Physics 版 (精华区)

发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Physics
标  题: 计算物理→科学计算→战略计算(3)
发信站: 哈工大紫丁香 (Fri May  2 13:22:10 2003) , 转信


3. 战略计算

　　“战略计算”一词首次出现在1995年美国为了确保核库存的性能、安全性、可靠性

和更新需要而实施的“加速战略计算创新（ASCI）计划”。这是因为美国克林顿总统在

1995年8月11日宣布：“美国决定谋求真正的“零当量”全面禁止试验核武器条约”。这

并不意味着核试验的结束，恰恰相反是核武器计划新时代的开始，要求通过逼真的建模

和模拟计算来取代传统的反复试验的工程处理方法。这主要依赖于先进的数值计算和模

拟能力，为此应用程序必须达到高分辨、三维、全物理和全系统的水平。

    为了确保ASCI目标的实现，采取五项相互关联的策略措施：

   1。建立协调一致的管理，在三个防务计划实验室（洛斯阿拉莫斯、圣地亚和利弗莫

尔）基础上组成“战略计算和模拟办公室”，统一指挥，由负责国家防务的副部长领导

。
   2。致力于开发高级应用软件。
   3。致力于发展高性能计算。
   4。建立解决问题的环境。
   5。促进战略联合和协作。

    1995年8月22日（即总统宣布决定后的11天），能源部(DOE)就采购
世界上最快的一台计算机（运算速度超过万亿次）交付圣地亚实验室（
96年12月安装）。

　　1995年10月20日，建成三个防务实验室之间第一个高速数据网络。

1996年2月20日，能源部公开招标，将购买两台每秒运算速度达3万亿次的计算机。于19

97年分别安装在洛斯阿拉莫斯实验室和利弗莫尔实验室。并竞争下一代系统，2000年达

十万亿次。本计划实现的最后日期为2003或2004年，达到100万亿次（中国1999年水平达

1千亿次）。

    1997财政年度总统提出1.216亿美元作为实施五个策略的经费预算。

ASCI的学术战略合作计划(ASAP)在1997年8月通过招标和签订合同方式，建立了五家合作

中心：
　　斯坦福大学的湍流综合模拟中心(CITS)
　　加州理工学院的模拟材料动态特性的计算中心
　　芝加哥大学的天体物理学热核反应瞬间闪光研究中心(FLASH)
　　犹他大学的意外火灾与爆炸模拟中心(C-ASFE)
　　伊利诺斯州州立大学的助推火箭模拟中心

1998年1月31日，美国副总统戈尔（Al.Gore）在美国加利福尼亚科学中心发表了题为“

数字地球—二十一十几人是地球的方式”的演讲，首次提出“数字地球”的全新概念。

为了能够获取、储存、处理并显示有关地球的空前浩瀚的数据以及广泛而多样的环境和

文化数据信息，我们需要一个“数据地球”一种可以嵌入海量地球数据的、高分辨率的

关于地球的三维表示。需要一个没有墙的“合作实验室”，让科学家去弄清人与环境之

间的错综复杂的奥妙关系。为此需要的技术有：计算科学、海量储存、卫星图像、宽带

网络、互操作、元数据等，列为首位的是计算科学。

1998年7月30～31日，美国的DOE/FNS共同联合组织召开了关于“先进科学计算”的全国

会议。会议强调科学模拟计算的重要性，希望应用科学模拟来攻克复杂的科学与工程难

题。号召全国科学技术工程界更广泛地使用高性能超级计算机，动员更多的人才来从事

软件、算法、通信基础设施、可视化系统的研究和开发。

1998年9月，美国DOE在全国范围内倡议实施“科学模拟计划”(SSP)，提出要加速“燃烧

系统”与“全球气候系统”这两大应用领域的科学模拟研究。并希望在以下五个方面的

工作能得到全国的大力支持：
　　算法，其它方法与库技术；
　　解决问题的环境与工具；
　　分布式计算与协同计算环境；
　　可视化处理与数据管理系统；
　　系统体系结构与平台战略研究。

1999年初美国总统信息技术顾问委员会提出一项题为《21世纪的信息技术：对美国未来

的大胆投资》的报告（即IT2计划）。美国在2000年度财政预算中有关信息技术方面的投

资达3.66亿美元（增加28％ ），重点投资的三个领域是：①长期信息技术研究；②用于

科学、工程和国家的高级计算；③信息革命的经济和社会意义研究。将在超级计算机、

数学模拟和网络等方面取得新的进步，开创一个新的迈向自然世界的窗口—使得计算作

为科学发现的一种工具，而和理论及实验具有同等的价值。

　　最后用戈尔副总统在关于“数字地球”演讲中的一段话来作为结束语：
　　“在发明计算机之前，用实验和理论的方法来研究都很受限制。许多实验科学家想

研究的现象都很难观察到---它们不是太小就是太大，不是太快就是太慢，有的一秒钟之

内就发生了十亿次，而有的十亿多年才发生一次。另一方面，纯理论又不能预报复杂的

自然现象所产生的结果，如雷雨或飞机上空的气流。有了高速的计算机这个新工具，我

们就可以模拟以前不可能观察到的现象，同时能更准确地理解观察到的数据。这样，计
算科学使我们能超越了实验与理论科学各门的局限。建模与模拟给了我们一个深入理解

正在收集的有关地球的各种数据的新天地。”



参考文献：
[1].张锁春：计算物理学。光明日报，1981/4/24
[2].张锁春：计算学是科技进步的重要推动力量---浅谈计算物理和高性能计算学。中国

科学报，1997/8/4
[3].王蕙蔺：创新的科学模拟技术。计算数学通讯，1999年,第二期，P13-20



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