HPC高性能計算知識：主要應用場景和軟體

高能能計算集群應用主要按應用類型分為科學計算型集群、負載均衡型集群、高可用型集群、並行資料庫型集群四類；按照應用需求對應的應用領域分為:

計算密集型應用(Computing-intensive): 大型科學工程計算，數值模擬等。其應用領域為石油、氣象、CAE、核能、製藥、環境監測分析、系統模擬等。

數據密集型應用(Data-intensive): 數字圖書館，數據倉庫，數據挖掘，計算可視化等；其應用領域：圖書館、銀行、證券、稅務、決策支持系統等。

通信密集型應用(Network-intensive): 協同工作，網格計算，遙控和遠程診斷等；其應用領域：網站、信息中心、搜索引擎、電信、流媒體等。

HPC高能能計算常用種應用領域主要分為:CAE 模擬、動漫渲染、物理化學、石油勘探、生命科學、氣象環境。

CAE模擬軟體主要有哪些？

CAE(ComputerAided Engineering)用計算機輔助求解分析複雜工程和產品的結構力學性能，以及優化結構性能等 。主要應用於航空航天、汽車、船舶、機械、建築、電子等領域。

CAE主要處理流程大致為: 幾何建模、劃分網格、指定荷載和邊界條件，提交給伺服器進行分析，顯示結果，評估產品性能。

隱式和顯式有限元分析主要區別？

有限元分析FEA(Finite Element Analysis)利用數學近似的方法對真實物理系統(幾何和載荷工況)進行模擬。還利用簡單而又相互作用的元素，即單元，就可以用有限數量的未知量去逼近無限未知量的真實系統。

隱式有限元(IFEA)是針對結構內部分析的，主要場景結構設計；

顯示有限元(EFEA)是針對碰撞，爆炸等結構之間的分析；

CFD是計算流體動力學(Computational Fluid dynamics)的縮寫，是預測流體流動、傳熱傳質、化學反應及其他物理現象的一門學科。

生命科學軟體主要有哪些？

生物科學主要分為生物信息學、分子動力學模擬和新葯研發三個領域。

生物信息學領域:使用HPC對生物基因數據進行測序、拼接、比對等處理，提供基因組信息以及相關數據系統，解決生物、醫學和工業領域的重大問題。

分子動力學模擬領域:使用HPC進行大規模分子動力學模擬，通過模擬結果來分析和驗證蛋白質在分子和原子水平上的變化

新葯研發領域:使用HPC快速地完成高通量藥物虛擬篩選，可使研發周期平均縮短1年半左右。

動漫渲染軟體主要有哪些？

動漫多媒體是HPC的另外一個重要應用，在這個行業大量的圖形渲染成為HPC應用的主要領域。

業務流程大致為:原始模式抽象骨架、作業提交、任務排隊、激活任務、渲染作業、歸檔存儲。

氣象環境軟體主要有哪些？

氣象預報是用數學方法構建方程，將氣象數據和邊界參數導入方程求解，從而預測大氣變化和狀態的科學。

業務流程大致為: 氣象數據收集和預處理、綜合數值天氣預報、天氣學、統計學等輸出預報結果。

氣象預報是用數學方法構建方程，將氣象數據和邊界參數導入方程求解，從而預測大氣變化和狀態的科學。業務流程大致為: 氣象數據收集和預處理、數值天氣預報流程、綜合數值天氣預報、天氣學、統計學等輸出預報結果。

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