高性能科学与工程计算战略科技
中国高性能模拟及数模混合集成电路行业相关政策汇总明确集成电路等电子核心产业地位
中国高性能模拟及数模混合集成电路行业相关政策汇总明确集成电路等电子核心产
业地位
根据中国证监会发布的上市公司行业分类指引（2012年修订），高性能模拟及数模混合集成电路行业归属于信息传输、软件和信息技术服务业（I）中的软件和信息技术服务业（I65）。
根据国民经济行业分类（GB/T4754-2017），高性能模拟及数模混合集成电路行业属于“软件和信息技术服务业”中的“集成电路设计”，行业代码“6520”。
1、行业主管部门及监管体制
显示，高性能模拟及数模混合集成电路行业的主管部门主要
为中华人民共和国工业和信息化部，行业自律组织为中国半
导体行业协会。
2、行业主要法律法规及行业政策。
天河一号的科研意义
科研意义我国首台千万亿次超级计算机(Computer)系统——“天河一号”由国防科学技术大学研制成功。
在今天中国高性能计算机(Computer)TOP100组织公布的2009年度前100强排名中，天河一号高居榜首。
有关专家认为，“天河一号”的诞生，是我国战略高技术和大型基础科技装备研制领域取得的又一重大创新成果，实现了我国自主研制超级计算机(Computer)能力从百万亿次到千万亿次的跨越，使我国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机(Computer)系统的国家。
◆“天河一号”在科技部的领导支持下，通过与天津市滨海新区密切合作，由国防科大计算机(Computer)学院承担的国家863计划“千万亿次高效能计算机(Computer)系统研制”课题的重大成果。
该系统突破了多阵列可配置协同并行体系结构、高速率可扩展互连通信、高效异构协同计算、基于隔离的安全控制、虚拟化的网络计算支撑、多层次的大规模系统容错、系统能耗综合控制等一系列关键技术，系统峰值性能达每秒1206万亿次双精度浮点运算，内存总容量98TB，点点通信带宽每秒40Gb，共享磁盘容量为1PB，具有高性能、高能效、高安全和易使用等显著特点，综合技术水平进入世界前列。
●超级计算机(C o m p u t e r)是世界高新技术领域的战略制高点，是体现科技竞争力和综合国力的重要标志。
各大国均将其视为国家科技创新的重要基础设施，投入巨资进行研制开发。
我国首台千万亿次超级计算机(C o m p u t e r)系统的成功问世，是我国高性能计算机(C o m p u t e r)技术发展的又一重大突破，是国家和军队信息化建设的又一重要成果，为解决我国经济、科技等领域重大挑战性问题提供了重要手段，对提升综合国力具有重要战略意义。
天河一号”适用于大规模科学与工程计算。
国防科大正与天津滨海新区密切合作，将天河一号”广泛应用于石油勘探数据处理、生物医药研究、航空航天装备研制、资源勘测和卫星遥感数据处理、金融工程数据分析、气象预报、气候预测、海洋环境数值模拟、短临地震预报、新材料开发和设计、土木工程设计、基础科学理论计算等方面。
LSSC-IV高性能计算机集群系统简介
LSSC-IV 高性能计算机集群系统简介“科学与工程计算国家重点实验室”的LSSC-IV四号集群系统，于2017年 11月建成，12月投入使用。
LSSC-IV集群基于联想深腾8810系统构建，包含超算和大数据计算两部分。
计算集群主体部分包含408台新一代ThinkSystem SD530模块化刀片(每个刀片包括2颗主频为2.3GHz的Intel Xeon Gold 6140 18核Purley处理器和192GB内存)，总共拥有14688个处理器核，理论峰值性能为1081TFlops，实测LINPACK性能703TFlops。
系统还包括1台胖结点（Lenovo X3850X6服务器，2颗Intel Xeon E7-8890 V4处理器, 4TB内存,10TB本地存储），4个KNL结点（1颗Intel Xeon Phi KNL 7250处理器，192GB内存）以及管理结点、登陆结点等。
集群系统采用Lenovo DS5760存储系统，磁盘阵列配置双控制器，8GB缓存，主机接口8个16Gbps FC接口，60块6TB NL_SAS盘作为数据存储，裸容量共计360TB，系统持续读写带宽超过4GB/s磁盘阵列通过2台I/O 结点以GPFS并行文件系统管理，共享输出给计算结点。
大数据计算部分包括7台GPU服务器（分别配置NVIDIA Tesla P40、P100和V100 计算卡）和由8台Lenovo X3650M5 服务器组成的HDFS辅助存储系统。
集群系统所有结点同时通过千兆以太网和100Gb EDR Infiniband 网络连接。
其中千兆以太网用于管理，EDR Infiniband 网络采用星型互联，用于计算通讯。
LSSC-IV 的操作系统为：Red Hat Enterprise Linux Server 7.3。
LSSC-IV 上的编译系统包括Intel C,Fortran 编译器，GNU编译器， Intel VTune 调试器等。
新工科理念下高性能计算导论课程内容与实践教学的探索
新工科理念下高性能计算导论课程内容与实践教学的探索一、高性能计算导论课程内容高性能计算导论课程主要涉及到以下几个方面的内容：高性能计算的概念和发展历史、并行计算基础、高性能计算体系结构、并行程序设计基础、高性能计算在科学与工程领域的应用等。
具体来说，课程内容包括以下几个方面：1. 高性能计算的概念和发展历史：介绍高性能计算的定义、特点和发展历程，使学生了解高性能计算在科学、工程和商业领域的重要性和应用前景。
2. 并行计算基础：介绍并行计算的基本概念、分类、并行计算模型和并行计算的意义，培养学生的并行思维和解决实际问题的能力。
3. 高性能计算体系结构：介绍高性能计算机的结构组成和工作原理，包括并行处理器、内存系统、存储系统和互连网络等方面的知识。
5. 高性能计算在科学与工程领域的应用：介绍高性能计算在科学与工程领域的应用案例和具体实践，包括仿真计算、数据挖掘、图像处理、人工智能等方面的内容。
在高性能计算导论课程的教学中，实践教学是非常重要的一部分。
通过实践教学，可以帮助学生巩固理论知识，提升实际操作能力，培养学生解决实际问题的能力和创新思维。
下面我们将围绕高性能计算导论课程的实践教学进行具体探讨：1. 实践教学内容（1）并行程序设计与优化：通过实验课程或者实践项目，引导学生掌握并行程序设计的基本原则和技术，培养学生的并行算法设计和优化能力。
（2）高性能计算平台的使用：引导学生学习使用高性能计算平台进行科学计算和工程仿真，包括集群系统、多核处理器系统、GPU加速系统等。
（1）实验教学：设计相关的实验内容和实验项目，让学生亲自动手进行实验操作，深入理解高性能计算的相关知识和技术。
（2）项目实践：通过实践项目，让学生独立或者团队设计并开发相关高性能计算应用程序，提升学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。
（3）案例分析：引导学生分析高性能计算在科学与工程领域的应用案例，扩大学生的知识面和视野，培养学生的创新思维和应用能力。
高性能计算与高性能计算机
高分辨率、高逼真度、三维、全物理、全系统的规模和能力。
计划研制5代计算平台，目前，前四代已完成，第五代平台正在研制。 随着第一个十年研究结束，已经开始为下一个十年发展制订规划。
国家高性能计算中心（合肥）
5/12/2020
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1. 高性能计算的意义（12）
国家高性能计算中心（合肥）
5/12/2020
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1. 高性能计算的意义（1）
1.1 高性能计算的内在含义 1.2 高性能计算的应用需求 1.3 高性能计算的战略地位
国家高性能计算中心（合肥）
5/12/2020
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1. 高性能计算的意义（2）
1.1 高性能计算的内在含义
计算和计算科学
所有的学科都转向定量化和精确化 三大科学：理论科学、实验科学和计算科学
天体物理学
超新星三维模拟
国防和国家安全
密码破译 先进武器模拟
国家高性能计算中心（合肥）
5/12/2020
计算能力需求 存储容量需求
100Tflops 800Tflops 1Pflops
30TB 200TB 1PB
500Tflops
100TB
20Tflops 200Tflops 1Pflops
10TB 100TB 500TB
数字图书馆，数据仓库，数据挖掘，计算可视化等。 应用领域：图书馆、银行、证券、税务、决策支持系统等。
通信密集型应用（Network-intensive)：
协同工作，网格计算，遥控和远程诊断等。 应用领域：网站、信息中心、搜索引擎、电信、流媒体等。
国家高性能计算中心（合肥）
5/12/2020
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世界工程科技领域前沿问题与发展趋势
当前，全球进入密集创新和产业变革孕育加速的时代，工程科技各领域在技术牵引和需求推动的双重动力下正在加速发展，结合世界各主要国家重大科技计划的梳理分析，整理当前世界工程科技各领域前沿问题与发展趋势如下。
1. 智能、绿色、高效技术发展推动化石能源清洁化、新能源经济化、能源服务智能化煤炭开发向安全、高效、绿色、智能开采方向发展，煤炭利用朝着高效、节能、节水和清洁方向发展。
非常规油气和海洋深水油气成为世界油气储量与产量的新增长点，油气资源勘探开发向海底化、智能化、复合化方向发展。
核电发展更加强调安全性和可持续性。
可再生能源的技术研发向大型化、高效低成本方向发展，而可再生能源利用则是朝着多能互补、冷热电联产与综合利用方向发展。
电力工程技术发展特征是安全可靠、经济高效、智能开放，构建智能电网，发展大规模可再生能源接入技术、融合分布式可再生能源的微电网技术、直流电网或交直流电网模式。
非能源矿业向实现深部资源的安全开采和高效回收方向发展。
2. 着眼环境质量对人类健康的影响，全球全过程复合污染控制与生态协同修复成为趋势当前，世界范围不同阶段、不同层面、不同特征的环境生态问题共存，既有重工业发展区域面临的传统重工业污染及新型污染、多重复合型污染问题，也有工业化区域面临的生态环境深度改善及全球化环境改善难题。
削减源头污染、清洁生产成为改善环境质量的关键，复合与新型污染物高效深度处理是解决点源及部分面源污染问题的关键，大区域、流域生态与土壤修复大面积展开，环境基准与人体健康影响研究成为关注焦点，大尺度环境监测及快速预警应急技术得到快速发展。
3. 信息技术亟须突破计量、感知、计算和使能技术与体制瓶颈，大力推进泛在智能和移动互联网当前，以测量、通信、计算为三大支柱的信息电子技术在精度、速度、广度、深度等方面的要求越来越高。
新一代计量基标准和高精度测量技术长足发展，感知技术趋向体制革新、高性能与智能化，使能材料和器件技术的发展促进工业不断升级，网络与通信技术呈现“千亿级人—网—物三元互联”，计算技术向超高性能、超低功耗、超高通量和多计算范式等方向发展，软件技术向高智能、高聚合、高适应方向发展。
高性能科学与工程计算支撑软件框架体系
售 息、 材料、制 造、能 源等领域应用软 件
Ｊ Ｊ Ｉ Ｊ Ｉ
ｌ
结 构 网格
非结 构 网格
组 合 几何
Ｊ Ａ Ｓ Ｍ Ｉ Ｎ ￣ Ｉ Ｉ Ｊ Ａ Ｕ Ｍ Ｉ Ｎ 框 架一 Ｊ Ｃ Ｏ Ｇ Ｉ Ｎ 框 架
支 撑 软 件 框 架 体 系
图 １ 支 撑 软 件 框 架 体 系
持续 发展 。
２ 支 撑应用 软件 的重构 和发 展 经过 多年 的发展 ，Ｊ Ａ Ｓ ＭＩ Ｎ 框 架 已成 功应 用于核 武器 物理 、激 光聚变 、高功率微 波武 器等 领域 ，支 撑重 构 、发展和 研制 了 ２ ０多个 并行应 用程 序 。表 １列 出了 ５个 己在 万核上 开展模 拟 的应用 软件 。基 于
无 需考虑 并行 计算 细 节 ， 只 需在 个人 电脑 上通 过编 写 串行 的数值 计算 子程序 ， 实现 物 理模 型和 技术及 问
题相 关 的数值 算法 ，就可 以研 制高 效 的并行 应用 软件 。 通 过 软件 重用 ，缩 短程 序 的研 制周期 ，提高生 产 效率 ，同时 ，提升 软件 质量 。基 于框架 提供 的规 范
体 、 多面体 等 。它 可应用 于 弹塑 性流 体力 学 、结构 力学 、工程 力 学 、计 算 电磁学 等 。 Ｊ ＣＯＧＩ Ｎ 框 架 并 行 无 网格 组 合 几 何 计 算 支 撑 软 件 框 架 （ Ｊ ｍｅ ｓ ｈ ． ｆ ｒ ｅ ｅ Ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ Ｇ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｒ ｙ Ｉ ｎ ｆ ｒ ａ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ） 。它支撑 无 网格 组合 几何计 算 ，可应 用 于核 反应 ＭＣ计算 等 。 该框 架 体系 具有 以下 特色 ： 屏蔽 并行 计算 细 节 ， 支 撑按 串行 方式 编 写并行 程序 。 基 于框 架提供 的并行编 程接 口， 应用 领域专 家 ，
先进科学与工程计算
先进科学与工程计算先进科学与工程计算是一种涉及到使用先进技术和工具进行科学、工程计算的学科，它与传统计算的不同之处在于它采用了现代计算机技术和软件，能够更快速、更精确地解决高度复杂的科学和工程问题。
该领域的研究内容涉及的各个方面都有着非常广泛的应用价值，已经成为了现代社会中不可或缺的一部分。
目前，先进科学与工程计算在很多领域如航空工程、汽车工程、医疗器械、电子通信、环境保护等方面都有着广泛应用。
在航空工程领域，计算机模拟可以用于研究气动力学问题、流场特性分析、结构强度分析等方面，帮助优化飞行器的设计；在汽车工程领域，计算机模拟可以用于研究多个方面的问题，如发动机、车身、悬挂等的优化设计和性能分析；在医疗器械领域，计算机模拟可以模拟手术过程和手术后结果，帮助医生和患者更好地了解手术过程，以此减少复杂手术的风险；在电子通信领域，计算机模拟可以用于设计、仿真和验证信息的传输、接收和处理方法；在环境保护领域，计算机模拟可以用于预测大气、水体和土壤中的化学反应和环境污染物的传输。
在先进科学与工程计算中，计算机模拟技术是最为重要的部分。
计算机模拟可以用于构建数学模型以帮助分析和预测问题。
例如，在科学领域，计算机模拟可以使用计算机程序来对物理过程建立数学模型进行仿真。
这些模型可以帮助科学家们了解事物到底是如何工作的、为什么会发生某些事情、以及在不同情况下会发生什么。
在工程领域，计算机模拟可以被用于测试和有效地优化设计方案，使设计更加优化并满足需求。
此外，利用计算机模拟还可以有效地提高产品周期和设计种类，同时降低产品研发成本，使得科学和工程计算能够更好地造福于广大人民群众。
除了计算机模拟技术，高性能计算也是先进科学与工程计算领域中的重要技术之一。
高性能计算可以提供更高的处理能力和更快的计算速度，以从海量数据中准确解决问题。
它的工作原理是将一个大问题分成若干个小问题，使更多的计算机同时处理子问题，以尽可能地提高计算效率和准确性。
计算是第三种科学研究手段
计算是第三种科学研究手段——访计算数学家余德浩教授张璋2002 年 12月 18 日科学时报三版“大规模科学计算问题关系到当前亟待解决的国家需求，也是涉及国际学科发展前沿的世界性难题。
”计算数学家余德浩教授日前接受记者采访时这样说。
作为中科院计算数学与科学工程计算研究所副所长，“ 9 7 3 ”项目“大规模科学计算研究”主要负责人之一，他向记者介绍了该项目的一些情况和未来的研究方向。
记者：“大规模科学计算研究”课题于1 9 9 9年立项，其科学意义和社会需求是什么？余德浩：计算是继理论和实验之后的第三种科学研究手段。
科学计算的发展水平也是一个国家综合国力的重要标志。
正是由于国家需求的牵引和计算科学自身发展的推动，各发达国家都大力发展科学计算。
国民经济、国防建设和社会发展的许多领域，包括气象预报与灾害预警，生态模拟与环境控制，材料科学与电子器件设计，工业与工程中的数值模拟等，都提出了大规模科学计算的大量需求。
尤其当代科技对计算的要求越来越高，应用程序要达到全物理、全系统、三维、高分辨、高逼真的建模能力，这一要求已远远超过目前的计算能力。
这是一个巨大的挑战，带来了一系列世界性难题，形成了当代科学计算的学科前沿。
在国际科技和综合国力竞争异常激烈的形势下，与发达国家相比，我国对科学计算的投入还远远不能适应国家发展战略的需要，大力发展科学计算确属当务之急。
尽可能把科学实验转到计算模拟的方向上来，加强高性能科学计算研究，是具有战略意义的国家科技举措。
近年来，我国已先后研制成功一批高性能并行机，也引进了许多国外先进的计算设备，但获得的科学计算成果还与之极不相称，其原因正在于计算方法研究及新算法应用的严重滞后。
发展的“瓶颈”在于缺乏适于求解各类复杂问题的高性能计算方法。
本项目正是通过创造和发展新的高性能计算方法，充分利用现有的高性能计算机，以有效解决一些面向国民经济重大目标的大规模计算问题。
这将大大推动我国计算科学的发展，提高国产高性能计算机的使用效率，也为我国计算机产业的发展提供机遇和信息。
大数据成多国国家战略
CHINA TELECOMMUNICATIONS TRADE 世界观察Global View美国：以大数据提升国家竞争力作为大数据的策源地和创新引领者，美国大数据发展一直走在全球最前面。
美国政府最先对大数据技术革命作出战略反应，利用大数据提升国家治理水平和国家竞争优势。
迄今为止，美国政府在大数据方面实施了三轮政策行动。
第一轮是在2012年3月，白宫发布《大数据研究和发展计划》，并成立“大数据高级指导小组”，提出“通过提高我们从大型复杂的数字数据集中提取知识和观点的能力，承诺帮助加快在科学与工程中的步伐，加强国家安全，并改变教学研究”。
该计划有两个目标：一是利用大数据技术系统改造传统国家治理手段和治理体系；二是形成新的经济增长业态和板块。
美国积极利用大数据在国家战略关注领域实现突破，包括科技创新、教育体系、环境保护、工程技术、国土安全、生物医药，具体的计划涉及美国国家科学基金会、国家卫生研究院、国防部、能源部、国防部先进项目研究局、地质勘探局6个联邦部门和机构，并在斯坦福大学、加州大学伯克利分校等大学开设全新的大数据课程，为大数据时代储备“数据科学家”。
美国不仅是全球首个将大数据从商业行为上升到国家意志和国家战略的国家，也是“数据科学家”和面向未来的大数据人才储备启动最早的国家。
第二轮是在2013年11月，白宫推出“数据-知识-行动”(Data toKnowledge to Action)计划，进一步细化了利用大数据改造国家治理、促进前沿创新、提振经济增长的路径，这是美国向数字治国、数字经济、数字城市、数字国防转型的重要举措。
美国国防部先进项目研究局(DARPA)、国家卫生研究院(NIH)、国家科学基金会(NSF)、能源部纷纷推出各自大数据创新行动。
他们相信，“大数据还能通过改善医疗服务，创造挽救生命的奇迹，并可以降低犯罪率并提高生活品质”。
第三轮是在2014年5月，美国总统办公室提交《大数据：把握机遇，维护价值》政策报告，强调政府部门要和私人部门紧密合作，利用大数据最大限度地促进增长和利益，减少风险。
面向国家重大需求,明确科技创新主攻方向和突破口
面向国家重大需求，明确科技创新主攻方向和突破口要遵循创新区域高度集聚的规律，形成几个具有创新示范和带动作用的区域性创新平台。
建设区域创新高地，要聚焦国家重大区域发展战略，加快打造一批具有强大的科技创新策源功能、高端产业引领功能和示范带动效应的区域创新高地，辐射带动全国创新发展。
要深化供给侧结构性改革，充分发挥我国超大规模市场优势和内需潜力，构建国内国际双循环相互促进的新发展格局。
着力打通生产、分配、流通、消费各个环节，逐步形成以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局，培育新形势下我国参与国际合作和竞争新优势。
一、面向国家重大需求，明确科技创新主攻方向和突破口面向国家重大需求的战略高技术研究，是从根本上保障国家经济安全、国防安全和其他安全的关键。
当前，国家对战略科技支撑的需求比以往任何时期都更加迫切，必须围绕国家重大战略需求，着力攻破关键核心技术，抢占事关长远和全局的科技战略制高点。
从发展趋势看，战略高技术的制高点向深空、深海、深地、深蓝拓进，不断开辟人类认识世界、利用资源的新疆域，太空、深远海、互联网络等已经成为战略必争之地。
比如，空间站、载人航天器等战略高技术快速发展，互联网技术广泛向金融、工业、交通、电力等行业渗透。
要聚焦在信息、生物、新材料、空天、制造、新能源等方向，部署战略高技术研究。
在信息领域，重点开发新一代人工智能、集成电路、先进计算、移动通信、区块链、基础软件等技术。
在生物领域，重点推动分子育种与全基因组选择、基因编辑、合成生物学、精准医学、生物数据开发与共享等技术。
在新材料领域，重点推动材料基因工程、材料素化、结构与复合材料、功能与智能材料、电子材料等技术开发。
在空天领域，重点推动空间飞行器在轨服务、先进宇航动力、空间物资利用及制造、空间智能控制等技术。
在先进制造领域，重点推动高性能制造、智能工厂、激光制造、增材制造、半导体制造等技术研发。
在新能源领域，重点推动先进核能、先进储能、氢能与燃料电池、新型风光发电、非常规电能传输等技术突破。
助力发展，探索无限——记大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室
实验室开辟了若干具有引领性的研 究方向，是我国计算力学及工程科学计算 领域的旗帜性单位。科研成果曾先后4次 获得国家自然科学奖二等奖。其中基于辛 几何的弹性力学新体系开创了计算力学研 究的全新方向；结构优化多项基础研究工 作被权威学者评价为“引发了整个拓扑优 化领域（研究）”以及对相关领域的“里 程碑式”贡献。近年来，实验室有关基于 移动可变形组件的结构拓扑优化新框架等 方面的成果开辟了全新的研究方向，被评 价为“可以极大减少计算困难”“开创性 贡献”。这些工作受到国内外学术界持续 关注，吸引了众多学者开展后继研究， 相关工作2019年获得国家自然科学奖二等 奖。实验室人员还多次应邀在世界计算力 学大会等重要学术会议上作大会/半大会 报告。近年来，实验室在计算力学顶级期 刊发文量排名世界第4位，若干代表性论 文被引次数位居相应期刊前列，还获得 了国家科技进步奖（特等奖、二等奖各1 项）、高等学校科学研究优秀成果奖（一 等奖3项）等多项重要科技奖励。实验室
实验室主要的研究方向包括：1）计 算力学与工程科学计算的理论和方法； 2）结构优化设计的现代理论和计算方 法；3）大规模计算工程软件系统研究开 发和应用；4）复杂环境下重大工程和工 业装备结构的试验、分析与评价。
实验室拥有力学一级国家重点学科， 工程力学、固体力学、船舶与海洋结构物 设计制造3个二级国家重点学科，以及力 学、船舶与海洋工程2个博士后科研流动 站。建有“计算力学与工程科学计算”和 “结构优化”2个国家自然科学基金委创 新研究群体；“结构优化的理论、方法及 应用”教育部创新团队；“结构强度与轻 量化设计”和“结构耦合分析与设计”2 个国防科工局国防科技创新团队。目前 有固定人员92人，其中中国科学院院士3 人、韩国工程院院士1人、国家杰出青年 科学基金获得者11人、长江学者奖励计划
高性能计算发展现状分析
高性能计算发展现状分析目录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)1.1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。
我国高性能计算发展对策
计算科学（Computational Science）是应用高性能计算能力预言和了解实际世界物质运动或复杂现象演化规律的科学，它包括研究对象的数值模拟（或工程仿真），以及模拟所必需的高效计算机系统（包含处理器性能高、访存快、高带宽、低延迟、I/O快、内存大的高效计算机，以及配套的网络、存储、可视化等）和应用软件（包括物理建模、物理参数、计算方法和先进算法、软件实现等）。
如果说计算机是躯体，则应用软件是心脏，数值模拟应是灵魂。
今天，计算科学已经成为科学技术发展和重大工程设计中具有战略意义的研究手段，与传统的理论研究和实验室实验一起，成为促进重大科学发现和科技发展的战略支撑技术，是提高国家自主创新和核心竞争力的关键技术因素之一。
美国等西方国家认为计算科学关系国家命脉，将其作为国家战略给予高度重视。
比如美国在国家层面，通过在1983年实施“战略计算机（SCP）计划”、1993年实施“高性能计算与通信（HPCC）计划”和1996年实施“加速战略计算创新（ASCI）”计划及随后的“先进模拟和计算（ASC）”计划，在激光聚变、能源、地球环境、气候和天气预报、飞行器设计、材料设计、药物设计、催化作用、燃料燃烧、臭氧消耗、空气污染、蛋白质结构分析、天体物理、工业制造等领域，获得了一系列重大科技成就，促进了高科技国民经济的持续发展，并且获得了基础科学研究的强大创新能力，同时，直接推动了高效计算机运算速度从每秒十亿次提升到每秒千万亿次，为今天的高技术霸主地位奠定了重要基础。
2005年6月，美国总统信息技术咨询委员会（PITAC）提交了《计算科学：确保美国竞争力》报告，再次将计算科学提升到国家核心科技竞争力的高度。
2006年2月，我国发布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》（2006-2020年）（以下简称《纲要》），提出在未来15年，应对挑战，超前部署重大专项、前沿技术和基础研究等内容，全面提升我国的科技自主创新能力，以期使我国在2020年前建设成为一个创新型国家。
中物院高性能数值模拟软件中心2016年人才招聘信息
2016 年 招 聘 信 息中物院高性能数值模拟软件中心2016 年人才招聘信息中物院高性能数值模拟软件中心坐落于北京市海淀区花园路六号，成立于 2012 年 4 月， 是中国工程物理研究院推进战略科技“高性能科学与工程计算”的责任主体。
主要从事“高置 信、高效能、高可用”数值模拟应用软件的快速研发、产品化与推广应用工作，为复杂应用系 统提供数值模拟咨询、评估和优化设计，培养高水平人才，建立国际一流、国内引领的高性能 数值模拟服务能力，在能源、材料、信息、制造等领域推动我国高性能科学与工程计算的发展 和应用。
中心现有十个软件研发团队，所招聘岗位均不涉密。
薪酬待遇： 1、高级研发带头人不低于 38 万元/年；高级研发人员不低于 29 万元/年；中级研发人员不低于 21 万元/年；应届博士毕业生不低于 19 万元/年；应届硕士毕业生不低于 14 万元/年。
2、为计算机相关专业高水平人才提供特殊补贴，年薪与同行业大型软件公司相当。
应聘材料：1、简历（PDF 格式）投递邮箱：rjzx@2、请在简历注明应聘岗位名称，最多可申请 3 个岗位。
3、简历命名方式：学校名称—博士后/博士/硕士/本科—姓名。
联系方式：1、联 系 人：王老师联系电话：619357002、工作地点：北京市海淀区花园路六号，100088急聘岗位：产品推广主管，2 人岗位职责： 负责高性能数值模拟应用软件产品（中间件、核电、电磁、力学、材料等领域）推广工作，具体如下： 1、面向重大行业，推动产品应用与合作研发工作；面向普适性市场，开展产品市场营销与应用拓展工作； 2、调研并分析行业动态、市场需求； 3、制定并实施软件产品推广规划； 4、创新软件产品推广、业务拓展、战略合作模式； 5、挖掘软件产品宣传及推广渠道，挖掘潜在用户，发展业务关系； 6、 负责其他与业务发展密切相关的重要活动。
任职要求： 1、211、985 院校本科及以上学历； 2、充满正能量，勇于创新，乐于从事本岗位相关工作； 3、责任感、执行力、协调力、沟通力、逻辑性较强； 4、表达能力、公文写作能力较强； 5、有软件产品市场营销与业务拓展经验者优先； 6、具有核电、核能、电磁专业背景或相关工作经验者优先； 7、英语写作能力较强、英语口语流利者优先。
天河一号
应用领域
ﻶ可广泛应用于：
ﻶ石油勘探数据处理； ﻶ生物医药研究； ﻶ航空航天装备研制； ﻶ资源勘测和卫星遥感数据 处理； ﻶ金融工程数据分析； ﻶ
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ﻶ气象预报和气候预测； ﻶ海洋环境数值模拟； ﻶ短临地震预报； ﻶ新材料开发和设计； ﻶ土木工程设计； ﻶ基础科学理论计算等。
C/C++
操作系统
能耗管 安全隔离 系统内核 并行文件系统
操作系统 –操作系统采用64位Linux ； –面向高性能并行计算、支持能耗管理、虚 拟化和安全隔离等进行了针对性设计 。 编译系统 –支持C、C++、Fortran77/90/95、Java语 言； –支持OpenMP、MPI并行编程 ； –提供异构协同编程框架，高效发挥CPU 和GPU的协同计算能力 。 资源管理 –提供全系统资源统一视图，实现多策略资 源分配与作业调度，有效提高资源利用率和 系统吞吐率
技术特点
峰值性能1.206PFlops，LINPACK测试性能 563.1TFlops@575MHz，超过2009年6月TOP500第四 位 ； 系统能效为431.7MFlops/W，超过2009年6月 Green500第五位 。 操作系统符合B2级安全标准，提供基于隔离的用户 安全工作环境 提供统一的全系统资源管理视图、友好的系统管理 使用界面、一体化的并行应用集成开发环境和虚拟 化的网络计算环境
并行程序开发环境 –并行程序开发环境提供一体化图 形用户界面，支持应用程序的调试和 性能分析 。 峰值性能 1.206PFlops，LINPACK测试性能 563.1TFlops@575MHz，超过2009年 6月TOP500第四位 ； 系统能效 431.7MFlops/W，超过2009年6月 Green500第五位 。
高性能计算介绍范文
高性能计算介绍范文高性能计算能够处理和解决传统计算机无法胜任的问题。
在科学研究中，高性能计算用于模拟和预测自然和物质的行为，并提供实验无法实现的复杂系统的数据。
工程领域中，高性能计算应用于设计优化、流体力学模拟和结构分析。
金融领域中，高性能计算用于复杂的市场分析、风险管理和交易策略等。
高性能计算的硬件需求非常高。
一般来说，高性能计算系统采用大规模并行计算机架构，包括成千上万个计算节点，每个节点都有自己的处理器，内存和存储器。
这些节点通过互联网络连接在一起，形成一个巨大的并行计算机。
每个计算节点都可以执行独立的计算任务，通过并行计算提高整体的运算速度。
高性能计算的软件技术也非常关键。
并行计算程序需要利用系统的并行性，将计算任务分解为多个子任务，并在多个计算节点上同时执行。
这需要使用并行编程模型和库，例如MPI（Message Passing Interface）和OpenMP，来管理并发执行、数据通信和同步等方面。
高性能计算系统通常还需要强大的存储系统来支持大规模数据的处理。
传统计算机的存储系统无法满足高性能计算的需求。
因此，高性能计算系统通常采用分布式文件系统（如Lustre和GPFS）或并行文件系统（如Panasas和BeeGFS），以提供高吞吐量和低延迟的数据访问能力。
近年来，高性能计算的发展也取得了很多重要的突破。
一方面，硬件技术的进步使得高性能计算系统的性能得到了巨大的提升。
现代高性能计算系统已经可以提供百万亿次级别的计算能力，并且存储系统也可以处理PB级别的数据。
另一方面，软件技术的发展也提供了更高效的并行编程模型和工具，使得并行计算变得更加容易和高效。
高性能计算在科学、工程和金融等领域有着广泛的应用。
在科学研究中，高性能计算用于天气预报、气候建模、宇宙学模拟等。
在工程领域中，高性能计算用于汽车设计、航空航天工程和建筑结构分析等。
在金融领域中，高性能计算可用于风险管理、高频交易和投资组合优化等。
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高性能科学与工程计算战略科技2016年协作研发课题申请书
课题名称：
产品名称：
申请人：
申请单位（盖章）：
起止年限：2016年月至2016年月
中物院高性能数值模拟软件中心
2016年6月15日
申请书正文
一、研究背景介绍（围绕软件产品的发展需求，凝练科学问题和关键技术，
阐述国内外研究现状，说明研究意义，500字内）。
二、研究基础（产品版本、实际应用实例、与同领域或行业内的商业软件或
软件平台的技术状态对比与差距分析，500字内）。
三、2016年的实际应用实例、验证与确认实例（具体翔实可验证，阐述实例
的典型代表性和标志性，500字内）。
四、2016年的研发目标与技术指标（结合实际应用实例翔实列出，要求具体
可验证，500字内）。
五、2016年的主要研发内容（简明扼要地逐条列出主要研发内容，针对每项
内容，阐述拟解决的关键技术或科学问题，1000字内）。
六、2016年的主要研发成果（逐条列出可用于验收和入库的研发成果，对其
科技内涵和推广应用价值予以清晰阐述，500字内）。
七、2016年的主要实施方案（列出课题的研发思路和研发进度，评估重要环
节的可实现性，1000字内，建议多画图）。
八、课题组主要成员（课题组人员的身份包含集中人员和分布人员。
分布人
员是指在申请单位做课题研究的人员；集中人员是指部分时间需要到软
件中心进行集中研发的人员。
如是集中人员，请填写集中时段（如6月—8月）；如是分布人员，在集中时段列填写“无”。
在合计栏填写总投入时间合计和集中时间合计。
）
九、课题经费预算（课题经费包含两部分：拨付到课题单位的经费、预留在
软件中心的经费。
前者由申请单位逐项说明经费需求及计算依据。
后者用于支付集中人员在软件中心工作期间所产生相关费用：生活补贴、办公用品和计算费等。
）。