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第1章 概述1

第2章 世界高性能计算机的发展状况5

2.1 概况5

2.2 高性能计算机介绍6

2.2.1 高性能计算机的概念6

2.2.2 高性能计算机系统分类7

2.2.3 高性能计算机10项关键技术7

2.2.4 当前高性能计算机的8种体系结构8

2.3 高性能计算机的发展历程回顾11

2.4 近年国际高性能计算机的发展方向14

第3章 我国高性能计算机的发展与现状21

3.1 国产高性能计算机的发展概况21

3.2 国产主流高性能计算机介绍23

3.2.1 银河高性能计算机23

3.2.2 神威高性能计算机25

3.2.3 曙光高性能计算机27

3.2.4 联想高性能计算机36

3.3 高性能计算机在中国的发展方向39

3.3.1 ASCI系统（国家战略要求）39

3.3.2 高端需求的通用Cluster39

3.3.3 平民化／开放化／标准化（Open cluster）39

3.3.4 网格39

第4章 从Top500排行榜看世界高性能计算机41

4.1 2003年世界高性能计算机500强情况42

4.2 2003年高性能计算机Top500分析56

第5章 网络技术58

5.1 计算机网络的产生58

5.1.1 具有通信功能的单机系统58

5.1.2 具有通信功能的多机系统59

5.1.3 计算机-计算机网络60

5.2 计算机网络的发展61

5.2.1 远程计算机网络的发展61

5.2.2 局域计算机网络的发展62

5.2.3 互联网的发展63

5.3 世界互联网络的发展65

5.4 我国互联网络的发展69

5.5 计算机网络发展趋势75

5.5.1 概述75

5.5.2 互联网未来发展的10大技术76

5.5.3 未来需要解决的9大问题77

第6章 集群技术78

6.1 集群技术起源与简介78

6.2 集群技术应用80

6.3 PC集群技术81

第7章 网格技术86

7.1 网格的概念86

7.2 网格技术的核心是信息处理89

7.3 网格的分类与网格应用94

7.4 网格技术的发展现状98

7.5 我国网格研究现状101

7.5.1 概况101

7.5.2 一些重要的网格研究项目102

第8章 存储技术105

8.1 直接连接存储技术105

8.1.1 SCSI技术106

8.1.2 RAID技术107

8.2 网络存储技术109

8.2.1 SAN技术109

8.2.2 NAS技术111

8.3 IP存储技术116

8.4 磁带技术117

8.4.1 DAT（Digital Audio Tape）技术117

8.4.2 DLT技术118

8.4.3 LTO技术119

8.5 光存储技术120

8.6 面向数据库的存储技术121

第9章 数据库技术123

9.1 数据库的概念123

9.2 数据库的发展124

9.2.1 概述124

9.2.2 数据库发展过程125

9.3 数据库的类型127

9.4 数据库技术面临挑战127

9.5 数据库技术的研究方向128

9.6 数据库系统结构的发展132

9.7 数据库的并行处理技术136

9.7.1 多线程并行技术137

9.7.2 虚拟服务器结构（VSA）139

9.8 世界数据库产业发展趋势139

9.8.1 产业化和商业化139

9.8.2 标准化和法制化140

9.8.3 高速化和巨型化140

9.8.4 数据库网络化141

9.8.5 盘网并举，数据库光盘制作日趋专业化141

第10章 未来的计算机143

10.1 量子计算机143

10.1.1 量子计算机的概念144

10.1.2 量子计算的发展进程145

10.1.3 各国研发量子计算机的情况146

10.1.4 量子计算机的优势147

10.1.5 量子计算机的未来发展趋势149

10.2 其他形式的计算机149

10.2.1 光计算机149

10.2.2 蛋白质计算机150

10.2.3 开发中的DNA电脑152

10.2.4 高速超导计算机153

第11章 高性能计算机的发展趋势155

11.1 从计算机应用看高性能计算机的发展趋势155

11.1.1 可扩展计算机已成为高端计算机的主流155

11.1.2 超级服务器成为高端计算机的主要产品156

11.1.3 采用商品化标准化部件156

11.1.4 应用模式从二层（2-Tier）向三层或多层发展156

11.1.5 非性能因素成为服务器的主要设计考虑157

11.1.6 传统的性能价格比让位于总拥有性能价格比，即TPO/TCO157

11.1.7 NAS和SAN存储已成为热点157

11.1.8 多媒体应用呼唤流处理（Streaming Processing）服务器158

11.1.9 专用功能服务器有巨大市场潜力158

11.1.10 “合久必分，分久必合”158

11.2 从体系结构现状看超级计算机的发展趋势159

11.2.1 体系结构开始走向融合159

11.2.2 MPP步入下坡，机群系统兴起159

11.2.3 向量超级，计算机东山再起160

11.2.4 专用超级计算机重现锋芒161

11.2.5 多线程和可重构超级计算机崭露头角161

第12章 高性能计算机在石油勘探开发领域的应用163

12.1 概述163

12.1.1 地震勘探数据的波动方程叠前偏移技术166

12.1.2 波动方程正演地震模型技术167

12.1.3 多波多分量地震勘探技术167

12.1.4 四维地震资料处理技术167

12.1.5 大规模三维油藏数值模拟技术168

12.1.6 综合三维盆地模拟技术168

12.1.7 油藏综合展示的动态多媒体技术168

12.2 国外石油工业中的计算机应用169

12.2.1 统计分析软件170

12.2.2 岩石物理分析软件170

12.2.3 地球物理处理解释软件170

12.2.4 制图软件171

12.2.5 三维建模软件171

12.2.6 网格处理软件171

12.2.7 油藏模拟软件172

12.3 石油工业中的虚拟现实技术172

12.3.1 虚拟现实技术的发展和应用概述173

12.3.2 虚拟现实技术的内涵和几个关键特征174

12.3.3 虚拟现实系统的构成及建设中应注意的问题177

12.3.4 虚拟现实技术发展展望179

12.3.5 中国石油工业第一套虚拟现实系统“Petro-One”简介180

12.4 中国石油工业中的高性能计算机181

12.4.1 概述181

12.4.2 我国石油工业的整体情况184

12.4.3 油田计算机应用情况举例185

12.5 中外石油工业计算机应用情况对比198

12.5.1 计算机硬件装备情况200

12.5.2 软件装备情况200

第13章 影响石油工业未来的几项重大技术202

13.1 GRID202

13.1.1 先进的计算基础设施覆盖全国国土面积和生产／生活领域（GRID）202

13.1.2 全新的服务模式：ADK（应用、知识和数据）服务提供商203

13.1.3 远程地震处理／油气勘探服务203

13.2 数据银行与数据仓库204

13.2.1 数据银行的含义204

13.2.2 设计思想204

13.2.3 石油数据银行特点204

13.2.4 国外石油行业的数据（银行）库205

13.2.5 中国石油行业对策206

13.3 标准化与开放207

13.3.1 PIDX简介207

13.3.2 PPDM协会简介208

13.3.3 POSC介绍210

13.4 软件技术214

13.5 协同决策与虚拟现实215

13.6 数字地球与数字油田216

第14章 中国石油工业高性能计算机应用策略221

14.1 优势与不足222

14.2 应对策略225

14.2.1 加强培训和学习，提高人们的“计算机意识”225

14.2.2 适度合理的设备配置原则226

14.2.3 强调集中统一，采用网格技术，实现资源共享226

14.2.4 重视国产高性能计算机发展的研究和应用227

14.2.5 加强数据库建设，积累数据资产227

14.2.6 适应参与国际竞争的需要，研发自主知识产权的大型应用软件系统228

参考文献230

结束语232

附录235