信息物理融合系统

I. 方向介绍

高性能计算是一个国家综合国力的体现，也是支持国力可持续发展的关键技术之一. 它在国防安全，高科技发展和国民经济建设中占有重要的战略地位. 高性能计算是一个多学科的跨学科领域. 近年来，中国的超级计算机发展迅速. 在美国和日本等发达国家，中学开始了超级计算技术的开发. 大学生的应用意识和实践能力有效地促进了超级计算机的发展.

2013年11月至2015年11月，广州国家超级计算中心的天河2号超级计算机连续五次荣登TOP500世界超级计算机第一名，代表了中国最高水平的超级计算机. 该项目依托“天河二号”开展超级计算机科学普及与创新实践活动，具有较高的技术含量.

第二北京高性能计算机应用中心，活动计划

实施项目的主要内容

1. 课程建设与教学. 构建适合不同层次的青年学生（大学生，中小学生等）的超级计算机应用课程系统，编写教材，广泛进入广州中小学进行教学，普及超级计算机科学.

2. 师资队伍建设. 国防科学技术大学，清华大学和中国科学院计算研究所的高性能计算领域的专家应邀参加了讲座，并组建了一支相对稳定的教学团队.

3. 开展超级计算机应用创新实践活动. 通过组织青少年参观大型超级计算机中心，调查与典型超级计算机应用相关的企业，并开发应用创新实践.

4. 组织青年学生参加各种比赛. 提高年轻学生在并行编程和超级计算应用程序中的能力.

技术路线

1. 课程建设与教学:

根据超级计算技术系统的组成，为不同层次的青年学生建立课程系统，组织用于超级计算特殊课程的教科书和课件的汇编该课程包括硬件平台，资源管理系统，编程环境，以及应用和练习链接. 具体内容如表1所示.

表1: 超级计算特殊课程的内容

超级计算特色课程内容

高性能计算机体系结构（和大学生）

“天河2号”硬件平台（所有学生）

资源管理系统

高性能计算机资源管理系统（和大学生）

分布式存储和并行文件系统（和大学生）

编程环境

并行编程（MPI，openMP）（所有学生）

多核计算系统和GPU编程（所有学生）

应用和实践环节

“天河2号”应用编程实践（所有学生）

GPU应用程序编程实践（所有学生）

2. 师资队伍建设:

在过去开展的联合项目的基础上，我们与国防科学技术大学，清华大学，华中科技大学等国内著名大学和高性能计算研究机构建立了长期稳定的关系. 科技部，中国科学院等高性能计算研究所邀请高性能计算领域的专家定期作基础讲座和指导，介绍高性能计算领域的前沿发展，增加青年学生的知识，提高基地的教学水平，并建立更稳定的教学团队.

3. 超级计算机应用程序创新实践活动:

超级计算应用程序创新实践从以下两个方面启动活动:

（1）结合广州战略性新兴产业的发展特点，在教师组织和，大学生和中学生的协助下，调查相关企业（如超级计算联盟成员单位）的需求在诸如融服务，文化信息产业，生物学，智能制造等高性能计算领域，了解企业在计算资源和计算任务特征方面的需求，并探索潜在的超级计算应用.

（2）针对上述应用需求，研究典型的应用算法并开发并行应用程序.

4. 组织青年学生参加比赛:

组织青年学生参加“平行申请挑战赛”. “全国并行应用挑战赛”是由中国计算机学会高性能计算委员会（CCF TCHPC）和英特尔（中国）联合主办的. 这是在大陆和香港发起的最的并行应用程序竞赛，澳门. 该竞赛自2013年以来一直举办，旨在寻找业内最佳的并行应用程序，以促进中国的超级计算. 利用基础超级计算机应用创新实践活动中产生的结果参加全国并行应用挑战赛，以培养年轻学生的应用意识和实践技能，并提高他们的并行编程技能和超级计算应用.

人力和场馆设施使用安排:

6名教师和50多名和本科生团队成员负责课程​​的建设和所有活动的安排，并明确分工和责任. 使用地点是一个高性能计算实验室和其他实验室，总面积超过300平方米. 设施包括计算平台: 8万亿个高性能计算平台和CPU + MIC服务器，“天河2”超级计算机.

时间进度:

1，2019年1月至2019年12月: 继续为超级计算机应用构建特殊课程;

2. 2019年5月至2019年6月: 定期邀请高性能计算领域的国内专家在基地进行4次演讲和指导；

3. 2019年7月至2019年8月: 组织青年学生参加夏季培训和应用创新实践活动，调查企业需求，开发并行应用，并完成4种以上典型应用算法的开发；

4. 2019年9月至2019年11月: 组织参加全国并行应用挑战赛并提交4项以上作品；

5. 2019年11月至2019年12月: 项目摘要.

安全措施

1. 人身安全

项目团队成员具有丰富的理论和实践教学经验. 其中，王卓伟，蒋文超，冯永进老师全部参加了2014〜2017年全国并行应用挑战赛的竞赛指导，王卓伟，蒋文超老师参加了英特尔公司和浪潮的MIC培训. 项目团队的每个成员都承担了市级以上的科研项目，具有丰富的项目经验. 50多名和本科生科研团队成员（包括研发团队和志愿者）完全可以满足项目实施所需的人力需求.

2. 技术保证

广东工业大学计算机学院承担了10多个与超级计算机相关的项目，在广东省同类大学中名列前茅. 该项目团队成员承担的项目已成功完成任务的第一阶段；计算领域有10余篇科学论文，包括SCI中的3篇论文和EI中的近10篇论文. 拥有良好的技术储备.

3. 设备保证

该项目由广东工业大学计算机学院支持，实验室面积2300m2，教学科研设备价值2199万元;在高性能计算方面，已建立了一个300平方米的实验室，其中包含8万亿个高性能计算集群（CPU + GPU）和1个CPU + MIC高性能计算服务器；此外，项目团队还申请了多个“天河2”超级计算机帐户和256核计算资源. 如有必要，您可以申请更多相关资源以满足项目计算资源需求的要求.

4. 安全保证

在广东工业大学计算机学院的实验室中进行了教学和实验活动，并由专职人员保证安全. 在其他研究活动中，对员工进行统一的安全知识培训，以确保青年学生的人身安全.

三北京高性能计算机应用中心，通向科普网站的链接

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