摘 要：超级计算机是一个国家科研实力的体现，它对国家安全，经济和社会发展具有举足轻重的意义。就世界和我国超级计算机的现状、用途分别进行了分析和阐述，并探讨超级计算机的发展方向。

　　关键词：超级计算机 MPP结构 NOW结构

　　1 超级计算机的现状

　　1.1 超级计算机的分类

　　超级计算机可分两类，采用专用处理器或者采用标准兼容处理器。前者可以高效地处理同一类型问题，而后者则可一机多用，使用范围比较灵活、广泛。专一用途计算机多见于天体物理学、密码破译等领域。国际“象棋高手”“深蓝”、日本的“地球模拟器”都属于这样的超级计算机。据统计，500强超级计算机有232个是非专用系统，服务于军事、医药、气象、金融、能源、环境和制造业等众多领域。

　　1.2 世界超级计算机的现状

　　目前，世界排名前10位的超级计算机中美国有7台，但首位却是日本“地球模拟器”。该模拟器是2009年由日本电气公司开发成功，每秒运速为35.86万亿次，曾长时间保持世界超级计算机运速的最快记录。这一排名极大地刺激了美国，为此美国能源部赶快和IBM等公司合作研制，并于2009年9月开发成功了“地球模拟器”。日本也穷追猛赶并于2009年10月20日由日本电气公司宣布，已开发成功世界运速最快的“SX-8”超级计算机，每秒运速为 58万亿次，由5/2台计算机连接在一起，中央处理器由日本电气公司提供。美国国防部立即启动一项计划：开发一台每秒1 000万亿次超级计算机。而雄心勃勃的日本电气公司、东芝公司和日立制作所三家合作，抛出了一个具体计划，即于2010年开发出每秒运速为1 000万亿次以上的超级计算机，并且由日本东京大学牵头联合研制世界上最高速超级计算机“GRAPE-DR”，每秒可运行2 000万亿次。

　　1.3 中国超级计算机的现状

　　从1978年，邓小平同志在第一次全国科技大会上说：“中国要搞四个现代化，不能没有巨型机!”此后，我国计算机专家奋起直追，经过几十年不懈努力，取得了丰硕成果，“银河”、“曙光”、“神威”等高性能计算机的出现，使我国成为继美国、日本之后第三个具备自行开发高性能计算机的国家。

　　1983年，“银河I”在国防科技大学诞生;1992年，“银河II”10亿次巨型计算机在长沙通过鉴定;1997年，由国防科技大学计算机研究所研制的“银河III”并行举行计算机在北京通过国家鉴定。“银河III”并行巨型计算机袭用在用访存指令直接访问全局共享分布存储器，基于三维环网拓扑的宽带、低延迟通信、MPP资源管理与处理机调度、可移植PDI框架的并行I/O软件、面向多种语言、多目标机的具有统一中间代码结构的高性能优化编译，巨型计算机高性能网络软、硬件设计等技术方面属于领先水平，系统综合达到当前国际先进水平。

　　1993年，曙光1号由国家智能中心推出;1995年5月，曙光2号推出;此后陆续在1998年、1999年推出“曙光2000—I”、“曙光2000-II”超级服务器。

　　而1999年研制出的“神威”，其高性能主要表现在，它是一种可缩放大规模并行计算机系统，其峰值运算速度可高达每秒3 840亿浮点结果，位居当今全世界已投入商业运行的前500位高性能计算机的第48位。

　　2 超级计算机的用途推动其发展

　　超级计算机的应用十分广泛，其主要包括计算密集型(如大规模工程计算和数值模拟)、数据密集型(如数据仓库和数据采集)以及通信密集型(如协同工作和远程遥控)三个方面。超级计算机的进步极大地推动了这些应用的发展;反之，这些应用领域不断出现的新需求又直接地刺激了超级计算机的研究与开发。

　　水肥一体化技术应用的现状及发展前景

　　【摘要】近来随着我国经济的加速发展，农业的进程也逐渐加快，对农业方面的要求也越来越高。

　　农业生产从种植到收获，以及对土地的状况都要进行极为高效有益的评估，所以本文重点介绍了水肥一体化在国内外的发展现状，多角度的分析其优点，同时也找出了其中的局限性，积极展望了该技术的应用前景。

　　【关键词】水肥一体化;应用现状;发展前景

　　在我国，水肥一体化技术又称微灌施肥技术，其主要的机制是借助压力系统，或者借助地形自然落差，充分结合微灌和施肥技术，以水为载体，灌溉同时施肥，结果达到水和肥一体化利用，水和肥的管理更高效，当然，也可以根据不同作物的特点，如植物的需肥特点，对土壤环境的要求，以及养分含量的具体状况进行设计。

　　可以满足作物的生育期需水和需肥规律，使水和肥料以最优质的结合在土壤中被作物吸收和利用。

　　1、水肥一体化技术国内外发展及应用现状

　　1.1国外应用与发展状况

　　水肥一体化的进程在以色列表现的较为经典。

　　20世纪中期，伴随着国家的塑料工业的发展开始发展滴灌开始使用水肥一体化的技术。

　　如今的以色列，该技术广泛应用于各个方面，果园，温室，大田以及绿化等，使用的面积以及占灌溉面积的一半以上，位居世界之首。

　　在世界范围上的水肥一体化技术，大都广泛应用在干旱缺水和经济发达的地区和国家[1]。

　　1.2我国应用与发展状况

　　我国最早应用的水肥一体化技术是引进于墨西哥，1974年引进的滴灌设备试点的面积达到了5.3hm，从此以后该滴灌技术开始得到了进一步的研究。

　　十年后的1998年，我国就自主研制出了第1代滴灌设备。

　　自此以后，随着我国引进的先进生产工艺技术，规模化的灌溉生产也在我国逐步的形成。

　　水肥一体化的技术在应用上逐渐从试验和示范田推广到到大面积的应用。

　　到了20世纪后期，水肥一体化的技术愈来愈得到高度的重视，我国组织专业的人员开展该技术的技术培训，并拨款进行研讨。

　　2000年水肥一体化的技术培训和指导得到进一步的发展，中央农业部的全国农业技术推广中心参与国际合作，连续5年在我国举办水肥一体化技术培训班，该次培训的指导专家是国内外的一级专业人员，将理论技术和实际操作结合在一起，加大了微灌施肥的面积。

　　当前。

　　水肥一体化技术已经由过去的局部试验、示范发展，成为现在的大面积推广应用，辐射范围从华北地区扩大到西北旱区、东北寒温带和华南亚热带地区。

　　覆盖设施栽培、无土栽培、果树栽培，以及蔬菜、花卉、苗木、大田经济作物等多种栽培模式和作物，特别是西北地区膜下滴灌施肥技术处于世界领先水平。

　　为了响应国家“菜篮子工程”以及省农业厅“百万亩设施蔬菜工程”规划。

　　加快发展设施蔬菜产业，丰富城乡居民“菜篮子”工程，保障市场供应，促进农民增产增收。

　　近年来，汉中市注重农业生产中开展“水肥”双节技术，在城固、勉县等地进行了设施蔬菜水肥一体化技术宣传、推广，取得了较好的成效。

　　2、水肥一体化技术的优点

　　2.1节水

　　相对于传统的灌溉技术，水肥一体化技术在节水方面相当的高效。

　　传统的浇灌技术一般采取的是畦灌一级大水漫灌，这两种灌溉时水常在运输途中被浪费，但是水肥一体化技术，可以帮助水肥融合在一起，采用的是可控管道，方式是滴状浸润作物的根系，这样可以减少水分的下渗一级蒸发，使水分得到充分的利用，通常可节水30%以上。

　　2.2提高肥料利用率

　　传统的肥料利用都是通过泼撒的方式，这种施肥不仅不能保证所有肥料充分被利用，而且对工作人员造成一定的危害。

　　水肥一体化技术在施肥时采取定时、定量和定向的方式，不仅可以减少肥料的挥发和流失，甚至提高土壤对养分的固定，这样可以实现集中施肥，达到平衡施肥，而且在同等的耕种条件下，最少便可节约肥料30%。

　　2.3减少农药用量

　　在蔬菜棚内，如果采取水肥一体化技术，可以一定程度上减低棚内的湿度，使其湿度降低8.5%左右，降低湿度后会一定程度上抑制了棚内病虫害的发生。

　　除了此种效果外，如果湿度减低，棚内的通风次数也会不用那么多，这样会使温度提高很多，这样可以使作物生长健壮，并且增强植物抵抗病虫害的能力，减少了农药的用量。

　　2.4提高作物产量与品质

　　水肥一体化技术大大的改善了植物的浇灌，促使作物得到了足够的满足生理需要的水肥，这种浇灌技术下的果实饱满，个头大，普遍可增产10%以上。

　　此外，从上文我们知道，该技术可以减少病虫害的损坏，大大的减少腐烂果和畸形果的数量，使果实的品质得到很好的改善。

　　比如说栽培黄瓜，水肥一体化技术的黄瓜比运用常规的畦灌施肥所收获的黄瓜其畸形瓜的率要少21%，黄瓜增产很大，产值增加较高。

　　2.5节省灌水和施肥时间

　　水肥一体化技术的机制是依靠压力差来自动的进行灌水施肥，这样免去人工的开沟灌水，也可以大大的减少人工施肥的时间。

　　传统的灌溉技术会使田间地头产生大量的浪费水资源，而该技术不仅节约了水，而且保证地头田间的干燥，进而控制了杂草生长，不要花费大量的人力去清除杂草，节约了工作时间。

　　病虫害的减少也使喷药和通风过程人工投入大大的减少。

　　2.6改善土壤微环境

　　水肥一体化技术可以降低土壤容重，增加孔隙度，进而使土壤微生物的活性增强，这样可以减少养分的淋失。

　　微生物活性的增加可以提高土壤次生盐渍的含量，而土壤次生盐渍具有高水位大流量的运行特点，这样可以使灌周期缩短，减少输水损失，提高水利用系数，使灌区作物灌水在生育期，大大提高了作物的产量。

　　3、小结

　　水肥一体化的灌溉用水时，要坚持依法管水和科学调度，打击偷水、抢水等行为。

　　维护用水秩序和合法用水权利，为灌区创造良好的环境。

　　灌溉期结束后及时进行资料整编，进行流量监测和调度情况分析，计算各渠系水利用系数，进行奖罚考核。

　　同时认真分析灌溉存在的问题，提出对策，提高灌溉的水利用效率。

　　工作人员有一定的政治素质，业务能力也要很高。

　　调度工作人员了解系统的基本情况，如机组配置，出流能力，取水口位置以及输水能力。

　　近年来灌区水量调配工作取得了明显的效果，满足了农业在关键需水期的用水，提高了用水效率，扩大了用水的市场，实现了节水增产的双赢。