淺談網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的概況及其應(yīng)用

摘要：當(dāng)前，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展異常迅猛，大到國(guó)家政要部門、企事業(yè)單位，小到每一個(gè)家庭細(xì)胞，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)不再是一個(gè)陌生的話題，人們?cè)诟惺艿剿o人們的工作和生活帶來便利的同時(shí)，傳統(tǒng)的計(jì)算方式也在稍然發(fā)生著變化，計(jì)算機(jī)的使用方式也在發(fā)生著變化。人們正在嘗試網(wǎng)絡(luò)計(jì)算這一嶄新的學(xué)科領(lǐng)域，這也使得網(wǎng)絡(luò)計(jì)算成了21世紀(jì)以來一個(gè)值得關(guān)注的亮點(diǎn)。人們?cè)陉P(guān)注網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的同時(shí)，更多地投向了它在科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的特點(diǎn)以及在未來網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)中的發(fā)展?jié)摿?。?jì)算機(jī)是當(dāng)代推動(dòng)生產(chǎn)力發(fā)展最為積極的因素，它幾乎已經(jīng)深入到人類生產(chǎn)和生活的一切領(lǐng)域，引起了經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、社會(huì)結(jié)構(gòu)和人們生活方式的急劇變化。在短短四十多年的時(shí)間里，其應(yīng)用就遍及4000多個(gè)行業(yè)，用途超過5000多種，而且還在不斷發(fā)展著新的應(yīng)用。筆者從網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的概況談起，重點(diǎn)就計(jì)算機(jī)的應(yīng)用提出了自己的看法。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)概況應(yīng)用

1 網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的概況

網(wǎng)絡(luò)計(jì)算是伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而迅速發(fā)展起來的，是將地理上分布的計(jì)算資源（包括數(shù)據(jù)庫、貴重儀器等各種資源）充分運(yùn)用起來，協(xié)同解決復(fù)雜的大規(guī)模問題，特別是解決僅靠本地資源無法解決的復(fù)雜問題，是專門針對(duì)復(fù)雜科學(xué)計(jì)算的新型計(jì)算模式。這種計(jì)算模式是利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置的電腦組織成一個(gè)“虛擬的超級(jí)計(jì)算機(jī)”，其中每一臺(tái)參與計(jì)算的計(jì)算機(jī)就是一個(gè)“節(jié)點(diǎn)”，而整個(gè)計(jì)算機(jī)是由成千上萬個(gè)“節(jié)點(diǎn)”組成的“一張網(wǎng)絡(luò)”，所以這種計(jì)算方式叫網(wǎng)絡(luò)計(jì)算。網(wǎng)絡(luò)是指把整個(gè)整合成一臺(tái)巨大的超級(jí)計(jì)算機(jī)，國(guó)家、社會(huì)、單位和個(gè)人都可以通過網(wǎng)絡(luò)方便快捷地實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識(shí)資源、專家資源的共享，多年以來， 在某些領(lǐng)域，特別是在復(fù)雜科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域，人們工作中仍然以超級(jí)計(jì)算機(jī)作為主要工具，超級(jí)計(jì)算機(jī)在人們的工作和生活中確實(shí)起到了巨大的作用，以至于有些系統(tǒng)對(duì)它還形成了依賴，然而超級(jí)計(jì)算機(jī)并不是完美無缺，突出的缺點(diǎn)就是它的造價(jià)非常高，應(yīng)用范圍非常小，目前只被用于航空航天、氣象等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家級(jí)部門，大部分領(lǐng)域和個(gè)人都不能享受它的好處。網(wǎng)絡(luò)計(jì)算就不同，它作為一種新型計(jì)算模式，其低廉的造價(jià)和超強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力備受青睞。正是看到了網(wǎng)絡(luò)計(jì)算這一優(yōu)點(diǎn)，我國(guó)的科技部門引起了高度重視，近幾年來，中國(guó)在科技部的領(lǐng)導(dǎo)和主持下，經(jīng)過專家組及相關(guān)單位的努力，作為我國(guó)高性能計(jì)算和信息服務(wù)戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施的國(guó)家高性能計(jì)算環(huán)境發(fā)展很快。在已經(jīng)建成的5個(gè)國(guó)家級(jí)高性能計(jì)算中心的基礎(chǔ)上，又于中南、西北等地建立了新的國(guó)家高性能計(jì)算中心，科技部加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的建設(shè)，形成了以科學(xué)院為主體的計(jì)算網(wǎng)絡(luò)。教育部也啟動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)計(jì)算工程，第一批12個(gè)網(wǎng)點(diǎn)正在建設(shè)之中，國(guó)家基金委也列出專項(xiàng)基金資助網(wǎng)絡(luò)計(jì)算，由此可見，我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算必將迎來一個(gè)嶄新的時(shí)代，人們也會(huì)在這個(gè)時(shí)代中享受到網(wǎng)絡(luò)計(jì)算帶來的種種好處。

2 網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

2．1 數(shù)值計(jì)算

這是計(jì)算機(jī)最早的應(yīng)用領(lǐng)域。在現(xiàn)代科學(xué)研究和工程技術(shù)中，有各種復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題，如果由人工計(jì)算，不但耗時(shí)費(fèi)力，而且難以及時(shí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)的高速度、大容量等特性為解決這些龐大、復(fù)雜的計(jì)算問題提供了可能。在氣象預(yù)報(bào)，天文研究，水利設(shè)計(jì)，原子結(jié)構(gòu)分析，生物分子結(jié)構(gòu)分析，人造衛(wèi)星軌道計(jì)算，宇宙飛船的研制等許多方面，都顯示出計(jì)算機(jī)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

2．2 信息管理

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全球裝機(jī)總量的80％用于信息管理，雖然在這方面應(yīng)用中計(jì)算公式并不復(fù)雜，但數(shù)據(jù)量極大。例如金融、財(cái)會(huì)、經(jīng)營(yíng)、管理、教育、科研、醫(yī)療、人事、檔案、物資等各方面都有大量的信息需要及時(shí)分析和處理，以便為決策提供依據(jù)。在當(dāng)今信息爆炸的時(shí)代，人工已難以勝任這一重任，計(jì)算機(jī)則成為信息管理的重要工具。在信息管理方面，我們正經(jīng)歷著從單項(xiàng)事務(wù)的電子數(shù)據(jù)處理，向以數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的管理信息系統(tǒng)，及以數(shù)據(jù)庫、模型庫和方法庫為基礎(chǔ)的決策支持系統(tǒng)發(fā)展的過程。

2．3 過程控制

利用計(jì)算機(jī)對(duì)一定的動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行控制、指揮和協(xié)調(diào)，不但可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，而且能夠提高控制的精確程度，獲得高質(zhì)量的成果。例如，在汽車制造業(yè)，已有了由計(jì)算機(jī)控制的裝配、傳輸生產(chǎn)線，技術(shù)人員只需把加工任務(wù)編好程序送入計(jì)算機(jī)，生產(chǎn)就可以在無人的情況下自動(dòng)進(jìn)行。此外，計(jì)算機(jī)在控制化工生產(chǎn)、交通流量、衛(wèi)星飛行、導(dǎo)彈發(fā)射等許多方面起著不可替代的作用。

2．4 輔助系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)還可以輔助人們更好地完成多種任務(wù)，例如：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）是利用計(jì)算機(jī)幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行電路設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、飛機(jī)設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)工作，提高設(shè)計(jì)速度和質(zhì)量。計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的管理和操作，以提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（CAT）是利用計(jì)算機(jī)幫助進(jìn)行產(chǎn)品測(cè)試，實(shí)現(xiàn)測(cè)試的自動(dòng)化，提高測(cè)試準(zhǔn)確性。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）是利用計(jì)算機(jī)作為教學(xué)媒體和工具，幫助教師提高教學(xué)質(zhì)量和效益的過程。它正在引起教育方法、教育思想以至教育體制的變革。

2．5 人工智能

人工智能（AI）是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)廣闊的新領(lǐng)域。科學(xué)工作者正在研究如何使計(jì)算機(jī)模擬人腦，去進(jìn)行理解、學(xué)習(xí)、分析、推理等各種高級(jí)思維活動(dòng)，使計(jì)算機(jī)具有更多的人類智能，能夠識(shí)別環(huán)境，適應(yīng)環(huán)境，自動(dòng)獲取知識(shí)，解決問題，以便利用計(jì)算機(jī)在某些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)腦力勞動(dòng)的自動(dòng)化。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用不但提高了工作效率和質(zhì)量，而且正在解決人們過去力所不能及的問題。目前，多媒體技術(shù)的發(fā)展使計(jì)算機(jī)成為多種信息媒體的控制中心，將音象設(shè)備連成一體，以聲形并茂的方式傳播信息，從而將計(jì)算機(jī)的應(yīng)用擴(kuò)展到更接近人們的家庭學(xué)習(xí)和娛樂領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使計(jì)算機(jī)和通訊完美結(jié)合，尤其是Internet網(wǎng)，已將分布在全球的幾十個(gè)國(guó)家的數(shù)萬網(wǎng)絡(luò)、幾百萬臺(tái)計(jì)算機(jī)連接起來，并將對(duì)世界人民相互溝通，全球信息資源共享做出不可估量的貢獻(xiàn)。

2．6 分布式超級(jí)計(jì)算

網(wǎng)絡(luò)計(jì)算可以把分布式的超級(jí)計(jì)算機(jī)集中起來，協(xié)同解決復(fù)雜大規(guī)模的問題。大量的閑置計(jì)算機(jī)資源得到有效的組織，提高了資源的利用效率，節(jié)省了大量的重復(fù)投資，使用戶的需求能夠得到及時(shí)滿足。

2．7 給予更廣泛信息共享的人與人交互

網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)更是突破了人與人之間地理界線的限制，使得科技工作者之間的交流更加的方便，從某種程度上說，可以實(shí)現(xiàn)人與人之間的智慧共享。

2．8 更廣泛的資源貿(mào)易

隨著大型機(jī)性能的提高和微機(jī)的更加普及，其資源的閑置問題越來越突出，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以有效地組織這些閑置資源，使得有大量的計(jì)算需求用戶能夠獲得這些資源，而資源提供者的應(yīng)用也不會(huì)受到太大的干擾。

2．9 網(wǎng)絡(luò)中所有的服務(wù)都基于這些接口的實(shí)現(xiàn)，就可以很容易的構(gòu)造出具有層次結(jié)構(gòu)的、更高級(jí)別的服務(wù)，這些服務(wù)可以跨越不同的抽象層次，以一種統(tǒng)一的方式來看待。

2．10 虛擬化也使得多個(gè)邏輯資源應(yīng)射到相同的物理資源上成為可能，在對(duì)服務(wù)進(jìn)行組合時(shí)不必考慮具體的實(shí)現(xiàn)，可以以低層資源組成為基礎(chǔ)，在虛擬組織中進(jìn)行貨源管理。

3 結(jié)束語

網(wǎng)絡(luò)計(jì)算是一個(gè)嶄新的領(lǐng)域，各個(gè)國(guó)家都在對(duì)這個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行研究，有的已經(jīng)實(shí)現(xiàn)成效，沒有實(shí)現(xiàn)成效也在抓緊研發(fā)，以求有一個(gè)大的突破。有業(yè)界專家預(yù)測(cè)，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算將成為未來網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)發(fā)展的熱點(diǎn)。如果網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能促使市場(chǎng)按預(yù)期的17%年增長(zhǎng)率持續(xù)成長(zhǎng)的話，那么在2020年將會(huì)形成一個(gè)年產(chǎn)值20萬億美元的大產(chǎn)業(yè)?？上驳氖?，我國(guó)的科技部門已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了這一點(diǎn)，正在積極開發(fā)這一對(duì)國(guó)家和社會(huì)有用的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算工程，相信在科技部門的努力下，我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算工程一定會(huì)早日完工，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算這一研究成果也很快會(huì)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力為人民服務(wù)。