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高性能计算研究与应用的文献计量分析 高性能计算研究与应用的文献计量分析 高高性性能能计计算算研研究究与与应应用用的的文文献献计计量量分分析析 高文 马捷 孙凝晖 SCIE 1981 2010 30 SCIE 摘要：本文依据 数据库的检索结果，对从 年至 年 年间 收录的有关高性能计算研 究与应用的论文进行文献计量分析，列出了收录情况、被引用情况、国家地区情况、研究机构情况、作者/ 情况和刊载来源情况，并做了统计分析，以揭示国际上有关高性能计算研究与应用的发展态势和科学影响 力，为高性能计算研究工作提供数据参考。 关键词：科技论文；统计分析；高性能计算 高性能计算机是对拥有强大计算能力的计算机的总称，是运行高性能计算的物理载体。 高性能计算作为当前世界竞争的高科技热点之一，对国家经济和社会发展具有深远影响[1]。 其不仅是当前国内外研究领域的重要发展方向，而且为大规模交叉科学研究、工程应用提供 强大的支撑平台，是世界各国竞相争夺的战略制高点。全球气候模型、人类基因工程、湍流 分析、飞行动力学、海洋环流、流体力学和超导模型等等都离不开高性能计算机。高性能计 算机是以flops（每秒钟处理浮点指令数）作为衡量指标的，在体系结构、操作系统、编程 模型和制造工艺等多个方面都能够体现计算机科学的最高水平。 从系统结构的角度，高性能计算机系统可以分为以下几类[2]：并行向量机PVP 系统， 对称多处理机SMP 系统，大规模并行处理机MPP 系统，cc-NUMA 系统，机群Cluster 系统。 并行向量处理机通过向量处理和多个向量处理器并行处理两条途径来提高处理能力，Cray C-90、CrayT-90、NEC SX-4 和我国的银河1号都是并行向量机。然而，并行向量机的造价 越来越高，性能的提高却越来越难，如今已不再是高性能计算机发展的主流。SMP 是指若 干处理机通过共享总线互连而成的多处理机系统，典型的对称多处理机有SunSPARCserver 10000，Sun SPARC center 2000，SGI Power Challenge 以及我国的曙光1 号。所有处理器共 享总线使得总线仲裁成为系统的瓶颈，严重影响了SMP 系统的可扩展性，而今主流趋势是 把SMP 作为MPP 或机群结构的一个节点，解决 SMP 扩展性差的问题。cc-NUMA 与SMP 的区别在于各结点内有存储器，典型的cc-NUMA 有SGI Origin 、Stanford DASH 等。MPP 系统是指在同一地点由大量处理单元构成的并行计算机系统，典型的MPP 有Intel Paragon、 IBM SP2、OptionRed以及曙光1000。MPP 系统的集成度高，系统控制器实现的功能在MPP 中仍是解决处理器核心与外设的互连问题。机群系统由高档商品微机（包括工作站）用高速 商品互连网络连接而成，典型的机群结构高性能计算机有国防科大的天河1A计算机、曙光 公司的曙光系列可扩展并行计算机和IBM 公司的roadrunner等。其最主要优点是它们建立 在容易购买且价格低廉的商品化硬件、快速互连设备以及标准软件组件之上，可以根据预算 和计算能力扩展系统规模。机群cluster 结构不断发展壮大，成为了目前高性能计算机绝对 主流的体系结构。 本文依据SCIE 数据库的检索结果，对从1981年至2010年30年间SCIE收录的有关高 性能计算研究与应用的论文进行文献计量分析，以揭示国际上有关高性能计算研究与应用的 发展态势和科学影响力，为高性能计算研究工作提供数据参考。 1 1 11 总体情况 根据2011年6 月统计，1981年至2010年30年间SCIE 收录的有关高性能计算研究与 1 应用的论文总计5,496篇，被引用总计65,107次，各年收录和引用情况如图1所示。可以看 出，SCIE 收录的有关高性能计算研究与应用的论文数量和被引用次数总体呈逐年增加的趋 势，说明有关高性能计算方面的研究从1981年以后不断加强，并逐渐受到世界各国科研人 员的重视，也是当今科技前沿的研究热点之一。根据技术生命周期理论，技术生命周期一般 包含初始、发展、成熟、衰退4个阶段[3]。由此看，国际上关于高性能计算方面的研究正 处于技术发展期并向成熟期迈进的阶段。这个时期