Question

计算机业的现状与发展前景

Answer 1

一、引言nbsp;21世纪将是高度信息化的世纪,21世纪将是计算机化的世纪。在计算机大家族中,超级巨型计算机(或超级计算机)是计算技术发展的顶峰,它集中了现代高科技之精华,因而国际上公认超级计算机技术及其超级计算机产品是一个国家综合国力的象征。行家们认为,在21世纪超级计算机将是决定谁能在经济和科学技术上居于领先地位的关键因素。美国国防部曾声称“超级计算机是计算技术的顶峰,如果超级计算机的研究与开发落后于外国,国家安全将受到威胁。“美、日以及西欧各国围绕超级计算机,即万亿次量级的超级巨型计算机,已开展激烈的争夺战,都想捷足先登,先发制人。为此,他们各施高招组织人力、物力、财力,制订了发展超级计算机的五年或十年计划。美国政府制订了“超级计算机与通信“(HPCamp;C)的发展计划,美国国防部也把超级计算列为“21世纪科研关键技术“之一,仅此一项,投资就达17亿美元。为了保证在1995～2000年分别研制成功万亿次和百万亿次量级的高性能超级巨型计算机,美国国防部还准备拨款21亿美元以支持此项研究任务的按期完成。如果此项计划得以圆满完成,将使美国今后十年的国民经济总产值增加2000～3000亿美元。nbsp;日本也不甘落后,他们对美国发展万亿次量级的巨型机极为关注,计算机业界反应十分强烈,积极主张动用三倍于美国的巨额投资,集中人力、物力、财力,开展高技术基础的设施建设(包括10个巨型机中心)。日本政府依据知识阶层与计算机业界的强烈呼声,于1992年制订了国家直接领导、统一指挥,组织政府相关部门、计算机界厂商、高等学府联合研究、成果共享、全面开发的国策,并把大规模并行计算机列为国家90年代的重点发展项目。nbsp;日本政府依据此国策,制订了为期十年的“真实世界计算机计划“(简称RWC计划),其中有两项是发展万亿次量级超级巨型计算机的计划。日本计算机业界则雄心勃勃,企图从美国人的手中抢占巨型机霸主的世界领导权。nbsp;西欧对于并行处理技术的研究以及并行机产品的研制也已有良好的基础,特别是德、英、法对发展并行机系统十分重视,并于1991年制订了“TeraFlop计划“(即研制万亿次量级的大规模并行计算机),旨在5年内推出万亿次量级的超级巨型计算机。nbsp;近五年来的实践表明,要实现万亿次量级超级巨型机,非并行机型莫属,即唯有大规模并行处理机才能胜任。传统向量多处理系统是不行的,这是因为单个CPU的速度总会受到物理极限的制约,其性能总是有限的,即使采用多处理机结构形式,因其紧耦合势必制约了微处理器的数量,最终导致系统性能有限而无法攻克万亿、百万亿次量级的难关。因此,只有并行机才能担负攀登万亿次量级的大关,挑起计算机业界的历史使命。nbsp;二、并行机领域的热点与发展动向nbsp;1.向量处理机高度并行化模式的兴起nbsp;近年来,美、日两国的许多著名巨型机厂商,兴起了传统向量巨型机技术和大规模并行处理(MPP)技术相结合的综合性处理技术,以提高系统的性能。向量处理机高度并行化,既能保持同以往传统向量巨型机软件的兼容性,又能大幅度提高系统运算速度。例如,Craynbsp;Research公司的CRAY-YMP系列、日本富士通公司研制的VPP500等。nbsp;业界人士极为关注这一模式,而且引发了一些产品转向这一模式,增加了并行机产品的类型、档次与数量,从而扩大了并行领域的竞争者,加大了竞争力度。nbsp;2.Unix操作系统将统一标准nbsp;1995年9月,以美国IBM和HP为首,联合欧洲、日本等全球50多家著名电脑厂商结成同盟,共同商定Unix操作系统的标准。nbsp;Unix操作系统的诸多版本已广泛应用于巨型机、工作站甚至台式机。目前,Unix系统主要版本已超过25种,从而使编程人员的工作非常繁杂,因他们首先必须弄清楚是为哪种平台编制软件。nbsp;Unix操作系统标准统一后,新一代Unix将适用于64位微处理器,比现行的32位微处理器功能更强大,方便于各档次主机用户。nbsp;3.美、日政府重新定义巨型机nbsp;具有何种等级性能的计算机才能称之为巨型计算机?美、日政府为此曾几次修改其定义,这是因为计算机性能这几年大幅度提高。经美、日商定,从1995年4月1日起,将巨型计算机的性能定义为5Gflops(即每秒50亿次浮点运算),而1990年至1995年3月定义为300MFlops,nbsp;1990年以前定义为100Mflops。nbsp;美、日政府修改巨型机定义的主要目的是方便政府采

Answer 2

一、引言
21世纪将是高度信息化的世纪,21世纪将是计算机化的世纪。在计算机大家族中,超级巨型计算机(或超级计算机)是计算技术发展的顶峰,它集中了现代高科技之精华,因而国际上公认超级计算机技术及其超级计算机产品是一个国家综合国力的象征。行家们认为,在21世纪超级计算机将是决定谁能在经济和科学技术上居于领先地位的关键因素。美国国防部曾声称"超级计算机是计算技术的顶峰,如果超级计算机的研究与开发落后于外国,国家安全将受到威胁。"美、日以及西欧各国围绕超级计算机,即万亿次量级的超级巨型计算机,已开展激烈的争夺战,都想捷足先登,先发制人。为此,他们各施高招组织人力、物力、财力,制订了发展超级计算机的五年或十年计划。美国政府制订了"超级计算机与通信"(HPC&C)的发展计划,美国国防部也把超级计算列为"21世纪科研关键技术"之一,仅此一项,投资就达17亿美元。为了保证在1995～2000年分别研制成功万亿次和百万亿次量级的高性能超级巨型计算机,美国国防部还准备拨款21亿美元以支持此项研究任务的按期完成。如果此项计划得以圆满完成,将使美国今后十年的国民经济总产值增加2000～3000亿美元。
日本也不甘落后,他们对美国发展万亿次量级的巨型机极为关注,计算机业界反应十分强烈,积极主张动用三倍于美国的巨额投资,集中人力、物力、财力,开展高技术基础的设施建设(包括10个巨型机中心)。日本政府依据知识阶层与计算机业界的强烈呼声,于1992年制订了国家直接领导、统一指挥,组织政府相关部门、计算机界厂商、高等学府联合研究、成果共享、全面开发的国策,并把大规模并行计算机列为国家90年代的重点发展项目。
日本政府依据此国策,制订了为期十年的"真实世界计算机计划"(简称RWC计划),其中有两项是发展万亿次量级超级巨型计算机的计划。日本计算机业界则雄心勃勃,企图从美国人的手中抢占巨型机霸主的世界领导权。
西欧对于并行处理技术的研究以及并行机产品的研制也已有良好的基础,特别是德、英、法对发展并行机系统十分重视,并于1991年制订了"TeraFlop计划"(即研制万亿次量级的大规模并行计算机),旨在5年内推出万亿次量级的超级巨型计算机。
近五年来的实践表明,要实现万亿次量级超级巨型机,非并行机型莫属,即唯有大规模并行处理机才能胜任。传统向量多处理系统是不行的,这是因为单个CPU的速度总会受到物理极限的制约,其性能总是有限的,即使采用多处理机结构形式,因其紧耦合势必制约了微处理器的数量,最终导致系统性能有限而无法攻克万亿、百万亿次量级的难关。因此,只有并行机才能担负攀登万亿次量级的大关,挑起计算机业界的历史使命。
二、并行机领域的热点与发展动向
1.向量处理机高度并行化模式的兴起
近年来,美、日两国的许多著名巨型机厂商,兴起了传统向量巨型机技术和大规模并行处理(MPP)技术相结合的综合性处理技术,以提高系统的性能。向量处理机高度并行化,既能保持同以往传统向量巨型机软件的兼容性,又能大幅度提高系统运算速度。例如,Cray
Research公司的CRAY-YMP系列、日本富士通公司研制的VPP500等。
业界人士极为关注这一模式,而且引发了一些产品转向这一模式,增加了并行机产品的类型、档次与数量,从而扩大了并行领域的竞争者,加大了竞争力度。
2.Unix操作系统将统一标准
1995年9月,以美国IBM和HP为首,联合欧洲、日本等全球50多家著名电脑厂商结成同盟,共同商定Unix操作系统的标准。
Unix操作系统的诸多版本已广泛应用于巨型机、工作站甚至台式机。目前,Unix系统主要版本已超过25种,从而使编程人员的工作非常繁杂,因他们首先必须弄清楚是为哪种平台编制软件。
Unix操作系统标准统一后,新一代Unix将适用于64位微处理器,比现行的32位微处理器功能更强大,方便于各档次主机用户。
3.美、日政府重新定义巨型机
具有何种等级性能的计算机才能称之为巨型计算机?美、日政府为此曾几次修改其定义,这是因为计算机性能这几年大幅度提高。经美、日商定,从1995年4月1日起,将巨型计算机的性能定义为5Gflops(即每秒50亿次浮点运算),而1990年至1995年3月定义为300MFlops,
1990年以前定义为100Mflops。
美、日政府修改巨型机定义的主要目的是方便政府采购时的公开招标和简化手续。
4.万亿次量级CRAY-T3E系统已有主
CRAY
Research公司于1995年初接受美国国防部下层"高级研究计划署"(Advanced
Research
Projects
Agency)的订货,为其研制高性能超级并行机系统CRAY-T3E,其最高性能可达每秒1.2万亿次浮点运算。T3E系统的PE板的微处理器是采用DEC公司最新产品DEC
21164(DEC
Alpha
EV5),体系结构为MIMD与SIMD,32位和64位,时钟频率为300MHz,冷却采用液冷和空冷。
5.Intel将拥有万亿次量级MPP系统
Intel公司已接受美国能源部的订货,为其建造一台优于目前最高性能的新型超大规模并行计算机系统。该系统将采用9000多个Intel生产的Petinum
Pro(P6)微处理器,其峰值性能达到每秒1.8万亿次浮点运算。系统主存容量为262GB,产品合同规定于1996年底以前交付用户使用。该设备将安置于墨西哥州的阿可奇市的圣地亚国家实验室内。
美能源部部长助理维克多·雷斯说:"克林顿总统已许诺要结束地下核实验。这样,计算机模拟就成为确保美国核威慑力量的安全性、可靠性和有效性的主要手段,我们即将执行一项十年计划,利用高性能的超级计算机技术,以实现国家安全目标。"
这台万亿次量级的计算机,可使美国能源部的各项重要应用项目的运算速度提高十倍。
6.日本研制万亿次量级的超级计算机
东京大学、京都大学等全日本18所大学的30多名研究人员,经过三年的前期研究,已取得丰厚的成果,并已在1995年开始着手研制每秒万亿次运算性能的超并行计算机———JUMP-1。
研究重点:微处理器网络化的处理器的结构,尽可能地利用流水线方式向量巨型机的应用软件。从1996年起,把重点研究领域转向超并行机和通信的结合问题。
JUMP-1系统将配置512个Sun公司生产的Super
SPARC
CPU芯片,至多可配置16000个。该系统由128个集群处理器组成,每一个集群处理器包括4个Super
SPARC、2个64MB存储器、智
除JUMP系统以外,日本研制巨型机的著名厂商还加紧向研制万亿次量级的超级巨型机进军。富士通在VPP500的基础上,继续采用向量技术和并行处理技术相结合的综合性技术。系统将由1000个处理器构成,旨在完成万亿次运算。NEC公司计划于1996年推出万亿次量级超级巨型计算机,系统将由512个微处理器组成(单个微处理器峰值达2Gflops)。日立公司也不甘落后,也计划于1996年推出万亿次量级超级巨型机,该系统将采用三维交叉开关连接2000～4000个微处理器。
7.Alpha
21164实现10亿次量级大关
1994年9月20日,DEC公司宣布推出其新产品一代骄子———21164高速微处理器芯片,其性能达到每秒10亿次指令大关,震动了整个计算机业界。21164微处理器芯片集成了930万个晶体管,钟频高达300MHz,在业界率先突破了Bips级大关。21164的问世,表明64位体系结构技术正走向成熟,市场潜力也正在逐步释放出来。CRAY
Research公司行将推出的万亿次量级超级巨型计算机CRAY-T3E,确定采用DEC公司生产的21164芯片,这就是对21164芯片潜能的有力佐证。
8.中国自行研制的曙光1000并行机
我国自行研制的具有世界一流水准的曙光1000大规模并行计算机系统已于1995年5月通过了国家级鉴定。系统峰值速度可达每秒25亿次,实际上每秒运算速度超过10亿次浮点运算,内存容量1024MB。曙光1000采用多项90年代国际上最新并行处理技术,特别是蛀洞路由器芯片和并行优化编译器堪称世界先进技术。
大规模并行处理技术是一个国家综合国力的集中体现,曙光1000的研制成功标志着我国并行处理技术迈入世界先进行列。
曙光1000并行计算机可广泛应用于气象预报、石油勘探与地震数据处理及科研工程等领域。
9.西欧的并行机
1995年春,日本先进科技研究所向德国Parsytec计算机公司购置一台Gc/Power-plus并行机,该系统是由128个Motorola、IBM、Apple三家公司联合研制的Power
PC微处理器组成,性能达到每秒100亿次浮点运算。
日本向德国进口并行机产品一事,说明了欧洲并行技术正趋于成熟,其产品正在走向国际并行机市场,并将同美、日诸多并行机厂商展开有力的竞争。
10.并行机的市场走向
传统的向量巨型机市场将逐步被大规模并行机(MPP)以及基于RISC的对称多处理机(SMP)所取代,因而今后传统向量巨型机的市场将进一步滑落,但因种种历史缘由,在近几年内,传统向量机与并行机仍将共存互补。
MPP已达到技术发展的成熟时期,并已进入优胜劣汰的阶段,TMC(思维机器公司)等公司的破产印证了这一点。目前,MPP产品市场已出现供大于求,在过去一两年内,MPP厂商没有几家能获盈利。IDC(国际数据公司)预计,MPP厂商将会在商业领域里寻找到用户,并且应减少在技术领域里的注意力。在MPP产品结构方面,以中档产品为主,在此领域里将会增长12%～24%,而传统向量巨型机将滑落1.3%。IDC还认为在未来的几年里,由于并行市场疲软,加之不断有新的厂商加入这一市场竞争,从而进一步加剧了市场竞争,遂使并行机市场竞争趋于白热化。因此,一些实力不强的厂商将被迫退出市场。例如,TMC公司破产后,弃硬从软,将从事并行处理系统应用软件的开发。
11.计算机体系结构面临重大变革
随着计算技术的迅速发展,传统的冯·诺伊曼计算机结构将面临诸多重大变革,内容如下
(1)理想的并行计算机模型
模型提供并行硬件与并行软件之间的高效率接口,以最大限度地支持高性能。
(2)万亿次量级高性能并行处理系统
为实现万亿次量级高性能并行处理机需要解决单个处理器效率、可扩展的并行处理节点、友好的I/O子系统,以及统一的地址空间、存储器带宽和访问时间,并进一步提高性能价格比等技术问题。
(3)未来计算机的发展趋势
将向着高度复杂化、集成化,走大规模,并行化的道路。
(4)与计算机发展相关的领域
·重点革新硬件体系结构、封装工艺及设备技术;
·开发与处理器功能相匹配的高性能外部设备;
·在网络中,优化集中式通信的信息处理,满足实时要求,解决可靠性与容错性问题;
·进一步更新编程模型与环境。
三、并行机的发展前景
随着科学技术的不断进步与发展,人们迫切需要一种高性能的,即运算速度达到万亿次、百万亿次甚至于更高的超级计算机,以此解决诸如气象模拟、流体湍流分析、污染分析、人类染色体、半导体模拟、视学科学、认知科学、燃烧系统、海洋环境以及核试验模拟等一类的问题。具体的例子有,美国宇航局艾姆斯研究中心希望提供一台拥有每秒百万亿次浮点运算能力的超级计算机,美能源部希望在2000年时为他提供10万亿次量级超级计算机。这些用户的要求,只有靠规模并行处理技术去实现,只有大规模并行机才能胜任。
尽管在1994年末,1995年初,在并行机领域里曾出现TMC等几家公司的破产、倒闭,但这恰好表明,MPP系统进入优胜劣汰的成熟时期。CRAY
Research公司的1.2万亿次CRAY-T3E、Intel公司的1.8万亿次MPP系统已分别被美国防部、能源部订购,并将于年内交货。此外,美、日、西欧等国一大批并行机制造商推出的中、低档的并行机系统,正源源不断地涌入世界巨型机市场,并在各个领域(特别是正在向商业领域发展)得到越来越多的用户的支持。
当前,世界上凡是有能力研制巨型机的厂商,已大多转向研制并行机或者是研制向量技术与并行技术相结合的向量处理机高度并行化的系统,如VPP500等。总之,超级巨型机系统结构离不开并行处理技术,并行机将逐步取代传统型向量机。大规模并行处理机正值年富力强的壮年时期,技术上已趋于成熟,因而有条件、有基础、有能力担负起攀登万亿次、百万亿次,甚至于更高量级超级计算机的历史使命。万亿次量级的超级计算机有望在今年年内问世。
诚然,并行机在今后的发展史上,在前进的历程中,还会有许多诸如应用软件不丰富,运算效率不高,高档次代表MPP风格的大系统实际用户还很少等等现实问题。尽管如此,但决不会影响并行处理技术的进一步发展。因而,并行处理技术及其产品大规模并行机系统的竞争是激烈的,前途是光明的,攀登万亿次量级超级计算机的历史使命是能够如期完成的。

Answer 3

一、引言
21世纪将是高度信息化的世纪,21世纪将是计算机化的世纪。在计算机大家族中,超级巨型计算机(或超级计算机)是计算技术发展的顶峰,它集中了现代高科技之精华,因而国际上公认超级计算机技术及其超级计算机产品是一个国家综合国力的象征。行家们认为,在21世纪超级计算机将是决定谁能在经济和科学技术上居于领先地位的关键因素。美国国防部曾声称"超级计算机是计算技术的顶峰,如果超级计算机的研究与开发落后于外国,国家安全将受到威胁。"美、日以及西欧各国围绕超级计算机,即万亿次量级的超级巨型计算机,已开展激烈的争夺战,都想捷足先登,先发制人。为此,他们各施高招组织人力、物力、财力,制订了发展超级计算机的五年或十年计划。美国政府制订了"超级计算机与通信"(HPC&C)的发展计划,美国国防部也把超级计算列为"21世纪科研关键技术"之一,仅此一项,投资就达17亿美元。为了保证在1995～2000年分别研制成功万亿次和百万亿次量级的高性能超级巨型计算机,美国国防部还准备拨款21亿美元以支持此项研究任务的按期完成。如果此项计划得以圆满完成,将使美国今后十年的国民经济总产值增加2000～3000亿美元。
日本也不甘落后,他们对美国发展万亿次量级的巨型机极为关注,计算机业界反应十分强烈,积极主张动用三倍于美国的巨额投资,集中人力、物力、财力,开展高技术基础的设施建设(包括10个巨型机中心)。日本政府依据知识阶层与计算机业界的强烈呼声,于1992年制订了国家直接领导、统一指挥,组织政府相关部门、计算机界厂商、高等学府联合研究、成果共享、全面开发的国策,并把大规模并行计算机列为国家90年代的重点发展项目。
日本政府依据此国策,制订了为期十年的"真实世界计算机计划"(简称RWC计划),其中有两项是发展万亿次量级超级巨型计算机的计划。日本计算机业界则雄心勃勃,企图从美国人的手中抢占巨型机霸主的世界领导权。
西欧对于并行处理技术的研究以及并行机产品的研制也已有良好的基础,特别是德、英、法对发展并行机系统十分重视,并于1991年制订了"TeraFlop计划"(即研制万亿次量级的大规模并行计算机),旨在5年内推出万亿次量级的超级巨型计算机。
近五年来的实践表明,要实现万亿次量级超级巨型机,非并行机型莫属,即唯有大规模并行处理机才能胜任。传统向量多处理系统是不行的,这是因为单个CPU的速度总会受到物理极限的制约,其性能总是有限的,即使采用多处理机结构形式,因其紧耦合势必制约了微处理器的数量,最终导致系统性能有限而无法攻克万亿、百万亿次量级的难关。因此,只有并行机才能担负攀登万亿次量级的大关,挑起计算机业界的历史使命。
二、并行机领域的热点与发展动向
1.向量处理机高度并行化模式的兴起
近年来,美、日两国的许多著名巨型机厂商,兴起了传统向量巨型机技术和大规模并行处理(MPP)技术相结合的综合性处理技术,以提高系统的性能。向量处理机高度并行化,既能保持同以往传统向量巨型机软件的兼容性,又能大幅度提高系统运算速度。例如,Cray
Research公司的CRAY-YMP系列、日本富士通公司研制的VPP500等。
业界人士极为关注这一模式,而且引发了一些产品转向这一模式,增加了并行机产品的类型、档次与数量,从而扩大了并行领域的竞争者,加大了竞争力度。
2.Unix操作系统将统一标准
1995年9月,以美国IBM和HP为首,联合欧洲、日本等全球50多家著名电脑厂商结成同盟,共同商定Unix操作系统的标准。
Unix操作系统的诸多版本已广泛应用于巨型机、工作站甚至台式机。目前,Unix系统主要版本已超过25种,从而使编程人员的工作非常繁杂,因他们首先必须弄清楚是为哪种平台编制软件。
Unix操作系统标准统一后,新一代Unix将适用于64位微处理器,比现行的32位微处理器功能更强大,方便于各档次主机用户。
3.美、日政府重新定义巨型机
具有何种等级性能的计算机才能称之为巨型计算机?美、日政府为此曾几次修改其定义,这是因为计算机性能这几年大幅度提高。经美、日商定,从1995年4月1日起,将巨型计算机的性能定义为5Gflops(即每秒50亿次浮点运算),而1990年至1995年3月定义为300MFlops,
1990年以前定义为100Mflops。
美、日政府修改巨型机定义的主要目的是方便政府采购时的公开招标和简化手续。
4.万亿次量级CRAY-T3E系统已有主
CRAY
Research公司于1995年初接受美国国防部下层"高级研究计划署"(Advanced
Research
Projects
Agency)的订货,为其研制高性能超级并行机系统CRAY-T3E,其最高性能可达每秒1.2万亿次浮点运算。T3E系统的PE板的微处理器是采用DEC公司最新产品DEC
21164(DEC
Alpha
EV5),体系结构为MIMD与SIMD,32位和64位,时钟频率为300MHz,冷却采用液冷和空冷。
5.Intel将拥有万亿次量级MPP系统
Intel公司已接受美国能源部的订货,为其建造一台优于目前最高性能的新型超大规模并行计算机系统。该系统将采用9000多个Intel生产的Petinum
Pro(P6)微处理器,其峰值性能达到每秒1.8万亿次浮点运算。系统主存容量为262GB,产品合同规定于1996年底以前交付用户使用。该设备将安置于墨西哥州的阿可奇市的圣地亚国家实验室内。
美能源部部长助理维克多·雷斯说:"克林顿总统已许诺要结束地下核实验。这样,计算机模拟就成为确保美国核威慑力量的安全性、可靠性和有效性的主要手段,我们即将执行一项十年计划,利用高性能的超级计算机技术,以实现国家安全目标。"
这台万亿次量级的计算机,可使美国能源部的各项重要应用项目的运算速度提高十倍。
6.日本研制万亿次量级的超级计算机
东京大学、京都大学等全日本18所大学的30多名研究人员,经过三年的前期研究,已取得丰厚的成果,并已在1995年开始着手研制每秒万亿次运算性能的超并行计算机———JUMP-1。
研究重点:微处理器网络化的处理器的结构,尽可能地利用流水线方式向量巨型机的应用软件。从1996年起,把重点研究领域转向超并行机和通信的结合问题。
JUMP-1系统将配置512个Sun公司生产的Super
SPARC
CPU芯片,至多可配置16000个。该系统由128个集群处理器组成,每一个集群处理器包括4个Super
SPARC、2个64MB存储器、智
除JUMP系统以外,日本研制巨型机的著名厂商还加紧向研制万亿次量级的超级巨型机进军。富士通在VPP500的基础上,继续采用向量技术和并行处理技术相结合的综合性技术。系统将由1000个处理器构成,旨在完成万亿次运算。NEC公司计划于1996年推出万亿次量级超级巨型计算机,系统将由512个微处理器组成(单个微处理器峰值达2Gflops)。日立公司也不甘落后,也计划于1996年推出万亿次量级超级巨型机,该系统将采用三维交叉开关连接2000～4000个微处理器。
7.Alpha
21164实现10亿次量级大关
1994年9月20日,DEC公司宣布推出其新产品一代骄子———21164高速微处理器芯片,其性能达到每秒10亿次指令大关,震动了整个计算机业界。21164微处理器芯片集成了930万个晶体管,钟频高达300MHz,在业界率先突破了Bips级大关。21164的问世,表明64位体系结构技术正走向成熟,市场潜力也正在逐步释放出来。CRAY
Research公司行将推出的万亿次量级超级巨型计算机CRAY-T3E,确定采用DEC公司生产的21164芯片,这就是对21164芯片潜能的有力佐证。
8.中国自行研制的曙光1000并行机
我国自行研制的具有世界一流水准的曙光1000大规模并行计算机系统已于1995年5月通过了国家级鉴定。系统峰值速度可达每秒25亿次,实际上每秒运算速度超过10亿次浮点运算,内存容量1024MB。曙光1000采用多项90年代国际上最新并行处理技术,特别是蛀洞路由器芯片和并行优化编译器堪称世界先进技术。
大规模并行处理技术是一个国家综合国力的集中体现,曙光1000的研制成功标志着我国并行处理技术迈入世界先进行列。
曙光1000并行计算机可广泛应用于气象预报、石油勘探与地震数据处理及科研工程等领域。
9.西欧的并行机
1995年春,日本先进科技研究所向德国Parsytec计算机公司购置一台Gc/Power-plus并行机,该系统是由128个Motorola、IBM、Apple三家公司联合研制的Power
PC微处理器组成,性能达到每秒100亿次浮点运算。
日本向德国进口并行机产品一事,说明了欧洲并行技术正趋于成熟,其产品正在走向国际并行机市场,并将同美、日诸多并行机厂商展开有力的竞争。
10.并行机的市场走向
传统的向量巨型机市场将逐步被大规模并行机(MPP)以及基于RISC的对称多处理机(SMP)所取代,因而今后传统向量巨型机的市场将进一步滑落,但因种种历史缘由,在近几年内,传统向量机与并行机仍将共存互补。
MPP已达到技术发展的成熟时期,并已进入优胜劣汰的阶段,TMC(思维机器公司)等公司的破产印证了这一点。目前,MPP产品市场已出现供大于求,在过去一两年内,MPP厂商没有几家能获盈利。IDC(国际数据公司)预计,MPP厂商将会在商业领域里寻找到用户,并且应减少在技术领域里的注意力。在MPP产品结构方面,以中档产品为主,在此领域里将会增长12%～24%,而传统向量巨型机将滑落1.3%。IDC还认为在未来的几年里,由于并行市场疲软,加之不断有新的厂商加入这一市场竞争,从而进一步加剧了市场竞争,遂使并行机市场竞争趋于白热化。因此,一些实力不强的厂商将被迫退出市场。例如,TMC公司破产后,弃硬从软,将从事并行处理系统应用软件的开发。
11.计算机体系结构面临重大变革
随着计算技术的迅速发展,传统的冯·诺伊曼计算机结构将面临诸多重大变革,内容如下
(1)理想的并行计算机模型
模型提供并行硬件与并行软件之间的高效率接口,以最大限度地支持高性能。
(2)万亿次量级高性能并行处理系统
为实现万亿次量级高性能并行处理机需要解决单个处理器效率、可扩展的并行处理节点、友好的I/O子系统,以及统一的地址空间、存储器带宽和访问时间,并进一步提高性能价格比等技术问题。
(3)未来计算机的发展趋势
将向着高度复杂化、集成化,走大规模,并行化的道路。
(4)与计算机发展相关的领域
·重点革新硬件体系结构、封装工艺及设备技术;
·开发与处理器功能相匹配的高性能外部设备;
·在网络中,优化集中式通信的信息处理,满足实时要求,解决可靠性与容错性问题;
·进一步更新编程模型与环境。
三、并行机的发展前景
随着科学技术的不断进步与发展,人们迫切需要一种高性能的,即运算速度达到万亿次、百万亿次甚至于更高的超级计算机,以此解决诸如气象模拟、流体湍流分析、污染分析、人类染色体、半导体模拟、视学科学、认知科学、燃烧系统、海洋环境以及核试验模拟等一类的问题。具体的例子有,美国宇航局艾姆斯研究中心希望提供一台拥有每秒百万亿次浮点运算能力的超级计算机,美能源部希望在2000年时为他提供10万亿次量级超级计算机。这些用户的要求,只有靠规模并行处理技术去实现,只有大规模并行机才能胜任。
尽管在1994年末,1995年初,在并行机领域里曾出现TMC等几家公司的破产、倒闭,但这恰好表明,MPP系统进入优胜劣汰的成熟时期。CRAY
Research公司的1.2万亿次CRAY-T3E、Intel公司的1.8万亿次MPP系统已分别被美国防部、能源部订购,并将于年内交货。此外,美、日、西欧等国一大批并行机制造商推出的中、低档的并行机系统,正源源不断地涌入世界巨型机市场,并在各个领域(特别是正在向商业领域发展)得到越来越多的用户的支持。
当前,世界上凡是有能力研制巨型机的厂商,已大多转向研制并行机或者是研制向量技术与并行技术相结合的向量处理机高度并行化的系统,如VPP500等。总之,超级巨型机系统结构离不开并行处理技术,并行机将逐步取代传统型向量机。大规模并行处理机正值年富力强的壮年时期,技术上已趋于成熟,因而有条件、有基础、有能力担负起攀登万亿次、百万亿次,甚至于更高量级超级计算机的历史使命。万亿次量级的超级计算机有望在今年年内问世。
诚然,并行机在今后的发展史上,在前进的历程中,还会有许多诸如应用软件不丰富,运算效率不高,高档次代表MPP风格的大系统实际用户还很少等等现实问题。尽管如此,但决不会影响并行处理技术的进一步发展。因而,并行处理技术及其产品大规模并行机系统的竞争是激烈的,前途是光明的,攀登万亿次量级超级计算机的历史使命是能够如期完成的。

Answer 4

一、计算机专业一直是人们口中的热门专业，近年来，高校的计算机专业也不断扩招。随着互联网的发展，计算机专业人才的缺乏也没有得到有效缓解。国内的软件开发人才，网络技术、信息安全等方面的人才缺乏比较严重。高水平的系统分析师，资深项目策划人员非常少，从事程序开发的程序员也比较缺乏。
二、社会对计算机人才总需求量有明显变化，企业是吸纳人才的主力，随着国有企业改革步伐加大，对高新技术人才、计算机专业大学生的需求会迅速增长，高新技术企业每年产值增长在百分之二十以上。
三、计算机专业就业前景随着科技的进步和信息事业的发展，尤其是计算机技术的发展与网络应用的逐渐普及。
四、计算机已成为人们工作和生活中不可缺少的东西。IT行业的发展。在最近几年内IT在职场排行榜中仍旧处于所有行业中的“老大”。虽然说计算机这行就业单位很多，但是面临的竞争也非常激烈。只有对基础知识的学习才可以受用身。
五、计算机就业方向
软件方向，软件就业方向有软件开发，软件架构师，软件测试，应用软件(包括手机程序)的调试、运行、测试、维护及质量管理等技术岗位的工作。JAVA软件开发，软件公司中Java软件工程师、网络工程师、数据库工程师等相关职位。
网络方向，IT企业、政府机关、企事业单位、各类外资企业、电力、电信、汽车、房地产、金融、保险、税务、教育、科研等各个行业从事计算机网络建设、运行、维护和管理工作。
六、计算机的就业趋势
从总体上讲，社会对计算机人才总需求量有明显变化，但毕业生就业岗位分布和岗位层次将更加宽泛，需求的主体由政府机关、金融单位、电信系统、国有企业转向教育系统、非公有制经济实体等中小用人单位，由于毕业生人数剧增，就业率与供求比例明显相差大。
企业是吸纳人才的主力，随着国有企业改革步伐加大，对高新技术人才、计算机专业大学生的需求会迅速增长，高新技术企业每年产值增长在20%以上，中国加入WTO，外国资本、公司的涌入，需要招聘大批高素质的计算机专业人才，毕业生的就业选择和人才流动会偏向外资企业。
七、计算机专业就业前景
随着科技的进步和信息事业的发展，尤其是计算机技术的发展与网络应用的逐渐普及。计算机已成为人们工作和生活中不可缺少的东西。IT行业迅猛发展，就业工作岗位也比比皆是。在最近几年内IT在职场排行榜中仍旧处于所有行业中的“老大”。计算机专业学生就业方向也应该有所提高。虽然说计算机这行就业单位很多，但是面临的竞争也非常激烈。只有对基础知识的学习才可以受用终身。

Answer 5

一、引言nbsp;21世纪将是高度信息化的世纪,21世纪将是计算机化的世纪。在计算机大家族中,超级巨型计算机(或超级计算机)是计算技术发展的顶峰,它集中了现代高科技之精华,因而国际上公认超级计算机技术及其超级计算机产品是一个国家综合国力的象征。行家们认为,在21世纪超级计算机将是决定谁能在经济和科学技术上居于领先地位的关键因素。美国国防部曾声称“超级计算机是计算技术的顶峰,如果超级计算机的研究与开发落后于外国,国家安全将受到威胁。“美、日以及西欧各国围绕超级计算机,即万亿次量级的超级巨型计算机,已开展激烈的争夺战,都想捷足先登,先发制人。为此,他们各施高招组织人力、物力、财力,制订了发展超级计算机的五年或十年计划。美国政府制订了“超级计算机与通信“(HPCamp;C)的发展计划,美国国防部也把超级计算列为“21世纪科研关键技术“之一,仅此一项,投资就达17亿美元。为了保证在1995～2000年分别研制成功万亿次和百万亿次量级的高性能超级巨型计算机,美国国防部还准备拨款21亿美元以支持此项研究任务的按期完成。如果此项计划得以圆满完成,将使美国今后十年的国民经济总产值增加2000～3000亿美元。nbsp;日本也不甘落后,他们对美国发展万亿次量级的巨型机极为关注,计算机业界反应十分强烈,积极主张动用三倍于美国的巨额投资,集中人力、物力、财力,开展高技术基础的设施建设(包括10个巨型机中心)。日本政府依据知识阶层与计算机业界的强烈呼声,于1992年制订了国家直接领导、统一指挥,组织政府相关部门、计算机界厂商、高等学府联合研究、成果共享、全面开发的国策,并把大规模并行计算机列为国家90年代的重点发展项目。nbsp;日本政府依据此国策,制订了为期十年的“真实世界计算机计划“(简称RWC计划),其中有两项是发展万亿次量级超级巨型计算机的计划。日本计算机业界则雄心勃勃,企图从美国人的手中抢占巨型机霸主的世界领导权。nbsp;西欧对于并行处理技术的研究以及并行机产品的研制也已有良好的基础,特别是德、英、法对发展并行机系统十分重视,并于1991年制订了“TeraFlop计划“(即研制万亿次量级的大规模并行计算机),旨在5年内推出万亿次量级的超级巨型计算机。nbsp;近五年来的实践表明,要实现万亿次量级超级巨型机,非并行机型莫属,即唯有大规模并行处理机才能胜任。传统向量多处理系统是不行的,这是因为单个CPU的速度总会受到物理极限的制约,其性能总是有限的,即使采用多处理机结构形式,因其紧耦合势必制约了微处理器的数量,最终导致系统性能有限而无法攻克万亿、百万亿次量级的难关。因此,只有并行机才能担负攀登万亿次量级的大关,挑起计算机业界的历史使命。nbsp;二、并行机领域的热点与发展动向nbsp;1.向量处理机高度并行化模式的兴起nbsp;近年来,美、日两国的许多著名巨型机厂商,兴起了传统向量巨型机技术和大规模并行处理(MPP)技术相结合的综合性处理技术,以提高系统的性能。向量处理机高度并行化,既能保持同以往传统向量巨型机软件的兼容性,又能大幅度提高系统运算速度。例如,Craynbsp;Research公司的CRAY-YMP系列、日本富士通公司研制的VPP500等。nbsp;业界人士极为关注这一模式,而且引发了一些产品转向这一模式,增加了并行机产品的类型、档次与数量,从而扩大了并行领域的竞争者,加大了竞争力度。nbsp;2.Unix操作系统将统一标准nbsp;1995年9月,以美国IBM和HP为首,联合欧洲、日本等全球50多家著名电脑厂商结成同盟,共同商定Unix操作系统的标准。nbsp;Unix操作系统的诸多版本已广泛应用于巨型机、工作站甚至台式机。目前,Unix系统主要版本已超过25种,从而使编程人员的工作非常繁杂,因他们首先必须弄清楚是为哪种平台编制软件。nbsp;Unix操作系统标准统一后,新一代Unix将适用于64位微处理器,比现行的32位微处理器功能更强大,方便于各档次主机用户。nbsp;3.美、日政府重新定义巨型机nbsp;具有何种等级性能的计算机才能称之为巨型计算机?美、日政府为此曾几次修改其定义,这是因为计算机性能这几年大幅度提高。经美、日商定,从1995年4月1日起,将巨型计算机的性能定义为5Gflops(即每秒50亿次浮点运算),而1990年至1995年3月定义为300MFlops,nbsp;1990年以前定义为100Mflops。nbsp;美、日政府修改巨型机定义的主要目的是方便政府采
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