《大学计算机—计算的思想和方法》（第3版），郝兴伟编著. 北京：高等教育出版社
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网格计算的功能
解决对于任何单一的超级计算机来说，仍然大得难
以解决的问题，并同时保持解决多个较小的问题的 灵活性。
网格计算支持跨管理域计算的能力 网格计算和计算机集群的不同
都是为了解决大规模计算问题 两者的实现策略不同
分类
按体系结构分
同构 异构
按计算机分
PC机群 工作站机群 SMP（对称多处理器）机群
按应用分
高可用性集群 负载均衡集群 高性能计算集群
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并行计算的问题
巨额投资，并行计算时代的高性能机群是一个“快
1999年，IBM也提出普适计算（IBM称之为Pervasive computing）的概念，即为无所不在的，随时随地可以 进行计算的一种方式
同年，欧洲研究团体ISTAG提出了环境智能（Ambient Intelligence）的概念
智能设备
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搜寻地外文明的科学实验计划
SETI@home项目自1999年5月17日开始正式运行。 利用全球联网的计算机共同搜寻地外文明的科学实验计划
SETI@home项目是世界上最大的分布式计算项目，通过使 用联网的计算机下载程序分析射电望远镜所收到的讯号，来 搜索地球外的生命迹象。
速消费品”
导致了
既能提高计算机快速计算能力，又不需要巨额投资的新 的计算模式就陆续出现
网格计算和云计算，属于并行计算，但策略不同
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分布式计算
著名的问题
解决复杂的数学问题，例如：寻找最大的梅森素数。
研究安全的密码系统，例如：RC-72密码破解。 生物病理研究，例如：研究蛋白质折叠，误解，聚合及由此引起的
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无处不在的计算（2）
计算已经不仅仅是一个技术问题，他正在全面的影
响我们的思想、观念和行为，成为一种社会文化现
象
社会计算
社会是一个异常复杂的系统，采用简单的变量和时间参 数是难以描述的。
社会问题建模 使用计算机模拟手段来对社会问题进行预测和模拟，对
于防范社会突发事件的发生、防范恐怖主义袭击威胁， 更好的保障社会公共安全具有重要意义
了解目前计算机学科的发展前沿，体会学科交叉在
科研中的价值和意义
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第7章 计算科学前沿
知识要点
并行计算，
流水线技术，
7.1 计算的新模式
并行计算机， 向量机，
7.2 数字化生存
对称多处理（SMP）， 计算机集群（机群），
7.3 新型计算机
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网格计算
所谓网格计算（Grid Computing），就是通过利用
大量异构计算机（通常为桌面）的未用资源（CPU 和磁盘存储），将其作为嵌入在分布式电信基础设 施中的一个虚拟的计算机集群，为解决大规模的计 算问题提供了一个模型。
网格计算是一种架设在互联网上的分布式计算，可
以看作是由一群松散耦合的计算机组成的一个超级 虚拟计算机，主要用来执行一些大型的计算任务。
至2004年5月，累积进行了近5×1021次浮点运算，处理了超
过13亿个数据单元。
截至 2005 年关闭之前，已经吸引了 543 万用户，这些用户
的电脑累积工作243万年，分析了大量积压数据，但是项目 没有发现外星文明的直接证据。
《大学计算机—计算的思想和方法》（第3版），郝兴伟编著. 北京：高等教育出版社
相关疾病。 疾病的药物研究，例如：寻找对抗癌症的有效药物，寻找并发现对
抗艾滋病病毒的更为有效的药物等。疾病的药物研究，例如：寻找 对抗癌症的有效药物，寻找并发现对抗艾滋病病毒的更为有效的药 物等。 信号处理，例如：分析来自外太空的电讯号，寻找隐蔽的黑洞，并 探索可能存在的外星智慧生命。
计算量巨大
生产组织
不采用流水线 流水线
计算机CPU的工作
指令获取 解码 运算 结果写入
Intel 486
CPU中由5～6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线
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并行计算机
传统顺序执行计算机
在同一时刻只能执行一条指令（即只有一个控制流）、处理一个数据（即只有一个数 据流），因此被称为单指令流单数据流（Single Instruction Single Data Stream， SISD）计算机
分布式计算， 网格计算，
计算网格，数据网格，
云计算，
云安全，云存储，
普适计算，
社会计算，
情感计算。
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U7.1 计算的新模式
并行计算与超级计算机 分布式计算 网格计算 云计算 无处不在的计算
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大学计算机--计算的思想和方法
课程简介
课程定位
核心通识课， 计算机基础教学公共核心基础课程
第1章 绪论
授课对象
非计算机专业本科生
第2章 计算与计算机
教学目标
深入理解计算科学在科学研究和知识创新中的地位
第3章 问题求解与算法
和作用。 全面培养个人的信息素养和计算思维能力。
第4章 数据与数据结构
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无处不在的计算（3）
情感也能计算吗？情感是人对客观事物是否满足自己的需要而产生的态
度体验
人的情感主要根据它所反映的价值关系的不同特点进行分类
根据价值的正负变化方向的不同，情感可分为正向情感与负向情感。 根据价值的强度和持续时间的不同，情感可分为心境、热情与激情。 根据价值的主导变量的不同，情感可分为欲望、情绪与感情。 根据价值主体的类型的不同，情感可分为个人情感、集体情感和社会情感。 根据价值的目标指向的不同，情感可分为对物情感、对人情感、对己情感和
了解计算发展的基本过程，理解发展中的主要发明 掌握问题求解的一般思想和方法，理解常用的问题 求解算法。 理解数据的概念，理解数据结构的含义和作用
第5章 计算机程序 第6章 计算机网络
理解计算机程序、计算机程序设计语言的概念，理 解程序编写和程序运行的基本内涵
第7章 计算科学前沿
理解通信和计算机网路的思想，了解常用的网络设 备及其功能，理解主要的互联网应用
对特殊事物情感
1997年，MIT媒体实验室Picard教授提出了情感计算的概念，她指出情
感计算是与情感相关，来源于情感或能够对情感施加影响的计算。
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第7章 计算科学前沿
知识要点
数字地球，
3S技术，
7.1 计算的新模式
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并行计算与超级计算机
并行计算（Parallel Computing） 流水线技术 并行计算机 并行计算的问题
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什么是并行计算？
串行计算，传统的Von.Neumann计算机 并行计算（Parallel Computing），是指同时使用多
并行向量处理机，面向向量型并行计算，以流水线结构为主的并行处理计算机 对称多处理机。对称多处理（Symmetric Multiprocessing，SMP）是一种多处理机
硬件架构，由两个或更多的相同的处理机（处理器）组成，不同的处理器之间可以由 总线、矩阵开关或片上mesh网络来连接，各处理器之间共享内存子系统及总线结构， 由一个操作系统控制。 大规模并行处理机。大规模并行处理（Massive parallel processing，MPP）是由 大量通用微处理器构成的多处理机系统，适合多指令流多数据流处理。 工作站机群（Cluster of Workstation，COW）
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工作站
工作站（Workstation），就是一种高档的微型计算
机或小型计算机
通常配有高分辨率的大屏幕显示器及容量很大的内
存储器和外部存储器，具有较强的信息处理功能和 高性能的图形、图像处理功能以及联网功能
和普通微机的不同
通常配置服务器和工作站专用的CPU 专用CPU通常集成了一些图形图像处理的算法，以提高
其图形图像处理能力
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集群
集群（Cluster ）是指互相连接的多个独立计算机的集合，它通过一组
松散集成的计算机软件和/或硬件连接起来高度紧密地协作完成计算工作。
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云计算
2006年8月9日，Google首席执行官埃里克·施密特（Eric Schmidt）在搜
索引擎大会（SES San Jose 2006）上首次提出“云计算”（Cloud Computing）的概念
云是网络、互联网的一种比喻说法。
地理信息系统（GIS）， 遥感（RS），
7.2 数字化生存
全球定位系统（GPS）， 智慧城市，