高性能计算及其事军应用.ppt

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1、中国科学院软件研究所中国科学院软件研究所Institute of Software,Chinese Academy of Sciences中国科学院软件研究所中国科学院软件研究所中国科学院软件研究所中国科学院软件研究所综合信息系统技术综合信息系统技术综合信息系统技术综合信息系统技术国家级重点实验室国家级重点实验室国家级重点实验室国家级重点实验室首席科学家兼总工程师首席科学家兼总工程师首席科学家兼总工程师首席科学家兼总工程师范植华范植华范植华范植华2008.11.302008.11.30高性能计算高性能计算&军事应用军事应用Evaluation only.Created with Aspose.

2、Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.1中国科学院软件研究所中国科学院软件研究所Institute of Software,Chinese Academy of Sciences、引言、引言、高性能计算硬件、高性能计算硬件、高性能计算软件、高性能计算软件、高性能计算军事应用、高性能计算军事应用.、军事工程、军事工程.、军事指挥、军事指挥目目 录录Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profil

3、e 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.2中国科学院软件研究所中国科学院软件研究所Institute of Software,Chinese Academy of Sciences一位有年军龄的预备役老兵一位有年军龄的预备役老兵向战斗在国防现代化第一线的向战斗在国防现代化第一线的 军事指挥员军事指挥员和和 军事工程师军事工程师 致致 敬敬 ！、引言、引言Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011

4、 Aspose Pty Ltd.3中国科学院软件研究所中国科学院软件研究所Institute of Software,Chinese Academy of Sciences六大工程六大工程1、工程（、工程（60年代末年代末70年代）年代）2、工程并行处理（、工程并行处理（80年代至今）年代至今）3、军用实时操作系统实时处理（、军用实时操作系统实时处理（80年代末至今）年代末至今）4 4、三峡工程（、三峡工程（9090年代中）年代中）5、高性能神州并行软件、高性能神州并行软件（90年代末）年代末）6、数字化部队并行作战模拟、数字化部队并行作战模拟（01年至今）年至今）Evaluation onl

5、y.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.4中国科学院软件研究所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计算技术的发展趋势是和别的学科融合学科融合”，“计算所应该有一些计算所应该有一些数学、物理、化学、生物、医学，甚至社会数学、物理、化学、生物、医学，甚至社会科学方面的人才科学方面的人才”，“很多领域的科研人员很多领域的科研人员都非常想

6、和计算技术结合，因为他们觉得他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）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就没有办法深入下去”中科院计算所资深院士中科院计算所资深院士夏培肃夏培肃Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.5中国科学院软件研究所中国科学院软件研究所Institute of Software,Chinese Academy of Scienc

7、es、高性能计算硬件、高性能计算硬件从从“”数起（搞计算机最讲效益）数起（搞计算机最讲效益）十辆坦克十辆坦克 两两位数位数 一一位数位数(省省1/2)四架飞机四架飞机 (二进制二进制)(1)(10)(11)(100)三位数三位数 (0)(1)(10)(11)两两位数位数(省省1/3)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.6中国科学院软件研究所中国科学院软件研究所Institute of Software,Ch

8、inese Academy of Sciences一根火柴火苗小（串行）一根火柴火苗小（串行）三万火柴火焰高（并行）三万火柴火焰高（并行）视频:超震撼 3万根火柴 集体燃烧的威力 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.7中国科学院软件研究所中国科学院软件研究所Institute of Software,Chinese Academy of Sciences年月日年月日世界最快的前十台世界最快的前十台并行机之一

9、并行机之一：曙光曙光 超百万亿次秒超百万亿次秒 10*14 100000000000000Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.8中国科学院软件研究所中国科学院软件研究所Institute of Software,Chinese Academy of SciencesaaaEvaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profil

10、e 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.9中国科学院软件研究所中国科学院软件研究所Institute of Software,Chinese Academy of Sciences“国民经济和国防建设的许多部门需要高速计算，巨国民经济和国防建设的许多部门需要高速计算，巨国民经济和国防建设的许多部门需要高速计算，巨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型机的重要性已众所周知。我国刚刚庆祝十亿次的型机的重要性已众所周知。我国刚刚庆祝十亿次的型机的重要性已众所周知。我国刚刚庆祝十亿次的银河银河银河银河

11、II II型问世，但国外已达数千亿次，不久即可达型问世，但国外已达数千亿次，不久即可达型问世，但国外已达数千亿次，不久即可达型问世，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，万亿次。即使我国到了这个水平，万亿次。即使我国到了这个水平，万亿次。即使我国到了这个水平，没有并行软件也是枉然，因为这个数字只表示该机器充没有并行软件也是枉然，因为这个数字只表示该机器充没有并行软件也是枉然，因为这个数字只表示该机器充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，分并行执行时的峰值速度，要充分利用并行机的潜力，分并行执行时的峰值速度，要充分

12、利用并行机的潜力，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，必须能从顺序程序中自动识别并重新组织其并行成份，必须能从顺序程序中自动识别并重新组织其并行成份，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这是一项十分困难的高新技术这是一项十分困难的高新技术这是一项十分困难的高新技术，过去美国长期处于领先，过去美国长期处于领先，过去美国长期处于领先，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地位。八十年代初，范植华同志在领受银河地位。八十年代初，范植华同志在领受银河地位。八十年代初，范植华同志在领受银

13、河I I型机的向量型机的向量型机的向量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识别器任务时，匠心独运，创造了一套向量识别的理论识别器任务时，匠心独运，创造了一套向量识别的理论识别器任务时，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与技术，在一些重要方面超过了美国在与技术，在一些重要方面超过了美国在与技术，在一些重要方面超过了美国在CRAYCRAY机上使用的机上使用的机上使用的机上使用的技术，在这项高新技术领域中打破了美国的垄断。技术，在这项高新技术领域中打破了美国的垄断。技术，在这项高新技术领域中打破了美国的垄断。技术，在这项高新技术领域中打破了美国

14、的垄断。”中国科学院中国科学院中国科学院中国科学院陆汝钤院士陆汝钤院士陆汝钤院士陆汝钤院士2、高性能计算软件、高性能计算软件Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10中国科学院软件研究所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制的纯粹赋值语句循环的识别。

15、他提出的元素视图理论，是一个较大的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，而且解决的若干限制，而且解决当时国内外均未当时国内外均未解决的控制结构的并行难题解决的控制结构的并行难题。”中国工程院中国工程院陈火旺院士陈火旺院士Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.11中国科学院软件研究所中国科学院软件研究所Institute of Soft

16、ware,Chinese Academy of Sciences两套理论两套理论并行处理并行处理：元素视图理论：元素视图理论实时处理实时处理：军用实时母系统理论：军用实时母系统理论国家科学技术学术著作国家科学技术学术著作出版基金首批资助出版基金首批资助Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.12中国科学院软件研究所中国科学院软件研究所Institute of Software,Chinese Academy o

17、f Sciences三种视图之比较S1A1a1a2 m辈份辈份 0 A(1)A(3)A(4)A(5)A(6)p m m m 1 A(2)1 p r 2 A(3)1 p r 3 A(4)1 图图1 语句视图语句视图图图2 变量视图变量视图图图3 元素视图元素视图A(I)=(A(I-1)+A(I+1)/2 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.13中国科学院软件研究所中国科学院软件研究所Institute of

18、Software,Chinese Academy of SciencesEvaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.14中国科学院软件研究所中国科学院软件研究所Institute of Software,Chinese Academy of Sciences3、高性能计算军事应用、高性能计算军事应用3.1 军事工程军事工程弹道计算Evaluation only.Created with Aspose.Slides

19、for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.15中国科学院软件研究所中国科学院软件研究所Institute of Software,Chinese Academy of Sciences3、高性能计算军事应用、高性能计算军事应用3.1 军事工程军事工程核爆炸计算Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.16中国科学院软

20、件研究所中国科学院软件研究所Institute of Software,Chinese Academy of Sciences3、高性能计算军事应用、高性能计算军事应用3.1 军事工程军事工程风洞计算Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.17中国科学院软件研究所中国科学院软件研究所Institute of Software,Chinese Academy of Sciences3、高性能计算军事应用、高性能计

21、算军事应用3.1 军事工程军事工程测量控制Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.18中国科学院软件研究所中国科学院软件研究所Institute of Software,Chinese Academy of Sciences战役机动模型战役机动模型战役机动模型战役机动模型系统设计系统设计系统设计系统设计道路的智能搜索链接道路的智能搜索链接道路的智能搜索链接道路的智能搜索链接张庄AB在在在在 A A、B B 之间

22、确实没有之间确实没有之间确实没有之间确实没有通路的情况下，应尽可通路的情况下，应尽可通路的情况下，应尽可通路的情况下，应尽可能利用可利用的道路机能利用可利用的道路机能利用可利用的道路机能利用可利用的道路机动，减少越野距离。动，减少越野距离。动，减少越野距离。动，减少越野距离。208AB在在在在 A A、B B 之间有通路，之间有通路，之间有通路，之间有通路，但在某些特殊情况下但在某些特殊情况下但在某些特殊情况下但在某些特殊情况下（如：强行军或急行军（如：强行军或急行军（如：强行军或急行军（如：强行军或急行军等情况），可走捷径，等情况），可走捷径，等情况），可走捷径，等情况），可走捷径，前提是捷

23、径处的地形相前提是捷径处的地形相前提是捷径处的地形相前提是捷径处的地形相对于该种部队可以越野对于该种部队可以越野对于该种部队可以越野对于该种部队可以越野通行。通行。通行。通行。1.2.3.李庄断处个别地图数据错误。个别地图数据错误。个别地图数据错误。个别地图数据错误。指挥员的指挥员的临机处置临机处置3.2 军事指挥军事指挥Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.19中国科学院软件研究所中国科学院软件研究所Ins

24、titute of Software,Chinese Academy of Sciences战役机动模型战役机动模型战役机动模型战役机动模型技术设计技术设计技术设计技术设计并行处理的节点爆炸并行处理的节点爆炸并行处理的节点爆炸并行处理的节点爆炸 在加入越野扩展的情况在加入越野扩展的情况在加入越野扩展的情况下，一个节点最多扩展下，一个节点最多扩展下，一个节点最多扩展出出出 6 6 6N N N 个新节点。个新节点。个新节点。N NN是是是越野可扩展节点个数的越野可扩展节点个数的越野可扩展节点个数的最大值。一般扩展出最大值。一般扩展出最大值。一般扩展出7 7 78 8 8个节点。个节点。个节点。最

25、差情况下，这最差情况下，这最差情况下，这7 7 78 8 8个个个节点再扩展出节点再扩展出节点再扩展出7 7 78 8 8个节个节个节点。点。点。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.20中国科学院软件研究所中国科学院软件研究所Institute of Software,Chinese Academy of Sciences数字化部队数字化部队数字化部队数字化部队陆海空天陆海空天陆海空天陆海空天全球范围协同作

26、战全球范围协同作战全球范围协同作战全球范围协同作战Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.21中国科学院软件研究所中国科学院软件研究所Institute of Software,Chinese Academy of Sciences数字化部队数字化部队数字化部队数字化部队陆海空天陆海空天陆海空天陆海空天并行死锁的静态检测并行死锁的静态检测并行死锁的静态检测并行死锁的静态检测 海军要空军先出动干掉海军要空军先出动

27、干掉海军要空军先出动干掉敌海岸炮。敌海岸炮。敌海岸炮。空军要海军先出动干掉空军要海军先出动干掉空军要海军先出动干掉敌高射炮。敌高射炮。敌高射炮。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.22中国科学院软件研究所中国科学院软件研究所Institute of Software,Chinese Academy of Sciences谢谢 谢谢 ！Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.23