高性能计算之源起——科学计算的应用现状及发展思考 被引量：18

1

作者 金钟 陆忠华 +2 位作者 李会元 迟学斌 孙家昶 《中国科学院院刊》 CSSCI CSCD 北大核心 2019年第6期625-639,共15页

现代科学研究和工程技术中,高性能计算应用将建模、算法、软件研制和计算模拟融为一体,已成为高性能计算机实现在重大科学发现的前沿基础科学研究领域应用的必要纽带。文章从高性能计算机的发展趋势、不同科学计算应用对高性能计算机的... 现代科学研究和工程技术中,高性能计算应用将建模、算法、软件研制和计算模拟融为一体,已成为高性能计算机实现在重大科学发现的前沿基础科学研究领域应用的必要纽带。文章从高性能计算机的发展趋势、不同科学计算应用对高性能计算机的需求谈起,回顾和剖析了来自中国科学院多个学科的科学家协同通关,发挥学科深度交叉的优势,在'曙光1000'并行计算机上完成了多个应用软件并在天然DNA的整体电子结构理论计算、激光晶体材料(LBO)电子态理论分析及广义本征值并行计算等方面取得了令人瞩目的高水平成果的案例。多年来,中国科学院始终位列我国科学计算应用发展的前沿。在应用水平、计算规模及成果显示度均取得了长足进步的背景下,文章选取了大气科学、生命科学、高能物理、计算化学和材料科学等典型传统科学计算应用,从科学家的视角对它们的现状、领域发展促进及未来趋势作了介绍,以期能引发读者更深入的思考与关注。最后,提出了进一步发展我国科学计算的若干建议。 展开更多

关键词 科学计算 高性能计算机 高性能计算应用

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科学计算可视化及其在电力系统中的应用前景 被引量：46

2

作者 韩祯祥 吕捷 邱家驹 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 1996年第7期22-27,共6页

科学计算可视化是近年发展起来的计算机应用技术。它融合了图形学、图象处理、数据管理、计算机网络和其它相关领域技术，目的在于解决巨量数据的处理和信息的综合表示问题，提高信息的利用效率。电力系统是一个复杂的大系统，应用科学... 科学计算可视化是近年发展起来的计算机应用技术。它融合了图形学、图象处理、数据管理、计算机网络和其它相关领域技术，目的在于解决巨量数据的处理和信息的综合表示问题，提高信息的利用效率。电力系统是一个复杂的大系统，应用科学计算可视化将有助于电力系统的研究和发展。本文介绍了科学计算可视化的技术和应用状况，并结合电力系统中信息与数据的特点，提出了可视化技术在电力系统研究中应用的方式和设想。 展开更多

关键词 电力系统 计算机应用

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一个科学计算服务网格应用系统的设计与实现 被引量：3

3

作者 王彬 余华山 +1 位作者 李洪忠 许卓群 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2005年第8期1318-1321,共4页

为扩大计算能力的共享规模,并充分复用已有的计算程序,提出了一个SCS服务的概念.一个SCS服务把一个科学计算程序和它的宿主环境(计算节点)结合起来,构成了一个提供科学计算服务的基本单元.设计了一个网格应用系统(PCG系统)来管理SCS服务... 为扩大计算能力的共享规模,并充分复用已有的计算程序,提出了一个SCS服务的概念.一个SCS服务把一个科学计算程序和它的宿主环境(计算节点)结合起来,构成了一个提供科学计算服务的基本单元.设计了一个网格应用系统(PCG系统)来管理SCS服务.PCG系统是一个3层的架构,顶部是一个Web门户,中间是SCS服务管理器,网格中间件系统位于后端.SCS服务管理器是整个系统的核心部分,包含了四个模块:通讯模块(comm)、需求转换模块(UserRequirementsTranslator)、服务信息查询协商模块(ServiceQuery&Broker)和服务提交管理模块(ServiceHandler).基于GlobusToolkit作为中间件,PCG系统已经在北京大学校园网内跨越多个局域网进行了实现.在PCG系统上,已经成功地运行了若干个实际科学计算的实例. 展开更多

关键词 SCS服务 网格计算 网格应用 科学计算程序的复用

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网格计算的应用支持平台和运行环境分析 被引量：4

4

作者 陈萍 王彬 +1 位作者 徐国市 许卓群 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2004年第9期50-52,58,共4页

从软件技术的角度,采用多种分类方法,介绍支持科学计算在网格环境运行的主要难点和技术策略,并通过几个相对成熟的网格科学计算应用支持平台和运行环境研究项目探讨现阶段支持网格科学计算的可行方案和计划。

关键词 网格技术 科学计算 应用支持和运行支持

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科学计算资源网格服务化研究与实践 被引量：4

5

作者 王彬 余华山 +1 位作者 许卓群 丁文魁 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2004年第12期2128-2134,共7页

网格计算已经进入了以服务为中心的新阶段 ,共享的方式转为采用具有良好跨平台、互操作性的网格服务 针对科学计算资源 (主要是遗产型应用 )的网格服务化问题 ,进行了研究 ,提出了一个解决方案 :采用共同的抽象的调用接口来屏蔽各种各... 网格计算已经进入了以服务为中心的新阶段 ,共享的方式转为采用具有良好跨平台、互操作性的网格服务 针对科学计算资源 (主要是遗产型应用 )的网格服务化问题 ,进行了研究 ,提出了一个解决方案 :采用共同的抽象的调用接口来屏蔽各种各样科学计算应用接口 ;“按需”科学计算工厂解决了科学计算服务的管理与信息发布 ;统一的框架来监视计算的执行并进行运行时操纵 在设计方案的实现过程中 ,解决了底层包装和非阻塞调用问题 在原型实现的基础上 ,这个设计解决方案被成功地应用到了项目开发之中 展开更多

关键词 网格服务 网格化 遗产型应用 科学计算服务 “按需”工厂

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一种有限元科学计算可视化方法 被引量：6

6

作者 周伟 田红旗 高广军 《工程图学学报》 CSCD 北大核心 2010年第5期112-117,共6页

通过线性插值和关联网格追踪建立了有限元二维基本单元的等值线生成算法;建立了平面局部坐标和三维整体坐标的转换关系式,并结合分体为面的思想将二维单元可视化算法推广到三维空间;构建了结构变形图比例放大因子计算公式;以三维有限元... 通过线性插值和关联网格追踪建立了有限元二维基本单元的等值线生成算法;建立了平面局部坐标和三维整体坐标的转换关系式,并结合分体为面的思想将二维单元可视化算法推广到三维空间;构建了结构变形图比例放大因子计算公式;以三维有限元可视化算法构建了轴承座强度分析的等效应力云图和铁路货运罐车前六阶模态振型图。结果表明,该算法能够准确有效地描述有限元分析结果,具有工程应用价值。 展开更多

关键词 计算机应用 科学计算可视化 网格追踪 等值线 有限元

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科学计算应用程序单核指令级优化研究 被引量：4

7

作者 罗红兵 张晓霞 +1 位作者 王伟 武林平 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期1263-1269,共7页

尽管高性能计算机性能提升越来越快,但科学计算应用程序获得同步的性能提升是很困难的.提高科学计算应用程序的执行性能,需要依照高性能计算机体系结构的特点进行针对性的优化,其中单核指令级优化是科学计算应用程序性能优化的重要方面... 尽管高性能计算机性能提升越来越快,但科学计算应用程序获得同步的性能提升是很困难的.提高科学计算应用程序的执行性能,需要依照高性能计算机体系结构的特点进行针对性的优化,其中单核指令级优化是科学计算应用程序性能优化的重要方面之一.以基于JASMIN（J adaptive structured meshes applications infrastructure）框架实现的Euler程序为例,探讨了科学计算应用程序在Intel Xeon微处理器平台上的具体性能问题和指令级并行性能优化方法,并较大幅度地优化了Euler程序的单核性能.程序优化后,二维和三维两个物理模型计算的总运行时间比优化前减少了21％～34％,核心模块Gas1dapproxy的执行时间缩短了50％以上.性能优化实验表明：流水线效率已成为影响科学计算类实际应用程序计算效率的重要因素,需要通过降低计算语句的依赖度、减少长延迟计算数量等方法予以改进. 展开更多

关键词 性能分析 性能优化 XEON 指令级优化 科学计算程序

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浅议信息可视化基本原理与应用 被引量：14

8

作者 徐新萍 王晓民 +1 位作者 彭瑞云 王德文 《中国体视学与图像分析》 2007年第1期75-78,共4页

人类现处在信息爆炸的时代。对繁杂的抽象信息之间复杂关系的成功探索与逐渐揭示,促使了信息可视化这一崭新科学领域的出现。它综合了科学可视化、人机交互、数据挖掘、图像技术、图形学、认知科学等诸多学科的理论和方法。科学可视化... 人类现处在信息爆炸的时代。对繁杂的抽象信息之间复杂关系的成功探索与逐渐揭示,促使了信息可视化这一崭新科学领域的出现。它综合了科学可视化、人机交互、数据挖掘、图像技术、图形学、认知科学等诸多学科的理论和方法。科学可视化与信息可视化的区别在于,前者的研究对象主要是具有几何属性的科学数据,而后者则主要应用于没有几何属性的抽象信息,旨在揭示信息之间的关系和信息中隐藏的特征。本文对信息可视化的概念、特点、分类、应用等的研究现状作一综述。 展开更多

关键词 信息可视化 科学可视化 人机交互 数据挖掘 原理 应用 展望

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快速检测流场中涡核区域的角度函数法 被引量：6

9

作者 陈丽娜 杨冠杰 《工程图学学报》 CSCD 北大核心 2008年第1期146-149,共4页

在现有的流场涡核区域的众多检测方法中,大多计算比较复杂。提出了一种称为"角度函数"的方法来快速检测流场中的涡核区域。角度函数是把流场中与某样本点相关的矢量方向按照一定的规则进行转换而得到的函数,它的极小值点即为... 在现有的流场涡核区域的众多检测方法中,大多计算比较复杂。提出了一种称为"角度函数"的方法来快速检测流场中的涡核区域。角度函数是把流场中与某样本点相关的矢量方向按照一定的规则进行转换而得到的函数,它的极小值点即为涡核区域。给出了将此方法应用于具体的流场检测涡核区域的结果,并将几种不同的涡核区域检测方法进行了比较。 展开更多

关键词 计算机应用 涡核区域检测 角度函数法 科学可视化 旋涡

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GIS在地下水流模拟系统中应用研究 被引量：1

10

作者 常本春 陈锁忠 +1 位作者 陈玲 徐网谷 《水文》 CSCD 北大核心 2006年第2期43-47,共5页

本文在研究孔隙地下水流可视化模拟系统框架的基础上,较详细地阐明了基于GIS的孔隙地下水流模拟概念模型的构建、模型的时间与空间离散、计算参数的自动赋值、模型的可视化拟合、模拟结果的可视化表达等的技术路线与实现的具体方法,基... 本文在研究孔隙地下水流可视化模拟系统框架的基础上,较详细地阐明了基于GIS的孔隙地下水流模拟概念模型的构建、模型的时间与空间离散、计算参数的自动赋值、模型的可视化拟合、模拟结果的可视化表达等的技术路线与实现的具体方法,基本实现了GIS与孔隙地下水流模拟模型的紧密集成以及孔隙地下水流模拟过程的可视化,为其它类型的地下水流可视化模拟系统的研究与开发提供了一些探索性的思路。 展开更多

关键词 地理信息系统 地下水流模拟 科学计算 应用研究

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月球数据预处理工作流模型的构建及应用 被引量：1

11

作者 谭旭 刘建军 李春来 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期2007-2013,共7页

为了改善算法研究过度依赖软件开发的现状,在月球探测数据处理工作中引入了科学工作流技术。首先,提出了一个改进的工作流元模型。该模型基于数据流建立处理过程,扩展了数据模型和过程模型。然后,对扩展后的数据模型和过程模型进行了设... 为了改善算法研究过度依赖软件开发的现状,在月球探测数据处理工作中引入了科学工作流技术。首先,提出了一个改进的工作流元模型。该模型基于数据流建立处理过程,扩展了数据模型和过程模型。然后,对扩展后的数据模型和过程模型进行了设计:引入数据产品生成树,建立了数据之间的联系;对数据进行了封装和分层,便利了建模工作;基于有向无环图建立过程模型,特别是对于数学公式的描述,用语义建模替代图形化建模,降低了数学公式在有向无环图中建模的复杂性。最后,以嫦娥三号的数据预处理案例对模型进行了验证,结果表明该模型可以很好地解决探月工程数据预处理的灵活性问题。根据该模型研制的原型软件已在月球探测工程中得到了应用。 展开更多

关键词 计算机应用 科学工作流 嫦娥三号 数据预处理系统 工作流建模

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CCA技术的研究及其在地球动力学中的应用 被引量：1

12

作者 李姗姗 王群 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第22期212-214,共3页

大规模科学应用建模和模拟的特殊需求及其复杂性为科学家的研究带来了巨大的挑战。现今被广泛应用的组件技术不能应对这些问题。美国新近提出了一种适用于大规模科学领域的组件规范——CCA(Common Component Architecture),它将基于组... 大规模科学应用建模和模拟的特殊需求及其复杂性为科学家的研究带来了巨大的挑战。现今被广泛应用的组件技术不能应对这些问题。美国新近提出了一种适用于大规模科学领域的组件规范——CCA(Common Component Architecture),它将基于组件的软件开发方法引入到大规模科学领域中,能够很好地满足其特殊需求,解决建模和模拟过程中的复杂性。首先对CCA规范做了简要介绍,然后对基于CCA的框架进行深入分析,并通过实验证实了CCA的可行性。最后将CCA技术引入到地球动力学的研究中,更好地实现地球动力学模拟。 展开更多

关键词 大规模科学应用 高性能计算 CCA技术 地球动力学模拟

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高校计算机实验教学模式的探索与研究 被引量：5

13

作者 屈泳 曾苹 季春涛 《科技广场》 2005年第5期127-128,共2页

以高校计算机实验教学模式研究为思路,针对目前高校计算机实验教学中普遍存在的管理、维护及教学中的常见问题,提出了“以人为本、动态均衡”的“现代化实时管理模式”的观点及具体意见。

关键词 计算机应用 教学实验 科学管理 资源共享

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基于多特征融合的科学仪器工作状态检测方法

14

作者 商飞 马骏骁 +2 位作者 姚立 田地 邱春玲 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期545-548,共4页

针对单一特征量状态检测的非鲁棒性,提出一种应用多特征融合技术的科学仪器工作状态检测方法。建立了条件约束方程组对基于圆内接直角三角形的圆检测算法加以改进。提出串并联混合结构模型,采用各特征量的模糊置信度作为模型输入,依据... 针对单一特征量状态检测的非鲁棒性,提出一种应用多特征融合技术的科学仪器工作状态检测方法。建立了条件约束方程组对基于圆内接直角三角形的圆检测算法加以改进。提出串并联混合结构模型,采用各特征量的模糊置信度作为模型输入,依据全局融合中心得出的综合置信度,决策出科学仪器工作状态指示灯的指示状态。EMX-SM7型电子探针的应用实验表明,该方法可以在多变的环境中准确可靠地完成在线检测任务。 展开更多

关键词 计算机应用 多特征融合 计算机视觉 仪器状态检测 科学仪器

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数学实验课实践与研究 被引量：3

15

作者 徐安农 《桂林电子工业学院学报》 2004年第2期94-96,共3页

由于计算机技术和数学软件技术的飞速发展,引起了数学研究和数学教学的重大变化,数学实验课就是适应新的计算机时代的一门全新的课程。设立数学实验对培养学生的数学建模能力和科学计算能力将起十分重要的作用。在近年来教学实践的基础... 由于计算机技术和数学软件技术的飞速发展,引起了数学研究和数学教学的重大变化,数学实验课就是适应新的计算机时代的一门全新的课程。设立数学实验对培养学生的数学建模能力和科学计算能力将起十分重要的作用。在近年来教学实践的基础上对这门课程的目的、意义和作用做了明确的阐述,并对课程的内容和教法做了深入的讨论研究,建议数学实验课应该建设成为一门大学数学的技术基础课。 展开更多

关键词 数学 实验课 计算机 软件技术 建模能力 大学

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基于CAD二次开发的温度分布可视化研究

16

作者 吴志庭 林大钧 +1 位作者 刘小羊 郑鹏飞 《煤炭工程》 北大核心 2010年第6期92-94,共3页

颜色可以作为增强科学可视化的技术之一,颜色的运用往往能够使表达变的更容易。论文分析了空心球简单模型的温度分布规律,通过制作比色卡建立温度与颜色的一一对应关系,然后用颜色曲面直观体现空心球各部分的温度分布情况,并将该方法运... 颜色可以作为增强科学可视化的技术之一,颜色的运用往往能够使表达变的更容易。论文分析了空心球简单模型的温度分布规律,通过制作比色卡建立温度与颜色的一一对应关系,然后用颜色曲面直观体现空心球各部分的温度分布情况,并将该方法运用于冷坩埚温度场的可视化中。研究表明在AutoCAD中用AutoLISP语言编程实现用比色卡和颜色曲面来更直观体现物体各部分的温度分布情况是可行的。 展开更多

关键词 计算机应用 科学可视化 冷坩埚 温度场 比色卡 颜色曲面

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基于科学思维的应用型高校《计算机网络》课程教学改革研究 被引量：2

17

作者 李贤阳 《现代计算机》 2015年第12期41-45,共5页

针对《计算机网络》课程传统教学中存在的问题进行分析,阐述基于科学思维的《计算机网络》课程教学改革的新思路,提出基于科学思维的应用型高校《计算机网络》课程教学法,即将科学思维方法贯穿于整个课程教学中,将知识学习与科学思维能... 针对《计算机网络》课程传统教学中存在的问题进行分析,阐述基于科学思维的《计算机网络》课程教学改革的新思路,提出基于科学思维的应用型高校《计算机网络》课程教学法,即将科学思维方法贯穿于整个课程教学中,将知识学习与科学思维能力培养相结合,促进学生分析问题、解决问题、动手实践及认知创新等能力的提高,使学生成为合格的应用型人才。 展开更多

关键词 科学思维 应用型高校 计算机网络 教学改革 教学设计

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计算机应用中科学管理与维护 被引量：1

18

作者 贾燕 《计算机光盘软件与应用》 2011年第13期139-139,共1页

目前计算机的应用已经渗透到了我们日常的生活和各行各业的工作当中，成为大家不可或缺的科学工具，大家的工作和生活已经越来越离不开计算机了。因此，要把科学的管理和维护融入到计算机的应用当中，不仅能使应用效率得到提高，保护文... 目前计算机的应用已经渗透到了我们日常的生活和各行各业的工作当中，成为大家不可或缺的科学工具，大家的工作和生活已经越来越离不开计算机了。因此，要把科学的管理和维护融入到计算机的应用当中，不仅能使应用效率得到提高，保护文件和数据的安全性，也能提高工作效率，延长机器的寿命。 展开更多

关键词 计算机应用 科学管理 维护

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走产学研之路 育应用型人才

19

作者 郁汉琪 葛红宇 眭法川 《电气电子教学学报》 2003年第6期30-32,共3页

结合学校“数控技术应用”专业教学改革之经验 ,从培养应用型人才角度出发 ,阐述了产学研相结合培养人才的根本。

关键词 应用型人才 教学改革 人才培养 数控技术应用

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科学计算应用与流处理器 被引量：1

20

作者 张英 李根 +4 位作者 庞征斌 李永进 张俊 夏军 杨学军 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2009年第8期73-76,81,共5页

研究科学计算应用在流处理器上的适用性已成为当前研究热点之一。本文首先分析了流处理器处理科学计算应用的优势以及在流处理器上开发科学计算面临的重大挑战;然后针对不同类型的科学计算应用给出了将科学计算应用映射到流处理器上的... 研究科学计算应用在流处理器上的适用性已成为当前研究热点之一。本文首先分析了流处理器处理科学计算应用的优势以及在流处理器上开发科学计算面临的重大挑战;然后针对不同类型的科学计算应用给出了将科学计算应用映射到流处理器上的关键与优化方法;最后将八种具有不同性能特征的典型科学计算应用映射到流处理器上,并比较和分析这些流程序在时钟精确模拟器运行性能和在处理科学计算应用的相应Fortran程序在主流Itanium 2处理器上的运行性能。实验结果表明,流处理器能有效处理科学计算应用。 展开更多

关键词 流处理器 科学计算应用 流 SRF

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