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第五届中国科学院超级计算机应用大会

召开年：2015
召开地：广州
出版时间： 2015-10-09

主办单位：中科院计算机网络信息中心

会议文集：第五届中国科学院超级计算机应用大会论文集

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1.基于五元组加载荷特征的在线流量分类方法
- Huang Shenglin;黄盛林;Wang Enhai;王恩海;He Yanling;何燕玲;Wang Wei;王伟
- 《第五届中国科学院超级计算机应用大会》 | 2015年
摘要：随着互联网的迅速发展，互联网用户规模和网络流量都日益增大。准确的流量分类是解决网络拥塞、网络安全监管、流量计费等研究的基础.为了解决在线混合流量(加密与非加密)一次性快速分类问题,结合传统特征提取和载荷特征提取的优点,提出五元组加载荷ASCII出现频次的特征提取,并以此提出一种在线流量快速分类方法.实验表明,在相同算法下,使用本文的特征提取比使用载荷特征提取,整体分类准确率提高了近4％;基于五元组加载荷特征提取、使用C4.5算法的在线流量快速分类方法是可行的.
2.2014年度中国科学院超级计算发展指数发布
- 刘利萍;陆忠华
- 《第五届中国科学院超级计算机应用大会》 | 2015年
摘要：2015年10月10日,在广州举办的第五届中国科学院超级计算应用大会(SCA2015)上,中国科学院超级计算中心发布了2014年度中国科学院超级计算发展指数(CAS SCDI),该指数的评价指标数据基于自主开发的"CAS SCDI数据收集系统"Web在线收集,院超级计算环境用户群体中共计133个课题组提交了超级计算应用成果.基于超级计算用户已提交的2014年度超级计算应用成果数据，对用户科研项目、学术论文和专利情况进行统计分析。在中国科学院超级计算环境用户群体中，2014年度计算支撑科研项目共计288项，比2013年度增加了38项，国家级项目占比超过78%，其中国家自然科学基金项目最多(占总项目的56%)，这充分表明中国科学院超级计算环境为国家层面的科学研究项目的开展提供了强有力的计算支撑，对于国家科技创新有着无法替代的服务支撑能力。2014年超级计算用户2014年度已发表论文共470篇，其中被SCI和EI检索论文数达到92%。和2013年度相比，2014年度论文数量总数减少24%，分析主要原因是“十二五”末期各项目接近尾声，论文发表成果也接近尾声。分析发现，中国科学院院超级计算环境提供的计算服务有力地促进了基础理论研究、科学发现和工程技术创新。2014年度超级计算用户专利授权共计31项，由超级计算技术支撑所产出的专利集中在“发明”和“实用新型”两个类别，超级计算对于知识创新发挥了一定的促进作用。与2013年度相比，2014年超级计算用户专利授权项增加18项，翻了一倍多，用户们的原始创新能力明显提升。
3.一种基于Docker的开发者服务平台设计
- Liu Linyu;刘琳羽;Nan Kai;南凯
- 《第五届中国科学院超级计算机应用大会》 | 2015年
摘要：平台即服务(PaaS)作为云计算的三种服务模型之一,为应用程序提供运行环境,并将应用的部署和依赖关系管理起来,极大的方便了应用开发者.Docker基于LXC的轻量虚拟化特点,启动速度快且占用资源少,为PaaS的构建提供了良好的支持.分析了Docker的特点,设计了一种基于Docker的开发者服务平台,为开发者提供代码托管、编译发布和运行环境等服务.实验测试结果表明,该设计方案具有系统资源占用少和快速部署的优点.
4.大规模天文数据分析及多维信息可视化平台的建设和管理
- Yang Zherui;杨哲睿;Gao Na;高娜;Liu Liang;刘梁
- 《第五届中国科学院超级计算机应用大会》 | 2015年
摘要：现代天文学发展迅速,天文数据呈现指数级增长.GPU高性能通用计算架构为完成海量天文数据科学计算和处理提供了有效的途径.紫金山天文台在高速安全的IPv6网络环境的基础上,建设部署了总计算峰值达到350TFlops,总存储量达到288TB的大规模天文数据分析及多维信息可视化平台.该超算集群由1个管理节点、25个计算节点和5个存储节点构成,使用界面友好、统一集中的集群管理软件,部署专有环境控制设置和多维可视化安全管理系统,形成了多层次、高效立体的管理架构.
5.欧盟投资1.4亿欧元开发百亿亿次高性能计算HPC技术与应用
- 张娟
- 《第五届中国科学院超级计算机应用大会》 | 2015年
摘要：欧盟新启动的欧洲极限数据与计算项目(EXDCI)将联合欧洲最重要的三大高性能计算(HPC)计划PRACE、ETP4HPC和EESI,来协调欧洲的HPC生态系统.2015年9月底,EXDCI在罗马举行了一场HPC研讨会,宣布将通过"地平线2020计划"拨款1.4亿欧元,资助建设20项新的HPC项目和8所新的计算卓越中心,以解决HPC系统面临的诸多挑战.包括创建一个基于嵌套递归并行性的百亿亿次编程、多目标优化与弹性管理环境；面向高能效百亿亿次HPC系统的自调谐与自适应方案以及面向高性能多尺度计算的计算范式等。
6.世界经济论坛预测信息技术拐点及其社会影响
- 唐川;王会勇;郭斐
- 《第五届中国科学院超级计算机应用大会》 | 2015年
摘要：2015年9月,世界经济论坛发布了一份预测信息技术拐点及其社会影响的调查报告.该报告筛选出了21项有望于2018至2027年间发生的技术拐点,总结了这些拐点技术所构成的人与互联网，随处可见的计算、通讯及存储，物联网，人工智能和大数据，共享经济与分布式信任以及物质的数字化六大宏观趋势,并介绍了其可能产生的社会影响.在信息技术的推动下，许多需要人力的工作正快速朝自动化转变，信息技术将在多大程度上改变工作方式或影响就业，以及这种影响是过渡性的还是永久性的，可能并非是预先确定的。在未来由软件驱动的经济中，传统的安全因素将改变，与安全相关的态度、物理、财务等因素将连同数据和网络一道成为必须要应对的问题。同时涉及虚拟安全和物理安全的问题将成为更加突出的焦点。许多技术拐点将有助于提升社会生产力、运作效率与创造能力，从而导致出现一种基于创新、创意与信息的新型经济。在数字时代，人们通过多种渠道都可获取数据与信息，因而政府应当从一个至上而下的“权威当局”转型成为一个基于网络的、提供真实可靠数据的信息中心，应当开放更多数据，并提供个性化的一站式服务以满足民众需求。
7.高精度湍流直接数值模拟程序的异构并行优化分析
- Zhang Tianwen;张天文;Li Xinliang;李新亮;Zhang Jian;张鉴;Lu Zhonghua;陆忠华
- 《第五届中国科学院超级计算机应用大会》 | 2015年
摘要：在众核处理器应用中,主要难点在于异构并行应用模式和负载均衡的策略,对于计算流体力学,需要针对相关应用设计相应的方案.针对湍流直接数值模拟中串行程序含有部分并行度较高的子程序或函数的特点,设计了一种新的并行计算模式,给出了一种异构平台优化方案,并在中科院超级计算系统“元”上进行了测试和分析,对领域内的典型算例进行了性能测试,着重讨论了不同规模下采用offload模式的CPU和MIC异构并行的扩展性能.
8.基于16S rRNA基因序列分析的物种辅助分类研究与实现
- Ren Qingfu;任清福;Sun Qinglan;孙清岚;Ma Juncai;马俊才
- 《第五届中国科学院超级计算机应用大会》 | 2015年
摘要：在当前的微生物领域,基于16S rRNA基因序列的分析仍然是一个重要方法,其不仅用于研究微生物多样性,而且也用于探索原核生物分类与鉴定.在本研究中,构建了一个参考数据集,该参考数据集包含所有原核微生物中属于被有效发表的种名的标准菌株的16S rRNA基因序列和对这些种名的系统分类.基于此参考数据集,开发了一个微生物快速分类工具,该工具通过把未知原核微生物的16S rRNA基因序列和数据集中的16S rRNA基因序列做序列比对及参考分类单元等级间的距离阈值来快速的定位该未知微生物所属的最有可能的分类单元,最后通过做多序列比对及系统演化树来供科研人员辅助参考.
9.Cahn-Hilliard方程的紧致指数时间差分法研究
- Kang Zubin;康祖彬;Zhang Jian;张鉴;Chi Xuebin;迟学斌
- 《第五届中国科学院超级计算机应用大会》 | 2015年
摘要：本文将一种快速稳定的紧致指数时间差分法应用于求解Cahn-Hilliard方程,并采用多步逼近法和龙格库塔方法有效地解决了方程中的非线性项带来的稳定问题.通过与经典的半隐式欧拉方法对比,分别对不同体自由能模型和不同扩散迁移率下的相场方程求解进行收敛性测试,验证了算法的正确性和高效性.最后用提出的方法对Flory-Huggins模型的粗化率进行研究,得到了与理论预测值一致的结果.
10.第一性原理计算软件包ABACUS中格点积分的优化
- Shen Yu;沈瑜;Li Huimin;李会民;Liu Xiaohui;刘晓辉
- 《第五届中国科学院超级计算机应用大会》 | 2015年
摘要：ABACUS是中国科学技术大学中国科学院量子信息重点实验室自主研发的新型基于密度泛函和数值原子轨道基组的第一性原理计算软件包,在该软件中需要使用格点积分来计算局域势和电子密度,这两部分的计算是程序运行中主要耗时的部分.采用了内存池和高性能数学库对这两部分进行了优化,最终使得程序对内存带宽和CPU高级矢量扩展的利用率有了大幅提高,实际计算速度得到了有效的提高.经过实测,在200个Ti原子的算例中,这两部分的速度分别提高到原来的4.2倍和6.4倍,整体速度提高到原来的2.8倍.
11.中国科学院超级计算中心用户管理系统设计与实现
- Chai Fangjiao;柴芳姣;Liu Liping;刘利萍;Chi Xuebin;迟学斌
- 《第五届中国科学院超级计算机应用大会》 | 2015年
摘要：本文构建了一套基于Web的超级计算中心用户服务管理系统,这一系统结合中科院超级计算中心用户服务的实际需求及特点,克服以前只有人工服务模式的缺点,实现了适合中科院超级计算中心业务模式的用户自服务.该系统是一个综合性智能化的超级计算用户服务管理系统,为超级计算用户提供了方便、高效、易用的平台,同时也便于管理者有效地管理超级计算环境的资源及用户.该系统采用web技术、B/S框架结构和以网络服务器为中心的分布式管理体系结构，采用HTML、CSS、JSP、My SQL等技术进行开发，系统主要服务于集群用户，主要功能模块包括集群账号在线申请及审批、资源变更申请及审批、合同管理、账单管理、缴费管理等，以及系统管理、用户信息数据的管理和维护等。
12.Physis语言框架在WENO高阶数值格式异构计算中的应用
- Wu Ping;邬萍;Meng Chen;孟晨;Wang Long;王龙
- 《第五届中国科学院超级计算机应用大会》 | 2015年
摘要：WENO(weighted essentially non-oscillatory)是计算流体力学中广泛采用的一种高阶数值格式.由于算法本身和异构计算编程的复杂性,需要开展异构计算代码自动生成的研究,以加速更多的应用.基于Physis这一领域编程语言框架,针对三维五阶WENO计算的天文应用,实现了其异构代码的自动生成.在超级计算机“元”上的测试结果表明,自动生成的异构计算代码具有良好的可扩展性,计算性能达到手工优化异构代码的72％,可为相关流体计算的异构代码生成提供借鉴.