天文,生物,化学网络计算应用系统工作文档
超级计算机在科学计算中的应用研究
超级计算机在科学计算中的应用研究超级计算机是指在高性能计算领域中性能和处理速度极高的计算机，通常由数百甚至上千的处理器并联构成。
超级计算机的应用领域非常广泛，无论是科学研究、工业制造、商业智能还是国家安全等领域都有着广泛的应用。
本文主要讨论超级计算机在科学计算中的应用研究。
一、生命科学超级计算机在生命科学的应用研究是计算科学中的一个重要领域。
生命科学是研究生命现象及其发生和发展规律的一门综合性学科，通常包括生物学、生物化学、分子生物学、细胞生物学、遗传学等多个学科。
由于生命现象非常复杂，很难通过实验手段进行研究，因此超级计算机的应用便有了广泛的需求。
超级计算机在生命科学中的应用不仅仅包括生物数据分析和预测模拟，还包括生物成像和动态可视化的研究。
其中，蛋白质折叠模拟和蛋白质-蛋白质、基因-蛋白质相互作用的研究是超级计算机在生命科学中的主要应用之一。
这些研究不仅能够帮助人们更好地了解生命现象，而且还有着重要的医药研发价值。
二、物理学物理学是研究自然现象及其规律的学科，其研究范围涵盖了宏观世界和微观世界。
通过超级计算机对物理现象进行模拟和研究，可以更好地了解物理现象的本质、规律和内在关系。
超级计算机在物理学中的应用很多，例如高能物理实验模拟、原子物理模拟、材料物理模拟等等。
其中，高能物理实验模拟可以帮助研究人员更好地了解宇宙的本质和演化过程，为解决宇宙起源和演化的问题奠定基础。
而原子物理模拟可以帮助人们更好地理解物质分子结构和性质，为新材料和新技术的研发提供重要的理论基础。
三、天文学天文学是研究天体物理、宇宙学和天文观测等方面的学科。
超级计算机在天文学中的应用研究不仅能够深入了解宇宙的起源和演化，还可以帮助人们更好地预测和探索外星生命的可能性。
超级计算机在天文学中的主要应用包括星系形成和演化、宇宙学模拟、星际介质模拟等。
其中，宇宙学模拟可以模拟宇宙诞生之初的各种物理过程，并预测未来宇宙的演化趋势。
而星系形成和演化的研究可以帮助人们更好地了解宇宙中星系的形成和演化规律。
软件开发环境与工具PPT课件
1.1.1 软件危机的典型表现(cont.)
软件质量差 软件项目即使能按预定日期完成，结果却不尽人意。 1965年至1970年，美国范登堡基地发射火箭多次失败， 绝大部分故障是由应用程序错误造成的。 在软件作坊里，由于缺乏工程化思想，程序员几乎总 是习惯性地以自己的想法代替用户对软件的需求，软 件设计带有随意性，很多功能只是程序员的“一厢情 愿”而已，这是造成软件不能令人满意的重要因素。
开发环境与工具中以SQL Server为例介绍一种数据库平台、以 Delphi为例介绍一种软件开发集成环境，以PowerDesigner为例介 绍一种软件设计工具，以Microsoft Visual SourceSafe和Microsoft Project为例介绍软件项目管理和配置管理工具。了解和掌握软件开 发过程各个阶段的工具及如何选择开发工具。
软件开发环境与工具
2009年5月
常见软件
软件——计算机工作的程序，数据及有关的文档。
一、系统软件 计算机管理自身资源及提供服务的基础软件,包括操作系统、 网络、编译等。
二、嵌入式软件（实时） 用于嵌入式计算机系统的软件。
三、科学和工程计算软件 对数值进行处理计算的软件，包括天文、地理、生物、化学。
1.1.1 软件危机的典型表现 (cont.)
软件维护困难
由于在软件设计和开发过程中，没有严格遵循软件开发 标准，各种随意性很大，没有完整的真实反映系统状况 的记录文档，给软件维护造成了巨大的困难。
特别是在软件使用过程中，原来的开发人员可能因各种 原因离开原来的开发团队，使软件几乎不可维护。
培养高素质的开发人员 借助先进的软件开发和管理工具。 采用先进的软件开发技术
面向对象程序设计与开发 先进的软件体系结构：构件重用、层次化
大数据技术在科学领域中的应用
大数据技术在科学领域中的应用随着时代的变迁和科技的进步，人类需要处理的数据量越来越大，而传统的数据处理方法已经无法满足现代的需求。
于是，大数据技术应运而生，这项新技术在各个领域发挥着极其重要的作用。
本文将围绕着大数据技术在科学领域的应用展开，介绍大数据技术在天文学、生物学、社会学等领域的应用。
一、天文学天文学是最早开始应用大数据技术的领域之一。
我们知道，天文学家需要不断地观测各个星系、行星、恒星等天体，以了解它们的性质和规律。
在过去，天文学家主要依赖于望远镜和手工记录的方式进行观测，这需要耗费大量的人力、时间和物力。
但是，随着现代科技的进步，天文学家现在可以使用更加先进的技术，例如望远镜阵列、大规模天体观测计划等，来获取更大量的天文数据。
这些数据的量非常惊人，因为观测范围不断扩大和细化，现在的天文数据已经达到了几十亿光年之外的地方。
这些数据需要积极应用大数据技术，才能够被天文学家们快捷高效地处理和分析。
例如，龙芯世纪公司联合中科院国家天文台，开发了一款名为“天池”的分布式计算系统，将分布式集群与计算存储系统相结合，能够实现超级计算机的效果，极大地提高了数据的处理能力。
二、生物学生物学是另一个应用大数据技术的领域。
在过去，生物学家主要依靠实验和观察等方式来研究生命现象，但这类研究方式十分耗时和耗费成本。
随着高通量基因测序技术和大规模生物数据计算的出现，生物学领域的研究变得更加高效和精确，为解决医学、农业、环保等许多实际问题提供了基础。
例如，我国在云计算、高性能计算、海量数据存储等领域取得了多项关键技术突破，这使得我国的生物大数据研究水平不断提高。
从基因测序数据分析到癌症个性化治疗，生物大数据技术都发挥着重要作用。
三、社会学社会学是较为新兴的应用大数据技术的领域。
传统上，社会学家依靠问卷调查和实验等方式来研究社会现象，但是这些研究方法的局限性很大，难以获得客观的和全面的数据。
大数据技术的应用使得社会学家能够获取来自于社交媒体、搜索引擎以及其他各种数字信息来源的新数据，为社会研究提供了新的途径。
高性能计算的应用领域
高性能计算的应用领域随着科技的不断发展，高性能计算（High Performance Computing，简称HPC）正在各个领域得到广泛应用。
高性能计算指的是利用强大的计算机处理能力来模拟、分析和解决复杂的科学、工程和商业问题。
本文将探讨高性能计算在不同领域的应用。
一、天气预报和气候模拟天气预报和气候模拟是高性能计算的重要应用领域之一。
气候系统是一个复杂的系统，涉及到大量的数据和复杂的计算。
利用高性能计算技术，科学家们能够模拟气候变化、预测极端天气事件，并提供精确的天气预报，为人们的日常生活和决策提供重要的参考依据。
二、基因组学基因组学是研究生物基因组结构和功能的学科，也是高性能计算的重要应用领域之一。
基因组学研究涉及到庞大的基因组数据和复杂的数据分析。
利用高性能计算，科学家们可以快速地进行基因组测序、基因注释、基因表达分析等，揭示基因组的奥秘，推动生物医学研究和药物开发。
三、物理学和天文学物理学和天文学是高能物理和宇宙学研究的重要领域，也是高性能计算的重要应用领域之一。
物理学家和天文学家通过模拟和计算，可以研究宇宙大爆炸、黑洞、星系形成等宇宙现象，深入探索宇宙的起源和演化。
高性能计算为他们提供了强大的计算能力，使得这些复杂的物理和天文计算成为可能。
四、工程设计和优化工程设计和优化是高性能计算的另一个重要应用领域。
利用高性能计算，工程师们可以进行复杂的工程计算和模拟，提供精确的工程设计和优化方案。
比如，利用高性能计算可以进行飞机设计和模拟，优化飞机外形和翼型，提高飞机的性能和安全性。
类似地，高性能计算也可以用于汽车工程、建筑工程等领域的设计和优化。
五、金融和经济金融和经济是现代社会的核心领域，也是高性能计算的应用之一。
金融和经济领域涉及海量的数据和复杂的计算模型。
利用高性能计算，金融机构和经济研究机构可以进行大规模的数据分析和计算，模拟和预测经济市场的变化，提供科学的金融决策支持。
六、材料科学和化学材料科学和化学领域也是高性能计算的应用领域之一。
学校科普活动工作总结(精选多篇)
学校科普活动工作总结(精选多篇)一、学校科普活动工作总结在过去的一年中，我校工作组进行了多次科普活动，为师生提供了丰富的科普知识和实践机会。
这些活动涵盖了天文、地理、生物、化学、物理等多个学科领域，让学生们在实践中了解到科学知识的重要性，激发了他们对科学的兴趣和热情。
一、天文科普活动天文科普活动包括观星活动和天文讲座两部分，吸引了大量师生的参与。
观星活动通常在晚上进行，我们将天文望远镜放在学校的露天操场上，学生们可以观察到星星、行星等天文现象。
天文讲座则通过图文并茂的讲解，探讨了宇宙、星座、恒星等多个天文领域的知识。
二、地理科普活动地理科普活动以参观野外为主，我们组织学生走进自然，了解自然风景、生物多样性、区域地理、气候变化等方面的知识。
通过实际观察和体验，学生们更好地理解了地球上不同地域的自然特征和人文历史。
三、生物科普活动生物科普活动涉及生命科学和生态学两个方面，在实验室和户外开展了不同的实践活动。
我们向学生们介绍了生命系统的组成和机制，如DNA、细胞和基因等，并让他们亲眼观察了微生物的现象。
生态学方面，我们走进校园附近的自然保护区，背包野营，了解生态系统的构建和演化历史。
四、化学科普活动化学科普活动主要包括化学实验、化学讲座和调研等形式。
通过实验，学生们了解了各种物质的结构、性质以及它们之间的化学反应，同时学会了实验的基本方法和操作技巧。
化学讲座则向学生介绍了普及化学和新发现的进展，探讨了各种化学现象和技术的应用。
五、物理科普活动物理科普活动主要以实验和模拟为主，组织学生进行较长时间的实践性训练，探讨常见物理现象的内部周期性和特性。
例如，我们会在校园内搭建机械机器人、天体物理等实验，让学生更好地了解物理现象的本质和原理。
总体来说，我们的科普活动丰富了学生们的学习体验，提高了学生对科技领域的兴趣，同时也增强了学生动手实践的能力。
但还有一些问题需要改进，例如，加强科普活动与科学课程的结合，降低实践难度和技术要求等。
环境科学信息资源与服务-中国科学院资源环境科学信息中心
2.1 环境科学文献信息检索工具
--其他文献检索工具
EnergyFiles (energy science and technology virtual library 能源科技虚拟图书馆）
学科领域：生物学和医学、化学、能源储存转化和利用、 工程学、环境科学、地球科学、再生能源、物理、等离 子体物理等。 提供 技术报告、图书期刊、会议录、电子预印本等的 网络版文摘、全文数据库。 EnergyFiles本身对所有用户免费开放，但是它提供的资 源链接点中并不都是免费的，用户能否免费检索，取决 于该用户所在的图书馆是否拥有该资源的使用权。
1.2 服务系统
网络参考咨询系统 • 由资深的咨询馆员作为学科和信息专家， 通过网络回答用户各种关于如何查询和 使用科技文献的问题。 • CSDL—参考资源系统 链接地址 • NSTL—专家咨询系统 链接地址
2、环境科学文献信息资源
文献信息的检索工具 期刊 专利 学位论文 会议文献 工具书
2.1 环境科学文献信息检索工具
2.2 网上环境科学期刊
Elsevier SDOS(sciencedirect onsite)
学科领域：农业和生物科学、艺术和人文科学、化学 和化工、地球和行星科学、能源和技术、环境科学、 生命科学、材料科学、数学、物理学和天文学等。其 中环境科学类期刊有105种。（期刊列表） 提供网络版文摘和全文数据库。 中国科学院用户可在指定IP范围内使用SDOS数据库， 用户也可直接访问其镜像站点，访问权限通过IP 地址 控制。 资源地址： 检索方法（统一课件介绍）
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ASTP
中文科技期刊数据库 ISI Web of Science CSA EI Village
期刊文摘/全文
超级计算机的功能和应用
超级计算机的功能和应用随着科技不断的升级和发展，计算机技术也得到了巨大的提高，并取得了飞速的发展。
其中一个重要的领域就是超级计算机，它可以用于各种各样的复杂任务，比如大数据分析，天气预报，量子力学研究等。
本文将详细地探讨超级计算机的功能和应用。
一、超级计算机的定义超级计算机是指采用先进的硬件和软件技术，构建出的高速运算能力超强的计算机。
它能够完成比普通计算机更高级的大规模计算和模拟，因此也叫做高性能计算机。
超级计算机通常由数千甚至数万台普通计算机组合而成，通过互联网络实现协同计算，从而达到高速和高效的计算能力。
二、超级计算机的性能和应用1. 卓越的计算速度超级计算机有着卓越的计算速度，可以完成哪些需要高速计算的任务，如气象预报、地震预测、环境模拟、分子势能计算、核爆炸模拟、人工智能等。
以天河三号超算为例，其峰值运算速度超过125 PetaFlops，即每秒钟能够进行125万亿次的浮点运算，是一台极其卓越的超级计算机。
2. 应用于科学研究超级计算机可以用于各种各样的科学研究，如天文学、生物学、化学、物理学等。
通过超级计算机的高速运算能力和高效数据处理技术，研究人员可以更好地进行模拟和预测，推进科学发展。
比如，超级计算机可以用于大规模基因测序、分子动力学模拟、天体物理学研究等。
3. 应用于商业和金融领域超级计算机可以在金融领域中发挥重要的作用。
它们可以进行高速交易和股票分析，提高金融机构的竞争力。
另外，超级计算机也可以被用作大规模数据分析和商业预测，帮助企业更好地了解市场动态，以及提高生产和销售效率。
4. 应用于国防和安全领域超级计算机还可以应用于国防和安全领域。
它们可以用于模拟和预测战争、分析情报、破解密码等。
此外，超级计算机也可以用于安全监测和防御，帮助政府和安全机构更好地防范恐怖主义和网络攻击。
5. 应用于能源和环保领域超级计算机可以用于能源和环保领域的模拟和预测，因为其能够分析海量数据并提供高精度的预测曲线。
计算机的应用领域
计算机的应用领域1.信息技术和通信：计算机在信息技术和通信领域扮演着至关重要的角色。
无论是个人电脑、移动设备还是服务器，计算机都被广泛应用于数据存储、处理和传输。
互联网、通信网络和移动通信技术的发展离不开计算机的支持。
2.科学研究：计算机在科学研究中发挥着不可替代的作用。
它们可以进行复杂的模拟和计算，从而帮助科学家解决各种难题。
从物理学、化学到生物学、天文学，计算机在各个领域都有着广泛的应用。
3.金融和银行业：计算机已经成为金融交易和银行业务的核心。
它们可以进行快速而准确的交易处理、风险管理和数据分析。
计算机还支持金融市场的高频交易，提供给金融机构和个人投资者更高效的交易和投资工具。
4.医疗保健：计算机技术在医疗保健领域的应用引领了医学的发展。
计算机可以用于医疗影像处理、病历管理、医院信息系统和生命体征监测等。
此外，计算机还促进了医疗研究和生物医学工程的进步。
5.娱乐和文化：计算机的应用在娱乐和文化领域也非常广泛。
从电子游戏、电影制作到数字音乐，计算机技术为人们提供了丰富多样的娱乐和文化体验。
6.教育和培训：计算机在教育和培训中起到了至关重要的角色。
它们被用于教学和学习工具，提供在线教育、远程教育和自主学习的机会。
计算机技术还能够提供虚拟现实和增强现实的教育体验，使学生更加积极主动地参与学习。
7.工程和制造业：计算机在工程和制造业中的应用不可忽视。
计算机辅助设计和制造技术使得产品开发过程更加高效和精确。
计算机还可以控制和监测复杂的生产过程，提高生产效率和产品质量。
8.农业和农村发展：计算机技术在农业和农村发展中扮演着重要角色。
远程感应技术和无人机可以帮助农民监测和管理农作物的生长情况。
农村地区可以通过计算机和网络技术获得更多的信息资源，促进农村发展。
9.城市规划和交通：计算机技术为城市规划和交通管理提供了很多支持。
模拟和优化技术可以帮助城市规划师设计更加高效和可持续的城市。
计算机还可以用于交通管理系统，实现交通流量的监测和调控。
科学所包含的七大分类
科学所包含的七大分类科学是一种以实证和推理为基础的知识体系，涵盖了许多不同的领域。
其中，科学可以被分为七个大类。
1. 自然科学自然科学是探索自然界的学科，包括天文学、物理学、化学和地球科学。
天文学研究天体和宇宙，物理学涉及物质和能量的研究，化学关注物质的成分和变化，而地球科学则研究地球及其环境。
2. 社会科学社会科学旨在理解人类社会的各个方面，包括心理学、社会学、政治科学和经济学。
心理学研究人类思维和行为，社会学关注社会关系和群体行为，政治科学探究政治制度和决策制定，经济学关注资源分配和市场运作。
3. 生命科学生命科学研究有机物质的生命周期和生命进程，包括生物学、遗传学、生物化学和医学。
生物学研究所有类型的生物，遗传学关注遗传信息及其传递，生物化学关注细胞和分子生物学，医学关注人类疾病和公共健康。
4. 应用科学应用科学是将科学知识应用于实际问题的领域，包括工程学、计算机科学和应用数学。
工程学研究将科学应用于设计、建造和维护设备和系统，计算机科学则关注计算机系统和软件应用，应用数学涉及数学原理的应用。
5. 环境科学环境科学关注人类与自然环境之间的关系，包括生态学、气象学、地球物理学和环境工程学。
生态学研究物种之间的相互作用和生态系统的运作，气象学关注气候和天气，地球物理学探究地球内部的运作和表现，环境工程学关注环境污染和可持续发展。
6. 文化科学文化科学探究文化和人类学的各个方面，包括语言学、文化研究和考古学。
语言学研究语言的结构和使用，文化研究关注文化的各个方面，例如艺术、文学和历史，考古学则关注文化遗产的挖掘和保护。
7. 物质科学物质科学旨在理解和研究物质的多个层面，包括材料科学、纳米科学和物理化学。
材料科学研究材料的结构、性质和性能，纳米科学关注纳米级别下的物质研究，物理化学则探究化学和物理学的融合。
总体来说，科学是一种广泛的知识体系，涵盖了多个不同的领域和子学科。
尽管这些学科不同，但它们都通过实验、推理和证明来增加我们对世界的了解和理解。
军队文职专业分类
经济学经济学门类下设专业类4个，17种专业，分别为：经济学类：经济学、经济统计学、国民经济管理、资源与环境经济学、商务经济学、能源经济财政学类：财政学、税收学金融学类：金融学、金融工程、保险学、投资学、金融数学、信用管理、经济与金融经济与贸易类：国际经济与贸易、贸易经济法学法学门类下设专业类6个，32种专业，分别为：法学类：法学、知识产权、监狱学政治学类：政治学与行政学、国际政治、外交学、国际事务与国际关系、政治学&经济学哲学哲学门类下设1个专业类，4种专业，分别为：哲学类：哲学、逻辑学、宗教学、伦理学社会学类：社会学、社会工作、人类学、女性学、家政学民族学类：民族学马克思主义理论类：科学社会主义、中国共产党历史、思想政治教育公安学类：治安学、侦查学、边防管理、禁毒学、警犬技术、经济犯罪侦查、边防指挥、消防指挥、警卫学、公安情报学、犯罪学、公安管理学、涉外警务、国内安全保卫、警务指挥与战术教育学教育学门类下设专业类2个，16种专业，分别为：教育学类：教育学、科学教育、人文教育、教育技术学、艺术教育、学前教育、小学教育、特殊教育、华文教育体育学类：体育教育、运动训练、社会体育指导与管理、武术与民族传统体育、运动人体科学、运动康复、休闲体育文学文学门类下设专业类3个，76种专业，分别为：中国语言文学类：汉语言文学、汉语言、汉语国际教育、中国少数民族语言文学、古典文献学、应用语言学、秘书学外国语言文学类：英语、俄语、德语、法语、西班牙语、阿拉伯语、日语、波斯语、朝鲜语、菲律宾语、梵语巴利语、印度尼西亚语、印地语、柬埔寨语、老挝语、缅甸语、马来语、蒙古语、僧加罗语、泰语、乌尔都语、希伯莱语、越南语、豪萨语、斯瓦希里语、阿尔巴尼亚语、保加利亚语、波兰语、捷克语、斯洛伐克语、罗马尼亚语、葡萄牙语、瑞典语、塞尔维亚语、土耳其语、希腊语、匈牙利语、意大利语、泰米尔语、普什图语、世界语、孟加拉语、尼泊尔语、克罗地亚语、荷兰语、芬兰语、乌克兰语、挪威语、丹麦语、冰岛语、爱尔兰语、拉脱维亚语、立陶宛语、斯洛文尼亚语、爱沙尼亚语、马耳他语、哈萨克语、乌兹别克语、祖鲁语、拉丁语、翻译、商务英语新闻传播学类：新闻学、广播电视学、广告学、传播学、编辑出版学、网络与新媒体、数字出版历史学历史学门类下设专业类1个，6种专业，分别为：历史学类：历史学、世界史、考古学、文物与博物馆学、文物保护技术、外国语言与外国历史理学理学门类下设专业类12个，36种专业，分别为：数学类：数学与应用数学、信息与计算科学、数理基础科学物理学类：物理学、应用物理学、核物理、声学化学类：化学、应用化学、化学生物学、分子科学与工程天文学类：天文学地理科学类：地理科学、自然地理与资源环境、人文地理与城乡规划、地理信息科学大气科学类：大气科学、应用气象学海洋科学类：海洋科学、海洋技术、海洋资源与环境、军事海洋学地球物理学类：地球物理学、空间科学与技术地质学类：地质学、地球化学、地球信息科学与技术、古生物学生物科学类：生物科学、生物技术、生物信息学、生态学心理学类：心理学、应用心理学统计学类：统计学、应用统计学工学工学门类下设专业类31个，169种专业，分别为：力学类：理论与应用力学、工程力学机械类：机械工程、机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程、机械电子工程、工业设计、过程装备与控制工程、车辆工程、汽车服务工程、机械工艺技术、微机电系统工程、机电技术教育、汽车维修工程教育仪器类：测控技术与仪器材料类：材料科学与工程、材料物理、材料化学、冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料与工程、复合材料与工程、粉体材料科学与工程、宝石及材料工艺学、焊接技术与工程、功能材料、纳米材料与技术、新能源材料与器件能源动力类：能源与动力工程、能源与环境系统工程、新能源科学与工程电气类：电气工程及其自动化、智能电网信息工程、光源与照明、电气工程与智能控制电子信息类：电子信息工程、电子科学与技术、通信工程、微电子科学与工程、光电信息科学与工程、信息工程、广播电视工程、水声工程、电子封装技术、集成电路设计与集成系统、医学信息工程、电磁场与无线技术、电波传播与天线、电子信息科学与技术、电信工程及管理、应用电子技术教育自动化类：自动化、轨道交通信号与控制计算机类：计算机科学与技术、软件工程、网络工程、信息安全、物联网工程、数字媒体技术、智能科学与技术、空间信息与数字技术、电子与计算机工程土木类：土木工程、建筑环境与能源应用工程、给排水科学与工程、建筑电气与智能化、城市地下空间工程、道路桥梁与渡河工程水利类：水利水电工程、水文与水资源工程、港口航道与海岸工程、水务工程测绘类：测绘工程、遥感科学与技术、导航工程、地理国情监测化工与制药类：化学工程与工艺、制药工程、资源循环科学与工程、能源化学工程、化学工程与工业生物工程地质类：地质工程、勘查技术与工程、资源勘查工程、地下水科学与工程矿业类：采矿工程、石油工程、矿物加工工程、油气储运工程、矿物资源工程、海洋油气工程纺织类：纺织工程、服装设计与工程、非织造材料与工程、服装设计与工艺教育轻工类：轻化工程、包装工程、印刷工程交通运输类：交通运输、交通工程、航海技术、轮机工程、飞行技术、交通设备与控制工程、救助与打捞工程、船舶电子电气工程海洋工程类：船舶与海洋工程、海洋工程与技术、海洋资源开发技术航空航天类：航空航天工程、飞行器设计与工程、飞行器制造工程、飞行器动力工程、飞行器环境与生命保障工程、飞行器质量与可靠性、飞行器适航技术兵器类：武器系统与工程、武器发射工程、探测制导与控制技术、弹药工程与爆炸技术、特种能源技术与工程、装甲车辆工程、信息对抗技术核工程类：核工程与核技术、辐射防护与核安全、工程物理、核化工与核燃料工程农业工程类：农业工程、农业机械化及其自动化、农业电气化、农业建筑环境与能源工程、农业水利工程林业工程类：森林工程、木材科学与工程、林产化工环境科学与工程类：环境科学与工程、环境工程、环境科学、环境生态工程、环保设备工程、资源环境科学、水质科学与技术生物医学工程类：生物医学工程、假肢矫形工程食品科学与工程类：食品科学与工程、食品质量与安全、粮食工程、乳品工程、酿酒工程、葡萄与葡萄酒工程、食品营养与检验教育、烹饪与营养教育建筑类：建筑学、城乡规划、风景园林、历史建筑保护工程安全科学与工程类：安全工程生物工程类：生物工程、生物制药公安技术类：刑事科学技术、消防工程、交通管理工程、安全防范工程、公安视听技术、抢险救援指挥与技术、火灾勘查、网络安全与执法、核生化消防农学农学门类下设专业类7个，27种专业，分别为：植物生产类：农学、园艺、植物保护、植物科学与技术、种子科学与工程、设施农业科学与工程、茶学、烟草、应用生物科学、农艺教育、园艺教育自然保护与环境生态类：农业资源与环境、野生动物与自然保护区管理、水土保持与荒漠化防治动物生产类：动物科学、蚕学、蜂学动物医学类：动物医学、动物药学、动植物检疫林学类：林学、园林、森林保护水产类：水产养殖学、海洋渔业科学与技术、水族科学与技术草学类：草业科学医学医学门类下设专业类11个，44种专业，分别为：基础医学类：基础医学临床医学类：临床医学、麻醉学、医学影像学、眼视光医学、精神医学、放射医学口腔医学类：口腔医学公共卫生与预防医学类：预防医学、食品卫生与营养学、妇幼保健医学、卫生监督、全球健康学中医学类：中医学、针灸推拿学、藏医学、蒙医学、维医学、壮医学、哈医学中西医结合类：中西医临床医学药学类：药学、药物制剂、临床药学、药事管理、药物分析、药物化学、海洋药学中药学类：中药学、中药资源与开发、藏药学、蒙药学、中药制药、中草药栽培与鉴定法医学类：法医学医学技术类：医学检验技术、医学实验技术、医学影像技术、眼视光学、康复治疗学、口腔医学技术、卫生检验与检疫、听力与言语康复学护理学类：护理学管理学管理学门类下设专业类9个，46种专业，分别为：管理科学与工程类：管理科学、信息管理与信息系统、工程管理、房地产开发与管理、工程造价、保密管理工商管理类：工商管理、市场营销、会计学、财务管理、国际商务、人力资源管理、审计学、资产评估、物业管理、文化产业管理、劳动关系、体育经济与管理、财务会计教育、市场营销教育农业经济管理类：农林经济管理、农村区域发展公共管理类：公共事业管理、行政管理、劳动与社会保障、土地资源管理、城市管理、海关管理、交通管理、海事管理、公共关系学图书情报与档案管理类：图书馆学、档案学、信息资源管理物流管理与工程类：物流管理、物流工程、采购管理工业工程类：工业工程、标准化工程、质量管理工程电子商务类：电子商务、电子商务及法律旅游管理类：旅游管理、酒店管理、会展经济与管理、旅游管理与服务教育艺术学艺术学门类下设专业类5个，33种专业，分别为：艺术学理论类：艺术史论音乐与舞蹈学类：音乐表演、音乐学、作曲与作曲技术理论、舞蹈表演、舞蹈学、舞蹈编导戏剧与影视学类：表演、戏剧学、电影学、戏剧影视文学、广播电视编导、戏剧影视导演、戏剧影视美术设计、录音艺术、播音与主持艺术、动画、影视摄影与制作美术学类：美术学、绘画、雕塑、摄影、书法学、中国画设计学类：艺术设计学、视觉传达设计、环境设计、产品设计、服装与服饰设计、公共艺术、工艺美术、数字媒体艺术、艺术与科技。
数学在自然科学中的应用
数学在自然科学中的应用自然科学是研究自然界各种现象、规律和原理的学科。
它包括物理学、化学、生物学、天文学等多个学科领域。
在这些学科领域中，数学一直都是一种重要的工具和语言。
各种自然科学问题都涉及到数学中的一些基本概念和理论。
本文将从物理学、化学、生物学、天文学四个方面来论述数学在自然科学中的应用。
一、数学在物理学中的应用物理学是研究物质运动、力学、机械、电磁等领域的学科。
在物理学的研究中，数学扮演着重要的角色。
对于许多基本物理量和定律，数学都提供了非常完美和精确的表述和计算。
在力学中，牛顿的力学定律和达朗贝尔原理都需要借助数学的知识来进行计算和证明。
对于刚体的运动、振动、解析力学的力学问题都可以借助于高等数学的知识来进行解答。
在热学中，理想气体的温度和压强之间的关系可以用状态方程表示。
而状态方程就是将实验数据用数学公式表示的结果。
物理实验的数据处理也需要用到数学中的微积分和统计学知识。
在电磁学中，用数学方法来描述了电场和磁场的本质和特性。
也证明了电磁学的基本方程组是麦克斯韦方程组，它们的表达和应用都用到了各种数学方法。
二、数学在化学中的应用化学是研究物质的组成、性质、结构和变化规律的学科。
化学与数学之间的交叉点在于物质组成和各种物质反应关系的数学表述。
在化学平衡理论中，酸碱中和反应、氧化还原反应、溶液中离子平衡的定量关系，都基于化学反应方程式、质量守恒定律等化学量的计算关系，同样地需要利用数学方法来进行处理和分析。
在有机化学中，苯环、环戊二烯等多环芳香烃分子的构造，需要利用到更为高级的拓扑分析、代数结构学等数学方法。
三、数学在生物学中的应用生物学是研究生命现象、生命机制和生物系统特性的学科。
生物学与数学的交叉点在于生物系统和生命现象的各种复杂关系和特征的数学描述。
在生态学中，生态系统模型和维特角方程就是建立在微积分和函数分析基础上的。
在进化论中，遗传学的基本原理和法则，以及计算蛋白质序列的方法都有更为深入的数学分析。
高性能计算机在科研领域的应用
高性能计算机在科研领域的应用近年来，随着科技的迅速发展与进步，高性能计算机在科研领域的应用日益广泛。
高性能计算机是指具有高性能处理能力、大存储容量和高速数据传输速率的计算机系统。
它们能够完成复杂的计算任务，有助于加速科研和技术发展的进程。
高性能计算机在天文学、生物学、气象学、化学、物理学和材料学等众多科研领域的应用已成为一种趋势。
下面我们将分别介绍这些领域中高性能计算机的应用案例。
一、天文学高性能计算机在天文学中的应用主要是模拟天体、天体碰撞、天体动力学等领域。
其中，模拟天体是指对恒星和星系等物体的运动和演变进行模拟。
这个过程需要进行大量的计算来模拟时间和空间的变化。
由于高性能计算机具有计算能力强、内存大、处理速度快等优点，因此是模拟天体研究的首选工具。
比如，在2016年世界最大的天体模拟“Illustris”中，研究人员用了超过4000个CPU，超过20万GB的内存，模拟了十亿年的天体发展过程。
这项研究成果为天文学家提供了许多新的发现，如黑洞星系的形成、星系和星团的运动轨迹等。
二、生物学高性能计算机在生物学中的应用主要是基因测序、分子模拟、生物信息学等领域。
其中，基因测序是近年来生物学领域最具颠覆性的技术之一。
高性能计算机的出现使得基因测序变得更加快捷和高效。
例如，在2013年横跨13个国家的国际合作研究中，使用了一台装有1536个处理器的华为E9000服务器，仅用3小时就完成了对一个人体基因组DNA序列的全面测序。
分子模拟是指利用计算机模拟和计算分子之间的相互作用，来了解分子的性质和功能。
通过高性能计算机的计算，科学家们能够更好地了解DNA的复杂蛋白质化以及受体和酶如何与分子相互作用的机制。
此外，高性能计算机还能帮助科学家通过对海量基因组数据的挖掘和分析，找到一些关乎人类疾病的基因。
三、气象学高性能计算机在气象学中的应用主要是天气预报、气候模拟等领域。
天气预报是建立在大量计算与实时监测之上的系统，旨在预测未来的天气状况。
现代计算技术在科学研究中的应用
现代计算技术在科学研究中的应用随着计算机科学的飞速发展，计算机技术已经成为科学研究中不可或缺的工具。
现代计算技术在各个学科中都有着广泛的应用，包括天文学、物理学、化学、生物学等。
本文将介绍现代计算技术在科学研究中的应用，并且探讨它们给我们带来的新机遇和挑战。
一、天文学在天文学中，现代计算技术的应用包括模拟和数据处理两方面。
宇宙是一个庞大而复杂的系统，由于观测条件的限制，科学家们往往不得不利用计算机模拟来研究宇宙的演化和结构。
计算机模拟还可以为天文学家们提供新的思路和假设，从而引领天文学的发展。
同时，计算机也为天文学家提供了强大的数据处理能力，可以帮助人们从海量的图像和数据中挖掘出更多有价值的信息。
因此，现代计算机技术是天文学家们探索宇宙奥秘的重要工具之一。
二、物理学在物理学中，现代计算技术的应用更加广泛。
计算机模拟在物理学中占据着重要的地位，科学家们可以利用计算机来模拟各种物理现象和现象的演化过程。
这种模拟不仅可以为实验室实验提供验证，也可以对物理学理论的发展做出贡献。
同时，计算机在量子力学和宏观力学等领域中也有着广泛的应用。
计算机的强大处理能力使得我们能够解决那些过去看似不可能的问题，进一步推动了物理学研究的进展。
三、化学在化学研究中，计算机技术的应用主要是通过计算机模拟来解决问题。
这种模拟可以帮助科学家们预测化学反应的结果，并指导实验研究的方向。
此外，计算机模拟还可以研究分子的运动和化学反应动力学等问题。
与其他科学领域一样，计算机技术的应用在化学研究中也有着重要的地位。
四、生物学生物学是一个包罗万象的领域，而现代计算技术已经成为生物学研究中的重要工具。
计算机模拟在生物学中的应用非常广泛，从基因序列模拟到生物界面模拟，几乎所有生物学领域都可以从计算机模拟中受益。
此外，计算机在生物数据分析、蛋白质分子设计和分子动力学等方面也有着广泛的应用。
因此，计算机技术的发展为生物学的进步做出了巨大的贡献。
总之，现代计算技术已经成为科学研究中不可或缺的工具。
计算科学和数值模拟的研究和应用
计算科学和数值模拟的研究和应用计算科学和数值模拟是现代科学研究中不可或缺的一部分。
计算方法为科学家们提供了一种全新的研究思路，不仅可以解释和验证实验结果，还可以预测和设计新的科学现象。
数值模拟是计算方法的重要工具，通过计算机模拟科学现象，可以帮助科学家更好地了解自然现象的本质，并指导实际应用。
本文将从计算科学和数值模拟的基本概念入手，介绍其在天文学、物理学、化学、生物学及工程技术等领域的研究和应用。
一、计算科学和数值模拟的基本概念计算科学是一门综合性的学科，它融合了数学、计算机科学、物理学、化学、生物学、材料科学、工程技术等多学科知识，旨在为科学家研究自然现象提供一种新方法。
计算科学的核心就是通过计算机模拟和计算方法来解决实际问题。
计算科学包括数值分析、科学计算、计算几何、计算机图形学等多个分支，其中数值模拟是计算科学中的重要组成部分。
数值模拟是对实际问题进行数学建模和计算机模拟的过程，它可以模拟自然现象、经济活动、工程系统、生物过程等多种现象。
数值模拟通常包括以下几个步骤：建立模型、选择计算方法、编写程序、调试程序、计算结果分析等。
数值模拟的目的在于提供科学家更准确的数据，减少实验的开销，加速科学研究的进展，为工业生产提供技术支持。
二、计算科学和数值模拟在不同领域中的应用1. 天文学中的数值模拟天文学中的数值模拟主要用于研究宇宙的起源和演化、星系的形成和演化、恒星的起源和演化、黑洞的物理特性等。
由于天文学的研究对象无法进行实验观测，因此数值模拟成为了天文学研究的主要手段。
目前，天文学中广泛使用的数值模拟方法有星际物理模拟、星系演化模拟、宇宙学数值模拟等。
这些模拟不仅可以验证天文学理论，还可以探究宇宙中一些未知的现象和规律。
2. 物理学中的数值模拟物理学的数值模拟主要用于研究物质的宏观和微观性质、粒子物理学、地球物理学等领域。
在这些研究中，数值模拟可以模拟各种物理过程，如流体力学、热力学、电磁学等，并且可以帮助物理学家重新审视和验证已知理论，并挖掘未知的物理规律。
数值计算方法在科学中的应用
数值计算方法在科学中的应用数值计算是一种解决科学问题的方法，用计算机运算代替传统的手工计算，可以大大提高计算效率和精度。
数值计算方法在科学研究中广泛应用，比如在物理学、天文学、化学、地球科学等领域，数值模拟和计算都是重要的工具。
本文将介绍数值计算方法的主要应用场景和实际案例。
一、物理学物理学是研究物质世界的基础科学，数值计算在物理学研究中的应用也是相当广泛的。
其中，数学物理是一种将数学方法应用于物理问题求解的交叉学科。
在数学物理中，常用的数值计算方法包括有限差分、有限元和谱方法等。
这些方法能够模拟各种物理问题，比如电磁场、流体力学、热传导等。
例如，在天文学中计算行星的轨道，就可以通过一系列数值计算方法建立一个数学模型来模拟。
以此类推，在自然科学的各个领域，数值计算都有着广泛的应用。
二、化学化学中的数值计算主要是求解分子间的相互作用力和化学反应动力学等问题。
其中，分子动力学模拟方法是一种常用的数值计算方法。
这种方法能够模拟分子在不同温度和压力下的行为，还可以预测分子在溶液和气态中的反应和扩散行为。
这种方法可以应用于材料、环境和生物等领域。
比方说，在药物研究中，科学家可以通过计算反应动力学来预测药物分子与分子目标的相互作用及其效果。
这种方法有着非常广泛的应用价值。
三、地球科学地球科学是研究地球内部和表面各物质的结构、属性、变化及其相互关系的一门综合科学，涉及了地球对于人类的许多方面，比如自然灾害、资源开发和环境保护等。
数值计算在地球科学中的应用主要体现在以下几个方面：地球物理学、地质学和地球化学，研究对象主要有构造、震源、地震波传播、地表和地下地震反演等问题。
针对这些问题，科学家们开发了一些数值计算方法，比如地震波传播的有限差分法和声波方程方法等。
这些方法可以帮助人们更好地了解地球的内部结构，预测地震、火山爆发等自然灾害，并优化资源开发和环境保护。
四、生物学生物学是研究生命现象的科学，其中不仅有动植物的研究，也有人体生物医学的应用等。
超级计算机的发展与应用
超级计算机的发展与应用随着科技的发展和信息化时代的到来，计算机技术作为一个“日新月异”的领域，发展壮大，迅速成为了社会进步的关键因素之一。
而其中，超级计算机就是计算机科学领域中最重要的研究方向之一。
作为一种能够进行数百万亿次计算的高性能计算机，超级计算机的发展直接推动了学术界、商界、政府等许多领域的发展。
本文将探讨超级计算机的发展和应用，以及未来的前景。
超级计算机的发展超级计算机，顾名思义，是一种专门设计和制造的超高性能计算机。
在数学建模、仿真计算、大数据处理等技术领域中有着广泛的应用。
超级计算机的制造技术一直是学术界和工业界研究的重点方向。
近年来，超级计算机的性能不断提升，功能日益多样化，已经成为研究、教育和生产等诸多领域的不可或缺的工具。
超级计算机首次由Seymour Cray在70年代初提出，是为了解决美国国家核武器实验室的具体需求而设计的。
同年，Cray-1超级计算机的问世标志着超级计算机的正式诞生。
此后，超级计算机发展飞速，每年都有新一代的超级计算机亮相。
1983年，探索号电脑成为世界上最快的超级计算机，它的运算速度达到了109.2亿次每秒。
而2000年，IBM公司研发了ASCI White超级计算机，其峰值性能高达12.3万亿次每秒。
2013年，由国防科技大学研制的神威·太湖之光超级计算机成为当时世界最快的超级计算机，并保持该地位长达三年。
神威·太湖之光超级计算机最高峰值运算速度达到125.4万亿次每秒，能够完成包括全球气象预测、物理和线性代数问题在内的数百项高难度计算任务。
超级计算机的应用超级计算机的应用领域广泛，涉及气象、天文、地震、生物学、金融、工程等诸多领域。
超级计算机在气象预测方面的应用尤其重要，能够为天气预报提供更加精确的结果，对于避免各种天气灾害和保障人民生命财产安全有着重要的作用。
另外，在医学领域，超级计算机也发挥着重要作用。
如在生物医学研究中，通过超级计算机模拟了基因等丰富多彩的生命现象，这种方式更加精准和快速，有效地推进了医药研发进程，提高了治疗效率。
数值计算方法在科学领域中广泛应用分析
数值计算方法在科学领域中广泛应用分析数值计算方法是一种通过数学和计算机技术来解决实际问题的方法。
在科学领域中，这种方法广泛应用于各种学科，如物理学、化学、生物学、地球科学等。
它通过数值模拟和计算来模拟和解决复杂的实际问题，帮助科学家们更好地了解自然现象，并提供一种可靠的方法来预测和优化真实世界中的各种现象和实验。
数值计算方法的应用不仅在科学研究中发挥重要作用，而且在工程领域和日常生活中也有广泛的应用。
本文将重点介绍数值计算方法在科学领域中的应用，并分析其优劣势。
首先，数值计算方法在物理学中的应用十分广泛。
在研究天体物理学时，科学家们需要解决大量的复杂数学方程，如天体力学方程和热力学方程等。
传统的解析方法很难找到精确的解，而数值计算方法可以通过数值逼近来得到近似解。
同时，通过数值模拟可以探索宇宙中各种现象的演化过程，例如星系的形成和演化、黑洞的运动等。
这些模拟结果能够与实验观测相符合，从而验证理论模型的有效性。
此外，在地球科学领域中，数值计算方法也发挥着重要作用。
例如，地球的大气和海洋系统是极其复杂的动力学系统，难以通过传统的实验研究来了解其行为。
通过数值模拟方法，科学家可以模拟地球系统的演化过程，包括气候变化、海洋环流、地壳运动等。
这些模拟可以帮助我们预测自然灾害，如飓风、地震、海啸等，并提供有效的对策。
化学领域也是数值计算方法的重要应用领域之一。
化学反应的动力学研究是通过实验进行的，但在实际操作中存在很多困难。
因此，使用数值模拟方法可以更好地研究化学反应的速率和产物。
数值计算可以模拟分子的碰撞，分析反应机理，预测分子间相互作用能力等。
这种方法可以为新药的开发和化学工业的优化提供重要参考。
生物学领域中，数值计算方法被广泛应用于基因组学、生物化学、生物物理学等研究领域。
例如，通过对生物大分子（如蛋白质和核酸）的结构和动力学进行数值模拟，可以揭示其功能和相互作用机制。
此外，在生物系统的建模和仿真方面，数值计算方法也被广泛使用，以探究复杂的生物网络和生物过程。
如何有效运用超级计算技术解决复杂计算问题
如何有效运用超级计算技术解决复杂计算问题超级计算技术是一种强大的工具，可以帮助我们解决各种复杂计算问题。
它利用大规模的计算资源来执行大规模的计算任务，从而提供高性能的计算能力和超越传统计算机的处理能力。
本文将介绍如何有效运用超级计算技术解决复杂计算问题。
首先，超级计算技术可以在科学研究领域中发挥重要的作用。
例如，在物理学、化学、生物学、天文学等领域，许多研究问题需要进行复杂的模拟和计算。
超级计算技术可以通过提供并行计算和巨大的内存容量来加速这些计算任务。
它可以帮助科学家们模拟和预测复杂的物理系统、分析复杂的化学反应、模拟生物分子的结构和动态行为，甚至可以模拟宇宙的起源和演化过程。
其次，超级计算技术在工程领域也扮演着重要角色。
在工程项目中，我们经常需要进行复杂的仿真和优化分析。
例如，在航空航天工程中，超级计算技术可以帮助工程师们模拟飞机的气动特性、优化飞机的结构和性能，从而提高飞机的性能和安全性。
在汽车工程中，超级计算技术可以帮助工程师们模拟车辆的碰撞和刚性特性，优化车辆的设计和材料选择。
此外，在建筑工程和能源系统设计中，超级计算技术也可以发挥重要作用。
此外，超级计算技术在医学领域也有着巨大的潜力。
医学研究和诊断通常需要处理大量的数据和进行复杂的计算。
超级计算技术可以帮助医学研究人员分析影像数据、模拟药物分子的作用、优化疾病治疗方案等。
它可以快速处理大规模的医学数据集，并提供准确的分析结果和预测模型。
为了有效运用超级计算技术解决复杂计算问题，以下是一些建议和实践经验：首先，选择合适的超级计算平台。
超级计算平台有很多种类，包括集群系统、云计算平台等。
根据计算需求和预算，选择适合的平台是非常重要的。
同时，平台的性能和可靠性也是考虑的因素之一。
对于大规模的计算任务，集群系统可能是一个理想的选择，它可以通过将任务划分为多个子任务并在多个计算节点上并行执行，从而提高计算效率。
其次，优化算法和代码。
在使用超级计算技术进行复杂计算时，算法和代码的效率对计算性能至关重要。
超级计算机在基础科学研究中的作用深入研究
超级计算机在基础科学研究中的作用深入研究引言在当今信息时代，超级计算机已成为推动科学研究与发展的重要工具之一。
它的巨大处理能力和高速运算速度为科学家们提供了前所未有的研究手段和数据分析能力。
本文将深入研究超级计算机在基础科学研究中的作用，从物理学、化学、生物学以及天文学等多个领域阐述其贡献。
一、物理学研究中的应用物理学作为最基础的科学学科之一，研究的是物质的结构、性质与运动规律。
超级计算机在物理学研究中的应用主要体现在模拟和计算方面。
通过超级计算机的运算能力，科学家们能够精确模拟原子和分子的行为，从而深入研究材料的性质和化学反应的过程。
此外，超级计算机在宇宙学中的应用也为理解宇宙起源和演化提供了强有力的工具，例如，通过模拟宇宙大爆炸的过程，科学家们得以深入了解宇宙的演化。
二、化学研究中的应用与物理学一样，化学研究中的超级计算机应用主要包括分子模拟和化学反应动力学的计算。
超级计算机的高速计算和巨大存储能力让科学家们能够模拟和计算巨大复杂的化学反应。
通过模拟各种条件下的分子结构与性质，科学家们能够预测新的材料的特性，加速新药开发的进程，以及优化工业生产的条件。
超级计算机在化学研究中的应用不仅提高了研究效率，更加快了科学技术的发展与应用。
三、生物学研究中的应用生物学是研究生命的起源、发展和作用的学科。
超级计算机在生物学研究中的应用十分广泛，例如，通过基因组学与蛋白质结构的计算模拟，科学家们能够研究人类基因的突变与疾病的关联，发现新的药物靶点，并设计新的药物分子。
此外，超级计算机的模拟能力也优化了药物的剂量和方案设计，提高了药物疗效与安全性。
另外，通过超级计算机的运算能力，科学家们还能够模拟生物系统的复杂行为，例如模拟大脑的功能和认知过程，深入研究神经系统等。
四、天文学研究中的应用天文学是研究天体及其运动和性质的学科。
超级计算机在天文学研究中的应用主要涉及宇宙起源、星系演化和宇宙膨胀等领域。
巨大的计算能力使科学家们能够模拟和计算宇宙大尺度的结构和其演化过程，从而了解宇宙的起源和结构，并解决诸如暗物质和暗能量等未知问题。
超级计算机系统的设计和应用
超级计算机系统的设计和应用近年来，超级计算机系统已经成为科技领域的热门话题。
超级计算机系统以其强大的计算能力和快速地数据处理速度，成为了各种任务和工作流程的最佳解决方案。
本文主要探讨超级计算机系统的设计和应用。
一、超级计算机系统的设计超级计算机系统可以分为软件和硬件两个方面。
这两个方面的设计都非常重要。
首先，软件方面的设计是非常重要的。
超级计算机系统的软件设计是不断优化的过程。
在软件方面，超级计算机系统需要运行专有的操作系统，以及一些专门为超级计算机系统设计的软件。
常见的超级计算机系统软件包括Matlab、Fortran和C++。
这些软件可以帮助用户分析数据，完成模拟等任务。
其次，硬件方面的设计也是非常重要的。
超级计算机系统需要配备强大的处理器，大容量的内存，以及快速的网络连接等。
超级计算机系统的核心是处理器的设计，处理器负责执行大量的计算任务。
因此，超级计算机系统需要采用多个处理器的设计，以满足计算需求。
为了避免数据传输的延迟，超级计算机系统还需要高速的互联网络。
二、超级计算机系统的应用超级计算机系统的应用范围广泛。
在科学和技术领域，超级计算机系统可以完成许多任务，例如气象模拟、天文学研究、基因组学分析等。
此外，超级计算机系统还可以在商业上发挥作用，例如金融模拟、物流规划、能源分析等。
气象预测超级计算机系统可以模拟大气动力学，以预测天气和天气相关事件。
由于气象数据量庞大，因此必须使用超级计算机系统才能快速处理这些数据。
在模拟过程中，超级计算机系统可以以极快的速度解算复杂方程式，以便更好地预测未来的天气。
基因组学分析基因组学是一种使用生物信息学方法关注基因组，包括基因组结构、功能和演化规律的学科。
超级计算机系统可以分析大量的基因组序列，以获得更深入的了解基因组的结构和功能。
基因组学数据库可以被用于更好地了解疾病的发病机理和疾病预测。
金融模拟在金融领域，超级计算机系统可以用于模拟股票交易价格、利率、货币汇率和投资组合的风险等因素。
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国家科技基础条件平台－网络计算应用系统天文、生物、化学网络计算应用系统工作文档编 号 ncap_app_01(bio)_siclone版 本日 期 2006-6-26作 者郎显宇说 明SiClone应用软件文档（生物信息学）copyright © by Supercomputing Center, Computer NetworkInformation Center,Chinese Academy of Sciences.All Rights Reserved.版权所有 中国科学院计算机网络信息中心超级计算中心。
目录1. 软件说明 (1)1.1软件介绍 (1)1.2软件简要工作原理 (1)1.3算法概要 (2)2. 使用说明 (3)3. 算例说明 (4)4. 数据库相关 (11)5. 参考文献及其他 (12)1.软件说明1.1软件介绍人类基因组预测大约有3－4万个基因，而目前已经确定的不足2万个，所以寻找剩余的基因仍是很重要的问题。
目前最快捷有效的办法是基于EST数据库的“基因电脑克隆”。
SiClone软件正是为大规模基因电脑克隆，由生物物理所自主开发的软件。
1.2软件简要工作原理现在测序技术每次只能测得 500 bp 左右的长度，而对应一个完整基因的cDNA序列长度大都在 1000 bp以上。
EST数据库中存放的是来自全世界各实验室测得的EST(Expressed Sequence Tag)序列，它们都是对应于某个基因的cDNA 的某个片段。
但是，对于一条EST序列，它究竟来自哪个基因的哪个片段却都是未知的。
假设基因A所对应的cDNA全长有 1500 bp, 实验室1测得它的一个600 bp 的片段seq0，对应于第401到第1000 bp, 再假设EST数据库中已存有4条该cDNA的其它片段EST1，EST2，EST3 和 EST4，对应的位置分别为：EST1：1-500，EST2：1201-1500，EST3：701-1050，EST4：951-1350，如下图所示：1 500 1000 1500 cDNA : |--------------------------|---------------------------|------------------------| |----------- Seq 0 --------------||--------- EST1 ---------| |-------- EST4 -------| |------- EST3 ------||---- EST2 -----|显然，这些片段间存在相互交叠的区域。
由seq0开始，用计算机将它和EST 库中所有的序列比较(找交叠)，我们能逐步推测出全长cDNA ，这就是基因电脑克隆的原理，也是SiClone 软件工作的实质。
1.3 算法概要SiClone ]软件是为大规模“基因电脑克隆”，由中科院生物物理所自主开发的软件，具有我国自主的知识产权。
SiClone 集合了经典的“生物序列相似性比较”软件FASTA （Fast Alignment ），并对比较结果进行分析整合。
SiClone 核心算法FASTA 是一个被广泛使用的生物序列数据库相似性比较程序，它是由Lipman 和Pearson 在1985年首次提出的，并且在1988 年对它进行了改进。
其基本思想是：一个能够揭示出真实的序列关系的联配至少包含一个两个序列都拥有的字（片断），把查询序列中的所有字编成Hash 表，然后在数据库搜索时查询这个Hash 表，以检索出可能的匹配，这样那些命中的字就能够很快被鉴定出来。
序列相似性比较可以识别序列之间交叠（overlap ）区域，通过人为制定匹配分数，以及空位罚分，并设定最后得分临界值，把比对区域最后的得分情况与临界值比较，便可以确定这样的交叠是否符合要求。
如下图所示，根据new score 可以判断此比对区域是否保留。
new score = ∑matched score － ∑unmatched score －GappenaltyCGCTAGCCTAG ……………Query| | | | | | ACGTA_ CCTAC ……………SubjectSiClone 软件适用于所有“EST 序列拼接”问题。
其简单的串行流程主要为：(1) 数据提纯，此处有两个数据库，一个是种子序列库（Seed Lib）存放“感兴趣”或者特定器官的EST 序列，另一个为EST 序列大库（ESTdb ），如NCBI 的dbEST 数据库(2) 种子库与大库进行序列同源性比较，即种子库中的任何一条序列与大库序列比较，判断种子序列是否能够延伸(3) 若能够延伸则把延伸后的种子序列投到大库中再次比较看是否能够继续延长，对此条序列处理直到它不能再延伸(4) 若不能延长则对种子序列库中的下一条序列进行同样的序列同源性比较操作，回到(2)(5) 没有种子序列，结束同源性比较2. 使用说明登陆NCAP 进入生物信息应用平台，点击左侧软件SiClone ，出现了软件的介绍和参数选择，如下图所示：下面开列各项参数的具体意义：Job name提交此次作业的名字 Select Sequence database:选择需要比对的数据大库 Load FASTA format query file from disk 加载查询序列库 SiClone output file name 输出文件的名字SiClone optionsExtending direction 比对重叠后的延伸方向At most, how many qur-lib matches to be considered 最多可以加载的查询序列库的个数How many assemble levels 拼接等级Minimum similarit(ies) required 比对最小相似性分值Minimum length(s) of matched-region required 匹配区域最短的长度Maximum length(s) of bad-edges allowed 控制参数如果没有特别的需求，用户可直接选择已经训练好的参数。
并提交任务，出现以下运行状态界面：这时用户可以下载执行结果。
3.算例说明参数确定种子序列库：DemoQuery.seq:>AA037038 435 bp, tissue: blood, direction: F cgttttcagaaaagctggttttgttatcgaagctttcaccagactaccatacctgtgtgaaggcgacatgtataatgactactacgttctggatgacgctgt ctttgttctcaaaccagtataaacacgtggaggtcgaagtcttcagagtccgcaccctccgggatgtgcccttggaagagggtctgtgttcacaattacg tgaagggaggacccttggggaccgccattctaaatatcatgtaggaatttaaaaagccaaaatactaattatttctttgtagtgtgtaaaggaatgtttttaa aagacaaaaacccaactctttgtggatttttatcaactctttactcagagccactctccaatgcaggtcacactccaattatgatggaagatattttttatactt aattgcagtagggactcattcccag*>AA037051 440 bp, tissue: blood, direction: F agaatttcccttctctcccttgtcacaggtttaaaaacctcacagcttgtataatgtaaccatttggggtccgcttttaacttggactagtgtaactccttcatg caataaactgaaaagagccatgctgtctagtcttgaagtccctcatttaaacagaggtcaagcaataggcgcctggcagtgtcaagcctgaaaccaag caataccgtcatgtttcagccaagcccagagccctaagattacaaacaactatggccggaacctcctcagctctccctctgcagagttccctaccctaagagaatgttaccacctgaacagtcctcgggtgaatctgagaggagaggatggggtaaggcagaagcaccagctgttacttacttagaaggggagctt ttgggtggtagatccccctggtgtctccaacctgactaggg*选择EST数据库：DemoLib.seq （9999条FastA序列）3.2 参数设定Extending direction [can be head, tail, or both]: bothAll matching or Only longest extending lib seqs to be recorded [a or o]: aAt most, how many qur-lib matches to be considered [less than 400]: 50How many assemble levels [less than 10]: 1Minimum similarit(ies) required [less than 100.0]: 95.0Minimum length(s) of matched-region(s) required: 40Maximum length(s) of bad-edges allowed: 3Maximum consecutive gaps allowed: 43.3 结果显示############# Contig for Seed_1: AA037038 ###############this contig is composed by 3 fragmentss labled from a0 to a2:a0: AA011463, 442 bp, tissue=kidneya1: AA037038, 435 bp, tissue=blood (SEED)a2: AA011407, 439 bp, tissue=kidneythey are joined this way:Contig for Seed_3: AA037038|------------------------------------------------------------------------------|----------------------------a0--------------------------->----------------------------a1--------------------------->----------------------------a2--------------------------->Their alignments:AA011463 1 ggctggcaagtgggagaaaccatcagaaattttggaaatcaaaggacagaactgggaagaAA011463 61 acaagtgaatagtctgcctgaagttttcagaaaagctggttttgttatcgaagctttcacAA037038 1 cgttttcagaaaagctggttttgttatcgaagctttcacAA011463 121 cagactaccatacctgtgtgaaggcgacatgtataatgactactacgttctggatgacgcAA037038 40 cagactaccatacctgtgtgaaggcgacatgtataatgactactacgttctggatgacgcAA011407 1 tactacgttctggatgacgcAA011463 181 tgtctttgttctcaaaccagtataaacacgtggaggtcgaagtcttcagagtc-cgcaccAA037038 100 tgtctttgttctcaaaccagtataaacacgtggaggtcgaagtcttcagagtc-cgcaccAA011407 21 tgtctttgttctcaaaccagtataaacacgtggaggtcgaagtcttcagagtcccgccacAA011463 240 ctccgggatgtgcccttggaagagggtctgtgttcacaattacgtgaagggaggacccttAA037038 159 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is:>Ctg0000003 598 bp (from seed: AA037038, 435 bp) ggctggcaagtgggagaaaccatcagaaattttggaaatcaaaggacagaactgggaagaacaagtgaatagtctgcctgacgttttcagaaaagct ggttttgttatcgaagctttcaccagactaccatacctgtgtgaaggcgacatgtataatgactactacgttctggatgacgctgtctttgttctcaaaccag tataaacacgtggaggtcgaagtcttcagagtccgcaccctccgggatgtgcccttggaagagggtctgtgttcacaattacgtgaagggaggaccct tggggaccgccattctaaatatcatgtaggaatttaaaaagccaaaatactaattatttctttgtagtgtgtaaaggaatgtttttaaaagacaaaaacccaa ctctttgtggatttttatcaactctttactcagagccactctccaatgcaggtcacactccaattatgatggaagatattttttatacttaattgcagtagggact cattcccagacaaagcaatagtcacgacttcatggaaccaatcaatggattgttttttgaagactggcaataaagctgtccattcaattcc############# Contig for Seed_2: AA037051 ###############this contig is composed by 7 fragmentss labled from a0 to a6:a0: AA009621, 363 bp, tissue=kidneya1: AA037051, 440 bp, tissue=blood (SEED)a2: AA015601, 598 bp, tissue=kidneya3: AA010739, 496 bp, tissue=kidneya4: AA010585, 472 bp, tissue=kidneya5: AA010890, 423 bp, tissue=kidneya6: AA019535, 411 bp, tissue=kidneythey are joined this way:Contig for Seed_11: AA037051|------------------------------------------------------------------------------|-------------a0------------> -----------------------a2---------------------->----------------a1--------------->-------------------a3----------------->------------------a4----------------->----------------a5--------------->----------------a6-------------->Their alignments:AA009621 1 gatgattacgataaaaagaaacttagtgaaggcggtttaagaaaaagtttgcctgcaatgAA009621 61 gtactgtaattgagcatccggaatatggagaagtaattcagctacagggtgaccaacgcaAA009621 121 agaacatatgccagttcctcgtagagattggactggctaaggacgatcagctgaaggttcAA009621 181 atgggttttaagtgcttgtggctcactgaagcttaagtgaggatttccttgcaatgagtaAA037051 1 aAA009621 241 gaatttcccttctctcccntgtcacaggtttaaaaacctcacagcttgtataatgtaaccAA037051 2 gaatttcccttctctcccttgtcacaggtttaaaaacctcacagcttgtataatgtaaccAA009621 301 atttggggtccgcttttaacttggactagtgtaactccttcatgcaataaactgaaaagaAA037051 62 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mRNA以上4－9是UCSC整合后的最新数据库。