計算機的發(fā)展歷史

1、計算機的發(fā)展歷史一、第一臺計算機的誕生第一臺計算機(ENIAC)于1946年2月,在美國誕生。ENIAC PC機 耗資 100萬美圓 600美圓 重量 30噸 10kg 占地 150平方米 025平方米 電子器件 19萬只電子管 100塊集成電路 運算速度 5000次/秒 500萬次/秒 二、計算機發(fā)展歷史1、第一代計算機（19461958)電子管為基本電子器件；使用機器語言和匯編語言；主要應用于國防和科學計算；運算速度每秒幾千次至幾萬次。2、第二代計算機(19581964)晶體管為主要器件；軟件上出現(xiàn)了操作系統(tǒng)和算法語言；運算速度每秒幾萬次至幾十萬次。3、第三代計算機(19641971)普遍

2、采用集成電路；體積縮?。贿\算速度每秒幾十萬次至幾百萬次。4、第四代計算機(1971 )以大規(guī)模集成電路為主要器件；運算速度每秒幾百萬次至上億次。三、我國計算機發(fā)展歷史從1953年開始研究，到1958年研制出了我國第一臺計算機在1982年我國研制出了運算速度1億次的銀河I、II型等小型系列機。計算機的歷史 計算機是新技術(shù)革命的一支主力，也是推動社會向現(xiàn)代化邁進的活躍因素。計算機科學與技術(shù)是第二次世界大戰(zhàn)以來發(fā)展最快、影響最為深遠的新興學科之一。計算機產(chǎn)業(yè)已在世界范圍內(nèi)發(fā)展成為一種極富生命力的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。 現(xiàn)代計算機是一種按程序自動進行信息處理的通用工具,它的處理對象是信息，處理結(jié)果也是信息。利用計

3、算機解決科學計算、工程設計、經(jīng)營管理、過程控制或人工智能等各種問題的方法，都是按照一定的算法進行的。這種算法是定義精確的一系列規(guī)則，它指出怎樣以給定的輸入信息經(jīng)過有限的步驟產(chǎn)生所需要的輸出信息。 信息處理的一般過程，是計算機使用者針對待解抉的問題,事先編制程序并存入計算機內(nèi)，然后利用存儲程序指揮、控制計算機自動進行各種基本操作，直至獲得預期的處理結(jié)果。計算機自動工作的基礎在于這種存儲程序方式，其通用性的基礎則在于利用計算機進行信息處理的共性方法。計算機的歷史 現(xiàn)代計算機的誕生和發(fā)展 現(xiàn)代計算機問世之前，計算機的發(fā)展經(jīng)歷了機械式計算機、機電式計算機和萌芽期的電子計算機三個階段。 早在17世紀，歐

4、洲一批數(shù)學家就已開始設計和制造以數(shù)字形式進行基本運算的數(shù)字計算機。1642年，法國數(shù)學家帕斯卡采用與鐘表類似的齒輪傳動裝置，制成了最早的十進制加法器。1678年，德國數(shù)學家萊布尼茲制成的計算機，進一步解決了十進制數(shù)的乘、除運算。 英國數(shù)學家巴貝奇在1822年制作差分機模型時提出一個設想，每次完成一次算術(shù)運算將發(fā)展為自動完成某個特定的完整運算過程。1884年，巴貝奇設計了一種程序控制的通用分析機。這臺分析機雖然已經(jīng)描繪出有關(guān)程序控制方式計算機的雛型，但限于當時的技術(shù)條件而未能實現(xiàn)。 巴貝奇的設想提出以后的一百多年期間，電磁學、電工學、電子學不斷取得重大進展，在元件、器件方面接連發(fā)明了真空二極管和

5、真空三極管；在系統(tǒng)技術(shù)方面，相繼發(fā)明了無線電報、電視和雷達。所有這些成就為現(xiàn)代計算機的發(fā)展準備了技術(shù)和物質(zhì)條件。 與此同時，數(shù)學、物理也相應地蓬勃發(fā)展。到了20世紀30年代，物理學的各個領域經(jīng)歷著定量化的階段，描述各種物理過程的數(shù)學方程，其中有的用經(jīng)典的分析方法已根難解決。于是，數(shù)值分析受到了重視，研究出各種數(shù)值積分，數(shù)值微分，以及微分方程數(shù)值解法，把計算過程歸結(jié)為巨量的基本運算，從而奠定了現(xiàn)代計算機的數(shù)值算法基礎。 社會上對先進計算工具多方面迫切的需要，是促使現(xiàn)代計算機誕生的根本動力。20世紀以后，各個科學領域和技術(shù)部門的計算困難堆積如山，已經(jīng)阻礙了學科的繼續(xù)發(fā)展。特別是第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)前

6、后，軍事科學技術(shù)對高速計算工具的需要尤為迫切。在此期間，德國、美國、英國部在進行計算機的開拓工作，幾乎同時開始了機電式計算機和電子計算機的研究。 德國的朱賽最先采用電氣元件制造計算機。他在1941年制成的全自動繼電器計算機Z-3，已具備浮點記數(shù)、二進制運算、數(shù)字存儲地址的指令形式等現(xiàn)代計算機的特征。在美國，19401947年期間也相繼制成了繼電器計算機MARK-1、MARK-2、Model-1、Model-5等。不過，繼電器的開關(guān)速度大約為百分之一秒，使計算機的運算速度受到很大限制。 電子計算機的開拓過程，經(jīng)歷了從制作部件到整機從專用機到通用機、從“外加式程序”到“存儲程序”的演變。1938年

7、，美籍保加利亞學者阿塔納索夫首先制成了電子計算機的運算部件。1943年，英國外交部通信處制成了“巨人”電子計算機。這是一種專用的密碼分析機，在第二次世界大戰(zhàn)中得到了應用。 1946年2月美國賓夕法尼亞大學莫爾學院制成的大型電子數(shù)字積分計算機(ENIAC)，最初也專門用于火炮彈道計算，后經(jīng)多次改進而成為能進行各種科學計算的通用計算機。這臺完全采用電子線路執(zhí)行算術(shù)運算、邏輯運算和信息存儲的計算機，運算速度比繼電器計算機快1000倍。這就是人們常常提到的世界上第一臺電子計算機。但是，這種計算機的程序仍然是外加式的，存儲容量也太小，尚未完全具備現(xiàn)代計算機的主要特征。 新的重大突破是由數(shù)學家馮諾伊曼領導

8、的設計小組完成的。1945年3月他們發(fā)表了一個全新的存儲程序式通用電子計算機方案電子離散變量自動計算機(EDVAC)。隨后于1946年6月，馮諾伊曼等人提出了更為完善的設計報告電子計算機裝置邏輯結(jié)構(gòu)初探。同年78月間，他們又在莫爾學院為美國和英國二十多個機構(gòu)的專家講授了專門課程電子計算機設計的理論和技術(shù)，推動了存儲程序式計算機的設計與制造。 1949年，英國劍橋大學數(shù)學實驗室率先制成電子離散時序自動計算機(EDSAC)；美國則于1950年制成了東部標準自動計算機(SFAC)等。至此，電子計算機發(fā)展的萌芽時期遂告結(jié)束，開始了現(xiàn)代計算機的發(fā)展時期。 在創(chuàng)制數(shù)字計算機的同時，還研制了另一類重要的計算

9、工具模擬計算機。物理學家在總結(jié)自然規(guī)律時，常用數(shù)學方程描述某一過程；相反，解數(shù)學方程的過程，也有可能采用物理過程模擬方法，對數(shù)發(fā)明以后，1620年制成的計算尺，己把乘法、除法化為加法、減法進行計算。麥克斯韋巧妙地把積分(面積)的計算轉(zhuǎn)變?yōu)殚L度的測量，于1855年制成了積分儀。 19世紀數(shù)學物理的另一項重大成就傅里葉分析，對模擬機的發(fā)展起到了直接的推動作用。19世紀后期和20世紀前期，相繼制成了多種計算傅里葉系數(shù)的分析機和解微分方程的微分分析機等。但是當試圖推廣微分分析機解偏微分方程和用模擬機解決一般科學計算問題時，人們逐漸認識到模擬機在通用性和精確度等方面的局限性，并將主要精力轉(zhuǎn)向了數(shù)字計算機

10、。 電子數(shù)字計算機問世以后，模擬計算機仍然繼續(xù)有所發(fā)展，并且與數(shù)字計算機相結(jié)合而產(chǎn)生了混合式計算機。模擬機和混合機已發(fā)展成為現(xiàn)代計算機的特殊品種，即用在特定領域的高效信息處理工具或仿真工具。 20世紀中期以來，計算機一直處于高速度發(fā)展時期，計算機由僅包含硬件發(fā)展到包含硬件、軟件和固件三類子系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)。計算機系統(tǒng)的性能價格比，平均每10年提高兩個數(shù)量級。計算機種類也一再分化，發(fā)展成微型計算機、小型計算機、通用計算機(包括巨型、大型和中型計算機)，以及各種專用機(如各種控制計算機、模擬數(shù)字混合計算機)等。 計算機器件從電子管到晶體管，再從分立元件到集成電路以至微處理器，促使計算機的發(fā)展出現(xiàn)了

11、三次飛躍。 在電子管計算機時期(19461959)，計算機主要用于科學計算。主存儲器是決定計算機技術(shù)面貌的主要因素。當時，主存儲器有水銀延遲線存儲器、陰極射線示波管靜電存儲器、磁鼓和磁心存儲器等類型，通常按此對計算機進行分類。 到了晶體管計算機時期(19591964)，主存儲器均采用磁心存儲器，磁鼓和磁盤開始用作主要的輔助存儲器。不僅科學計算用計算機繼續(xù)發(fā)展，而且中、小型計算機，特別是廉價的小型數(shù)據(jù)處理用計算機開始大量生產(chǎn)。 1964年，在集成電路計算機發(fā)展的同時，計算機也進入了產(chǎn)品系列化的發(fā)展時期。半導體存儲器逐步取代了磁心存儲器的主存儲器地位，磁盤成了不可缺少的輔助存儲器，并且開始普遍采用

12、虛擬存儲技術(shù)。隨著各種半導體只讀存儲器和可改寫的只讀存儲器的迅速發(fā)展，以及微程序技術(shù)的發(fā)展和應用，計算機系統(tǒng)中開始出現(xiàn)固件子系統(tǒng)。 20世紀70年代以后，計算機用集成電路的集成度迅速從中小規(guī)模發(fā)展到大規(guī)模、超大規(guī)模的水平，微處理器和微型計算機應運而生，各類計算機的性能迅速提高。隨著字長4位、8位、16位、32位和64位的微型計算機相繼問世和廣泛應用，對小型計算機、通用計算機和專用計算機的需求量也相應增長了。 微型計算機在社會上大量應用后，一座辦公樓、一所學校、一個倉庫常常擁有數(shù)十臺以至數(shù)百臺計算機。實現(xiàn)它們互連的局部網(wǎng)隨即興起，進一步推動了計算機應用系統(tǒng)從集中式系統(tǒng)向分布式系統(tǒng)的發(fā)展。 在電子

13、管計算機時期，一些計算機配置了匯編語言和子程序庫，科學計算用的高級語言FORTRAN初露頭角。在晶體管計算機階段，事務處理的COBOL語言、科學計算機用的ALGOL語言，和符號處理用的LISP等高級語言開始進入實用階段。操作系統(tǒng)初步成型，使計算機的使用方式由手工操作改變?yōu)樽詣幼鳂I(yè)管理。 進入集成電路計算機發(fā)展時期以后，在計算機中形成了相當規(guī)模的軟件子系統(tǒng)，高級語言種類進一步增加，操作系統(tǒng)日趨完善，具備批量處理、分時處理、實時處理等多種功能。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、通信處理程序、網(wǎng)絡軟件等也不斷增添到軟件子系統(tǒng)中。軟件子系統(tǒng)的功能不斷增強，明顯地改變了計算機的使用屬性，使用效率顯著提高。 在現(xiàn)代計算機中

14、，外圍設備的價值一般已超過計算機硬件子系統(tǒng)的一半以上，其技術(shù)水平在很大程度上決定著計算機的技術(shù)面貌。外圍設備技術(shù)的綜合性很強，既依賴于電子學、機械學、光學、磁學等多門學科知識的綜合，又取決于精密機械工藝、電氣和電子加工工藝以及計量的技術(shù)和工藝水平等。 外圍設備包括輔助存儲器和輸入輸出設備兩大類。輔助存儲器包括磁盤、磁鼓、磁帶、激光存儲器、海量存儲器和縮微存儲器等；輸入輸出設備又分為輸入、輸出、轉(zhuǎn)換、模式信息處理設備和終端設備。在這些品種繁多的設備中，對計算機技術(shù)面貌影響最大的是磁盤、終端設備、模式信息處理設備和轉(zhuǎn)換設備等。 新一代計算機是把信息采集存儲處理、通信和人工智能結(jié)合在一起的智能計算機

15、系統(tǒng)。它不僅能進行一般信息處理，而且能面向知識處理，具有形式化推理、聯(lián)想、學習和解釋的能力，將能幫助人類開拓未知的領域和獲得新的知識。 計算技術(shù)在中國的發(fā)展 在人類文明發(fā)展的歷史上中國曾經(jīng)在早期計算工具的發(fā)明創(chuàng)造方面寫過光輝的一頁。遠在商代，中國就創(chuàng)造了十進制記數(shù)方法，領先于世界千余年。到了周代，發(fā)明了當時最先進的計算工具算籌。這是一種用竹、木或骨制成的顏色不同的小棍。計算每一個數(shù)學問題時，通常編出一套歌訣形式的算法，一邊計算，一邊不斷地重新布棍。中國古代數(shù)學家祖沖之，就是用算籌計算出圓周率在3.1415926和3.1415927之間。這一結(jié)果比西方早一千年。 珠算盤是中國的又一獨創(chuàng)，也是計算

16、工具發(fā)展史上的第一項重大發(fā)明。這種輕巧靈活、攜帶方便、與人民生活關(guān)系密切的計算工具，最初大約出現(xiàn)于漢朝，到元朝時漸趨成熟。珠算盤不僅對中國經(jīng)濟的發(fā)展起過有益的作用，而且傳到日本、朝鮮、東南亞等地區(qū)，經(jīng)受了歷史的考驗，至今仍在使用。 中國發(fā)明創(chuàng)造指南車、水運渾象儀、記里鼓車、提花機等，不僅對自動控制機械的發(fā)展有卓越的貢獻，而且對計算工具的演進產(chǎn)生了直接或間接的影響。例如，張衡制作的水運渾象儀，可以自動地與地球運轉(zhuǎn)同步，后經(jīng)唐、宋兩代的改進，遂成為世界上最早的天文鐘。 記里鼓車則是世界上最早的自動計數(shù)裝置。提花機原理劉計算機程序控制的發(fā)展有過間接的影響。中國古代用陽、陰兩爻構(gòu)成八卦，也對計算技術(shù)的

17、發(fā)展有過直接的影響。萊布尼茲寫過研究八卦的論文，系統(tǒng)地提出了二進制算術(shù)運算法則。他認為，世界上最早的二進制表示法就是中國的八卦。 經(jīng)過漫長的沉寂，新中國成立后，中國計算技術(shù)邁入了新的發(fā)展時期，先后建立了研究機構(gòu)，在高等院校建立了計算技術(shù)與裝置專業(yè)和計算數(shù)學專業(yè)，并且著手創(chuàng)建中國計算機制造業(yè)。 1958年和1959年，中國先后制成第一臺小型和大型電子管計算機。60年代中期，中國研制成功一批晶體管計算機，并配制了ALGOL等語言的編譯程序和其他系統(tǒng)軟件。60年代后期，中國開始研究集成電路計算機。70年代，中國已批量生產(chǎn)小型集成電路計算機。80年代以后，中國開始重點研制微型計算機系統(tǒng)并推廣應用；在大

18、型計算機、特別是巨型計算機技術(shù)方面也取得了重要進展；建立了計算機服務業(yè)，逐步健全了計算機產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。超級計算機“超級計算(Supercomputing)”這一名詞在1929年紐約世界報關(guān)于“IBM為哥倫比亞大學建造大型報表機(tabulator)的報道”中首次出現(xiàn)。是一種由數(shù)百、數(shù)千甚至更多的處理器(機)組成的，能計算普通PC機和服務器不能完成的大型、復雜課題的計算機。把普通計算機的運算速度比做成人的走路速度，那么超級計算機就達到了火箭的速度。在這樣的運算速度前提下，人們可以通過數(shù)值模擬來預測和解釋以前無法實驗的自然現(xiàn)象。自1976年美國克雷公司推出了世界上首臺運算速度達每秒2.5億次的超級計算

19、機以來，突出表現(xiàn)一國科技實力的超級計算機，堪稱集萬千寵愛于一身的高科技寵兒，在諸如天氣預報、生命科學的基因分析、核業(yè)、軍事、航天等高科技領域大展身手，讓各國科技精英競折腰，各國都在著手研發(fā)億億級超級計算機。對巨型計算機的指標一些廠家這樣規(guī)定：首先，計算機的運算速度平均每秒1000萬次以上；其次，存貯容量在1000萬位以上。如美國的ILLIAC-，日本的NEC，歐洲的尤金，中國的銀河計算機，就屬于巨型計算機。巨型計算機的發(fā)展是電子計算機的一個重要發(fā)展方向。它的研制水平標志著一個國家的科學技術(shù)和工業(yè)發(fā)展的程度，體現(xiàn)著國家經(jīng)濟發(fā)展的實力。一些發(fā)達國家正在投入大量資金和人力、物力，研制運算速度達幾百萬

20、億次的超級大型計算機。某些分布式運算把叢集超級運算推至極限。例如SETIhome計劃現(xiàn)在平均有667.716 TeraFLOPS運算能力。2009年4月，F(xiàn)oldinghome聲稱擁有超過8PFLOPS運算能力。GIMPS運算能力也高達18TFLOPS。Google的搜尋引擎系統(tǒng)Google server farm總處理能力界乎于126及316TFLOPS之間。Tristan Louis估計這個系統(tǒng)等于32000至79000臺雙2 GHzXeon電腦。 由于散熱問題，Google的搜尋引擎系統(tǒng)應該屬于網(wǎng)格運算。新一代的超級計算機采用渦輪式設計，每個刀片就是一個服務器，能實現(xiàn)協(xié)同工作，并可根據(jù)應

21、用需要隨時增減。單個機柜的運算能力可達460.8千億次/秒，理論上協(xié)作式高性能超級計算機的浮點運算速度為100萬億次/秒，實際高性能運算速度測試的效率高達84.35%，是名列世界最高效率的超級計算機之一。通過先進的架構(gòu)和設計，它實現(xiàn)了存儲和運算的分開，確保用戶數(shù)據(jù)、資料在軟件系統(tǒng)更新或CPU升級時不受任何影響，保障了存儲信息的安全，真正實現(xiàn)了保持長時、高效、可靠的運算并易于升級和維護的優(yōu)勢。2011年6月21日國際TOP500組織宣布，日本超級計算機“京”（K computer）以每秒8162萬億次運算速度成為全球最快的超級計算機。由日本政府出資、富士通制造的巨型計算機“K Computer”

22、落戶日本理化研究所，并成功從中國手中奪回運算速度排行榜第一的寶座。以每秒8162萬億次運算速度成為全球最快的超級計算機。 “K Computer”當前運算速度為每秒8千萬億次，而到2012年完全建成時，其運算速度將達到每秒一萬萬億次?！癒 Computer”比現(xiàn)居第二的中國超級計算機速度快出約3倍，甚至比排名第2至第6的計算機運算速度總和還要快。2012年6月18日，國際超級電腦組織18日公布最新的全球超級電腦500強名單，世界上運算速度最快的超級計算機是由IBM為美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室研發(fā)的Sequoia，它每秒能完成1.6億億次運算，美國超級電腦重奪世界第一寶座，而中國超級電腦排名第

23、五。美國的超級電腦技術(shù)在2011年中突飛猛進，由美國國際商業(yè)機器公司（IBM）最新研制的超級計算機“紅杉”（Sequoia），為美國奪得全球最快超級計算機寶座。這是繼2009年后美國再次奪回“世界第一電腦”的頭銜?！凹t杉”的持續(xù)運算測試達到每秒16.324petaflops，即每秒16324萬億次運算，其峰值運算速度高達每秒20132萬億次，令其他計算機望塵莫及。IBM研制開發(fā)的另一臺超級電腦“米拉”以每秒8162萬億次的運算速度名列第三，安裝在美國能源部所屬的阿貢國家實驗室。日本理化學研究所與富士通（Fujitsu）共同研發(fā)和組裝中的超級電腦“京”在名單中位居亞軍，其測試速度上升到每秒運算速

24、度10510萬億次，峰值運算速度11280萬億次。排名前十的超級計算機系統(tǒng)實測運算速度都超過每秒千萬億次，其中美國的超級計算機有3個，中國和德國2個，日本、法國和意大利各1個。中國國家超級計算天津中心的“天河一號”超級電腦在最新排名中名列第五；另外超級計算深圳中心的“星云”超級電腦排名第十。12012年10月，隸屬于美國能源部的橡樹嶺國家實驗室將美洲虎改裝為“泰坦”（Titan），重新成為世界上最快的超級計算機。2013年6月17日，在德國萊比錫開幕的2013年國際超級計算機大會上，TOP500組織公布了最新全球超級計算機500強排行榜榜單，中國國防科技大學研制的天河二號超級計算機，以每秒33

25、.86千萬億次的浮點運算速度奪得頭籌，中國“天河二號”成為全球最快超級計算機。2014年6月23日，在德國萊比錫市發(fā)布的第43屆世界超級計算機500強排行榜上，中國超級計算機系統(tǒng)“天河二號”再次位居榜首，獲得世界超算“三連冠”，其運算速度比位列第二名的美國“泰坦”快近一倍。2010年，由國防科技大學研制的天河一號在超算排行榜上首次奪冠，2013年，天河二號又兩度位列榜首，現(xiàn)在，天河二號第3次被評為全球最快的計算機，獲得世界超算三連冠，也成為天河系列超級計算機第4次居世界超算之巔。作為高科技發(fā)展的要素，超級計算機早已成為世界各國經(jīng)濟和國防方面的競爭利器。經(jīng)過中國科技工作者幾十年不懈地努力，中國的

26、高性能計算機研制水平顯著提高，成為繼美國、日本之后的第三大高性能計算機研制生產(chǎn)國。中國現(xiàn)階段超級計算機擁有量為22臺（中國內(nèi)地19臺，香港1臺，臺灣2臺），居世界第2位，就擁有量和運算速度在世界上處于領先地位，隨著超級計算機運算速度的迅猛發(fā)展，它也被越來越多的應用在工業(yè)、科研和學術(shù)等領域。但就超級計算機的應用領域來說中國和發(fā)達國家美國、德國等國家還有較大差距。中國超級計算機及其應用的發(fā)展為中國走科技強國之路提供了堅實的基礎和保證。巨型計算機實際上是一個巨大的計算機系統(tǒng)，主要用來承擔重大的科學研究、國防尖端技術(shù)和國民經(jīng)濟領域的大型計算課題及數(shù)據(jù)處理任務。如大范圍天氣預報，整理衛(wèi)星照片，原子核物理

27、的探索，研究洲際導彈、宇宙飛船等，制定國民經(jīng)濟的發(fā)展計劃，項目繁多，時間性強，要綜合考慮各種各樣的因素，依靠巨型計算機能較順利地完成。超級計算機被稱為“經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和科學研究加速器”，超級計算機的廣泛應用能夠帶動國家整體科技創(chuàng)新能力的增強。但是中國超級計算機普遍面臨硬件性能強大應用領域匱乏的問題，科研機構(gòu)、高校和企業(yè)用戶存在超級計算機應用成本過高、軟件開發(fā)滯后、設備利用率低等問題。面對中國超級計算機的應用不足問題，一些國內(nèi)服務器主導廠商的努力轉(zhuǎn)變，在2009年浪潮發(fā)布“倚天”桌面超級計算機，借助CPU-GPU協(xié)同計算加速架構(gòu)，單機計算能力最高可達每秒4萬億次，真正實現(xiàn)了將超級計算機從龐大的機房和計

28、算中心轉(zhuǎn)移到了用戶的桌面。浪潮還與ISC聯(lián)合舉辦“首屆中國大學生超級計算機競賽暨ISC12國際大學生超級計算機競賽中國區(qū)選拔賽”，比賽將使用一項基準性能測試（Linpack測試）和四項應用測試（CPMD、CP2K、Openfoam、Nemo）重點考察參賽隊組建的超級計算機的綜合性能，具有明顯的應用導向，是對參賽隊伍超級計算機應用能力的全面考察。大賽主辦方浪潮集團也強調(diào)，比賽將會成為一個權(quán)威、專業(yè)、公平的超算應用領域的競賽和交流平臺，推動中國超算的應用研究和人才培養(yǎng)。單純的追求超算TOP排行榜位置的“冷戰(zhàn)”已成過去，讓應用引領計算的時代已然來臨。Linpack標準的創(chuàng)始人Jack Dongarr

29、a對外表示：這套完全以縱向數(shù)值比拼的標準已經(jīng)過時，而全新的HPCG PDF Link測試平臺將會關(guān)聯(lián)主流應用程序中的計算和數(shù)據(jù)訪問模式。應該說Dongarra的觀點代表了超算應用的前沿，一場全世界范圍內(nèi)用于橫向應用的超級變革早已展開，而在中國更有曙光公司等超算領導者在云計算、大數(shù)據(jù)領域勇于實踐，將創(chuàng)新技術(shù)與應用完美結(jié)合。應用程序?qū)Ω鼜碗s計算的需求已變得原來越普遍，這些計算要求有高帶寬和低延時的環(huán)境，并且需要通過不規(guī)則模式訪問數(shù)據(jù)，超級計算機的衡量基準需要經(jīng)常更新，以保證其能夠正確反映出計算機使用方式的變化。美國勞倫斯利弗莫爾（Lawrence Livermore ）國家實驗室內(nèi)，由IBM設計的

30、藍色基因/L在測試中以每秒 136.8兆的計算速度記錄一個高峰值之后恢復了最高點。IBM稱，在一次完整的過程中, 系統(tǒng)應該有兩倍的動力,即峰值表現(xiàn)超過360 teraflops。來自德國和美國的研究人員，每年兩次頒布動力最為強大的500個計算機的名單。最近的名單出現(xiàn)在德國海德堡舉行的國際超級計算機會議上。這些高端計算機都是由各種奇特的制造方法完成，而不是由標準成分組成的。盡管這樣，計算機也可以達到一個極高的速度。過去兩年，多數(shù)接近最高的500個名單的計算機是由普通的電腦硬盤連同新奇的軟件組成。但是現(xiàn)在情況不同了，一些系統(tǒng)開始決定這些排名。舉例來說,冠軍藍色基因/L, 是經(jīng)過特殊設計的系統(tǒng)，同時

31、合并了空前的 65,536 個人處理器,再加之可升級的模版設計。此系統(tǒng)不但比傳統(tǒng)的系統(tǒng)更有動力而且也比較緊湊避免了供電不足。IBM 的湯姆斯J 沃森研究中心設計的被稱為BGW的藍色基因機器是本次500名單中的第二名，這進一步說明了此設計理念的正確性。這一系統(tǒng)與藍色基因/L的模組設計一樣，只是有較小的處理器并且只可以記錄 91.2 teraflops 峰值處理動力。中國國家863軟件專業(yè)孵化器（昆明）基地積極加強與由美國國家工程院院士、美國藝術(shù)與科學院院士、世界超級渦輪式刀片計算機之父博士陳世卿領銜的超級計算核心技術(shù)和科學家團隊的合作，計劃引進其擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的具有世界領先技術(shù)的超級計算機

32、以及相關(guān)行業(yè)領域的解決方案，利用超級計算機強大的科學計算、事務處理和信息服務能力，借助其提供信息服務的強大引擎或平臺，整合資源，協(xié)同作業(yè)，解決污染整治對算法、方程、建模、模擬等復雜計算的需求。億億級美國國防部高級研究計劃局（Darpa）正在緊鑼密鼓地研制億億級（exascale，10的16次方）超級計算機，該 計算機每秒能夠進行億億次（exaflop）浮點運算，其運行速度將是目前世界上運算速度最快的計算機Jaguar（美洲豹）的1000倍左右。 Darpa在聲明中指出，該研究計劃的最終目標是“讓計算機徹底改頭換面”。據(jù)BBC報道，目前，美國能源部橡樹嶺國家實驗室的超級計算機Jaguar的運算速

33、度為每秒1.75千兆次（petaflop，1千兆次即每秒進行10的15次方次浮點運算）。Darpa已經(jīng)授權(quán)英特爾公司、英偉達公司、麻省理工學院、桑迪亞國家實驗室等攜手打造該超級計算機，Darpa預計原型機將于2018年研制成功。Darpa表示，新超級計算機主要用于分析軍事設備和傳感器產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)。新研究項目名為“普適高性能計算（UHPC）”，旨在沖破摩爾定律的藩籬。另據(jù)英特爾公司的網(wǎng)站報道，英特爾將聯(lián)合法國研究機構(gòu)，建立歐洲Exascale研發(fā)中心，共同研發(fā)exaflop級別的超級計算機。早在2006年，日本文部科學省就開始致力研制新一代超級計算機，希望于2012年率先研制出億億級超級計算機，預定的研發(fā)費用為1230億日元。讓超級計算機的運算速度達到每秒億億次不僅僅是計算機發(fā)展史上的一個里程碑，它也將讓很多學科躍上新的高度；讓科學家和醫(yī)生更好地理解海量數(shù)據(jù)；讓科學家研 發(fā)出新的技術(shù)來使云計算達到一定的規(guī)模，使龐大的分布式計算機能夠模擬現(xiàn)實；幫助研究人員創(chuàng)建三維立體可視圖像而非視頻游戲來運行無窮無盡的假定推測情 景，以此增加細節(jié)的精