龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/f81486294.html, 高性能计算机发展历程及现状 作者：陈红梅等 来源：《软件导刊》2015年第03期 摘要：高性能计算已被公认为继理论科学和实验科学之后的第三大科学研究方法，是科技创新的重要手段。高性能计算机经过几十年的发展，经历了向量机、MPP、集群等几个阶段，我国高性能计算机的研制和应用也得到了快速发展。国内多所高校和科研院所纷纷构建高性能计算平台，江汉大学也构建了自己的高性能计算平台。对高性能计算机发展历程进行了梳理，并分析了其现状，重点介绍了江汉大学高性能计算平台。 关键词：高性能计算机；向量机；MPP；集群；中国TOP100；国际TOP500 中图分类号：TP3-0 文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2015）003-0007-02 0 引言 目前，高性能计算科学与技术已成为世界各国竞相争夺的战略制高点[1]。一些发达国家 和发展中国家纷纷制定战略计划，投入大量资金，加速研究开发步伐。美国从20世纪70年代起就实施了一系列推动计算科学发展的国家计划，包括“战略计算机计划”（SCP）、“高性能计算和通讯计划”（HPCC）、“加速战略计算计划”（ASCI）、“先进计算设施伙伴计划”（PACI）等。 1 高性能计算机发展历程 从20世纪70年代产生第一代高性能计算机开始，经过几十年的发展，高性能计算机经历了向量机、MPP、集群等几个发展阶段。 1.1 向量机 1974年，控制数据公司（Control Data Corporation，CDC）推出了CDC STAR-100，它是首先使用向量处理器（Vector Processor）的计算机，被认为是第一台向量机。1982年，克雷公司生产的Cray X-MP/2诞生，它是世界上第一部并行向量计算机。Cray X-MP系列计算机基于并行向量处理机结构，并行向量处理机是将向量处理器直接并行的一种体系结构。 当时的并行向量机占领高性能计算市场达20年之久，并行向量机处理器数目的增加，使得定制费用和维护费用越来越昂贵，性价比越来越低，已难以满足高性能计算机市场化的要求。
计算机应用的发展现状趋势 【摘要】近年来，伴随着计算机技术的飞速发展，我们迎来了信息化时代，计算机逐渐被应用于各个领域中，在人们生产生活中发挥重要作用，与此同时人们对计算机技术的依赖性也越来越来高，本文就计算机应用的发展现状和趋势进行简单分析。 【关键词】计算机应用；发展现状；发展趋势 所谓计算机应用，指的是研究计算机应用于各个行业和领域的方法、理论、技术以及系统等一门边缘性学科。计算机应用作为计算机学科的重要构成部分，其有效地促进了计算机学科同其他学科地融合，特别是近年来计算机技术逐渐朝高端化方向发展，因此分析计算机应用的发展现状和趋势具有重要意义。 一、计算机应用的现状分析 近几年，计算机被广泛应用于各个领域和行业中，给人们的生产和生活带来了很多便利，推动了一系列产业的发展，为社会创造了巨大的经济财富，计算机的应用现状主要表现在七个领域。第一，在农业生产领域的应用。农业作为我国重要的经济基础，将计算机计算应用于农业生产中，通过构建专业的农业科技信息网络和生产流动信息网络，从而为农业生产以及农副产品的销售创造了发展基础。第二，在教育领域中的应用。当前很多高校都运用计算机计算来开展了网络远程教育，方便了人们随时随地学习，拓宽了受教育渠道，增加了受教育者的数量。第三，在医疗卫生领域的应用。将计算机技术应用在医疗卫
生领域中，能够实现医疗手段的更加精细化、标准化以及多样化，不仅有助于提高临床疾病的治愈率，而且还提高了医疗卫生管理的效率。第四，在艺术创作领域的应用。在制作影视作品动画和剪辑视频过程中应用计算机技术，不仅丰富了艺术创作方式，而且还优化了影视作品的制作途径。第五，在公共安全领域方面的应用。公安部门可以通过计算机互联网技术在网络上发布一些协查通告，调动全社会协助逃犯追捕，并且运用计算机技术还可以实现公检法机关自动化办公，有助于提升其工作效率。第六，在行政部门中的应用。政府行政部门通过应用计算机技术，不仅有助于简化传统的办公程序，而且提高了政府办事效率。第七，在日常生活中的应用。经计算机应用于日常生活中，实现了以最低劳动成本获得最大工作效率的目的，并且还丰富了人们的生活内容[1]。 二、计算机应用的发展趋势 1、朝着网络化方向发展。伴随着我国互联网的飞速发展，计算机技术同网络之间的关系也日益紧密，网络的发展也极大地推动了计算机应用技术的发展。就计算机通信技术领域而言，微信通信技术、光纤通信技术等均实现了计算机技术的网络化、信息化、数字化。特别是计算机的日益普及，计算机技术不仅改变了人们传统的生产生活方式，而且在一定程度上促进了信息化发展，特别是网络家庭的诞生为计算机创造了更广阔的空间。另外，计算机通信技术和蓝牙技术的有机结合，推进了计算机通信技术的多元化发展，推动网络通信技术朝着无线化和小型化方向发展。特别是在网络通信终端应用无线设备后，将
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。
看高性能计算系统中常用的几种内部互联网络 在大规模并行计算和机群等高性能计算系统中，处理器之间或计算节点之间的快速互联网络的重要程度并不亚于处理器本身。在早期的大型计算系统中，处理器之间的通信一直被所采用的互联网络（通常是以太网）延时 大、带宽不足等因素所牵制；如今，Myrinet、QsNet、SCI以及刚刚兴起的Infiniband等多种专用高速互联网络的成功应用，使得这种状况发生很大改观的同时，也使得高性能计算系统内部互联网络的选择成了一门学问。 高性能计算系统的互联方式有很多种，最初的机群系统是基于LAN技术的，也就是以最普通的以太网（Ethernet）作为数据交换媒介。其优势在于可以方便地增加计算节点到集群系统中，但是其缺点也很多，传输速度较慢，复杂的协议造成非常高的延时，并且限制了扩展性。各种各样的专用高速互联网络应运而生，最为典型的有Myrinet、QsNet，以及最近几年兴起的Infiniband,它们为集群系统提供了构建高带宽、低延时数据交换环境的可行条件。 广为应用的Myrinet Myrinet是目前机群系统中应用最为广泛的互联网络。Myricom公司从1994年就开始销售第一代Myrinet产品，当时只是作为以太网络的第二选择来实现机群系统中的节点互联，除了100MB/s 的高带宽外，它的主要优势是小数据量延时，只有10m～15ms，这与当时Convex、IBM、SGI等公司在并行系统中使用的专有网络的高延迟形成鲜明对比。此后随着软硬件的不断升级，Myrinet更是成为了机群制造商的第一选择，直到今天这种优势依然存在。 同Infiniband一样，Myrinet使用全双工链路，并且通过远程内存存取（Remote Direct Memory Access，RDMA）对其他主适配器卡（称为Lanai）的远程内存进行读/写操作，这些卡以与之连接的主机PCI-X总线为接口界面。 最新一代的Myrinet使用了光纤作为信号传输通道，这不仅在连接方面有了很大的灵活性，而且也给信号高速传输提供了足够空间。但同时不可忽略的是，由于光纤电缆和连接器都很“娇气”，很容易在机群节点维护的过程中受损，可靠性方面值得关注。 目前Myrinet已经有8～128口交换机提供。从Myricom自己提供的最新测试数据来看，使用业界惯用的MPI Ping-Pong测试方法，其带宽为230MB/s，MPI延时为10ms。 快速可靠的QsNet QsNet是Quadrics公司的产品，该技术的起源可以追溯到早期一家德国公司Meiko，它专门研制称号为CS-1、CS-2的并行计算系统，在当时的CS-2系统中就包括了一种很好的对数网络，在Meiko公司倒闭的时候，这种网络作为单独的产品保留并被一家意大利公司Alenia接手，放置在一个独立的公司Quadrics中运营。后来由于Digital/Compaq公司选择了QsNet作为其AlphaServer SC 系列高性能计算机的互联网络而一举成功。不过事实也证明，QsNet是一种快速、可靠的网络系统。从两年前开始，该技术也逐渐在机群系统中得到应用。
计算机应用现状与发展趋势摘要：经过几十年的发展历程，计算机在我国获得了广泛应用。无论是工农业生产、军事国防、科学研究、医疗卫生、人生保障等方面都能够看到计算机的身影。计算机产业成为21世纪各国竞相发展的重要产业。文章围绕计算机应用有关问题进行探讨，分析了当前我国计算机应用的发展现状和存在的问题，在此基础上对今后的计算机发展与应用进行了展望。 关键词：计算机应用;现状;发展趋势 引言 计算机是20世纪人类社会最为重要的发明之一。我国于上个世纪下半叶开始着手进行计算机技术的研究开发工作。短短几十年，我国计算机技术实现了突飞猛进的高速发展。特别是改革开放以后，计算机在各行各业获得了大范围的推广、应用，随着我国经济发展水平的不断提高，计算机技术应用的广度和深度也在不断增加。计算机应用水平的高低已经在一定程度上成为目标行业现代化程度的重要体现之一。做好计算机应用的分析与管理，是进一步深化计算机技术应用的重要前置条件，也是推动我国经济发展和社会活动高效开展的重要措施。 1计算机应用技术发展简介 1.1计算机应用技术的基本含义
计算机具有非常丰富和强大的使用功能，围绕计算机在社会生产、生活各个领域中的应用所开展的关于计算机应用的各类理论、方法、技术和系统性的研究就是计算机应用技术的主要内容。按照应用的形式不同，计算机应用技术包括数字计算领域和非数值计算领域两类。这两个分类彼此间既有相同的内容又有各自的特点，但二者在发展科学技术和开展社会活动方面所发挥的作用都是非常显著的。 1.2计算机应用技术在我国的发展历程 计算机进入我国是在20世纪四十年代。在当时，计算机主要应用于军事领域，应用范围较为狭窄，主要还处于数值计算的范围内。自上个世纪五十年代起，计算机应用逐渐从数值计算领域向非数值计算领域发展，用单一的军事用途转向民用领域。越来越多的计算机技术被投入到企业信息管理、工商业事物处理以及数据处理等方面。而等到了二十世纪七十年代，计算机技术已经在社会生产、生活的各个领域获得了广泛应用。时至今日，在我国计算机技术应用已经成为涉及工业、农业、服务业等生产领域、科研开发、军事国防的综合性跨领域学科。随着功能的日趋完善和生产、使用成本的降低，计算机逐渐走入千家万户，成为人们家庭日常生活的常见设备。特别是互联网高速发展的这几年来，计算机技术与网络技术充分结合，实现了许多前所未有的新功能，用途日益广泛，在改善人们生活、工作条件、效率的同
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。
计算机应用的发展现状及发展趋势 随着国民经济水平的日益提升，我国的计算机也得到了迅速的发展，计算机应用技术也已经广泛渗透到了各个行业中，并且计算机应用技术对于促进这些行业的快速发展也是有着重要的意义的。本文首先介绍了计算机应用技术的概述，其次探讨了我国计算机应用发展现状及存在的问题，最后研究了计算机未来发展趋势。 【关键词】计算机应用发展现状发展趋势 一、概述计算机应用技术 1. 计算机应用技术的基本概念 计算机应用技术的概念。所谓的计算机应用技术就是指研究计算机应用于社会中各个行业和领域的理论应用、技术应用、方法应用以及系统的一门边缘性的学科，它是计算机的组成的很重要的一部分，它也是促进计算机学科与其他学科有效融合的一个载体。通常情况下，计算机应用的分类一般分为数值计算领域和非数值应用领域这两大类，这两大领域都具备着自身独特的特点，但对于促进科学技术的进步都是有着重要的作用的。 2. 计算机应用的发展现状及存在的问题 计算机广泛应用于社会各个领域，计算机应用技术在我国最早出现大约是1945年，这个时候计算机的应用还处于数值领域时期。经过约5年的发展，我国计算机才逐步走向非数值领域，但还没有实现大众化，只是应用于工商业、企业和数据处理等领域。到1970年后，
计算机才被广泛地应用到社会经济各领域，并且走向家庭生活中。最近几年，网络技术凭借计算机得到了快速的发展，同时也促进了计算机应用技术和信息化社会的发展。 （1）计算机应用不平衡 当前，国内计算机应用因地区经济发展水平的不同，不同信息化指数的高低相差很大，东西部地区与香港、台湾澳门等地区互联网和计算机的普及相差也很大。 （2）社会应用 第一，社会交往方式的改变。随着计算机和网络的发展，人们间的交往通过网络瞬间就可以实现信息的传递，不受时空的限制，给人们的生活带来了极大的便利。学校可以通过电脑进行远程教学，学生通过网络可以学习更多其他的知识。第二，促进社会信息化。通过计算机应用可以实现数据的存储和资源的共享，对促进社会信息化有很大作用。现在很多企业都会开展电子商务。第三，推动教育发展。目前计算机在教育方面的应用主要是两种：多媒体化和网络化。 （3）计算机应用存在的问题 1）水平低。当前，我国计算机应用技术在教育方面和发达国家还有很大差距。 2）对信息产业的研发投入不足。现在我国计算机应用技术还无法满足现实需求，重要领域的计算机应用系统多引进国外的信息系统，主要是因为我国对信息产业的研发投入不足。 二、计算机应用的发展趋势
我国高性能计算机的应用前景及发展中的问题 摘要:高性能计算机与我们生活息息相关，高性能计算机是衡量一个国家综合国力的重要标志,是国家信息化建设的根本保证。发展高性能计算机,可以带动科学技术的进步,解决国民经济建设、社会发展进步、国防建设与国家安全等方面一系列的挑战性问题,促进我国相关产业的快速发展。文章总结了国内外高性能计算机发展现状及发展趋势，并总结了我国目前发展高性能计算机面临的问题，最后作者提出了对如何解决这些问题的看法。 关键词:高性能计算机；计算速度；高端计算 1、高性能计算机与大众生活息息相关 1.1对制造业的推动:我国是一个制造业大国，高性能计算在制造业的广泛使用，不仅可以帮助工程师在设计阶段更科学地计算材料强度，更合理地选择和使用材料，设计出更符合空气和流体动力学原理和人体工程的产品结构和外形，而且可以在仿真基础上全面规划整个制造过程，有效提高产品制造的质量和产量。高性能计算的全数字化设计制造环境在缩短产品设计周期、节能降耗、降低污染、提高产品质量
方面的作用不可限量。 1.2 对网络信息服务的影响:在网络日益普及的今天，我们已经渐渐习惯于从网上获得信息和服务，但是同时也经常为服务响应速度的迟缓而烦恼。要面对数千万、数亿用户的访问请求，服务器必须有强大的数据吞吐和处理能力。这又是高性能计算机发挥作用的舞台。高性能服务器每秒种可以处理数千万乃至数亿次服务请求，及时提供用户所需要的信息和服务，保证服务质量。 2、国内外高端计算发展现状 2．1国内高端计算机发展现状：根据中国软件行业协会数学软件分会2003年11月份公开发布的2003年中国高性能计算机TOP100排行榜最新统计，我国高端计算机系统的总计算能力在19.56TF/s峰值左右。我国高端计算机系统研制开始于20世纪70年代中后期，大体经历了3个主要发展阶段：第一阶段从70年代中后期到80年代中期，主要以研制大型向量系统为主(以银河I为代表)；第二阶段从80年代中后期到90年代末，主要以研制大规模并行系统为主(以神威I为代表)；第三阶段从90年代中期起，主要以研制大规模机群系统为主(以曙光机为代表)。目前，参与高端计算机研制的单位已经从科研院所发展到企业界。
计算机应用的发展现状及趋势展望 随着我国经济的快速发展，计算机技术水平也得到了飞速提升。与此同时，计算机应用技术也被广泛地应用到各行各业当中。并且，计算机应用技术在各个领域中所起到的作用是十分显著的。其主要原因在于，计算机应用技术不但能给各企业提供优质的管理系统，同时，也保证了企业信息化发展的完善。现如今，计算机在人们的生活、工作和学习当中，扮演着越来越重要的角色，因此，人们对于计算机的使用标准，提出了更高的要求。所以说，只有不断地更新计算机应用技术水平，才能满足社会发展的需求，才能为社会经济的可持续发展提供不竭动力。文章首先对计算机应用技术进行分析，进而对该项技术的发展状态和趋势进行了论述，从而对当前计算机的发展状况进行了详细探讨。 标签：计算机应用；发展现状；发展趋势 Abstract：With the rapid development of China’s economy，the level of computer technology has been rapidly improved. At the same time，computer application technology has been widely used in a variety of industries. Moreover，the role of computer application technology in various fields is very significant. The main reason is that the application of computer technology can not only provide quality management system for enterprises，but also ensure the development of enterprise informatization. Nowadays，the computer is playing a more and more important role in people’s life，work and study. Therefore，people put forward higher requirements for the use of computers. Therefore，only by constantly updating the level of computer application technology，can meet the needs of social development，in order to provide an inexhaustible driving force for the sustainable development of social economy. This paper first analyzes the application of computer technology，and then discusses the development status and trend of this technology，and then discusses the current development of computer in detail. Keywords：computer application；development status；development trend 在现如今的社会当中，计算机的应用领域是十分广泛的。在新世纪发展阶段，计算机在我国的各个领用广泛使用开来。而且，随着时间的推移，计算机的使用人数也是与日俱增，并且这种日益增长的局面一直持续着。而伴随着这种现象的产生，人们对于计算机的追求，不止停留在数量上的增长上面，更是到了质量上面的提升。 1 概述计算机应用技术 1.1 计算机应用技术的概念 “计算机应用技术”，它是一门用来分析计算机应用于社会各行业、各领域的技术、方法、理论以及系统的学科，它是一门边缘学科，但也是计算机专业学习
第一章计算机发展史简介 一．先驱者的贡献 帕斯卡（Biaise Pascal，1623~1662） ↖法国数学家、物理学家 ↖19 岁受机械时钟的启发发明第一个齿轮式机械计算器（1642 年），只能做加、减法 巴贝奇（C.Babbage，1791～1871） ↖英国数学家 ↖公认的计算机之父 ↖研制出差分机和分析机 ↖提出程序控制的思想 ↖提出了完整的通用计算机的设计方案，已经有许多的现代计算机的元素在里面，最终100 年后由艾肯实现 爱达.拜伦(Ada Augusts Lovelace，1815～1852) ↖英国数学家 ↖为巴贝奇的分析机编制程序 ↖虽然还没出现?°循环?±，?°子程序?±的概念，但其中已经蕴含了现在程序的思想。 ↖被称为世界上第一位程序员 艾肯（Howard Aiken，1900～1973) ↖美国数学教授 ↖制造出第一台机电式计算机MarkI ，后又制造出MarkII ↖MarkI 的一些参数： 以机电的方法代替机械的方法实现分析机，1944 年完成，在哈佛大学用了15 年 15.5米,高2.4米,75万个零部件 乘法速度是3 秒 图灵(Alan Turing，1912～1954) ↖英国科学家 ↖现代计算机诞生过程中最重要的两个 人物之一，另一个是冯. 诺依曼 ↖他对现代计算机的贡献有两个： 建立图灵机理论模型 提出定义机器智能的图灵测试 冯.诺依曼(Von.Neumann,1903～1957) ↖美国数学教授 ↖现代计算机之父 ↖两个方面的重要贡献 提出了存储程序的思想 在EDVAC设计中提出的计算机结构奠定了现代 计算机体系结构框架,被称为冯.诺依曼结构 二．现代计算机的诞生 第一台电子数字计算机电子计算机ENIAC的诞生 (Electronic Numerical Integrator And Computer) 电子数字积分计算机
TOP100和TOP500 高性能计算机排行榜简析袁国兴研究员 北京应用物理与计算数学研究所
高性能计算（High Performance Computing ） /数值计算/数值模拟实验 利用先进的计算能力去理解和解决复杂问题 理论、实验难以解决 或无法解决的科学问题大型、复杂、甚至不可重复和危险的工程设计和实验安全（如核电）通过计算能评测、预测、预报核电运行和安全情况
“ 高性能计算可以做很多极其困难的事情： 可以提升研究能力、缩短研究进程、节约研究经费 下面举个例子来说明
“ 下面我们以中国高性能计算机性能排行榜TO P100和世界高性能计算机排行榜TO P500，来讨论中国高性能计算的发展
2018年10月中国TOP100前三名计算机神威? 太湖之光超级计算机 1 2 3 4 5 6研制厂商：国家并行计算机工程技术研究中心主要参数 部署单位：国家超级计算无锡中心 部署时间：2016年-2018年 测试性能：93.015 PFLOPS 系统峰值：125.436 PFLOPS 40机柜/160超级节点/40960个计算节点 40960颗SW26010 260C 1.45G H z C P U 单节点32G B内存，全系统1.31P B内存 自主高速网络 国产申威睿智操作系统（Ra ise O S）2.0.5 整机功耗15.371MW
关于神威?太湖之光 真正意义上的自主超级计算机系统 优异的性能功耗比 ?93.0 PFLOPS/15.37MW （33.86PFLOPS/17.8MW） ?Green500 第4名（其他前10系统规模不足太湖之光1/10） 出色的应用表现： 在盐湖城召开的2016全球超算大会上，中科院软件所杨超 团队（中科软+清华+北师大+国家无锡超算中心）联合开发 的“千万核可扩展大气动力学全隐式模拟”，获得国际高性能 计算应用领域最高奖—戈登贝尔奖（2016.11.17）
浅谈计算机应用发展现状及发展趋势 随着科学技术的持续深入发展和我国经济水平不断提高，计算机的普及程度也在迅速扩展，计算机应用技术已经被广泛应用到各行各业中，并为这些行业的发展带了史无前例的推动作用。计算机应用技术不仅可以为企业提供完善的管理系统，而且有效地促进了信息化技术的拓展和创新。随着现代社会人类工作和生活对计算机应用的需求程度不断提高，对计算机应用技术的要求也随着出现了更高的要求。计算机应用技术只有不断满足人们日益增加的社会需求，才能为我国的可持续发展提供根本的原动力。本文笔者将通过概述计算机应用技术相关情况并探析计算机应用的发展现状以及发展趋势，从而对计算机应用技术的发展情况做一个系统的论述。 标签：计算机应用；技术；发展现状；发展趋势 1 概述计算机应用技术 1.1 计算机应用技术的概念 所谓“计算机应用技术”，它是一门用来分析计算机应用于社会各行业、各领域的技术、方法、理论以及系统的学科，它是一门边缘性的学科，同时又是构成计算机专业学习的重要组成部分。计算机应用技术是实现计算机学科与其他学科紧密融合的重要载体。一般来说，计算机应用可以分为数值计算领域以及非数值应用领域两大类别，这两大类别分别具备自身显著的特征并都在有效地促進着社会科学技术的发展和进步。 1.2 计算机应用技术的发展历史 20世纪40年代中期计算机被引入到我国，在这段时期里计算机应用技术尚不成熟，只有被应用于数值领域，其中主要包括研发和生产国防武器这一方面。50年代后，计算机应用技术逐渐在非数值应用领域得到发展，其中主要包括应用于管理企业信息、处理工商业事物以及处理、分析数据信息等方面。自20世纪70年代起，计算机在数值计算领域和非数值应用领域的应用技术已经日益成熟，在我国社会科学、经济等多个领域都发挥这重要的作用。当今社会，计算机应用技术的应用范围更是逐渐扩大，它不仅被广泛应用到了文化教育行业、服务行业以及农业等行业，甚至在各家各户也可以看到计算机应有技术带来的方便。随着计算机应用技术水平的不断提高以及网络技术的不断普及，计算机应用技术与网络技术的联系越来越紧密，为计算机应有技术的开速发展提供了强有力的动力，也大大地促进了信息化、数字化社会的发展速度。 2 计算机应用的发展现状 2.1 计算机应用广泛应用于社会各个领域
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
25台庞然大物鉴证超级计算机发展史 你以为旧式的巨型计算机现在就应该躺在博物馆里?当我们开始学习电脑的时候，它们已经比那些巨大的前辈缩小了N 多倍。不过到今天为止，仍旧有许多旧式巨型计算机还在做各种疯狂的工作。今天我们就给大家列举25台可以充满房间的巨型计算机。 1、台风：它现在仍旧在RCA实验室服役，它是一台典型的1950年代的大家伙，控制面板就像一堵墙，使用了数千只电子管和几英里长的电线。 超级计算机“台风”(图片来自牛丸街，下同) 2、1958年11月，在伦敦召开的国际计算研讨会上，一台巨型计算机：自动计算引擎，展示了计算机房同样可以成为建筑学上的奇迹。
3、在掌上电脑以及智能电话出现很久之前，我们仍旧使用计算机辅助通信的工作，1967年，英国的kdf9通信计算机被放置在在爱丁堡第一区域计算中心。 4、世界上第一台工程机械辅助设计计算机被安装在克利夫兰，俄亥俄州的路易斯飞行动力实验室，现在改名叫做约翰格伦研究中心。
5、当年，航空设计领域也使用超大型计算机：如电子数据处理704型，1957在兰利研究中心服役。 6、同样，当年在运输领域，也采用超级计算机。这是一台运行于1968年伦敦机场的计算机，博阿迪西亚，用它来处理货物及机票信息。
7、电子计算机的发明来源于战争，所以军方是早期大型计算机最大用户。这是在二战期间，弹道研究实验室中的，电子数字积分器计算机。 8、一些年之后，在1969年，计算机帮助我们进入空间领域。IBM公司的”选择性序列电子计算机“用于计算阿波罗登月的路线。
9、这是一张巨型计算机电影成名照。霍尼韦尔计算机和迈克尔凯恩一起在1967年的一部电影中出演角色：Billion Dollar Brain。 10、除了一些非常重要的工作，计算机也担任一些让人乏味的工作。在约翰格伦研究中心，微分分析计算机帮助技术员准备数据报告。
计算机应用发展现状分析 摘要：随着我国国民经济的快速发展，计算机已被深入应用到我国的各行各业当中，并在全国范围内广泛普及，也给人们的生活和工作带来非常大的便利，现代社会的发展已越来越离不开计算机的应用。笔者首先对计算机应用的现状和存在的问题进行了分析，然后对计算机应用的发展趋势进行了详细的研究，提出了我国未来计算机应用的发展方向。 关键词：计算机应用；发展现状；发展趋势 1计算机应用概述 1.1计算机应用的概念 计算机应用技术是一门较为边缘的学科，利用计算机快速准确的计算优势，被应用于社会的各行各业中。计算机应用一般分为数值计算领域与非数值应用领域两个方面[1]，这两个领域的发展对科学技术的进步具有非常重要的促进作用。 1.2计算机应用的发展历程 早在20世纪40年代中期，我国开始出现计算机，这个时期的计算机应用仅仅停留在数值领域。直至20世纪50年代计算机逐渐开始从数值领域向非数值领域发展，其应用从国防武器方面转到企业信息管理等信息数据处理方面。从20世纪70年代开始，随着计算机应用计算的快速发展，计算机应用被广泛应用于社会的各个领域，走入人们的日常生活当中，成为密不可分的一部分。近年来，计算机应用技术和
网络技术巧妙结合起来，形成了智能化、网络化、微型化和巨型化的发展趋势[2]，极大地促进了计算机应用计算的发展，同时，也加快了我国信息化的发展进程。 2计算机应用的发展现 计算机技术有着自己独特的优势，得到了广泛的应用，这种应用具体表现在以下几个方面。首先，计算机在数据处理方面有着存储空间大、计算快捷、处理迅速的特点。这个特点的应用是最为广泛的。我国大部分企业应用了计算机技术快速处理数据的技能，建立了自己独特的信息管理系统，提高了企业的管理水平，也加速了企业的发展。其次，计算机在数值计算方面有着运行速度快、计算精准的特点，已被各领域普遍采用。最后，随着计算机不断的研发，已形成了人工智能化技术，加速了企业的发展和人们生活水平的提高。21世纪的今天，我国的计算机迅速发展，计算机在全国范围内得到了普遍应用。计算机产业的发展对上下游产业起到了重要的引导作用，加速了我国社会经济的发展历程，也逐渐成为推动我国国民经济发展的关键力量。计算机对我国不同行业的发展有着不容忽视的作用。我国由于优越的地理位置和生态条件成为了世界上的农业大国，加上计算机技术在农业科技工作中完善和推广农业科技信息，完成了全国农业生产流动信息网络，从而加速了我国农业的发展进程[3]。在文艺方面，计算机技术可以直接应用于影视作品中，极大增强了影视作品的真实表现力，给观众以身临其境的感受。在医疗卫生方面，计算机技术配合使用更为精密的医疗仪器，能够提高医疗水平。计算机技术的应用可以实现患
. 中国计算机发展史 关键词：中国计算机晶体管 . 大型电子计算机集成电路“银河I”巨型计算机 微处理器（CPU）遭重创龙芯 一中国的计算机事业起步与发展 .. 中国电子计算机的科研、生产和应用是从上世纪五十年代中后期开始的。1956年，周总理亲自主持制定的《十二年科学技术发展规划》中，就把计算机列为发展科学技术的重点之一，并筹建了中国第一个计算技术研究所 以逻辑电路器件作为标志，到目前为止的电子计算机可以分为四代。每一代计算机，都比前一代更小、更快，技术工艺要求更高，价钱也更便宜。 . 第一代计算机采用电子管。美国研制出第一代计算机用了4年，而中国通过学习苏联的技术，仅用3年就完成了，并生产了50台左右 . . 第二代计算机采用晶体管。美国从第一代计算机进入第二代计算机花了9年时间生产了约200台 . . 第三代计算机采用中、小规模集成电路。这段发展过程美国用了11年中国用了7年时间我国研制的第三代计算机品种非常多。例如，北京大学、北京有线电厂和燃化部等单位联合研制的150机于1973
年完成；借鉴美国IBM公司16位小型机技术的DJS-100机也于该年（1973）研制成功，它的硬件为自行设计，软件兼容；1976年11月，中国科学院计算所研制成功1000万次大型电子计算机“013机” . 第四代计算机采用大规模和超大规模集成电路，今天的计算机都属于第四代计算机。这个过程美国用了9年研制的ILLIAC-IV中国用了8年。77型机是中国第一台自行设计研制的，采用大规模集成电路的16位微型计算机。另外，参照美国Intel8008机型的国产DJS-050微机，也于该年（1977）由清华大学等单位仿制成功并通过鉴定。 .. 二.中国掌握了大规模集成电路制造技术 . . 1965年，中国自主研制的第一块集成电路在上海诞生，仅比美国晚了5年。在此后的岁月里，尽管国外对我国进行技术封锁，但这一领域的广大科研工作者和工人阶级，发扬自力更生和艰苦奋斗的精神，依靠自己的力量建起了中国早期的半导体工业，掌握了从拉单晶、设备制造，再到集成电路制造全过程，积累了大量的人才和丰富的知识，相继研制并生产了DTL、TTL、ECL等各种类型的中小规模双极型数字逻辑电路，支持了国内计算机行业。当时具备这种能力的国家除中国外，只有美国、日本和苏联 . . 中国从小规模集成电路经过中规模集成电路，再发展到大规模集成电路，仅用了7年时间，这以1972年四川永川半导体研究所。研制成功的我国第一块PMOS型大规模集成电路为标志，而美国用了8年 .
２００１年６月中国工程科学Ｊｕｎ．２００１第３卷第６期ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅＶ０１．３Ｎｏ．６ 一毒；ｉ髓ｊ；｛撤ｉ誊 高性能计算机的关键技术和发展趋势 金怡濂，黄永勤，陈左宁，桂亚东，漆锋滨 （国家并行计算机工程技术研究中心，北京１０００８０） ［摘要］介绍高性能计算机的关键技术和发展趋势。简要回顾高性能计算机的发展历史和当前形势，重点讨论大规模并行处理（ＭＰＰ）所面临的挑战，包括可扩展性、友善性和可用性。介绍神威高性能计算机及其应用情况，并对如何发展我国高性能计算机提出一些初浅的看法。 ［关键词］大规模并行处理；系统软件；并行编译；系统效率；可扩展性；可用性 １引言 高性能计算机自诞生以来已走过了漫长的历程，在１９６４－－２０００年的３６年中，运算速度从１Ｍｆｌｏ／ｓ提高到１２Ｔｆｌｏ／Ｓ，高性能计算机不仅在运行速度上提高了７个数量级，而且在体系结构、软硬件技术、算法和应用等方面都发生了巨大的变化。现代科学技术没有哪一项像计算机发展如此迅猛，更新换代如此迅速。由于科学和工程计算需求的牵引，以及正在发展的知识经济的驱动，高性能计算机的发展是永无止境的，提高计算机的运算速度是计算机发展中永恒的主题。如今，计算机科学家和工程师们计划在２００５～２０１０年把高性能计算机的运算速度提高到拍次每秒。实现这样的宏伟目标，决不是一帆风顺的。当前，高性能计算机突破了太量级以后，正面临着极其严峻的挑战。 ２举世瞩目的３０年 在过去的３０多年中，高性能计算机经历了三个发展阶段，即萌芽阶段、向量机鼎盛阶段和大规模并行处理机（ＭＰＰ）蓬勃发展阶段。 ２．１萌芽阶段（１９６４—１９７５年） 萌芽阶段有代表性的计算机包括１９６４年的ＣＤＣ６６００、７０年代初的ＡＳＣ和ＳＴＡＲ一１００向量机、１９７４年的ＩＬＬＩＡＣ一Ⅳ并行机。ＣＤＣ６６００被公认为世界上第一台巨型机，运算速度１Ｍｆｌｏ／ｓ。ＳＴＡＲ一１００是世界上最早的向量机，由于研制周期长，所采用的技术如磁芯存储器等在机器研制完成时已落后，未能进入市场。ＩＬＬＩＡＣ一Ⅳ是最早的ＳＩＭＤ阵列计算机，原计划由４个象限共２５６个处理单元组成，实际只安装了一个象限，由于其编程模式与当时使用的大型机大相径庭，程序员必须考虑问题的规模如何与固定的机器规模相适应，加上机器稳定性差，使该机未能得到推广。 ２．２向量机鼎盛阶段（１９７６－－１９９０年） １９７６年Ｃｒａｙ公司推出Ｃｒａｙ一１向量机，开始了向量机的发展阶段。在短短１０多年中，相继出现了Ｃｒａｙ一２、Ｃｒａｙ—ＸＭＰ、Ｃｒａｙ—ＹＭＰ和Ｃｒａｙ—Ｃ９０，ＤＥＣ公司的ＶＡＸ９０００，Ｃｏｎｖｅｘ公司的Ｃ３８００系列，ＮＥＣ公司的ＳＸ系列，富士通公司的ＶＰＰ系列等。向量机得以发展的原因是向量处理对提高机器运算速度十分有利，主要表现在：１）有利于流水线的充分利用，可以缩短周期，提高主频； ［收稿日期］２００１一０１—１８；修回日期２００１—０３—０３ ［作者简介］金怡濂（１９２９一），男，天津市人，中国工程院院士，国家并行计算机工程技术研究中心研究员