高性能计算及其军事应用081128
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中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
高性能计算 & 军事应用
中国科学院软件研究所 综合信息系统技术 国家级重点实验室 首席科学家兼总工程师 范植华 2008.11.30
1
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
20
中国科学院软件研究所
数字化部队—
陆海空天 全球范围协同作战
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
21
中国科学院软件研究所
数字化部队—陆海空天
目
０、引言 １、高性能计算硬件 ２、高性能计算软件 ３、高性能计算军事应用 ３.１、军事工程 ３.２、军事指挥
录
2
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
０、引言
一位有２７年军龄的预备役老兵 向战斗在国防现代化第一线的 军事指挥员和 军事工程师 致 敬 ！
4
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
“计算技术的发展趋势是和别的 学科融合”，“计算所应该有一 些数学、物理、化学、生物、医学，甚至 社会科学方面的人才”，“很多领域的科 研人员都非常想和计算技术结合，因为他 们觉得他们的工作没有计算机（特别是高 性能计算机）就没有办法深入下去”
三种视图 A(I)=(A(I-1)+A(I+1))/2 之比较 图1 语句视图
辈份 0 m A(1) → A(3) p 1 A(2)1 m A(4) m A(5) m A(6)
S1
p r
2 A(3)1 p r 3 A(4)1
A1
a1
a2
图2 变量视图
图3 元素视图
13
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
aaa
9
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
2、高性能计算软件
“国民经济和国防建设的许多部门需要高速计算，巨
型机的重要性已众所周知。我国刚刚庆祝十亿次的 银河II型问世，但国外已达数千亿次，不久即可达 万亿次。即使我国到了这个水平，
14
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
3、高性能计算军事应用
3.1 军事工程
弹道计算
15
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
3、高性能计算军事应用
3
六大工程
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
1、７１８工程（60年代末70年代） 2、７８５工程／并行处理（80年代至今） 3、军用实时操作系统／实时处理（80年代末至今） 4、三峡工程（90年代中） 5、高性能神州并行软件 （90年代末） 6、数字化部队并行作战模拟 （01年至今）
并行死锁的静态检测
海军要空军先出动干掉 敌海岸炮。 空军要海军先出动干掉 敌高射炮。
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
22
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
10
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
“当时的国际先进水平是对有限 制的纯粹赋值语句循环的识别。
他提出的元素视图理论，是一个较大的 创造。它不仅放宽对纯粹赋值语句循环 的若干限制，而且解决当时国内外均未 解决的控制结构的并行难题。”
四架飞机
１(1) ０(0) ２(10) １ (1) ３(11) ２(10) ４(100) ３(11) (二进制) 三位数 两位数(省1/3)
6
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
一根火柴火苗小（串行）
三万火柴火焰高（并行） 集体燃烧的威力
指挥员的 临机处置
2.
208
A
B
在 A、B 之间有通路， 但在某些特殊情况下（ 如：强行军或急行军等 情况），可走捷径，前 提是捷径处的地形相对 于该种部队可以越野通 行。
3. 李庄
断处
19 个别地图数据错误。
中国科学院软件研究所
战役机动模型—技术设计
并百度文库处理的节点爆炸
在加入越野扩展的情况 下，一个节点最多扩展 出 6＋N 个新节点。N是 越野可扩展节点个数的 最大值。一般扩展出7－ 8个节点。 最差情况下，这7－8个 节点再扩展出7－8个节 点。
中国工程院 陈火旺院士
11
两套理 论 并行处理：元素视图理论
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
实时处理：军用实时母系统理论
国家科学技术学术著作 出版基金首批资助
12
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
3、高性能计算军事应用
3.1 军事工程
测量控制
18
3.2 军事指挥 战役机动模型—系统设计
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
道路的智能搜索链接
1. A
张庄
B
在 A、B 之间确实没有 通路的情况下，应尽可 能利用可利用的道路机 动，减少越野距离。
没有并行软件也是枉然，因为这个数字只表示该机器充 分并行执行时的峰值速度，要充分利用并行机的潜力， 必须能从顺序程序中自动识别并重新组织其并行成份， 这是一项十分困难的高新技术，过去美国长期处于领先 地位。八十年代初，范植华同志在领受银河I型机的向量
识别器任务时，匠心独运，创造了一套向量识别的理论 与技术，在一些重要方面超过了美国在CRAY机上使用的 技术，在这项高新技术领域中打破了美国的垄断。” 中国科学院 陆汝钤院士
7
视频: 超震撼 3万根火柴
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
２００８年９月１６日 世界最快的前十台 并行机之一： 曙光 ５０００Ａ 超百万亿次／秒 10**14 100000000000000
8
中国科学院软件研究所
3.1 军事工程
核爆炸计算
16
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
3、高性能计算军事应用
3.1 军事工程
风洞计算
17
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
谢 谢 ！
23
中科院计算所资深院士 夏培肃
5
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
１、高性能计算硬件
从“０”数起（搞计算机最讲效益） 十辆坦克
１ ０ ２ １ ３ ２ ４ ３ ５ ４ ６ ５ ７ ６ ８ ７ ９ ８ １０ ９ 两位数 一位数 (省1/2)
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高性能计算 & 军事应用
中国科学院软件研究所 综合信息系统技术 国家级重点实验室 首席科学家兼总工程师 范植华 2008.11.30
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Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
20
中国科学院软件研究所
数字化部队—
陆海空天 全球范围协同作战
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
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中国科学院软件研究所
数字化部队—陆海空天
目
０、引言 １、高性能计算硬件 ２、高性能计算软件 ３、高性能计算军事应用 ３.１、军事工程 ３.２、军事指挥
录
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中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
０、引言
一位有２７年军龄的预备役老兵 向战斗在国防现代化第一线的 军事指挥员和 军事工程师 致 敬 ！
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中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
“计算技术的发展趋势是和别的 学科融合”，“计算所应该有一 些数学、物理、化学、生物、医学，甚至 社会科学方面的人才”，“很多领域的科 研人员都非常想和计算技术结合，因为他 们觉得他们的工作没有计算机（特别是高 性能计算机）就没有办法深入下去”
三种视图 A(I)=(A(I-1)+A(I+1))/2 之比较 图1 语句视图
辈份 0 m A(1) → A(3) p 1 A(2)1 m A(4) m A(5) m A(6)
S1
p r
2 A(3)1 p r 3 A(4)1
A1
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图2 变量视图
图3 元素视图
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中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
aaa
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中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
2、高性能计算软件
“国民经济和国防建设的许多部门需要高速计算，巨
型机的重要性已众所周知。我国刚刚庆祝十亿次的 银河II型问世，但国外已达数千亿次，不久即可达 万亿次。即使我国到了这个水平，
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中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
3、高性能计算军事应用
3.1 军事工程
弹道计算
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中国科学院软件研究所
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3、高性能计算军事应用
3
六大工程
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
1、７１８工程（60年代末70年代） 2、７８５工程／并行处理（80年代至今） 3、军用实时操作系统／实时处理（80年代末至今） 4、三峡工程（90年代中） 5、高性能神州并行软件 （90年代末） 6、数字化部队并行作战模拟 （01年至今）
并行死锁的静态检测
海军要空军先出动干掉 敌海岸炮。 空军要海军先出动干掉 敌高射炮。
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
22
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
10
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
“当时的国际先进水平是对有限 制的纯粹赋值语句循环的识别。
他提出的元素视图理论，是一个较大的 创造。它不仅放宽对纯粹赋值语句循环 的若干限制，而且解决当时国内外均未 解决的控制结构的并行难题。”
四架飞机
１(1) ０(0) ２(10) １ (1) ３(11) ２(10) ４(100) ３(11) (二进制) 三位数 两位数(省1/3)
6
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
一根火柴火苗小（串行）
三万火柴火焰高（并行） 集体燃烧的威力
指挥员的 临机处置
2.
208
A
B
在 A、B 之间有通路， 但在某些特殊情况下（ 如：强行军或急行军等 情况），可走捷径，前 提是捷径处的地形相对 于该种部队可以越野通 行。
3. 李庄
断处
19 个别地图数据错误。
中国科学院软件研究所
战役机动模型—技术设计
并百度文库处理的节点爆炸
在加入越野扩展的情况 下，一个节点最多扩展 出 6＋N 个新节点。N是 越野可扩展节点个数的 最大值。一般扩展出7－ 8个节点。 最差情况下，这7－8个 节点再扩展出7－8个节 点。
中国工程院 陈火旺院士
11
两套理 论 并行处理：元素视图理论
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
实时处理：军用实时母系统理论
国家科学技术学术著作 出版基金首批资助
12
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
3、高性能计算军事应用
3.1 军事工程
测量控制
18
3.2 军事指挥 战役机动模型—系统设计
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
道路的智能搜索链接
1. A
张庄
B
在 A、B 之间确实没有 通路的情况下，应尽可 能利用可利用的道路机 动，减少越野距离。
没有并行软件也是枉然，因为这个数字只表示该机器充 分并行执行时的峰值速度，要充分利用并行机的潜力， 必须能从顺序程序中自动识别并重新组织其并行成份， 这是一项十分困难的高新技术，过去美国长期处于领先 地位。八十年代初，范植华同志在领受银河I型机的向量
识别器任务时，匠心独运，创造了一套向量识别的理论 与技术，在一些重要方面超过了美国在CRAY机上使用的 技术，在这项高新技术领域中打破了美国的垄断。” 中国科学院 陆汝钤院士
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视频: 超震撼 3万根火柴
中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
２００８年９月１６日 世界最快的前十台 并行机之一： 曙光 ５０００Ａ 超百万亿次／秒 10**14 100000000000000
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中国科学院软件研究所
3.1 军事工程
核爆炸计算
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中国科学院软件研究所
Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
3、高性能计算军事应用
3.1 军事工程
风洞计算
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中国科学院软件研究所
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谢 谢 ！
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中科院计算所资深院士 夏培肃
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Institute of Software,Chinese Academy of Sciences
１、高性能计算硬件
从“０”数起（搞计算机最讲效益） 十辆坦克
１ ０ ２ １ ３ ２ ４ ３ ５ ４ ６ ５ ７ ６ ８ ７ ９ ８ １０ ９ 两位数 一位数 (省1/2)