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第1篇：超級計算機技術范文

 

1 引言

 

信息內網的建設——建設一套與信息外網隔離的網絡，作為信息化“SG186工程“業務應用承載網絡和內部辦公網絡。并部署相應安全防范設備和措施，保障信息、數據的安全，避免可能的信息泄密、黑客、病毒等安全威脅。在工程項目的啟動和實施中，需要客戶啟動項目開工的時間和實施環境。

 

⑴首先是各節點的的光纜布設好，并測通，本項由我學校負責光纜布放，需要客戶各節點單位支持和協助;客戶需要提供新設備安裝位置和調試時間。

 

各節點負責本項目的技術人員的配合工作，才能滿足信息內網系統集成建設的實施的條件和實施的環境，才能保證本項目的建設按照合同工期順利完工。

 

⑵為了高質量地完成此項工程的實施，我學校將會派出具有豐富實施經驗技術人員及原廠商技術人員進駐現場，組織了一支高素質的工程專業人員隊伍。

 

通過嚴密的組織部署和高水平的智能化技術以及科學的技術管理措施，嚴格按照有關系統集成工程的設計規范和標準，保質保量地按時完成本項目合同中的各項任務。同時，希望客戶領導及技術人員在項目實施過程中提供相應的幫助和支持。

 

2 實施方案

 

⑴實施組織框架;學校成立該項目實施的《超高壓檢修中心計算機網絡系統集成項目管理部》，以下簡稱：項目管理部。⑵聯絡好各節點用戶及技術人員，協調好各節點實施規劃及時間安排。⑶根據工程項目實施各工序間的實施工期和進度。

 

分別組織和管理各項目的實施人員的安排，項目小組根據實際情況分批進場實施。⑷客戶方各節點負責本項目的負責人及技術人員必須全程配合科益學校的項目實施，以便項目能更好、更快地開展。

 

3 項目實施內容

 

超高壓檢修中心計算機網絡設備上架、安裝調試。⑴設備確定安裝位置、上架：滿足實施條件后，與用戶協商，確定檢修中心計算機機房網絡系統設備安裝位置，上架安裝;連接相關線纜。⑵超高壓檢修中心計算機網絡系統設備自檢及調試：

 

①檢查設備線纜連接情況。

 

②通電自檢。

 

③超高壓檢修中心計算機網絡系統設備配置相關操作。

 

④測試并調通與省電力學校機房。

 

⑤測試并保證各地市內部能正常上網。

 

⑥配置相關功能，進行調試，記錄數據。⑶測試及現場培訓工作：

 

①搭建模擬測試環境，超高壓檢修中心計算機網絡系統設備進行基本操作。

 

②檢查超高壓檢修中心計算機網絡系統設備配置及參數運行情況。

 

③保證測試的過程中，網絡可以正常運作。

 

4 超高壓檢修中心計算機網絡設備項目整體概況說明

 

⑴超高壓檢修中心計算機機房。檢修中心計算機機房(1F)安裝2臺H3C 7506E交換機，做熱備冗余，通過SDH設備鏈路通道連接超高壓本部信息內網。IPS作為入侵防御系統，主要對內網各種服務器進行數據保護。

 

⑵網絡建設拓撲圖。根據超高壓檢修中心計算機內網網絡系統集成系統這一目標而確定的信息系統拓撲結構如下圖所示：

 

⑶網絡方案部署架構說明。如上圖所示，使用H3C7500系列交換和S5500、S3600系列交換來構成檢修中心計算機內網網絡結構，其中服務器區部署一臺入侵防御系統，以保證內網服務器的數據安全。檢修中心1F機房主核心交換設備通過單模光纖連接烽火SDH設備，通過SDH設備鏈路上連到超高壓本部信息內網核心網絡設備。實現兩地數據通信。

 

1)在檢修信息中心(1F)部署2臺H3C7506E交換機，之間起VRRP協議，形成設備主備冗余。2)檢修中心3F接入交換通過多模光纖雙鏈路連接1F核心交換機，以保證網絡的可靠性，與安全性，其它樓棟接入交換機通過單模光纖雙鏈路連接1F核心交換機。3)部署一臺IPS保證內網服務器的安全。

 

在布置中要使用的一個協議VRRP優點，這個協議的特點如下：

 

虛擬路由器冗余協議(VRRP)是一種選擇協議，它可以把一個虛擬路由器的責任動態分配到局域網上的VRRP路由器中的一臺?？刂铺摂M路由器IP地址的VRRP路由器稱為主路由器，它負責轉發數據包到這些虛擬IP地址。一旦主路由器不可用，這種選擇過程就提供了動態的故障轉移機制，這就允許虛擬路由器的IP地址可以作為終端主機的默認第一跳路由器。使用 VRRP 的好處是有更高的默認路徑的可用性而無需在每個終端主機上配置動態路由或路由發現協議

 

使用VRRP協議，不用改造目前的網絡結構，最大限度保護了當前投資，只需最少的管理費用，卻大大提升了網絡性能，具有重大的應用價值。

 

1)鏈路。準備2對20米單模光纖跳線，從SDH設備光接口直連超高壓本部信息內網核心網絡設備光接口。

 

2)模塊。由于超高壓本部信息內網核心網絡設備為CISCO，需要其單獨的模塊支持，所以需要增加兩個CISCO-GLC-LH-SM光纖模塊。

 

3)路由.在超高壓本部信息內網核心網絡設備上面添加到超高壓檢修中心網段的路由條目。使兩地之間數據正常通信。

第2篇：超級計算機技術范文

關鍵詞：配電網；線損；潮流法

0.前言

線損率是考核電力部門電能損耗水平的一項重要技術經濟指標，也是電力系統規劃設計、生產運行、經營管理和企業經濟效益水平的綜合體現。追求盡可能低的線損率是電力企業的目標之一，也是提高企業經濟效益的重要手段，線損率的高低對企業經濟效益的影響很大。輸電企業應精確計算各級電能損耗并制定相應的降損措施。通過對現有理論線損計算方法分析，指出目前各種線損計算方法的局限性，提出采用電量潮流法計算線損的新方法。

1 配電網理論線損計算方法

1.1損失因數法

損失因數法是通過損失因數(F)，用最大負荷時的功率損失計算時段T內的電能損耗值：

(1)

損失因數 等于線損計算時段內(日、月、季、年)的平均功率損失 與最大負荷功率損失 之比：

(2)

該方法適用于負荷曲線難以獲得的情況，將變化的負荷用最大負荷來代替，用小于1的損失因數 乘以最大負荷時的功率損耗 ，可得平均功率損耗 ，從而求得線損。由式(2)可知采用損失因數法求電能損耗是最簡單的方法(只需知道時段內平均電流和最大電流)。因而該方法的計算準確度不高，只適用于電網的規劃設計(不宜對運行的電力系統進行線損計算和降損措施分析)。

1.2 均方根電流法

均方根電流法通過對配網內元件進行代表日24 h負荷電流實測，得出階梯形負荷曲線，近似認為在每小時內負荷是不變的，按小時對各元件進行線損計算。在進行配電網線損計算時，需收集沿線各節點的負荷。由于配電網節點數多，負荷在不同時段的變化比較大，運行數據無法全面收集。為了盡量減少運行數據的收集量又不影響線損計算的精度，一般作如下假設。

a.各負荷節點負荷曲線的形狀與首端相同。

b.各負荷節點功率因數與首端相等。

c.忽略沿線電壓損失對能耗的影響。

d.負荷分配與負荷節點裝設變壓器的額定容量成正比(各變壓器的負荷系數相同)。

設配電網中某元件的電阻為 ，通過此元件的電流有效值為 ，則元件24 h內的電能損失值 為

(kW•h)(3)

設代表日24 h負荷電流的實測值為 ， ，⋯， (A)，則式(3)變為

(kW•h) (4)

式中 為代表日電流均方根。如果配電網元件的代表日24 h實測記錄為有功功率(kW)、無功功率(kvar)和線電壓(kV)，在功率測量處電壓U的平均值為線電壓(kV)，則該元件電阻 的日損耗電量近似為

(kW•h) (5)

如果代表日24 h負荷實測記錄值為有功電量(kW•h)、無功電量(kvar•h)和配電網元件在記錄點平均線電壓(kV)，則：

(kW•h)(6)

利用電流均方根計算線損的方法是一種普遍的手算方法。對于局部電網、個別元件電能損耗計算，當線路出口處僅安裝電流表時相當有效。尤其是在0.4～10 kV配電網的電能損耗計算中，采用均方根電流法易于推廣和普及。但在實際運用中受各種條件限制，均方根電流法也存在不足。確定日均方根電流需要對各元件進行24 h負荷電流實測，工作量大，并且實測數據的收集和整理相當繁瑣，如果負荷電流是從準確等級低的電流表中讀取，則誤差更大。

1.3等值功率法

等值功率法由準確級別高的電能表讀數求取平均功率，通過將負荷曲線梯形化或查負荷曲線形狀系數的方式獲取節點等效功率，將電能損失的計算轉化為功率損失的計算，將計算時段內隨時間變化的各節點注入功率處理為節點等值功率，用一次潮流計算來確定系統各項損耗電量。將線損計算問題轉化為潮流計算問題，在負荷功率變化幅度不大的情況下可得到較為滿意的結果。

與均方根電流法相比，等值功率法依據的數據主要是從準確級別較高的電能表中讀取，并降低和簡化了對數據收集、整理的要求。

根據均方根電流法，若用均方根功率替代均方根電流，代表日配網元件 中的電能損耗等價為

(kW•h)(7)

式中 ――日配網元件R中的電能損耗；

――通過元件有功功率均方根(等效值)，kW；

――通過元件無功功率均方根(等效值)，kvar；

――端電壓均方根，kV。

均方根功率(等效功率)與平均功率 、 。的關系如式(8)所示。硨和如的大小與負荷曲線的形狀有關，所以稱之為負荷曲線的形狀系數，反應了負荷平均值和均方根值之間的關系。平均功率可由準確級別高的電能表讀數來求取。

（8）

式中AP――代表日的有功電量；

AQ――代表日的無功電量。

在實用計算中可設Kp=KQ=K，與平均負荷系數(負荷率) 和最小負荷系數 有如下關系：

（9）

式中Pmax――日負荷曲線最大值；

――日負荷曲線平均值；

Pmin――日負荷曲線最小值。

負荷曲線的形狀系數K計算如下。

當平均負荷率， >0.5時：

(10)

當平均負荷率

(11)

可由平均負荷率求等效功率，用等效功率作為各發電機的等效輸出功率或負荷節點的等效負荷功率，便可進行配電網潮流計算，再按潮流計算求得全網等效功率損失乘以24，可得代表日全網的電能損失。與均方根電流法相比，等值功率法依據的數據主要是從準確級別較高的電能表中讀取，并且降低和簡化了對數據收集、整理的要求。

1.4 回歸分析

概率統計中的回歸分析可以用于配電網線損的快速計算、分析和預測。該方法將有代表性的配電線的線損值和特征參數值(配電線的月有功供電量和月無功供電量)作為回歸分析的樣本，建立回歸方程，將回歸方程用于未經計算線損的其余配電線路和已計算過線損的線路在結構參數和運行參數發生變化時的線損快速計算。該方法利用盡可能少的原始數據使線損的計算達到一定的準確度。但用于線損計算有一定的局限性：任何具體形式的回歸方程都不能精確表示出線損與特征參數間固有的、復雜的非線性關系，也不可能對任何配電網都適用；不同配電網需采用不同形式的回歸方程，每次建立回歸方程的工作量較大。

1.5 人工神經網絡法(ANN)

人工神經網絡法將影響配電線損的各種因素作為ANN的特征參數(電網結構、線徑、變壓器效率、無功電源、負荷特征等)與配電網的線損共同構成訓練ANN的樣本，建立ANN模型進行配電網線損分析計算。

人工神經網絡是由多個神經元連接而成，用以模擬人腦行為的網絡系統(與傳統計算方法不同的信息處理系統)，通過學習獲得合適的參數，用以映射任意復雜的非線性關系?；贏NN的方法不需要確定回歸方程，只需將配電網各配電線損樣本提供給ANN學習，構成模型，用于配電網的線損分析計算。

人工神經網絡中的常規算法(BP算法)與遺傳算法(GA)相結合用于計算配電網線損，可以克服常規BP算法易陷入局部極小及基本遺傳算法GA過早收斂的缺點。該算法在計算精度、收斂速度及計算穩定性上較BP算法及基本遺傳算法有很明顯的提高。用ANN模型計算線損計算結果比較準確。但所有這些模型在確定ANN的結構和學習參數時，均是靠反復試驗確定，沒有系統的規則可循。

許多可靠有效的潮流算法被用于工程實踐中，此類算法以牛頓法和快速解耦法及其衍生而來的改進算法為代表，由于配電網R／X較大，不滿足PQ解耦的條件，經典的PQ解耦算法難以應用于配電網潮流和線損計算中。對于牛頓法在配電網中的應用各種文獻說法不一。牛頓法潮流以節點注入的有功、無功為變量，其算法具有二次收斂特性，在收斂速度和計算精度上具有優勢，但為二階方法，其收斂性受初值影響較大，算法的穩定性較差舊。

2 電量潮流法計算線損

由于目前各種線損計算方法均存在局限性，因此提出采用電量潮流計算配電網線損的方法。首先應繪出網損線路結構圖和等效電路圖，然后利用變電站24h記錄的有功和無功電量，通過高斯一塞德爾法計算各節點電壓，迭代3次后，將其結果作為牛頓一拉夫遜法的初值，繼續迭代直到小于預先設定的誤差為止。利用計算所得各節點電壓值計算每條線路每小時的線損，通過累加得出日線損和年線損，根據計算結果和線損考核指標提出降損措施。

2.1高斯一塞德爾法潮流計算

高斯一塞德爾法計算電力系統潮流方程為

（12）

將式(12)進一步展開：

高斯一塞德爾法的迭代求解步驟如下。

a.根據已知網絡參數形成導納矩陣。

b.給出除平衡節點以外的所有節點電壓。

C.計算PQ節點電壓。把各節點電壓的初值代入式(13)，求出各PQ節點電壓。

d.計算PV節點無功功率。PV節點無功功率 是未知量，用式(13)求PV節點電壓需先計算無功功率 ,將電流用導納和電壓表示為

(14)

e.每次迭代完成后，應根據給定的任意小數 占作收斂性檢驗：

(15)

由此可知，高斯一塞德爾法原理簡單，每次迭代的計算量比其它方法小，對初始值沒有特殊要求，但收斂速度慢。對于病態系統該方法往往難以收斂。因此，可將高斯一塞德爾法作為潮流計算的最初方法為牛頓一拉夫遜法(牛頓法)提供初始值。

2.2牛頓一拉夫遜法潮流計算

牛頓一拉夫遜法為數學上解非線性方程式的有效方法。其特點是把非線性方程式的求解轉變為對相應線性方程式的求解。牛頓一拉夫遜法比高斯一塞德爾法具有計算速度快、收斂性好等優點，是一種較好的計算潮流的方法。

牛頓一拉夫遜法計算潮流主要步驟如下。

a.先形成導納矩陣

b.設置除平衡節點外的各個節點的初始電壓 。

c.初始值代入功率誤差方程和電壓誤差方程，計算各節點功率及電壓偏移量

3結束語

第3篇：超級計算機技術范文

去老師家吃飯，做飯時，老師跟她老公吵了起來。

老師做蒜泥黃瓜，她把蒜放菜板上用菜刀摁扁了剝皮，她老公看到，說：“你別摁，拍多痛快啊?！崩蠋熣f：“蒜嫩，會拍碎?！?/p>

然后，兩人唇槍舌戰，就“蒜應該摁還是拍”展開了辯論。最后的結論是：通常情況下，確實“拍”更便捷，但蒜很嫩、菜板空間有限時，“摁”是更好的選擇。所以，這次摁，以后盡量拍。

兩人意見達成一致后，很快又融洽地聊起別的事。

我目睹全程，刷新了對夫妻吵架這件事的認識――原來吵架也能吵得這么賞心悅目。

同樣的架，換成平常夫妻，會怎樣吵呢？

多半是老婆說摁，老公說拍，然后老婆說：“你什么都不做，還管這么寬？”老公回嘴：“你這人就是固執，油鹽不進，從來不接受別人的正確意見?！崩掀呕鼐矗骸澳阕砸詾槭牵傁氚炎约旱南敕◤娂佑谌?！”老公氣惱：“我強加你什么了？你哪次聽我的了？”……

于是，雞毛蒜皮的小事，最后演變成一場大戰。你指責，我泄憤；你大力撻伐，我人身攻擊。不但事情沒解決，還牽扯出一大堆日積月累的問題，兩人白白生了一場氣，傷了一回感情。

吵架是件極有技術含量的事。會吵和不會吵，結果大不相同。

不會吵架的夫妻，多半都有個共同點：做不到就事論事。明明面對的是“怎么剝蒜皮更合理”的問題，卻非要上升到人格層面，東扯葫蘆西扯瓢，陳芝麻爛谷子的事兒拼命翻，使問題升級。

好好一場架，吵得面目全非。

很多夫妻，年輕時情比金堅，到晚年卻變成了怨偶，想必就是因為一路走來，有太多問題沒能及時合理解決，一樁樁一件件積壓在心里，腐蝕了感情。

其實吵架并不可怕，如果能就事論事，吵一次解決一個問題，這爭吵就有價值。怕的是一方或雙方腦子里一團漿糊，胡說八道，胡攪蠻纏，不講是非，毫無邏輯。

你說他：“你媽做的菜太咸?！彼兀骸跋游覌屪龅牟瞬缓贸?，你自己做??！”

你說他：“今天要很晚才回來？”他回：“我又不是去花天酒地，你怎么老是不體諒我？”

他說你：“別給孩子吃太多零食?！蹦慊兀骸拔疫€不知道怎樣養孩子？”

他說你：“這件衣服這么貴？”你回：“不給我買就算了！別一副窮酸樣！”

回避根本問題，能吵出什么結果呢？肯定是誰也說服不了誰，最后都憋一肚子氣，事情不了了之。而積壓下來的問題，就成了雙方心里的疙瘩，越系越大。

怎么才算正確地吵架呢？

第一，對事不對人。只針對爭吵的事來爭論，不針對做這件事的人。因槭慮橥往簡單，而人是復雜的。一旦焦點轉移到人身上，雙方就會變得不客觀，就會鉚著勁兒想要吵贏，這樣既容易傷感情，又不能有效解決問題。

第二，要有邏輯，講道理。不能胡攪蠻纏，也不能Ta說東你說西，或者自己上一句說東，下一句說西，東一榔頭西一棒子的，到最后把自己都吵蒙了。

第4篇：超級計算機技術范文

阿爾法狗接連打敗李世石、柯潔，無人駕駛汽車從科幻慢慢變為現實，人工智能正在全世界如火如荼地“跑馬圈地”。我們正在被一個前所未有的以智能技術為核心驅動力的新型社會裹挾著前行。隨著智能時代的來臨，每個企業和個人都在經受著前所未有的挑戰，但挑戰與機遇并存，我們要積極探索，緊跟前沿，才能在這波智能化浪潮中不致被淘汰。本書通過豐富鮮活的企業案例，幫助我們梳理分析人工智能及其相關的機器學習、超級計算、云端服務、網絡安全等前沿領域的發展現狀及方向，總結這些企業在智能時代下的應對之策及成功經驗，為之后企業的發展轉型等提供了很好的參考借鑒。

作者簡介

余來文，江西財經大學應用經濟學博士后、博士生導師、創業導師、野文投資董事長、文字傳媒董事長，《商業智慧評論》和《創業管理評論》出品人，并任江西財經大學、江西師范大學、江西理工大學、香港公開大學、澳門城市大學、亞洲城市大學等外聘MBA課程教授或創業導師。曾在海王集團、遠望谷股份、飛尚集團等公司工作，歷任副總經理、總經理等職務，為大潔王集團、南華西集團、銅川礦務局、陜西煤業集團等公司提供管理咨詢。先后在《管理科學》《北大商業評論》《銷售與管理》《中國經營報》《CHINA DAILY》以及人大報刊復印資料轉載等雜志報紙200余篇。出版《智能革命：人工智能、萬物互聯與數據應用》《分享經濟：網紅、社群與共享》《共享經濟：下一個風口》《互聯網：商業模式顛覆與重塑》《商業模式創新》《互聯網思維2.0：物聯網、云計算與大數據》《企業商業模式：互聯網思維的顛覆與重塑》等30多本圖書。林曉偉，江西財經大學管理學博士，現為閩南師范大學商學院副教授，福建省“新世紀”人才。先后在《系統管理學報》《經濟管理》《國際貿易》《當代財經》《中國社會科學報》《中央財經大學學報》《現代管理科學》等國內核心刊物20余篇，出版專著1部，參與編寫《智能時代：人工智能、超級計算與網絡安全》《電子商務：分享、跨界與電商的融合》《互聯網思維2.0：物聯網、云計算與大數據》《企業商業模式運營與管理》《物流學》《財務管理》和《會計學》等圖書。主持福建省級課題4項，先后參與國家自然科學基金項目等省部級以上課題9項，參與詔安縣農業和扶貧“十三五”規劃編制工作。主要研究方向為物流與供應鏈管理、產業互聯網、企業商業模式。

目

錄

1 第1章 智能時代

2 開章案例

6 1.1開啟智能時代

7 1.1.1 Mr Smart——我的智能生活

13 1.1.2智能時代之認知顛覆

18 1.1.3人工智能——工作“終結者”

19 1.1.4新產業的催生——“智”家幫的興起

25 1.2迎接嶄新的智能社會

25 1.2.1“數字化”——智能社會的“快引擎”

26 1.2.2“信息化”——智能社會的“大動脈”

27 1.2.3“網絡化”——智能社會的“高速路”

28 1.2.4“集成化”——智能社會的“點金石”

29 1.2.5“公共化”——智能社會的“新時代”

32 1.3智能生態——智能時代的終極奧義

32 1.3.1傳統工業邏輯的顛覆式創新

36 1.3.2人人創造，智能時代新分子

37 1.3.3用戶“雙力”：參與力創造力

38 1.3.4“智”之大器之智能整合

39 1.3.5未來人工智能生態圈

42 1.4智能時代的內核

42 1.4.1人工智能之先發“智”人

45 1.4.2超級計算之千手“算”音

46 1.4.3云端服務之無上“云”法

47 1.4.4網絡安全之“安全”衛士

51 章末案例

56 第2章 人工智能

57 開章案例

62 2.1人工智能：讓機器更聰明

62 2.1.1人機大戰：阿爾法狗與柯潔

64 2.1.2人工智能與智能機器人

67 2.1.3機械思維向左，智能思維向右

68 2.1.4人機融合：超人類智能時代

72 2.2人工智能新認知

75 2.2.1解密人工智能

76 2.2.2重要的是數據，而非程序

77 2.2.3淘汰的不僅是工作，更是技能

80 2.2.4超人工智能時代

82 2.3大數據與人工智能

82 2.3.1數據驅動智能革命

85 2.3.2數據挖掘：從大數據中找規律

86 2.3.3大數據的本質：數據化

89 2.3.4大數據——人工智能的永恒動力

90 2.4人機融合：連接未來

93 2.4.1人工智能之“星際迷航”

95 2.4.2機器學習與人工神經網絡

96 2.4.3超越未來：人工智能之深度學習

101 2.4.4 人工智能之前世今生

102 2.4.5 人機融合：未來ING

104 章末案例

109 第3章 超級計算

110 開章案例

114 3.1大話超級計算機

114 3.1.1 超級計算知多少

115 3.1.2 從數據到超級計算的飛躍

117 3.1.3 大千世界，“數”在掌握

119 3.1.4 數據流——“超算流體”

122 3.2時代新寵——超級計算機

123 3.2.1 超級計算，未來國之重器

124 3.2.2 超算之不得不懂

126 3.2.3 大國超算之超常發展

132 3.3超級管理

132 3.3.1 數據收集——“超管”之“核基礎”

132 3.3.2 數據存儲——“超管”之“核聚變”

133 3.3.3 數據處理——“超管”之“核爆炸”

136 3.3.4 超級計算安全

137 3.4表演時間：超算之應用舞臺

137 3.4.1 互聯網應用：“互聯”的二次方

140 3.4.2 電子政務應用：政務“超算”跨時代

141 3.4.3 精準醫療應用：超算醫療，快，準，狠

145 3.4.4 智能交通應用：數據出行，悠哉，享哉

146 3.4.5 金融投資應用：“超算”致富經

149 3.4.6 新零售應用：“超”未來，“算”零售

153 章末案例

159 第4章 云端服務

160 開章案例

164 4.1云服務——“云”上境界

164 4.1.1 走進“云”化時代

168 4.1.2 享受云生活

172 4.1.3 幕后英雄——云計算推動“團隊”

173 4.2直擊云計算

174 4.2.1 云計算為何物

178 4.2.2 云計算從哪里來

179 4.2.3 虛擬化，一切皆有可能

181 4.2.4 云計算未來規模

183 4.3雙重界：云計算與虛擬網絡

183 4.3.1 云計算與虛擬網絡關系

184 4.3.2 云服務之“虛化”技術

189 4.3.3 虛擬服務器——“虛化”技術承載終端

193 4.3.4 多云大融通——云存儲設備

195 4.3.5 有備無患——云資源備份

198 4.4“三云”家族：公有云私有云混合云

199 4.4.1 公有云——“云”家必爭之地

201 4.4.2 私有云——私享“云端”之上

203 4.4.3 混合云：公私合并——“云端”最強音

207 4.5云應用——“云端”的機智強大

207 4.5.1 云應用：極致“云”風暴

210 4.5.2 云應用、云服務與云計算

211 4.5.3 AI云運用=“云端”最強音

212 章末案例

218 第5章 網絡安全

219 開章案例

223 5.1直擊網絡安全

223 5.1.1 計算機安全——21世紀的重點“安全區”

224 5.1.2 網絡安全：居安思危，嚴陣以待

227 5.1.3 安全攻擊之“四面”埋伏

228 5.2不得不知的網絡安全

229 5.2.1 網絡安全之認知“大充電”

232 5.2.2 網絡安全風險之危機四伏

236 5.2.3 網絡安全的“威脅危邪”

241 5.2.4 安全管理“六板斧”

242 5.3網絡“歪腦筋”：犯罪與黑客

243 5.3.1 網絡犯罪——犯罪“新境界”

246 5.3.2 黑客攻擊：高智商罪犯的攻擊

247 5.3.3 黑客攻擊“六”手段：智、快、狠

250 5.4無處不在的安全管家——網絡安全管理

250 5.4.1 網絡安全“密匙”：加密安全

254 5.4.2 保密系統：守口如瓶，從一而終

256 5.4.3 智能防火墻——安全防護之智能乾坤

260 5.4.4 網絡安全未來式：量子通信

264 章末案例

270 參考文獻

第5篇：超級計算機技術范文

世界金融危機充分暴露了美國經濟結構的弱點：重虛擬而輕實體?；蛞舱虼?，在經濟遭到重創后，美國金融產業很快恢復元氣。2010年前3季度，銀行連續盈利，第三季度凈利145億美元，遠遠超過上年同期的20億。尤其是股票大經紀公司，炒股規模空前膨脹獲得豐盈。其主要玄機之一是投資公司利用超級計算機以光速高頻自動處理股市交易，以微小的差價購進、出手海量股票，瞬息之間巨額利潤入賬。

僅以設于新澤西州紅岸市的Tradeworx對沖基金和金融技術公司為例，它利用預先編制的算法(algorithms)和超級計算機，一般每天自動高頻進出6000萬到8000萬股股票。大量交易在下午三至四點之間進行，盈利多達上億美元。公司主管馬諾杰?納倫說，公司可在1秒鐘之內做成數千筆交易，一般情況下，股票只保留數分鐘即出手。納倫說，該公司屬于美國50家高頻交易大公司中的中等水平。公司同時利用超級計算機及時收集全國股市信息，分析行情趨勢，以作出正確對策。它也可以把海量交易化整為零，分化成多筆300到500股小筆交易，用以迷惑競爭對手，使其難以摸透公司意向。

在Tradeworx總部，靜謐異常，員工總共僅12人，他們都是拔尖院校的高才生，擁有理、工科和數學學位。每天上午一上班，就可處理1500萬股交易，而無需動口，這里同喧囂的紐約證券交易所相比真是兩重天，堪稱運籌帷幄，日進斗金。

5年前自動股市交易約占市場的30％，交易速度也慢得多，現在已占到61％，交易速度由于超級計算機技術升級而倍增，紐約證券交易所處理的股市交易量已由2005年的80％下降到現在的40％。現在在股市取勝之道主要依靠虛擬技術水平和超級計算機的功能。為此紐約證券交易所已于2010年春遷移至新澤西州馬沃市，它在該市修建了有40萬平方英尺的數據中心，配置的超級計算機運算速度達400億次／秒，每秒可處理100萬條信息，足以解決全球所有股市的每筆交易結算。另據報道，設在新澤西州東塞托凱特市的復興技術對沖基金公司宣稱，它的計算能力堪同美國主要核武器研制中心之一的勞倫斯?利弗莫爾國家實驗室的超級計算機比肩。要知道，為了模擬核爆炸，美國速度最陜的超級計算機首先可是部署在該所。

隨著計算機性能的提高，10年前股民做500股高頻交易需要付費150美元，現已降為10美元。自動高頻交易成為了股市交易方式的主流，但股市已為少數大戶所操縱。據咨詢公司Tabb集團估計，美國全國交易所每日處理10多億股票，其中自動高頻交易于2009年頭蚧月盈利80億美元。高頻股市交易明顯助長了炒股大戶在股市興風作浪的不法行為。參議員愛德華?考夫曼擔心“美國股市正被少數大投機商利用政策的空子盈利”。國會證券交易委員會正在研究如何限制“閃電股票交易”。

第6篇：超級計算機技術范文

丘腦出血是高血壓腦出血患者中相對較重的類型，患者有明顯的偏癱、偏身感覺減退、偏盲（三偏）癥狀，如優勢半球出血還可出現失語，致殘率較高。由于出血部位深在，開顱手術損傷較大，且需全麻，對病前有心、肺、腎等嚴重疾患者多不適合。隨著計算機輔助立體定向手術的發展，采用血腫單純抽吸、血腫破碎吸引以及注藥溶解血腫等方法，清除丘腦血腫已變得簡單易行、創傷小 ，在局麻下即可施行。且早期治療可以減輕腦組織損害，減少功能障礙及并發癥，提高生存質量。本組采用計算機輔助立體定向手術治療超早期高血壓丘腦出血50例，觀察其臨床效果及預后。

1 資料與方法

1.1 一般資料：本組患者男37例，女13例，年齡37～75歲，平均52歲。患者均有高血壓病史，有丘腦出血明顯“三偏”體征。GCS

1.2 方法：全部手術均在局麻下進行，采用日本立體定向儀，由螺旋CT引導，以血腫中心為靶點，利用立體定向技術確定穿刺點、穿刺深度及方向。穿刺點選在血腫距頭皮最近、無大血管或重要功能區處。采用常規頭皮切口、乳突拉鉤牽開，用顱鉆鉆孔。電灼硬腦膜后十字切開，以10號硅膠管穿刺血腫成功后，直接抽吸、血腫破碎吸除、尿激酶注入引流。其中6例呈醬油血腫一次排凈，44例凝血塊血腫粉碎排出>75％32例，排出50％～70％12例。術后復查頭CT并對殘余血量15 ml以上19例均行尿激酶注入，注入后根據患者臨床表現閉管4～8小時后開放引流管引流，CT動態觀察血腫清除及腦組織受壓情況，血腫消失即拔管，連續引流2～5天，平均3.1天。血腫一次排凈和術后殘余血量

2 結果

術后再出血2例（占4％），考慮由于躁動、情緒激動致血壓升高有關，通過應用止血藥、控制血壓等方法得以控制。合并肺炎3例，消化道出血5例，腎功能衰竭1例，腦梗死、心肌梗死各1例。死亡2例，其中1例死于心肌梗死，1例死于腎功能衰竭，死亡率4％。術后隨訪6～48個月，以日常生活能力（ADL）分級法：ADLⅠ級12例，Ⅱ級23例，Ⅲ級10例，Ⅳ級3例。Ⅰ~Ⅲ級45例，占90％。

3 討論

3.1 CT引導立體定向手術是降低死亡率及致殘率、提高生存質量的有效方法。我們采用此方法治療高血壓丘腦出血50例，死亡率4％，術后隨訪ADL分級法為Ⅰ~Ⅲ級者占90％，表明這一手術是降低死亡率及致殘率的較有效的方法。手術適應證：（1）對于3～24小時內丘腦出血意識清或進行性意識障礙者；（2）伴有神經系統定位體征者；（3）出血量在20～60 ml、腦室受壓，中線結構移位>0.5 cm、環池受壓變形者。

3.2 手術時機的選擇：腦出血時血腫腔內的壓力比整個顱內壓要高，其血腫周圍腦組織的損害亦重于高顱壓所造成的全腦性損害，血腫壓迫時間越長，周圍腦組織不可逆損害越重，致死、致殘率就越高。從病理生理變化方面看，腦出血后6～7小時，血腫周圍開始出現腦水腫、腦組織壞死，而且隨時間增長而加重。一組205例腦出血尸檢資料表明，80％患者死于24小時內。另一組死亡病例中，24％死于24小時內，44％死于48小時內；70％死于1周內。由此可見，大部分死亡病例都在出血后早期死亡。對腦出血患者采用顱內壓監測，證實顱內壓確有一過性增高。因此，支持早期手術，以解決高顱壓問題。本組均在24小時內行手術治療，再出血2例，僅占4％，因此，我們認為7～24小時內或CT發現腦出血，超早期清除血腫，可迅速解除血腫對周圍腦組織的壓迫，打破出血后一系列繼發性改變所致的惡性循環，從而提高治愈率及生存質量。

3.3 尿激酶的應用：尿激酶是一種纖溶酶直接激活劑，有較強的溶解血腫作用，達到足夠的局部溶解效果。動物實驗表明，狗的蛛網膜下腔注入尿激酶達2 400萬U/kg不引起不良反應。所以腦內血腫腔及腦室內使用尿激酶是安全有效的。

第7篇：超級計算機技術范文

【關鍵詞】 心室肥厚 線粒體 高能磷酸鹽 大鼠

Abstract: Objective To explore the effects of pressure overload on high energy phosphates content and its distribution of left ventricular hypertrophy in rats. Methods Male SD rats were randomized into 4 groups：coarctation of abdominal aorta 5week group(CAA5 group)，15weekgroup(CAA15 group) and sham operation group(SH5， SH15group). The hemodynamics and ventriclar remodeling parameters were measured. Ventricle of heart were removed and mitochondria were isolated by centrifugation. The size of adenine acid pool(ATP， ADP， AMP) and creatine phosphoric acid(PCr) in myocardium and mitochondria were measured by high performance liquid chromatography(HPLC). Results Left ventricular hypertrophy was observed in operative group. Compared to sham operation group， ATP and content of adenine acid pool decreased significantly in myocardium both in CAA5 group and CAA15 group as well as PCr decreased significantly in myocardium in CAA15 group. ATP and content of adenine acid pool in mitochondria decreased significantly in CAA15 group. Conclusion Myocardial high energy phosphates content and its distribution deranged during pressure overload in rat. These findings suggested that imbalance of energy generation and utilization might play a critical role in hypertrophy and disfunction of heart.

Key words: ventricular hypertrophy; mitochondria; high energy phosphates; rat

心肌肥厚是心力衰竭發展、猝死、心肌梗死等心血管事件發生的重要危險因素。心臟是高耗能的器官，代謝率高，高能磷酸鹽是心肌細胞生命活動可以直接利用的能源，心肌的收縮有賴于ATP和肌酸磷酸 (PCr)水解所產生的能量。已有研究證明梗死后重構心肌能量產生不當可能是心力衰竭發生及發展的重要因素［1］。但對于壓力超負荷后肥厚心肌高能磷酸鹽含量和分布的改變卻少有報道，因此研究心肌能量代謝狀態的變化，有助于揭示壓力超負荷時心功能障礙的機制，對改善肥厚心肌的心功能，預防心力衰竭等心血管惡性事件的發生具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

Epaverlab電生理記錄儀 (Powerlab/85P，澳大利亞生產)；牛血清白蛋白(上海生工生物工程公司生產)；epeddof低溫離心機(epeddof，德國生產)；高壓液相色譜議(Waters，美國生產)。

1.2 動物分組及動物模型建立

雄性成年健康SD系大鼠28只，11～14周齡，由大坪醫院實驗動物中心提供，分為5組，每組7只。①腹主動脈縮窄組(coarctation of abdominal aorta group，CAA group)：采用腹腔注射3％戊巴比妥鈉麻醉后，打開腹腔、暴露左腎，距左腎動脈開口上方5mm處剝離腹主動脈，旁置一6號針(直徑0.6mm)，一號絲線結扎后抽出針，使腹主動脈縮窄達65%～70%，術后常規抗感染3d，觀察5周(CAA5周)、15周(CAA15周)。②假手術組(sham operation group，SH)：在腹主動脈相同部位穿線但不結扎血管，余同腹主動脈縮窄組，術后分別觀察5周(SH5周)、15周(SH15周)。③對照組：正常對照。所有動物自由飲食水。

1.3 指標測定及方法

1.3.1 心功能測定：術后觀察期滿，將各組大鼠麻醉滿意后，行右頸動脈插管，應用生理記錄儀記錄主動脈、左心室壓力曲線。測量左室舒張末壓(LVEDP)、平均主動脈壓(MAP)及左室內壓最大上升和下降速率(±dp/dt max)。完成壓力曲線記錄后立即取出心臟，稱取左心室(包括室間隔)重，以左心室重/體重作為相應的心肌肥厚指數(LVW/BW)。

1.3.2 提取心肌線粒體：采用高速離心蔗糖梯度離心法，參考Mariuaz等［2］的方法加以改進。在帶冰渣的線粒體分離介質中充分剪碎心室肌組織，4℃條件下分離心肌線粒體，1h內完成。線粒體蛋白質濃度測定用Lowry's法。

1.3.3 心肌組織高能磷酸鹽含量測定［3-4］：新鮮心肌組織塊約100mg，迅速置于液氮中，然后放入預冷的HClO4中剪碎、勻漿。冰上放置5min破細胞膜。12000rpm、4℃離心20min。取上清200μL加入適量1mol/L K2CO3充分混和，調整體系pH值在6.5～7.0之間，于冰上放置5min。12，000r/min、4℃離心10min。取上清液20μL于高壓液相色譜儀分離并測定ATP、ADP、AMP及PCr含量，計算總腺苷酸池(ATP＋ADP＋AMP)大小，結果以nmol/mg組織表示。色譜條件：色譜柱hypersil 18，5u，4.6 mm×250mm。流動相為0.2mol/L磷酸鹽緩沖液(pH6.0)，流速0.9mL/min，恒速洗脫。紫外檢測波長254nm，靈敏度0.01AUSF。

1.3.4 心肌線粒體內高能磷酸鹽含量測定：取新鮮制備的線粒體懸液100μL，加入100μL 0.5mol/L HClO4，于冰上放置5min破線粒體膜。其余步驟如上所述，行高壓液相色譜分析。單位為nmol/mg·pro。

1.4 統計學方法

數據均以±s表示；統計學處理采用SPSS 10.0統計軟件的單因素方差分析，各組均值的多重比較采用FLSD法，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 壓力超負荷大鼠心臟功能及心肌肥厚指數的改變

SH組大鼠各指標與對照l組比較無統計學意義。與同期SH相比，CAA15周及CAA5周組大鼠LVW/BW增加、MAP及LVEDP均增高 (P＜0.01)，其中CAA15周LVW/BW高于CAA5周組 (P＜0.01)；CAA15周組±dp/dt max降低，(P＜0.01)，且CAA15周-dp/dt低于CAA5周組 (P＜0.05)。見表1。

2.2 壓力超負荷大鼠心室肌組織高能磷酸鹽含量變化

SH組大鼠心室肌組織高能磷酸鹽含量與對照組比較無統計學意義。與同期SH組相比，CAA5周組與CAA15周組心肌組織內ATP、ADP、AMP及總腺苷酸池含量均降低(P＜0.01)；CAA15周組PCr較SH15周組降低 (P＜0.01)，同時其總腺苷酸池及ATP含量也低于CAA5周組 (P＜0.05，P＜0.01)。見表2。表1 大鼠心功能和心室重塑指標的改變(略)表2 壓力超負荷大鼠心室肌組織高能磷酸鹽含量變化(略)

2.3 壓力超負荷大鼠心肌線粒體高能磷酸鹽含量變化

SH組大鼠心肌線粒體高能磷酸鹽含量與對照組比較無統計學意義。與同期SH組相比，CAA5周組大鼠心肌線粒體高能磷酸鹽含量無明顯改變(P＞0.05)，CAA15周組線粒體ATP、ADP、AMP及總腺苷酸池含量均減低 (P＜0.01)，且低于CAA5周組 (P＜0.01，P＜0.05)。見表3。表3 壓力超負荷大鼠心肌線粒體高能磷酸鹽含量變化(略)

3 討論

能量代謝是心肌細胞各種生理功能的重要基礎。心肌細胞內的能源物質包括腺苷酸、PCr以及其它高能磷酸化合物。ATP是細胞內主要的高能磷酸載體，有3個磷酸基，通常磷酸基被分裂和轉移后生成ADP、AMP，ATP是可供應細胞利用的直接能源，直接用于心肌纖維收縮。PCr是心肌內可被迅速動用的能量儲備，由ATP及肌酸在線粒體肌酸激酶(mito-CK)的正向催化下生成。

以往的研究發現，在代償性心肌肥大及心衰時能量代謝受到影響，其心肌PCr含量降低，伴或不伴有ATP含量的降低［5-7］。Bunsw等也發現：在靜息狀態下肥厚心肌ATP含量、PCr及總肌酸含量下降［8］。本實驗結果表明：腹主動脈縮窄致壓力超負荷后5周出現左室心肌肥厚，MAP、LVEDP增高，左室壓最大上升和下降速率降低，術后15周上述指標進一步加重。同時，手術后5周及15周心肌組織內ATP、ADP、AMP及總腺苷酸池含量均降低，且15周組總腺苷酸池及ATP含量較術后5周組進一步降低；術后15周時出現PCr含量降低。結果提示心肌高能磷酸化合物的降低是壓力超負荷時心肌肥厚及心功能障礙的直接原因。

線粒體是能量產生的重要場所。合成的ATP通過線粒體內膜上的腺苷酸轉運體從線粒體輸出參與細胞的各種活動，同時胞質中的ADP交換進入線粒體，或通過線粒體內膜外側的mito-CK轉化為PCr后逸出線粒體。線粒體內的ATP還供線粒體自身內部需要，包括蛋白質等生物大分子的合成、物質進出線粒體的轉運耗能和內部的化學反應等。本實驗發現：與同期假手術組相比，腹主動脈縮窄術后5周大鼠心肌線粒體高能磷酸鹽含量無顯著改變，術后15周時出現ATP、ADP、AMP及總腺苷酸池含量降低，且低于術后5周組。結果提示，在壓力超負荷后心肌肥厚早期，線粒體內能量的生成和儲備未發生改變，但由于肥厚心肌作功增多，能量需求增加，因此出現心肌組織能量消耗增多，總腺苷酸池及ATP含量降低；隨心肌肥厚逐漸加重，至出現心功能減退的心肌肥厚后期(15周)，線粒體氧化磷酸化功能受損漸加重，線粒體內ATP合成減少，雖然PCr未改變，但因耗能增多，導致心肌組織的ATP含量和能量儲備進一步降低。說明線粒體能量產生不足，而心肌組織能量需求增加在壓力超負荷后心肌肥厚的發生、發展及心功能減退的過程中起重要的作用。

肥厚心肌線粒體高能磷酸鹽含量減少的原因及具體機制尚不清楚。可能與下列因素有關，包括腺苷酸前體的耗失，心肌細胞膜損傷致攝取能力降低，毛細血管與線粒體之間的彌散距離的變化等，可能與心肌細胞線粒體本身的產能機制及能量轉運的改變有關。

總之，壓力超負荷致心肌肥厚和心功能障礙，心肌能量供應和需求之間平衡關系的失調可能是心肌肥厚發生、發展及向心力衰竭轉變的重要因素。

參考文獻

［1］Hugel S，Horn M，Remkes H，et al.Preservation of cardiac function and energy reserve by the angiotensin-converting enzyme inhibitor quinapril during postmyocardial infarction remodeling in the rat［J］. J Cardiovasc Magn Reson，2001，3(3)：215-225.

［2］Mariuaz MZ，Juian S，Gabriela N，et al.The respiration and calcium content of heart mitochondria from rats with vitamin D induced cardionecrosis［J］. Biochem J，1985，266(2)：155-161.

［3］Schonfeld P，Bohnensack R.Developmental changes of the adenine nucleotide translocation in rat brain［J］. Biochim Biophys Acta，1995，1232(1-2)：75-80.

［4］Schonfeld P，Schild L，Bohnensack R.Expression of the ADP/ATP carrier and expansion of the mitochondrial (ATP+ADP)pool contribute to postnatal maturation of the rat heart［J］.Eur J Biochem，1996，241(3)：895-900.

［5］Neubauer S，Horn M，Cramer M，et al.Myocardial phosphocreatine-to-ATP ratio is a predictor of mortality in patients with dilated cardiomyopathy［J］. Circulation，1997，96：2190-2196.

［6］Kalsi KK，Smolenski RT，Pritchard RD，et al.Energetics and function of the failing human heart with dilated or hypertrophic cardiomyopathy ［J］. Eur J Clin Invest，1999，29：469-477.

第8篇：超級計算機技術范文

關鍵詞：超級計算；CAE集成平臺；架構設計；第1個原型

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A

Architectural Design of CAE Integration

Platform Based on Super Computation

DENG Ziyun1，2 ， ZHANG Jing1，BAI Shuren2，LIU Zhaohua2，CHEN Lei2，ZHANG Wei2

（1.College of Electrical and Information Engineering， Hunan Univ， Changsha， Hunan 410082， China；

2.National Supercomputing Center in Changsha， Changsha， Hunan 410082， China）

Abstract：CAE Integration Platform based on Super Computation can solve some problems in industrial products design， such as CAE software integration， calculation speed and parallel computer using. This paper proposed the overall structure and the overall architecture of the platform for development. The platform consists of 5 layers and 7 subsystems. The front end system adopts SSH architecture， ESB bus and middleware uses Spring， Hibernate and Tuscany combination. Cluster system is mainly on the “Tianhe No.1” super computer scheduling system improvements. According to the overall architecture design， the prototype platform was developed.

Key words： super computation； CAE integration platform； architectural design； first prototype

1 問題提出

企業在應用CAE（Computer Aided Engineering，計算機輔助工程）軟件進行工業領域產品設計的過程中普遍發現存在以下問題：

1）CAE軟件集成問題

CAE軟件的品種有許多種，如CATIA，ABAQUS，ANSYS，LSDYNA，Fluent，SINOVATION等，行業應用、軟件功能各有側重，相互孤立，需要將這些軟件通過接口統一集成起來，從而可以共同工作[1-2]，如能以云計算形式供企業共享使用則更為節約資源和成本.

2）計算速度問題

一個模型從初始建模、計算到優化處理，最終成型，要進行各種環境條件、材質、載荷下的仿真與計算，往往需要反復調整參數、計算、評估許多次，而CAE仿真需要進行大量的計算，現有計算機單機性能仍然存在瓶頸[3]，需要使用超級計算機來支持大規模的并行計算來縮短工業設計仿真的計算時間.

3）并行計算機使用問題

使用超級計算機的技術門檻較高，需要操作人員掌握的專業技術知識較多，比如Unix或Linux操作系統、應用行業專業知識、并行計算，甚至系統分析設計及程序開發[3].超級計算機的計算資源如能以Web的方式提供給公眾用戶使用則更為便利.

解決這些問題的根本辦法就是研發出一個“基于超級計算的CAE集成平臺”（以下簡稱“超算CAE平臺”）.要研發出“超算CAE平臺”首先要考慮的問題就是根據業務需求來理清平臺的構成，搭建起先進而又穩定的平臺總體架構，再進行下一步的設計和編碼.

2 研究現狀與趨勢

“超算CAE平臺”是工業設計領域的新興發展趨勢，國內國際的研究水平差距較小，但我國在超級計算機系統和CAE軟件的無縫集成技術方面，尚缺乏研究基礎和工程應用經驗[4-5].

大型工程和復雜產品，例如盾構機、火星著陸器、飛機、輪船等，結構及其仿真都很復雜，依靠PC機、普通工作站無法完成其結構、功能與可靠性一體化的優化設計，這就必須依靠超級計算機技術來解決問題[6-8].

以第三方軟件為平臺集成CAD（Computer Aided Design，計算機輔助設計）/CAE軟件是構建集成設計系統平臺的一種趨勢.適應于超級并行計算機和機群的高性能CAE求解技術，多種專業領域的CAE計算分析軟件的集成化及其聯合仿真，建立多物理場、多場耦合、不確定性的大型工程和復雜產品的計算模型，實現對大型工程和復雜產品的全面仿真分析和優化設計，是解決其多目標優化設計問題的必然途徑[4-5].

3 主要業務過程描述

“超算CAE平臺”的主要用戶是工業設計中的設計人員，其目的是利用該平臺實現工業設計中各類產品的設計、分析、計算、仿真和試驗，并且讓用戶可以通過互聯網環境使用該平臺.“超算CAE平臺”中的主要業務流程有三種：

1）針對各種CAE商業軟件的求解器應用.

這種應用的主要過程要經歷用戶作業生成、作業提交、作業監控、結果運用4個階段[9].

2）針對各種CAE商業軟件的前后處理的應用.

該流程有前處理和后處理.前處理流程包括CAD模型的導入、相關參數的設置、前處理結果的導出、網格的劃分、載荷的施加等.在擁有超級計算機的情形下，可將網格劃分較細以得到更加優質和精確的計算結果[10].后處理流程包括計算結果的導入和計算結果的展示，即將求解的結果導入到CAE軟件中，查看并進一步分析計算結果，計算結果可以圖形化的方式來展現.

3）多種CAE軟件的綜合應用.

這種應用主要是復雜業務流程的組合，例如機電液一體化聯合仿真、流固耦合、CAE參數的迭代優化等復雜過程.

4 平臺總體構成

“超算CAE平臺”由5層7個子系統構成，如圖1所示.

表現層為“超算CAE平臺”門戶網站；應用層為作業提交與監控系統、計算資源管控系統；表現層和應用層合為平臺的前端系統部分.

ESB（Enterprise Service Bus，企業服務總線）層為服務構件裝配與復雜業務流程組合系統；中間件層為“超算CAE平臺”中間件系統；ESB層和中間件層合為平臺的ESB總線與中間件系統部分.

HPC（Hign Performance Computing，高性能計算）層則分別在Linux集群（“天河1號”超級計算機）和Windows集群中駐留研發的軟件，比如完成作業調度的功能、資源監控的功能，以供中間件層進一步整合資源，形成共同和相對獨立且機制靈活的任務調度；HPC的兩個集群駐留軟件系統合為平臺的集群端系統部分.

安全管控系統貫穿于其它系統之中，但各個系統中有關安全的部分又能組合形成一個綜合的解決方案.

5 平臺總體架構設計

5.1 平臺總體架構

“超算CAE平臺”的總體架構設計如圖2所示.下面針對該平臺的總體架構各層分別描述如下.

1）門戶層

可針對不同的用戶類型和用戶對界面進行個性化配置；可對集成的應用系統，包括作業提交與監控系統、計算資源管控系統進行界面集成、信息集成，形成統一的Portalets；可對不同的用戶類型做出不同的權限配置；子系統集成可實現單點登錄，用戶登錄時應當使用USB Key進行身份認證.

2）應用層

應用層的系統主要包括作業提交與監控系統和計算資源管控系統.用戶在使用作業提交與監控系統時可生成作業、提交作業、監控作業、監控作業的執行過程、獲取作業結果、進行作業的前處理和后處理，展現計算結果和查看作業的計費情況；計算資源管控系統可查看執行的作業的情況，進行能耗管理，生成資源熱圖和資源統計報表，進行必要的賬務處理，如針對不同的用戶設置賬戶預留資金、對賬戶進行充值等，可查看平臺生成的各種日志，可查看Linux集群（“天河1號”超級計算機）和Windows集群的網絡狀況，可對用戶的作業進行必要的干預，可對用戶的類型、信息、賬戶數據進行適當的審批和調整.

3）ESB總線

ESB總線即服務構件裝配與復雜業務流程處理系統，利用開源的Tuscany SOA（ServiceOriented Architecture，面向服務的架構）軟件對各種服務構件在協議解藕的基礎上進行統一的封裝，形成與其它系統集成與通信的接口[11-12]；在通信上統一采用XML（Extensible Markup Language，可擴展標記語言）報文，支持使用XML Schema進行數據校驗；可將XML報文利用路由配置接收來自其它系統的報文，再根據報文處理的需求和情況發送到目標系統；采用Spring開源軟件對各種構件使用AOP（AspectOriented Programming，面向切面的

程序設計）編程技術進行前置、后置等增強處理，形成不同業務的處理流程，支持復雜業務流程的處理.

4）中間件

中間件主要功能是屏蔽Windows集群和Linux集群（“天河1號”超級計算機）之間的差異，根據目標集群來生成不同的指令或腳本，提交目標集群執行，并獲取到中間結果和最終結果；可獲取集群的結點狀態，CPU/GPU、License等資源的分配情況和使用情況；作業執行的情況，以及對作業可進行干預；支持在一個作業中執行多個任務或作業步，從而可在一個作業中進行協同作業.

5）HPC層

在Windows集群和Linux集群（“天河1號”超級計算機）中會裝有各種CAE大型商業行業應用軟件，可執行結構力學、流體力學、電磁學等學科的有限元分析與計算，通過集群內的調度軟件來進行大規模分布式計算作業；改進集群端的調度軟件，以支持優先級調度、CAE行業應用軟件License管理等功能.

5.2 前端系統架構

前端系統主要包括門戶、作業提交與監控系統、計算資源管控系統，各層次劃分及功能描述如圖3所示.

1）展示層

展示層負責處理與操作者的交互，收集操作數據提供給應用服務者，并根據應用服務者的反饋將返回的數據通過一定的形式在界面上展示.展示層包括客戶端界面邏輯和應用服務端數據表示邏輯.

2）業務層

業務接口層對上層傳遞來的數據進行解析并分別送入不同的邏輯處理，向用戶返回底層邏輯處理結果.

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第9篇：超級計算機技術范文

計算機基礎課程已成為高等教育必須開設的一門通識性課程，在高校教育中有著極其重要的基礎性地位。然而從各類計算機水平考試和大學生計算機等級考試中，以及從畢業生就業招聘時所展現出來的計算機操作能力來看，大學生的計算機實際應用能力無法令人滿意[1]?！坝嬎銠C基礎”課程對學生的信息技術能力，特別是提高學生的信息實踐和新技術創新及應用能力具有重要作用，而一種好的實驗教學模式對增強學生的計算機技術素養有著意想不到的效果。

1 云計算的內涵及核心理念剖析

云計算是技術上的發展更是技術理念的跨越，它的概念由美國人克里斯托弗?比希利亞提出。2006年，克里斯托弗?比希利亞者受雇傭于國際互聯網行業的巨頭Google公司擔任高級工程師。云計算是現今為止技術含量最高的網絡應用技術，它把傳統的計算機技術和當今最新的信息技術相互融合，通過網絡互聯互通的方式把多個相互獨立的計算機進行整合，將大量數據資源用網絡連接并進行統籌性調配，構成一個巨大的資源庫，再通過從客戶終端收集來的信息按要求提供給客戶，這樣就實現了資源的最大范圍內的統籌、共建、互聯和分享。

云計算的中心指導思想，就是通過互聯網的高速的信息交換技術，將分布在世界各地的計算機中的信息和資源迅速的集中到一起，再通過具有超級計算能力的超級計算中樞集中起來計算和處理，改變了以往個人計算機各自為戰的局面[2]。一般來說，云計算的架構主要可以分為三個方面：（1）個人層次，它是主要基于全世界無數臺個人計算機終端，云計算是將這些計算機中的資源整合起來，最終它的服務對象也是統歸與每一個向他提供資源的微型計算機終端。（2）計算中樞，它建立在滿足云計算要求的高速網絡通道和具備大數據迅速處理能力的超級計算機基礎之上。高速的信息通道可以使云計算中心迅速的獲得信息并將處理結果反饋給用戶，超級計算機的數據處理能力能夠滿足對迅速集中的海量數據的分類、計算和處理的要求，是實現云計算的關鍵。（3）應用軟件，云計算處理中心無論是搜集用戶數據還是將處理后的結果傳送給用戶都不是雜亂無序的，要通過事先設計好的應用程序即終端應用程序，分門別類有序的搜集數據，同時也需要專門的終端程序對客戶提供分類個性化的服務。總而言之，云計算服務就是改變傳統計算機終端的各自為戰，將數據統合起來集中處理。

2 云計算對計算機基礎實驗教學的具體影響

2.1 教學硬件的配備

大學在計算機機房建設中，傳統的軟件硬件的配置已經遠遠不能滿足學生云計算環境下計算機基礎實驗教學的需要，計算機配置過低，軟件配備等問題凸顯，由于傳統的教學資源配置慣性思維的存在，許多學校機房里計算機已經是六七年前購置的，操作系統都還停留在windows xp甚至更低，許多新的軟件都因為機器配置不夠或是系統不支持而無法使用。所以，必須首先提升計算機實驗室的硬件和軟件的配置。其次要提供滿足云計算教學環境下的軟硬件設施，要設置足夠的帶寬，滿足大數據傳輸的要求，要建立起與云數據庫的鏈接。再者是要建立云計算教學與學習平臺，要使教師和學生熟悉這一環境下的教學和學習程序。就要對師生尤其是老師進行專門的培訓。

2.2 教學內容的設定

傳統的計算機基礎實驗課在內容上以微機上傳統的幾個應用軟件的實際操作為主，學生主要做一做例題再輔之以一些實驗驗證，教學模式基本上就是教師通過教學系統示范操作一遍，學生再依樣畫葫蘆再來一遍，創造性和探索性的實驗很少，或根本沒有，這樣不利于學生探索精神和創新能力的培養。而云計算帶來的改變，學生學習的時間不必浪費在很多復雜而又機械性的操作上，這些事情都可以交給云計算中樞解決。學生和教師的主要任務應當轉移到探索和創造性上來。

2.3 教學理念的革新

目前，大部分高校中計算機實驗教學處于從屬地位，學生學習計算機技術課程只是作為其他課程的輔課程而已。在學校來說，教學生學習計算機基本上也只是立足于教會學生熟練使用幾款常見的辦公軟件，充其量在介紹一點稍微深一點的譬如編程語言類的知識。而在云計算的時代，很多繁瑣卻沒有技術含量的事情我們不需要再親力親為，分工更加的細致和專業化。那么此時對學生計算機操作能力的要求便轉化為對學術立足于計算機進行探索和創新的能力，換句話說不再是對學術實際操作能力的要求而是思維擴散和突破精神的培養。這時候，老師也不再是僅僅為學生做示范，他們更重要的是引導學生，啟發他們的思想，為學生的創造性思維的發散提供廣闊的天地。

3 基于云計算環境下的自主學習實驗教學模式

在基于云計算環境下的自主學習實驗教學模式下，老師和學生分別完成各自相應的工作。

3.1 教師的工作

教師根據教學的具體要求和本門課程的教學目的，設計課程內容和試驗項目，然后將信息到基于云計算建立的學習平臺上。同時將課堂教學的內容制作成視頻或其他相關類型的教學資源。教師首要的也是最重要的作用是設計實驗項目，實驗項目設計的成功與否將直接決定課程教學的目的能否達到。教師設計的實驗項目必須與教育目的相匹配，實驗項目的設計應具有研究性、科學性、合理性和可操作性等特點和優點。實驗的內容要有所創造、要有一定的可研究性，同時實驗難度應當難易適中。教師設計好實驗項目之后應當將它轉化并置于云計算網絡中，使學生可以自主地選擇和練習[3]。學生的練習結果及時反饋到教師平臺上，這樣老師可以及時分析結果，了解教學活動的總體情況從而指導教學內容的調整。

3.2 學生的工作

學生進入云計算學習平臺，自主地查看教學信息。當學生對需要學習的內容及要求有了具體的了解之后便可以自主地對教學中需要完成的實驗項目進行分析而且學生也可以進入云資源庫，利用云平臺資源自己進行學習，也可以對學習的成果進行自我測試。在完成學習的效果的測試之后再針對自己學習中暴露出的不足進行強化鞏固和強化訓練。在測試中反饋的結果，使我們可以及時了解自己是否符合教師對該課程的要求，在遇到自己無法解決的困難時，也同樣可以進行云計算學習環境下的資源查詢，查找可利用的資源進行參考，也可以進入云計算環境下的交流平臺，詢問自己的老師或其他同學。