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做泛二程序突发奇想浅谈超级计算机
1、什么是超级计算机
超级计算机又称超级电脑,是一个非常高性能的大型计算机的。
在某些超级计算机中,硬件和软件是专门为特定计算而制作的,以实现超高速处理。这样的专用超级计算机不适合于其他目的,即不适合于通用操作。另外,在专用的超级计算机中,存在以下限制:除非预先准备输入值和格式,否则根本不能进行计算。
2、超级计算机与普通计算机区别
就超级计算机和普通计算机的组成而言,构成组件基本相同,但在性能和规模方面却有差异。一般来说,超级计算机的运算速度平均每秒万次以上,存贮容量在万位以上。
(1)高速运算能力不同
超级计算机能够执行一般个人电脑无法处理的大资料量与高速运算的电脑。个人计算机由硬件系统和软件系统组成,是一种能独立运行,完成特定功能的设备。
(2)规格与性能不同
超级计算机其基本组成组件与个人电脑的概念无太大差异,但规格与性能则强大许多,是一种超大型电子计算机。
(3)特点不同
超级计算机具有很强的计算和处理数据的能力,主要特点表现为高速度和大容量,配有多种外部和外围设备及丰富的、高功能的软件系统。个人计算机由硬件系统和软件系统组成,是一种能独立运行,完成特定功能的设备。
(4)运算速度不同
现有的超级计算机运算速度大都可以达到每秒一太(Trillion,万亿)次以上。个人计算机不需要共享其他计算机的处理、磁盘和打印机等资源也可以独立工作。从台式机(或称台式计算机、桌面电脑)、笔记本电脑到上网本和平板电脑以及超级本等都属于个人计算机的范畴。
把普通计算机的运算速度比做成人的走路速度,那么超级计算机就达到了火箭的速度。在这样的运算速度前提下,人们可以通过数值模拟来预测和解释以前无法实验的自然现象。
(5)作用不同
普通个人计算机,随着智能手机和平板的普及,绝大多数人可能已经更青睐那种触动手指即可完成的办公娱乐方式。最近无论是在国内还是在国外,都有不少“专家”认为在不久的某一天里传统PC会被更为便携的手机和平板所替代。
超级计算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。是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。
3、超级计算机的用途
在早期,它主要用于军事用途。
当前的超级计算机广泛用于需要高速计算和大规模计算的领域,例如:
(1)气候预测:借助超级计算机预测气候变化,从而减轻气候变化给人类带来的破坏。
(2)交通业:超级计算机可用来认识和改进汽车、飞机或轮船等交通工具的空气流体动力学、燃料消耗、结构设计、防撞性,并帮助提高乘坐者舒适度、减少噪音等,所有这些都具有潜在的经济和安全收益。
(3)生物信息学和计算生物学:生物学已经显示出巨大的计算需求,超级计算机将帮助寻找疾病治疗的革命性方法。
(4)社会健康与安全:比如,污染、灾难规划以及针对本地和国家基础设施进行的恐怖主义活动等。
(5)地震:对地震的模拟能帮助人类探索地震预测方法,从而减轻与地震相关的风险。
(6)地球物理探测和地球科学:比如石油的勘测问题,这类问题具有潜在和巨大的经济效益。
(7)天体物理学:模拟时间进程并加速这种模拟的进程,从而对天体的演变进行建模和理论试验。
(8)材料科学与计算纳米技术:对物质和能量的模拟是计算密集型的。
(9)人类/组织系统研究:比如对大量人口的行为进行模拟。
(10)模拟核试验:借助于超级计算机的强大而且快速的运算能力,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。