战连绵不断，在家用空调领域几乎已经无利可图的企业纷纷开始在中央空调领域寻找新的发展空间和利润增长点。 2003年商用空调（含户式中央空调）市场容量将达到85亿元，2005年达到200亿元以上。市场空间迅速巨大，而利润至少是40%以上。这对于众多在市场上艰难逐利的企业，尤其是仍在价格战中挣扎的家电企业来说，无疑是极其诱人的。 与家用空调行业相比，中央空调仍保持较高利润空调，这使得由原来约克、大金、开利等国外品牌所占领的国内中央空调市场开始发生变化，国内一些品牌也纷纷进入这个领域。 1.2中国商用空调市场发展状况 中国现在已经成为世界空调生产制造大国。20多年来，特别是近十年来，中国空调产业规模迅速扩大，在上世纪90年代中期，超过美国，在90年代末期，超过日本，已经成为全球空调器制造基地，产销量居世界首位。2002年我国空调器产业完成销售额接近700亿元，总产量超过3050万台，在全球比重占到60％。空调产业是典型的全球性产业，1993年以来，空调器出口量以平均66％的速度在增长，成为我国出口增长速度最快的产品之一。2002年，我国空调器出口量超过800万台，出口额接近13亿美元，经过十年努力，中国的调产业竞争力也有极大增长。 中国空调业的比较优势主要集中在劳动密集型产品的制造能力，优势有限，而且与跨国公司竞争力的差距也显而易见。虽然空调出口增长速度超常，但不能忽略的事实是，
“高性能计算”重点专项2016年度 项目申报指南 依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》，科技部会同有关部门组织开展了《高性能计算重点专项实施方案》编制工作，在此基础上启动“高性能计算”重点专项2016年度项目，并发布本指南。 本专项总体目标是：在E级计算机的体系结构，新型处理器结构、高速互连网络、整机基础架构、软件环境、面向应用的协同设计、大规模系统管控与容错等核心技术方面取得突破，依托自主可控技术，研制适应应用需求的E级（百亿亿次左右）高性能计算机系统，使我国高性能计算机的性能在“十三五”末期保持世界领先水平。研发一批重大关键领域/行业的高性能计算应用软件，建立适应不同行业的2—3个高性能计算应用软件中心，构建可持续发展的高性能计算应用生态环境。配合E级计算机和应用软件研发，探索新型高性能计算服务的可持续发展机制，创新组织管理与运营模式，建立具有世界一流资源能力和服务水平的国家高性能计算环境，在我国科学研究和经济与社会发展中发挥重要作用，并通过国家高性能计算环境所取得的经验，促进我国计算服务业的产生和成长。 本专项围绕E级高性能计算机系统研制、高性能计算应用软 —1—
件研发、高性能计算环境研发等三个创新链（技术方向）部署20个重点研究任务，专项实施周期为5年，即2016年—2020年。 按照分步实施、重点突出原则，2016年启动项目的主要研究内容包括：E级计算机总体技术及评测技术与系统，高性能应用软件研发与推广应用机制，重大行业高性能数值装臵和应用软件，E级高性能应用软件编程框架及应用示范，国家高性能计算环境服务化机制与支撑体系，基于国家高性能计算环境的服务系统等重大共性关键技术与应用示范研究，以及新型高性能互连网络、适应于百亿亿次级计算的可计算物理建模与新型计算方法等基础前沿研究。2016年在三个技术方向启动10个任务。 针对任务中的研究内容，以项目为单位进行申报。项目设1名项目负责人，项目下设课题数原则上不超过5个，每个课题设1名课题负责人，每个课题承担单位原则上不超过5个。 1.E级高性能计算机系统研制 1.1 总体技术及评测技术与系统研究（重大共性关键技术类） 研究内容：研究提出我国高性能计算机系统发展技术路线图和总体技术方案。研究我国高性能计算技术标准体系和核心标准，推动高性能计算机、高性能计算应用和高性能计算环境的协调均衡发展。研究E级高性能计算机评测方法与技术，发展体现应用特点的基准测试程序集，对E级高性能计算机系统进行全面评测，以评测促进研究工作。 —2—
计算机技术的发展趋势 及实际应用 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]
计算机技术的发展趋势及实际应用 导言：二十世纪80年代后，计算机技术的发展日新月异，传统计算机技术将持续发展，新的计算机技术、新领域的计算机技术应用，使计算机技术成为当今与人类息息相关的一门重要科学技术。本文对计算机技术发展和应用的相关方面进行了介绍，包括计算机技术的发展和现状、新型计算机系统和计算机技术、计算机智能化发展等，以及计算机技术的实际应用，如在科学技术前沿阵地的电厂中的应用以及电厂的计算机自动化控制发展趋势。 2016年3月，互联网上，各大门户网站的首页，都大篇幅报道“阿尔法人机大战”，最终人工智能以4：1战胜围棋大师李世石，这是google以研发的人工智能挑战人类智能的方式，宣告其计算机技术人工智能化的重大突破和应用。这篇报道，说明计算机技术的发展，已经走进人工智能发展的时代。 从世界上第一台电子计算机ENIAC问世至今已经将近70年，它的问世对人们的生活有着革命性的影响。20世纪后期，计算机技术开始逐步应用到社会的各个角落，计算机的性能也获得了提升。不管是家庭、还是企业、机关，计算机都广泛地发挥着作用，成为人们工作生活中不可获取的一部分。现今的计算机在运算性能、应用领域和生产成本等各方面取得了空前的发展，其未来的发展趋势在很大程度上决定了很多行业的发展速度，也将会是影响整个社会进步的一个重要因素。 计算机的发展趋势将趋向超高速、超小型、平行处理和智能化，量子、光子、分子和纳米计算机将具有感知、思考、判断、学习及一定的自然语言能力，使计算机进入人工智能时代。 1.未来计算机技术的发展趋势 1.1多极化趋势 如今，个人计算机已席卷全球，但由于计算机应用的不断深入，对巨型机、大型机的需求也稳步增长，巨型、大型、小型、微型机各有自己的应用领域，形成了一种多极化的形势。如巨型计算机主要应用于天文、气象、地质、核反应、航天飞机和卫星轨道计算等尖端科学技术领域和国防事业领域，它标志一个国家计算机技术的发展水平。目前运算速度为每秒几百亿次到上万亿次的巨型计算机已经投入运行，并正在研制更高速的巨型计算机。 1.2 网络化趋势 网络化是计算机发展的又一个重要趋势。从单机走向联网是计算机应用发展的必然结果。所谓计算机网络化，是指用现代通信技术和计算机技术把分布在不同地点的计算机互联起来，组成一个规模大、功能强、可以互相通信的网络结构。网络化的目的是使网络中的软件、硬件和数据等资源能被网络上的用户共享。目前，大到世界范围的通信网，小到实验室内部的局域网已经很普及，因特网（Internet）已经连接包括我国在内的150多个国家和地区。由于计算机网络实现了多种资源的共享和处理，提高了资源的使用效率，因而深受广大用户的欢迎，得到了越来越广泛的应用。