文/姚舸

“高性能計算應用”是當下我國重要發(fā)展應用模式之一，具有較大的意義影響。然而現(xiàn)階段有關我國高性能計算應用的需求與發(fā)展研究不多，基于該問題現(xiàn)狀，要求行之有效的方法對其進行分析研究，如高性能計算應用在經(jīng)濟發(fā)展中的需求、高性能計算應用在生產(chǎn)建設中的需求、實現(xiàn)“大數(shù)據(jù)”經(jīng)濟分析、實現(xiàn)生產(chǎn)效率質(zhì)量提升等，本次研究對高性能計算應用的需求與發(fā)展進行分析，有十分重要的理論意義。

1 高性能計算應用概述

隨著我國綜合國力不斷提升，科學信息技術也不斷突破，其中最為代表性的為“高性能計算應用”。高性能計算應用不是單一片面簡單應用，而是更為科學、合理的系統(tǒng)布局。通過對國內(nèi)外相關文獻及資料整理研究發(fā)現(xiàn)，高性能計算應用具有較為具體的泛指內(nèi)涵，主要包括高性能計算應用、高性能計算機技術，二者從功能發(fā)揮、互相促進等方面密切相關。首先，高性能計算機及相關技術的創(chuàng)新研發(fā)，為其高性能計算應用奠定堅實基礎與前提。一旦缺乏其高性能計算機及相關技術，高性能計算應用就無法有力落地及發(fā)展。其次，高性能計算應用的物質(zhì)設備來源于“高性能計算機及相關技術”。主要包括：計算設備、存儲設備、網(wǎng)絡設備等，這些都對高性能計算應用起到極為重要的保障作用。同時，從變相促動發(fā)展的角度來講，高性能計算應用也為其計算機及相關技術發(fā)展創(chuàng)新提供“動力”推動。主要是因為高性能計算應用的涉及領域、使用范圍都較廣、較多，例如：物質(zhì)材料領域、生物信息領域、軍工核武領域、氣象天氣預報、醫(yī)療及工業(yè)領域都有其高性能計算應用的體現(xiàn)。最后，基于當下我國經(jīng)濟快速發(fā)展及科學技術水平不斷提升，加大對高性能計算機及實際應用的技術突破，從多方面、多角度對其技術層面進行研發(fā)，為更好的推動社會發(fā)展及科技升級打下重要基礎。

2 高性能計算應用及相關技術的研發(fā)形成

隨著我國市場經(jīng)濟建設迅猛發(fā)展，科學技術水平也不斷與之提升。其中，最為代表性的為計算機科學及相關技術發(fā)展。高性能計算機的研發(fā)與形成是通過無數(shù)實驗與探索而實現(xiàn)，高性能計算機的前身為“向量計算機”。其技術突破主要從“處理器”更新創(chuàng)新起步，在高性能計算機研發(fā)階段主要包括：對稱多處理機、大規(guī)模并行處理機、機群系統(tǒng)、星群系統(tǒng)等處理器更新?lián)Q代。同時，隨著人類科技水平不斷提升，一種更為高計算能力及精密度超高性能計算機逐漸呈現(xiàn)人們視野。現(xiàn)階段，在高性能計算機及相關計算應用較為領先的國家為美國、歐洲和日本。而我國在高性能計算機與相關技術應用研發(fā)中逐漸由傳統(tǒng)的模仿式向自主型轉變，我國已經(jīng)可以自主研發(fā)出于美國、日本相同功能的高性能計算機。而在其應用中我國也由以往的片面應用領域向多元應用領域?qū)嵤?，高性能計算應用不再局限于傳統(tǒng)的教學科研等方面，而是向醫(yī)療、生產(chǎn)、金融、國防等諸多領域發(fā)展。

3 高性能計算應用的具體需求

3.1 高性能計算應用在經(jīng)濟發(fā)展中的需求

隨著我國改革開放至今，市場經(jīng)濟建設發(fā)展已經(jīng)構建我國發(fā)展體系、戰(zhàn)略布局的重要保障，針對經(jīng)濟發(fā)展的重要性及作用性，“高性能計算應用”的融入應用尤為重要。在經(jīng)濟發(fā)展中主要通過產(chǎn)業(yè)轉型、產(chǎn)業(yè)布局、產(chǎn)業(yè)升級、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新等完成，在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉型升級過程中，需要一種新技術、新元素、新方法來促進提升，而高性能計算應用的實質(zhì)性正是在于通過先進電子技術、計算方式、軟件應用等為產(chǎn)業(yè)調(diào)整及升級轉型起到實質(zhì)性推動作用。例如：零售業(yè)通過高性能計算支撐下的AI對大數(shù)據(jù)進行分析，實現(xiàn)自動控制庫存和物流，降低相關倉儲和運輸費用支出，提高商品轉運效率，降低成本和員工勞動強度，傳統(tǒng)零售業(yè)向智能零售業(yè)轉型升級。例如：汽車生產(chǎn)制造行業(yè)通過高性能計算應用及相關技術應用，將原有的實物仿真為通過高性能計算仿真模擬，通過簡單高校的高性能計算可以模擬汽車碰撞、發(fā)動機運轉等復雜的過程，提升了設計效率及質(zhì)量的同時，也極大降低了人力成本，為汽車制造產(chǎn)業(yè)的升級轉型奠定堅實基礎環(huán)境。

3.2 高性能計算應用在生產(chǎn)建設中的需求

高性能計算應用在生產(chǎn)建設中的意義在于從中國制造向中國創(chuàng)造的提升。我國生產(chǎn)建設主要以企業(yè)加工制造、項目工程施工為主，高性能計算應用及相關技術應用為其二者起到至關重要的推動作用，幫助企業(yè)實現(xiàn)原始創(chuàng)新。例如：聲學設備生產(chǎn)廠家早期主要以代工為主，技術含量低利潤率低可替代性強，企業(yè)經(jīng)過一段時間代工的技術基礎，擴大研究團隊通過高性能計算研發(fā)新材料新結構，實現(xiàn)從代加工向原創(chuàng)設計的升級。例如：企業(yè)通過高性能計算和數(shù)據(jù)挖掘技術的集成，進行產(chǎn)品質(zhì)量管控，從海量生產(chǎn)數(shù)據(jù)和產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)中高性能的挖掘內(nèi)在聯(lián)系，發(fā)覺人難以察覺的優(yōu)化點，提升產(chǎn)品質(zhì)量，增強了企業(yè)市場競爭力。因此，高性能計算應用及相關技術在我國生產(chǎn)建設中意義重大，不僅對其效率、質(zhì)量起到保障作用，實現(xiàn)技術升級產(chǎn)業(yè)轉型。

4 高性能計算應用作用體現(xiàn)

4.1 實現(xiàn)“大數(shù)據(jù)”經(jīng)濟分析

“大數(shù)據(jù)”經(jīng)濟分析不是單一片面的簡單流程，而是更為應用、合理的系統(tǒng)布局。大數(shù)據(jù)技術應用的基礎前提是高性能計算應用。同時，高性能計算應用的合理應用及優(yōu)化操作對大數(shù)據(jù)分析的精準性、正確性起到相對促進作用，具體運用如下：

（1）正確合理選擇高性能計算大數(shù)據(jù)分析軟件，選擇軟件是高性能計算運用大數(shù)據(jù)分析的重要基礎前提，應該根據(jù)分析數(shù)據(jù)實際需求及種類，對相關軟件進行選擇應用，以保障其符合性、正確性。

（2）提升大數(shù)據(jù)經(jīng)濟分析高性能計算操作人員綜合素質(zhì)，對其專業(yè)性進行嚴格把關，這樣才能為提升數(shù)據(jù)分析的準確性奠定基礎。

（3）對相關大數(shù)據(jù)分析結果進行評估，通過高性能計算技術和機器學習技術對其分析結果進行合理評估，提升其數(shù)據(jù)分析的精準性。綜上述所，科學、合理的利用高性能計算機應用可以全面實現(xiàn)“大數(shù)據(jù)”?；诋斚挛覈茖W水平不斷提升及人們對經(jīng)濟數(shù)據(jù)披露日益關注，應采用更為高效精準的計算應用系統(tǒng)，做好數(shù)據(jù)統(tǒng)計、整理及分析工作，以此應對大數(shù)據(jù)經(jīng)濟時代所帶來的挑戰(zhàn)。

4.2 實現(xiàn)生產(chǎn)效率質(zhì)量提升

在生產(chǎn)效率質(zhì)量提升方面以土木工程信息化管理為實際案例進行分析概述，所謂“信息化技術”就是基于計算機信息技術基礎上更為完善的應用型技術。信息化技術的實質(zhì)是實現(xiàn)生產(chǎn)、管理自動化、智能化與效率化。對管理成本與人工的投入起到極強的降低效果。信息化技術以高性能機器學習計算、管理軟件、大規(guī)模數(shù)據(jù)庫為核心，針對不同領域開展不同的應用渠道?，F(xiàn)階段，我國信息化技術發(fā)展較快，其應用領域與實施空間逐漸擴大。其中，在建筑領域應用較為廣泛，主要體現(xiàn)在工程管理、材料管理與供給鏈體系中。而土木工程管理中的信息化技術應用更具有實質(zhì)性與成果性。信息化技術的應用簡化了工程管理流程，提升了其管理核心的集約式，并對相應的數(shù)據(jù)信息進行整理分析，實現(xiàn)了統(tǒng)一共享與動態(tài)存儲。所以說信息化技術是構建土木工程信息體系的重要基礎與保障。所以，科學及生產(chǎn)是密不可分的必然聯(lián)系，也是其互相影響、促進的主要動力。

5 結論

綜上所述，通過對高性能計算應用的需求與發(fā)展進行分析研究，主要包括：高性能計算應用概述、高性能計算應用及相關技術的研發(fā)形成、高性能計算應用的具體需求，其包括高性能計算應用在經(jīng)濟發(fā)展中的需求、高性能計算應用在生產(chǎn)建設中的需求，高性能計算應用作用體現(xiàn)，其包括實現(xiàn)“大數(shù)據(jù)”經(jīng)濟分析、實現(xiàn)生產(chǎn)效率質(zhì)量提升等，從多方面、多角度對高性能計算應用的需求與發(fā)展進行闡明，為下一步工作開展奠定堅實基礎。