超級計算機的研究進展

1、醫(yī)學計算機課程1超級計算機的發(fā)展進程及應(yīng)用當代社會，人口越來越多、信息量越來越大、氣候越來越暖、災(zāi)害凸顯頻繁、科學問題越來越艱深，想要解決這些問題，就必須依靠計算能力強大的超級計算機。計算填補了理論分析和實驗的空白，使得人們能夠深入的研究從理論分析角度看過于復雜和困難的，從實驗角度看過于昂貴危險，甚至是無法進行探索的問題。計算已經(jīng)成為理論與實驗相互彌補的第三手段，已經(jīng)成為人們認識世界的第三只眼睛。作為計算能力最強大的超級計算機的作用顯得

2、日益重要，地位日益凸顯。（一）何謂“超級計算機”？超級計算機是指數(shù)百數(shù)千甚至更多的處理器（機）組成的、能計算普通的PC機和服務(wù)器不能完成的大型復雜課題的計算機。新一代的超級計算機采用渦旋式設(shè)計，每個刀片就是一個服務(wù)器，能實現(xiàn)協(xié)同工作，并根據(jù)需要隨時增減?，F(xiàn)在計算機的決勝之處在于經(jīng)特殊設(shè)計的系統(tǒng)。（二）世界超級計算機的成長歷程第一個研發(fā)出符合超級計算機定義產(chǎn)品的人應(yīng)該是西蒙克雷博士，此人后來被西方稱為“巨型機之父”。超級計算機的時間線可以

3、從1942年算起，至今已經(jīng)發(fā)展了將近70年的時間。在這七十年間超級計算機突破性的進展有22次發(fā)生在美國，5次日本，2次法國，1次中國。1994年12月，美國Intel公司宣布研制成功世界上最快的超級計算機，它每秒可進行3280億次加法運算。而在2008年美國軍用超級計算機跑路者達到了計算機工業(yè)界長期以來追求的計算機運算能力的里程碑，一秒鐘運算能力達到1026萬億次，突破了一萬億次大關(guān)。就在今年11月7日，日本RIKEN高級計算科學研究院

4、（AICS）、富士通聯(lián)合宣布，世界上最快的超級計算機“京”（KComputer）已經(jīng)成功提速，Linpack測試的最大計算性能達到了10.51PFlops，也就是每秒鐘1.051億億次浮點計算，這也是人類首次跨越了1億億次計算大關(guān)。（三）我國超級計算機的發(fā)展在超級計算機領(lǐng)域，中國可謂是后起之秀，但中國的計算機發(fā)展最早可以追溯到上世紀50年代。1959年9月，中科院計算技術(shù)所研制成功我國第一臺大型通用計算機——104計算機。醫(yī)學計算機課程

5、3利用高性能計算機進行虛擬藥物篩選是一條嶄新的途徑。首先通過計算機篩選化合物數(shù)據(jù)庫（一般包括幾百到上千萬化合物三維結(jié)構(gòu)和藥物信息），可使得實際篩選的化合物集中上千倍。研究內(nèi)容是以藥物作用靶點的三維結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，將三維結(jié)構(gòu)庫中的小分子自動對接到受體結(jié)合腔中，通過衡量小分子與受體間的相互作用能，選擇有利于分子間相互作用的化合物進行深人研究。這個過程需要龐大的計算要求，需要新一代的計算技術(shù)予于支撐。3、氣象分析由于氣象變化迅速，影響因素眾多，采

6、集的數(shù)據(jù)龐大，對地面氣象站和天上的氣象衛(wèi)星偵察的信息進行集中化數(shù)據(jù)處理，量化分析，建模分析，這需要超級計算機才能進行快速、精準的分析。4、艦船設(shè)計和飛機設(shè)計艦船在海里行駛，和戰(zhàn)機在天上飛所用到的知識點都是流體力學知識和大氣氣動力學分析，這兩點都需要計算機建模分析，需要大量的數(shù)學運算和優(yōu)化處理，才能設(shè)計出最佳的艦船和最優(yōu)性能的戰(zhàn)機來，超級計算機對這兩個方面研究都能派上用場。5、密碼破譯這一點在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中用途不大了，因為交戰(zhàn)國雙方可以隨時換

7、密鑰，這樣你理論上永遠破解不了敵方的戰(zhàn)爭密鑰了，尤其是量子技術(shù)的發(fā)展使破解密鑰更是難上加難，幾乎理論上完全不可能。但是我們研制超級計算機能使我們掌握破解敵方密鑰的一種方法，這對敵人多少是一種威懾，所以研制超級計算機能帶動軍事密鑰學的發(fā)展。6、情報分析戰(zhàn)時情報的來源是很復雜的，也是多種多樣的，如何在各種各樣紛繁復雜的情報中，分析出有價值的情報，是一門學問，它有一套專門的數(shù)據(jù)處理分析流程和數(shù)學建模分析步驟，用超級計算機能保障更快更高更強的完

8、成情報分析任務(wù)。7、聯(lián)合作戰(zhàn)模擬就是用虛擬現(xiàn)實技術(shù)搭建起士兵訓練模擬計算機系統(tǒng)，敵方的地理數(shù)據(jù)、戰(zhàn)機、軍艦和坦克性能都量化在用虛擬現(xiàn)實技術(shù)展現(xiàn)的計算機環(huán)境中，讓士兵不出國就能體會到外作戰(zhàn)的感覺，這樣訓練士兵，能節(jié)約大量成本，而超級計算機恰恰能當這個訓練系統(tǒng)的服務(wù)器用，這就是超級計算機更大的妙用了。這些領(lǐng)域的探索還有很長一段路要走。對我國來說，首先要在超級計算機性能上趕超其他先進國家，才能在超級計算機的應(yīng)用上領(lǐng)先一籌。我國在超級計算機領(lǐng)域