1. 中国排名第一的超级计算机对军事发展的意义。
超级计算抄机是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机,多用于国家高科技领域和尖端技术研究,是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。 随着超级计算机运算速度的迅猛发展,它也被越来越多的应用在工业、科研和学术等领域。我国现阶段超级计算机拥有量为22台(中国内地19台,香港1台,台湾2台),居世界第2位,就拥有量和运算速度在世界上处于领先地位,但就超级计算机的应用领域来说我们和发达国家美国、德国等国家还有较大差距。如何利用超级计算机来为我们的工业、科研和学术等领域服务已经成为我们今后研究发展的一个重要课题。超级计算机是一个国家科研实力的体现,它对国家安全,经济和社会发展具有举足轻重的意义。我国超级计算机及其应用的发展为我国走科技强国之路提供了坚实的基础和保证。
具体来说,可以模拟导弹的弹道,设计高性能的飞机,空间飞行器模拟飞行等
2. 对计算机发展做出重大贡献的科学家
1、冯·诺依曼(John Von Neumann , 1903-1957):美籍匈牙利裔科学家、数学家,被誉为“电子计算机之父”。1945年,冯·诺依曼首先提出了“存储程序”的概念和二进制原理,后来,人们把利用这种概念和原理设计的电子计算机系统统称为“冯.诺曼型结构”计算机。冯.诺曼结构的处理器使用同一个存储器,经由同一个总线传输。冯·诺依曼的主要贡献就是提出并实现了“存储程序”的概念。由于指令和数据都是二进制码,指令和操作数的地址又密切相关,因此,当初选择这种结构是自然的。但是,这种指令和数据共享同一总线的结构,使得信息流的传输成为限制计算机性能的瓶颈,影响了数据处理速度的提高。
2、阿兰·麦席森·图灵(Alan Mathison Turing,1912.6.23—1954.6.7),英国数学家、逻辑学家,他被视为计算机之父。1936年,图灵向伦敦权威的数学杂志投了一篇论文,题为“论数字计算在决断难题中的应用”。在这篇开创性的论文中,图灵给“可计算性”下了一个严格的数学定义,并提出著名的“图灵机”(Turing Machine)的设想。“图灵机”不是一种具体的机器,而是一种思想模型,可制造一种十分简单但运算能力极强的计算装置,用来计算所有能想象得到的可计算函数。“图灵机”与“冯·诺伊曼机”齐名,被永远载入计算机的发展史中。1950年10月,图灵又发表了另一篇题为“机器能思考吗”的论文,成为划时代之作。也正是这篇文章,为图灵赢得了“人工智能之父”的桂冠。
3、克劳德·香农(Claude Elwood Shannon,1916-2001)1916年4月30日诞生于美国密西根州的Petoskey。科学家,现代信息论的著名创始人,信息论及数字通信时代的奠基人。1948年香农长达数十页的论文“通信的数学理论”成了信息论正式诞生的里程碑。在他的通信数学模型中,清楚地提出信息的度量问题,他把哈特利的公式扩大到概率pi不同的情况,得到了著名的计算信息熵H的公式:H=∑-pi log pi。如果计算中的对数log是以2为底的,那么计算出来的信息熵就以比特(bit)为单位。今天在计算机和通信中广泛使用的字节(Byte)、KB、MB、GB等词都是从比特演化而来。“比特”的出现标志着人类知道了如何计量信息量。香农的信息论为明确什么是信息量概念作出决定性的贡献。
4、赫伯特•亚历山大•西蒙(1916年6月15日--2001年2月9日 Herbert Alexander Simon ):美国科学家,他是20世纪科学界的一位奇特的通才,在众多的领域深刻地影响着我们这个世代。他学识渊博、兴趣广泛,研究工作涉及经济学、政治学、管理学、社会学、心理学、运筹学、计算机科学、认知科学、人工智能等广大领域,并做出了创造性贡献,在国际上获得了诸多特殊荣誉。1956年夏天 数十名来自数学、心理学、神经学、计算机科学与电气工程等各种领域的学者聚集在位于美国新罕布什尔州汉诺威市的达特茅斯学院,,讨论如何用计算机模拟人的智能,并根据麦卡锡的建议,正式把这一学科领域命名为“人工智能”。西蒙参加了这个具有历史意义的会议,而且他们带到会议上去的“逻辑理论家”是当时唯一可以工作的人工智能软件,引起了与会代表的极大兴趣与关注。因此,西蒙、纽厄尔以及达特茅斯会议的发起人麦卡锡和明斯基被公认为是人工智能的奠基人,被称为“人工智能之父”。1957年 西蒙与别人合作开发了IPL语言(1nformation Processing Language)。在AI的历史上,这是最早的一种AI程序设计语言,其基本元素是符号,并首次引进表处理方法。1966年 西蒙、纽厄尔和贝洛尔(Baylor)合作,开发了最早的下棋程序之一MATER。 1970年 在研究自然语言理解的过程中,西蒙发展与完善了语义网络的概念和方法,把它作为知识表示(knowledge representation)的一种通用手段,并取得很大成功。1972年7月 作为美国计算机科学家代表团成员之一第一次到中国访问。之后又9次来华访问。1975年 他和艾伦•纽厄尔因为在人工智能、人类心里识别和列表处理等方面进行的基础研究,荣获计算机科学最高奖——图灵奖。1976年 西蒙和纽厄尔给“物理符号系统” 下了定义,提出了“物理符号系统假说”PSSH(Physical Symbol System Hypothesis),成为人工智能中影响最大的符号主义学派的创始人和代表人物,而这一学说则鼓励着人们对人工智能进行伟大的探索。这也是两人在人工智能中做出的最基本的贡献。1976—1983年间 西蒙和兰利(Pat W.Langley)、布拉茨霍夫(Gary L.Bradshaw)合作,设计了有6个版本的BACON系统发现程序,重新发现了一系列著名的物理、化学定律,证明了西蒙曾多次强调的论点即科学发现只是一种特殊类型的问题求解,因此也可以用计算机程序实现。
5、巨型机之父”西蒙·克雷。谁最早提出了超级计算机的概念?至今存在很大的争议。有人说是最早开发集成电路的肖克利在自己的工作日记中透露了超级计算机的构思,也有人说是当时为军方服务的LawrenceLivermore国家实验室的想法。但从真正意义上来说,研发出符合超级计算机定义产品的人应该是西蒙·克雷(S. Cray)博士,此人后来被西方称为“巨型机之父”。西蒙·克雷1925年9月出生在美国威斯康星州的一个工程师世家。克雷先后在工程研究学会和雷明顿·兰德公司从事计算机研究。在那里,他设计出他的第一台计算机ERA1101。1963年8月,克雷终于从“密林”深处复出,把一台被他亲切称作“简单的蠢东西” —— CDC6600超级计算机公布于世。CDC6600是真正意义上的超级计算机,共安装了35万个晶体管,运算速度为1Mflops。至1969年,克雷研制的CDC6600以及改进型CDC7600巨型机共售出150余台。(美国能源部劳伦斯·伯克利国家实验室对超级计算机的定义是由八个或更多的计算节点组成、作为单个高性能机器工作的集群。通俗点讲,超级计算机就是能够进行大规模、超速运算的计算机。)
3. 超级计算机的研制对国家有哪些重要意义
研制成功的意义:
1、对于维护一些机密有着很重要的意义。
如果你用着国外的计专算机,有些机属密可能会被他们所利用,你不知道这些计算机里面所安装的一些软件是否有问题,以及他们的硬件是否有问题。
2、对于国内的生产企业的进步与发展进行了一定的提高。
3、超级计算机多用于国家高科技领域和尖端技术研、究,是一个国家科研实力的体现,对国家安全、经济和社会发展具有举足轻重的意义,是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。
(3)1CDC6600超级计算机的历史意义扩展阅读:
超级计算机的具体应用:
借助于超级计算机强大且快速的运算能力,在实验室实施的亚临界核试验,与真正核试爆的效果是相同的。
美国运算速度最快的超级计算机都安装在能源部各国家实验室,用来进行核武器设计、试验、改进和安全储存的研究,对核爆进行全物理、全系统、真三维的数值模拟,当然也可以进行核能的数值模拟计算。
4. 中国超级计算机行业的历史
中国的计算机行业起步并不算晚,通过学习苏联的计算机技术,1958年8月1日中国第一台数字电子计算机——103机诞生。进入70年代,中国对于超级计算机的需求日益激增,中长期天气预报、模拟风洞实验、三维地震数据处理、以至于新武器的开发和航天事业都对计算能力提出了新的要求。 为此中国开始了对超级计算机的研发,并于1983年12月4日研制成功银河一号超级计算机。 并继续成功研发了银河二号、银河三号、银河四号为系列的银河超级计算机,使我国成为世界上少数几个能发布5至7天中期数值天气预报的国家之一。并与1992年研制成功曙光一号超级计算机,在发展银河和曙光系列同时,中国发现由于向量型计算机自身的缺陷很难继续发展,因此需要发展并行型计算机,于是中国开始研发神威超级计算机,并在神威超级计算机基础上研制了神威蓝光超级计算机。 2002年联想集团研发成功深腾1800型超级计算机,并开始发展升腾系列超级计算机。
5. 计算机发展史上都有哪些重要的科学家
1、查尔斯·巴贝奇Charles Babbage
查尔斯·巴贝奇Charles Babbage——通用计算机之父(发明了机械式计算机),他设计出世界上第一台计算机。他于1823年设计出来的世界上第1台计算机小型差数机,虽然没有制成,但其基本原理于92年后被应用于巴勒式会计计算机。
他还利用计数机来计算工人的工作数量、原材料的利用程度等。他把这叫做“管理的机械原则”。
2、艾伦·麦席森·图灵Alan Mathison Turing
艾伦·麦席森·图灵(Alan Mathison Turing,1912年6月23日-1954年6月7日),英国数学家、逻辑学家,被称为计算机科学之父,人工智能之父。
1931年图灵进入剑桥大学国王学院,毕业后到美国普林斯顿大学攻读博士学位,第二次世界大战爆发后回到剑桥,后曾协助军方破解德国的著名密码系统Enigma,帮助盟军取得了二战的胜利。
图灵对于人工智能的发展有诸多贡献,提出了一种用于判定机器是否具有智能的试验方法,即图灵试验,至今,每年都有试验的比赛。此外,图灵提出的著名的图灵机模型为现代计算机的逻辑工作方式奠定了基础。
3、约翰·阿塔那索夫
约翰·阿塔那索夫(John Vincent Atanasoff)是保加利亚移民的后裔,1903年10月4日生于美国纽约州哈密尔顿,是保加利亚科学院外籍院士。曾获得计算机先驱奖、1990年IEEE授予的“电气工程里程碑奖”、布什授予的全国技术奖章。
1970年,保加利亚政府授予的Bulgarian Order of Cyril and Methodius,First Class。1978年,入选依阿华州发明家名人堂。1983年,依阿华州立大学校友会授予他杰出成就奖。1995年6月15日,在马里兰州的家中去世,享年92岁。
4、冯·诺依曼
冯·诺依曼(John von Neumann,1903~1957),原籍匈牙利,布达佩斯大学数学博士。20世纪最重要的数学家之一,在现代计算机、博弈论、核武器和生化武器等领域内的科学全才之一,被后人称为“计算机之父”和“博弈论之父”。
第二次世界大战期间为第一颗原子弹的研制作出了贡献。为研制电子数字计算机提供了基础性的方案。晚年,研究自动机理论,著有对人脑和计算机系统进行精确分析的著作《计算机与人脑》。
主要著作有《量子力学的数学基础》(1926)、《计算机与人脑》(1958)、《经典力学的算子方法》、《博弈论与经济行为》(1944)、《连续几何》(1960)等。
5、姚期智
姚期智,1946年出生于中国上海,计算机学家,2000年图灵奖获得者,美国国家科学院院士、美国艺术与科学学院院士。
2004年起在清华大学任全职教授,同年当选为中国科学院外籍院士;2005年出任香港中文大学博文讲座教授;2011年担任清华大学交叉信息研究院院长;2017年2月姚期智放弃美国国籍成为中国公民,正式转为中国科学院院士,归属于信息技术科学部 。
姚期智的研究方向包括计算理论及其在密码学和量子计算中的应用,最先提出量子通信复杂性,提出分布式量子计算模式,后来成为分布式量子算法和量子通讯协议安全性的基础 。
6. 超级计算机的发展历史
1、第1代:电子管数字机(1946—1958年)
世界上第一台电脑硬件方面,逻辑元件采用的是真空电子管,主存储器采用汞延迟线、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓、磁芯;外存储器采用的是磁带。软件方面采用的是机器语言、汇编语言。应用领域以军事和科学计算为主。特点是体积大、功耗高、可靠性差。速度慢(一般为每秒数千次至数万次)、价格昂贵,但为以后的计算机发展奠定了基础。
2、第2代:晶体管数字机(1958—1964年)
硬件方的操作系统、高级语言及其编译程序。应用领域以科学计算和事务处理为主,并开始进入工业控制领域。特点是体积缩小、能耗降低、可靠性提高、运算速度提高(一般为每秒数10万次,可高达300万次)、性能比第1代计算机有很大的提高。
3、第3代:集成电路数字机(1964—1970年)
硬件方面,逻辑元件采用中、小规模集成电路(MSI、SSI),主存储器仍采用磁芯。软件方面出现了分时操作系统以及结构化、规模化程序设计方法。特点是速度更快(一般为每秒数百万次至数千万次),而且可靠性有了显著提高,价格进一步下降,产品走向了通用化、系列化和标准化等。应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域。
4、第4代:大规模集成电路机(1970年至今)
硬件方面,逻辑元件采用大规模和超大规模集成电路(LSI和VLSI)。软件方面出现了数据库管理系统、网络管理系统和面向对象语言等。特点是1971年世界上第一台微处理器在美国硅谷诞生,开创了微型计算机的新时代。应用领域从科学计算、事务管理、过程控制逐步走向家庭。
电子计算机(electronic computer),通称电脑,简称计算机(computer),是现代的一种利用电子技术和相关原理根据一系列指令来对数据进行处理的机器。电脑可以分为两部分:软件系统和硬件系统。第一台电脑是1946年2月15日在美国宾夕法尼亚大学诞生的ENIAC通用电子计算机。
计算机所相关的技术研究叫计算机科学,以数据为核心的研究称为信息技术。人们把没有安装任何软件的计算机称为裸机。随着科技的发展,现在新出现一些新型计算机有:生物计算机、光子计算机、量子计算机等。
7. 西蒙·克雷的人物生平
西蒙·克雷1925年9月出生在美国威斯康星州的一个工程师世家。在参加陆军做了几年电工后, 克雷到威斯康星大学和明尼苏达大学继续深造,获电气工程学士和硕士学位。克雷先后在工程研究学会和雷明顿·兰德公司从事计算机研究。在那里,他设计出他的第一台计算机ERA1101。
1960年,刚成立三年的控制数据公司(CDC)接受美国原子能委员会的委托,涉足万难之险的巨型机领域。
当时CDC公司的电脑总设计师就是年仅31岁的克雷,曾经是UNIVAC设计小组的成员。他是一位性格内向的“隐士”般人物,念念不忘的是建造心目中的巨型机,甚至想“隐退”回家去独自研究。CDC慷慨地满足了克雷的愿望,在距离总部80英里的密林深处为他建立了一个实验室。
克雷带领他的研究小组,远远避开“人世”。小组仅有34人,包括克雷本人在内,也只有2位博士。1963年8月,克雷终于从“密林”深处复出,把一台被他亲切称作“简单的蠢东西” —— CDC6600超级计算机公布于世。CDC6600是真正意义上的超级计算机,共安装了35万个晶体管,运算速度为1Mflops。至1969年,克雷研制的CDC6600以及改进型CDC7600巨型机共售出150余台。
与比尔·盖茨这样精明的计算机商人不同,克雷是一个典型的工程师。曾经整整四个春秋,谢绝一切社交活动,埋头绘制图纸、制作零件。连著名的学术团体的颁奖,他也不愿抛头露面,为此博得了“丛林隐士”的绰号。克雷生平极少发表演说。
《国家电子》曾经描述过这么一件有趣的事情。“他是超级计算机领域的托马斯·爱迪生”,有人对苹果公司创始人斯蒂夫·乔布斯说,他建议购买一台克雷超级计算机来帮助设计下一代苹果机。听到这个情况,克雷乐了:“实在是有趣,我正在使用一台苹果电脑,用来模拟克雷3号。”
8. 中国超级计算机发展历史3000字
我国计算机研制工作起源于1956年制定的《全国年科技规划》。同年9月中科院筹建计算技术研究所。1957年秋季决定以苏联M-3型计算机资料为蓝本,由中科院计算所与北京有限电厂合作研制计算机。1958年8月完成生产调试,该机由800根电子管、2000个氧化铜元件、10000个阻容元件组成,分装400个插件,插入3个机柜。由于氧化铜元件性能不稳定,后改用锗二极管。全机于1959年3月开始试算。不久,计算所三室成功地为该机配置了磁芯存储器,运算速度从以磁鼓作存储器时的每秒30次提高到每秒1800次。1959年8月1日投入运行,可执行短程序。738厂共生产了38台,并改名为103型计算机(即DJS-1型),供各单位使用。
中国超级计算机历史
世界上第一台数字电子计算机诞生于1946年,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——中国科学院计算技术研究所。1957年,哈尔滨工业大学研制成功中国第一台模拟式电子计算机。1958年8月1日,我国第一台数字电子计算机——103机诞生。
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。此外还有“第五代”即人工智能计算机和“第六代”即生物计算机的说法。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。中国科学家研制从第一代到第四代计算机的工作,几乎贯穿于整个毛泽东时代。
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(1943-1946,标志:宾夕法尼亚大学莫尔学院的ENIAC),而中国通过学习苏联的技术,仅用3年就完成了(1956-1958,中科院计算所的103机),并生产了38台。
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(1946-1954,标志:贝尔实验室的TRADIC),中国用了7年(1958-1964,标志:哈尔滨军事工程学院,即国防科技大学前身的441B机),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(1954-1964,标志:IBM公司的IBM360),中国用了7年时间(1964-1970,标志:中科院计算所的小规模集成电路通用数字电子计算机“111机”)。
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。
我国的超级计算机研制起步于60年代。到目前为止,大体经历了三个阶段:第一阶段,自60年代末到70年代末,主要从事大型机的并行处理技术研究;第二阶段,自70年代末至80年代末,主要从事向量机及并行处理系统的研制;第三阶段,自80年代末至今,主要从事MPP系统及工作站集群系统的研制。经过几十年不懈地努力, 我国的高端计算机系统研制已取得了丰硕成果,“银河”、“曙光”、“神威”、“深腾”等一批国产高端计算机系统的出现,使我国成为继美国、日本之后,第三个具备研制高端计算机系统能力的国家。
1958年5月我国开始了第一台大型通用电子计算机-104机研制,以前苏联当时正在研制的БЭСМ-II中型计算机为蓝本,中科院计算所、四机部(15所)、七机部(706所)和总参56所的科研人员与北京有线电厂(738厂)密切配合,于1959年9月完成研制任务。104电子管计算机有22个机柜,主机、电机组机房各占地200平方米。全机共用4200个电子管,4000个锗晶体二极管。字长40二进位,内存使用直径2mm的环形铁淦氧磁心体,容量为4096字,机器时钟频率500KHz,运算速度每秒约一万次浮点运算,运行功率为100千瓦。1958年10月完成部件生产,1959年4月完成调试。 104机共生产了7台。为使计算机产业化,保证整机配套,60年代中期,全国建立了11家计算机主机和外部设备厂,职工人数1万3千人。分布在北京、上海、天津、贵州、黑龙江、山东、江苏等地。1970年之前,仅738厂就生产了18种类型的174台晶体管计算机。
我国在研制第一代电子管计算机的同时,已开始研制第二代晶体管计算机。1958年7月,中科院应用物理所王守武与林兰英等人,研制出我国第一根硅单晶;并开始筹建我国第一个晶体管厂——中科院109厂,从事锗高频晶体管的批量生产。该厂为计算所研制109乙型晶体管计算机(浮点32二进制位、每秒6万次),提供了12个品种、14.5万多只锗晶体管。
1964年3月,二机部(主管核工业)提出要在1967年底前,使用约20万次的大型计算机。3月20日,中科院计算所在109乙型基础上,开始研制109丙计算机。1967年4月,完成机器调试,开始进行试算,8月进行验收鉴定。该机所需硅晶体管和锗晶体管,由109厂和公安部辽河实验工厂生产。109丙机是六十年代中期我国自行设计的比较成熟的大型计算机,字长48位,平均运算速度每秒11.5万次。在国内首次采用了自行研制的汇编语言和BCY算法语言,并建立了管理程序。该机共生产两台,为用户运行了15年,有效算题时间10万小时以上,在我国核武器研制工程中发挥了重要作用,被国防科工委誉为“功勋计算机”。
"银河"系列超级计算机
在国防科技大学计算机学院宽敞明亮的机房里,矗立着一个红黄两色相间的大机柜。这就是我国自行设计和研制的第一台每秒运算速度达亿次的超级计算机——“银河—I”。它的诞生,使我国成为继美国、日本之后第三个能独立设计和研制超级计算机的国家。
研制“银河”超级计算机的难度不是一般人能想象的:当时文革刚结束,国家百废待兴,我国气象部门急需巨型机做中长期天气预报,航空航天部门急需超级计算机以减少昂贵的风洞实验经费,石油勘探部门急需超级计算机进行三维地震数据处理。有一个部门租用了外国一台中型计算机,却要由外方控制使用,算什么题目都要交给人家,中国人不得进入主控室。为了研制新一代导弹核武器,必须进行大量的数值计算和模拟来计算核武器的杀伤效能等等数据,显然不能再靠手摇计算机+人海战那么干了。
1975年10月和1977年秋,时任国防科工委主任的张爱萍上将先后两次指示国防科技大学计算机研究所对巨型机研制进行调研。在此基础上,国防科工委于1977年11月14日向党中央和中央军委呈交了“关于研制巨型机”的请示报告,党中央和中央军委11月26日就批准了国防科工委的报告。1978年3月,中央军委主席邓小平同志专门听取了关于计算机发展情况的汇报,明确由国防科工委系统承担亿次机研制任务,张爱萍将军为该机命名“银河”。
国防科大的前身是1953年创建于哈尔滨的中国人民解放军军事工程学院,1958年“哈军工”研制出我国第一台电子管计算机。由于历史原因,1966年“哈军工”退出军队序列,1970年学院主体南迁长沙,更名长沙工学院,直至1978年才变更为国防科技大学。面对小平同志的信任与重托,时任国防科大计算机研究所所长的慈云桂教授立下军令状。
1983年12月4日,是我国计算机技术发展史上永远值得纪念的日子。这一天,我国自行研究与设计的第一台亿次巨型计算机提前一年研制成功,通过鉴定;它的诞生标志着我国计算机技术水平踏上了一个新台阶。
"神威"系列超级计算机
1996年为加强我国高端并行计算机系统的研制,国家并行计算机工程技术中心正式挂牌成立,开始了神威系列大规模并行计算机系统的研制。1999年神威系列机的第一代产品——神威Ⅰ型巨型机落户北京国家气象局,系统峰值为3840亿次浮点运算,该机在实际应用中取得了很好的效果。于此同时,为顺应国际潮流他们还同步开展了神威“新世纪”集群系统的研制。现已成功推出A、P两个系列的“新世纪”集群系统,其中A系列采用Alpha21264处理器,P系列采用Intel Xeon处理器,两款的最大规模均可扩至千余节点。目前该系统已广泛地应用于石油、物探、生物、气象和材料分析等各个领域。
上世纪80年代末90年代初,世界计算机领域悄悄地孕育着一场革命,传统的向量机发展受到了限制,大规模并行机悄然问世。金怡濂教授敏锐地洞察到这一新的发展趋势是实现中国计算机跨越发展的一次重要机遇。与此同时,机遇也落到了他的身上,他担任了国家重点工程———“神威”巨型计算机系统的总设计师。
金怡濂教授当即提出了一个我国超大规模巨型计算机研制的全新的跨越式的方案。这一方案不仅当时在国内尚无先例,而且把巨型机的峰值运算速度从每秒10亿次跨越到每秒3000亿次以上,跨越了两个数量级。在国家并行计算机工程技术研究中心召开的“神威”机研制方案论证会上,许多人对此方案表示惊讶、怀疑,甚至反对,提出继续搞比较保险的传统机型。金怡濂力排众议:“不挑战就会失去竞争的机会,不突破就没有中国巨型机的崛起。”经过他的精辟分析,与会专家最终通过了他提出的总体方案。实践证明,这是一个具有战略意义的跨越,闯出了一条中国巨型机赶超世界先进水平的发展道路。
气象预报是超级计算机最重要的应用领域之一。在神威Ⅰ型机上运行的“集合天气预报系统”采用了32套原始数据,输入计算机进行运算,然后得出32个结果,再运用气象学的知识和统计的规律,在这个结果群里,找出可能性最大的未来天气的情况。以往10天的天气数值预报,在百亿次机上运算大约需要640小时,等预报结果出来时,就已经不是“预报”了。利用“神威”机进行运算,则只需要8小时。
“神威”机的另一项重要的应用就是石油勘探。要开采石油,必须钻井。打一口井耗资巨大,差不多要几百万甚至上千万,如果选择的钻井地点有偏差,那么投入的人力、财力、物力就会全部浪费,损失巨大。因此提前的精确测算格外重要。
在认为可能的地方进行人工爆破,然后搜集爆破后的反应,记录它的反射弧,把这些数据送到计算机上进行处理,地质专家再根据得出的结论分析石油的分布。应用“神威”机后,可以明显提高分析面积和准确程度。
“神威”机在石油领域的另一个重要应用是“油藏模拟系统”。类似大庆那样的老油田,油采出来还要注水平以衡压力。现在地下还剩下多少油,也是需要大量的计算。用普通的工作站,可能要算一个月才有结果,而为了提高准确度,一套程序要算好几遍。一次就要一个月,显然达不到要求。用了神威机之后,由一个月变成了一个星期,现在变成了几个小时。
"深腾"系列超级计算机
90年代末以生产个人电脑和服务器著称的联想集团,也加入了研制高端计算机系统的行列,且一鸣惊人。2002年由该集团研制的运算速度超过每秒万亿次浮点运算的“深腾1800”高端计算机系统在北京中关村诞生。它是我国第一台由企业研制开发的万亿次级计算机产品,标志着国内大型IT企业开始进入高性能计算领域的研究开发。在当年11月公布的全球高性能计算机TOP500排行榜中,“深腾1800”以每秒1.046万亿次浮点运算的实测性能排在第43位,这也是我国企业生产的高端计算机系统首次入围TOP500。此外,该集团还于1999年和2000年分别推出NS10000及NS20000高性能服务器集群系统,同期从事高性能集群系统研究的还有清华大学和上海大学等单位。1999年由清华大学研制的“探索108”大型群集计算机系统及高效能网络并行超级计算机THNPSC-1问世,其最高浮点计算速度达到每秒300亿次;2000年由上海大学研制的集群式高性能计算机系统——自强2000-SUHPCS在上海诞生,其峰值速度为每秒3千亿次浮点运算。
中国超级计算机谱系表
国防科技大学计算机研究所——“银河”系列
银河-Ⅰ1983年 运算速度每秒 1 亿次
银河-Ⅱ 1994年 运算速度每秒 10 亿次
银河-Ⅲ 1997年 运算速度每秒 130 亿次
银河-Ⅳ 2000年 运算速度每秒 1万 亿次
天河一号 2010年 运算速度每秒 2507万亿次(2010年世界超级计算机排名世界第一)
中科院计算技术研究所——“曙光”系列
曙光一号 1992年 运算速度每秒 6.4 亿次
曙光-1000 1995年 运算速度每秒 25 亿次
曙光-1000A 1996年 运算速度每秒 40 亿次
曙光-2000Ⅰ 1998年 运算速度每秒 200 亿次
曙光-2000Ⅱ 1999年 运算速度每秒 1117 亿次
曙光-3000 2000年 运算速度每秒 4032 亿次
曙光-4000L 2003年 运算速度每秒 4.2 万亿次
曙光-4000A 2004年 运算速度每秒 11 万亿次
曙光-5000A 2008年 运算速度每秒 230 万亿次
曙光-星云 2010年 运算速度每秒 1271 万亿次(世界第三台达到千万亿次的超级计算机)
国家并行计算机工程技术中心——“神威”系列
神威-Ⅰ 1999年 运算速度每秒 3840 亿次
神威3000A 2007年 运算速度每秒 18 万亿次
神威蓝光 2010年 运算速度每秒 1100 万亿次 (我国第一台全部采用国产CPU的超级计算机)
联想集团——“深腾”系列
深腾1800 2002年 运算速度每秒 1 万亿次
深腾6800 2003年 运算速度每秒 5.3 万亿次
深腾7000 2008年 运算速度每秒 106.5万亿次
深腾X 在研 运算速度每秒 1000 万亿次
9. 任务一:计算机发展史上都有哪些重要的科学家
1、冯·诺依曼(John Von Neumann , 1903-1957):美籍匈牙利裔科学家、数学家,被誉为“电子计算机之父”.1945年,冯·诺依曼首先提出了“存储程序”的概念和二进制原理,后来,人们把利用这种概念和原理设计的电子计算机系统统称为“冯.诺曼型结构”计算机.冯.诺曼结构的处理器使用同一个存储器,经由同一个总线传输.冯·诺依曼的主要贡献就是提出并实现了“存储程序”的概念.由于指令和数据都是二进制码,指令和操作数的地址又密切相关,因此,当初选择这种结构是自然的.但是,这种指令和数据共享同一总线的结构,使得信息流的传输成为限制计算机性能的瓶颈,影响了数据处理速度的提高.
2、阿兰·麦席森·图灵(Alan Mathison Turing,1912.6.23—1954.6.7),英国数学家、逻辑学家,他被视为计算机之父.1936年,图灵向伦敦权威的数学杂志投了一篇论文,题为“论数字计算在决断难题中的应用”.在这篇开创性的论文中,图灵给“可计算性”下了一个严格的数学定义,并提出著名的“图灵机”(Turing Machine)的设想.“图灵机”不是一种具体的机器,而是一种思想模型,可制造一种十分简单但运算能力极强的计算装置,用来计算所有能想象得到的可计算函数.“图灵机”与“冯·诺伊曼机”齐名,被永远载入计算机的发展史中.1950年10月,图灵又发表了另一篇题为“机器能思考吗”的论文,成为划时代之作.也正是这篇文章,为图灵赢得了“人工智能之父”的桂冠.
3、克劳德·香农(Claude Elwood Shannon,1916-2001)1916年4月30日诞生于美国密西根州的Petoskey.科学家,现代信息论的著名创始人,信息论及数字通信时代的奠基人.1948年香农长达数十页的论文“通信的数学理论”成了信息论正式诞生的里程碑.在他的通信数学模型中,清楚地提出信息的度量问题,他把哈特利的公式扩大到概率pi不同的情况,得到了著名的计算信息熵H的公式:H=∑-pi log pi.如果计算中的对数log是以2为底的,那么计算出来的信息熵就以比特(bit)为单位.今天在计算机和通信中广泛使用的字节(Byte)、KB、MB、GB等词都是从比特演化而来.“比特”的出现标志着人类知道了如何计量信息量.香农的信息论为明确什么是信息量概念作出决定性的贡献.
4、赫伯特•亚历山大•西蒙(1916年6月15日--2001年2月9日 Herbert Alexander Simon ):美国科学家,他是20世纪科学界的一位奇特的通才,在众多的领域深刻地影响着我们这个世代.他学识渊博、兴趣广泛,研究工作涉及经济学、政治学、管理学、社会学、心理学、运筹学、计算机科学、认知科学、人工智能等广大领域,并做出了创造性贡献,在国际上获得了诸多特殊荣誉.1956年夏天 数十名来自数学、心理学、神经学、计算机科学与电气工程等各种领域的学者聚集在位于美国新罕布什尔州汉诺威市的达特茅斯学院,讨论如何用计算机模拟人的智能,并根据麦卡锡的建议,正式把这一学科领域命名为“人工智能”.西蒙参加了这个具有历史意义的会议,而且他们带到会议上去的“逻辑理论家”是当时唯一可以工作的人工智能软件,引起了与会代表的极大兴趣与关注.因此,西蒙、纽厄尔以及达特茅斯会议的发起人麦卡锡和明斯基被公认为是人工智能的奠基人,被称为“人工智能之父”.1957年 西蒙与别人合作开发了IPL语言(1nformation Processing Language).在AI的历史上,这是最早的一种AI程序设计语言,其基本元素是符号,并首次引进表处理方法.1966年 西蒙、纽厄尔和贝洛尔(Baylor)合作,开发了最早的下棋程序之一MATER. 1970年 在研究自然语言理解的过程中,西蒙发展与完善了语义网络的概念和方法,把它作为知识表示(knowledge representation)的一种通用手段,并取得很大成功.1972年7月 作为美国计算机科学家代表团成员之一第一次到中国访问.之后又9次来华访问.1975年 他和艾伦•纽厄尔因为在人工智能、人类心里识别和列表处理等方面进行的基础研究,荣获计算机科学最高奖——图灵奖.1976年 西蒙和纽厄尔给“物理符号系统” 下了定义,提出了“物理符号系统假说”PSSH(Physical Symbol System Hypothesis),成为人工智能中影响最大的符号主义学派的创始人和代表人物,而这一学说则鼓励着人们对人工智能进行伟大的探索.这也是两人在人工智能中做出的最基本的贡献.1976—1983年间 西蒙和兰利(Pat W.Langley)、布拉茨霍夫(Gary L.Bradshaw)合作,设计了有6个版本的BACON系统发现程序,重新发现了一系列著名的物理、化学定律,证明了西蒙曾多次强调的论点即科学发现只是一种特殊类型的问题求解,因此也可以用计算机程序实现.
5、巨型机之父”西蒙·克雷.谁最早提出了超级计算机的概念?至今存在很大的争议.有人说是最早开发集成电路的肖克利在自己的工作日记中透露了超级计算机的构思,也有人说是当时为军方服务的LawrenceLivermore国家实验室的想法.但从真正意义上来说,研发出符合超级计算机定义产品的人应该是西蒙·克雷(S. Cray)博士,此人后来被西方称为“巨型机之父”.西蒙·克雷1925年9月出生在美国威斯康星州的一个工程师世家.克雷先后在工程研究学会和雷明顿·兰德公司从事计算机研究.在那里,他设计出他的第一台计算机ERA1101.1963年8月,克雷终于从“密林”深处复出,把一台被他亲切称作“简单的蠢东西” —— CDC6600超级计算机公布于世.CDC6600是真正意义上的超级计算机,共安装了35万个晶体管,运算速度为1Mflops.至1969年,克雷研制的CDC6600以及改进型CDC7600巨型机共售出150余台.(美国能源部劳伦斯·伯克利国家实验室对超级计算机的定义是由八个或更多的计算节点组成、作为单个高性能机器工作的集群.通俗点讲,超级计算机就是能够进行大规模、超速运算的计算机.)