推荐国家科技进步奖项目公示

作者: 2018-01-16 09:29 来源:
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  项目名称:国家超级计算基础设施关键技术及重大应用

  项目简介:

  超级计算基础设施是建设创新型国家的战略支撑。所谓超算基础设施就是依靠类似操作系统的软件,将超算资源通过互联网连接集成,建立像电、水网那样的服务基础设施,支撑各类应用,提高资源利用率,便利用户使用。本成果来源于“十一五”、“十二五”863 重大项目,参研单位超过50家,参研人员近2000人。项目在十五网格实验床基础上,突破核心关键技术,构建具有服务形态的国家超级计算基础设施,使国产超级计算机更好发挥作用,为国家重大科技专项、重大工程和国计民生重点领域提供基础支撑。

  在开放、动态的互联网环境下,聚合网上异构、自治的分散资源,构建在全国范围共享、方便使用的国家超级计算基础设施,面临重大技术挑战:1)在动态环境下如何应对系统资源的不确定性,对用户提供稳定的高质量服务;2)在不改变原有资源隶属关系和管理模式的条件下,如何实现受控共享;3)在开放异构的环境下,如何高效开发和运行大规模分布并行应用,建立超算应用的生态环境。该项目通过体系结构及系统软件、应用模式、应用的开发与优化等创新应对上述挑战,为在我国形成超级计算资源提供、应用开发和运行服务的产业链奠定了技术基础。

  1)针对资源动态性和自治性的挑战,提出了非集中层次虚拟化超算基础设施系统结构,突破了超算资源去耦聚合、超算功能无差异化调度使用和超算系统运行管理关键技术,成功研发了世界三大超算基础设施系统软件之一,基于该软件构建了世界上规模最大的国家超级计算基础设施。

  2)为解决自治资源的受控共享,发明了领域超算应用新模式,首创了既有网格分布异构资源聚合能力,又有云计算按需使用商业化运营的应用社区并投入运营,为支持应用新模式,发展了按需定制的服务模式、按需付费的交易模式和按需调配的管理模式。

  3)针对建立开放、可持续发展的国家超算应用生态环境的需求,突破了基于国产超级计算机的分布并行应用的开发与优化技术,支持了一批大规模分布并行应用软件的研发。

  基于上述创新工作,构建了由全国17个超算中心组成的国家超级计算基础设施,总计算能力超过20亿亿次浮点运算/秒,支持了国产大飞机、高铁“和谐号”等1000多项国家重大科技与工程项目,已成为我国不可或缺的科技基础设施。成功研发了药物虚拟筛选、飞机优化设计、油气勘探等自主知识产权大型并行应用软件,取得了重大应用实效。成果应用以来,主要完成单位新增销售和利润超过10亿元。其它参研、应用单位产生经济效益超25亿元。授权发明专利50项,登记软著100余项,承担19项国际、国家和行业标准制定,发表论文800余篇,出版专著9部。成果实现了我国超级计算基础设施与应用的跨越发展,为我国超级计算进入世界领先行列奠定了坚实基础。

  主要完成人情况:(摘自“主要完成人情况表”中的部分内容,公示姓名、排名、行政职务、技术职称、工作单位、完成单位、对本项目贡献)

  1、钱德沛,第1完成人,教授,北京航空航天大学,项目总体组组长,牵头国家超级计算基础设施的结构和布局设计以及系统软件整体架构设计,提出国家超级计算基础设施“三横两纵”的体系结构,参与国家超算基础设施运管中心建设,参与工作流软件和监控管理系统研发;牵头应用社区的概念、分类和模式研究;参与新药研发等应用系统的研发。主要贡献在第一、二、三技术创新点,证明材料见核心知识产权第1项,主要知识产权目录第8、10项,其他附件第1项等。本项目占年工作量80%以上。

  2、迟学斌,第2完成人,副所长、超级计算中心主任,研究员,中国科学院计算机网络信息中心,项目核心骨干,总体组成员,参与国家超级计算基础设施的结构和布局设计,组织基础设施系统软件设计,参与监控管理软件设计和研发,牵头基础设施主结点建设和基础设施运行管理机制研究和运管中心建设,牵头提出整套国家超算基础设施的运行管理规范;负责系统软件在国家超算基础设施中的部署、测试与运行,牵头开展软件的应用推广和培训;参与飞机设计等应用移植和推广。主要贡献在第一、三技术创新点,证明材料见核心知识产权第2项,其他附件第1项。本项目占年工作量80%以上。

  3、杨广文,第3完成人,所长,教授,清华大学,项目核心骨干,总体组成员,参与国家超级计算基础设施的结构和布局设计,参与组织基础设施系统软件的设计,负责国家超级计算基础设施清华大学结点、无锡结点建设以及网络数据虚拟存储与共享软件的设计实现;牵头科学计算应用社区的建设、应用和推广;负责国家超算基础设施的应用推广工作,参与生物医药、气候变化等应用系统的研发。主要贡献在第一、二、三技术创新点,证明材料见核心知识产权第3项,主要知识产权目录第9项,其他附件第1项等。本项目占年工作量75%以上。

  4、王普勇,第4完成人,副总裁,教授级高工,上海索辰信息信息科技有限公司,上海超级计算中心,项目核心骨干,总体组成员,参与组织超算基础设施系统软件的设计,牵头国家超算基础设施南方主结点建设,牵头Xfinity软件的设计和研发,参与运管中心运行管理机制研究和高性能计算网关研发,参与提出国家超算基础设施的运行管理规范;牵头工业应用社区的设计、研发和应用推广;参与生物医药及新药研发等应用系统的研制和推广。主要贡献在第一、二、三技术创新点,证明材料见主要知识产权目录第4项,其他附件第1项等。本项目占年工作量75%以上。

  5、肖侬,第5完成人,副院长,教授,中山大学,项目核心骨干,总体组成员,参与组织国家超算基础设施系统软件的设计,牵头其中监控管理系统和网络数据共享软件的设计实现;负责国家超算基础设施各结点的组织与协调,参与国家超算基础设施天津结点和广州结点的建设,组织领域应用在国家超算基础设施广州结点的部署、优化和运行,参与石油化工、气象预报等应用软件的研发工作。主要贡献在第一、三技术创新点,证明材料见主要知识产权目录第6项,其他附件第1项等。本项目占年工作量70%以上。

  6、查礼,第6完成人,副研究员,中国科学院计算技术研究所,项目核心骨干,牵头国家超级计算基础设施系统软件的具体设计、实现和部署应用,负责核心系统等设计实现,牵头组织开展系统软件的应用推广和培训等工作;参与工业应用社区的设计和实现。

  主要贡献在第一、二技术创新点,证明材料见主要知识产权目录第5项,其他附件第1项等。本项目占年工作量80%以上。

  7、郭兆电,第7完成人,副总设计师,研究员,中航工业第一飞机设计研究院,项目核心骨干,参与国家超级计算基础设施架构系统服务层和应用层的设计;负责飞机设计CFD软件的研发、移植和应用推广。主要贡献在第一、三技术创新点,证明材料见主要知识产权目录第7项,其他附件第1项等。本项目占年工作量60%以上。

  8、于坤千,第8完成人,研究员,中国科学院上海药物研究所,项目核心骨干,参与国家超算基础设施架构系统服务层和应用层的设计;负责新药研发网格的建设及应用推广;负责生物医药并行软件研发和应用推广。主要贡献在第一、三技术创新点,证明材料见其他附件第1、21项等。本项目占年工作量70%以上。

  9、刘光明,第9完成人,主任,研究员,国家超级计算天津中心,项目核心骨干,负责国家超算基础设施天津结点的建设;参与新药研制、气象、飞行器设计等应用的移植、优化与推广。主要贡献在第一、三技术创新点,证明材料见其他附件第1、23项等。本项目占年工作量70%以上。

  10、栾钟治,第10完成人,副教授,北京航空航天大学,项目核心骨干,参与基础设施系统软件中工作流软件和监控管理系统研发、部署和推广;参与工业社区研发,负责工业社区监控软件;负责研发分布应用集成开发环境并参与航空、气候变化、新药等应用系统的研发和部署。主要贡献在第一、二、三技术创新点,证明材料见核心知识产权第1项,主要知识产权目录第8、10项,其它附件第1项等。本项目占年工作量75%以上。

  主要完成单位及创新推广贡献:

  1、北京航空航天大学,第1完成单位,在第一创新点“非集中式虚拟化系统体系结构与服务支撑软件”方面,负责国家超算基础设施架构设计,提出并参与实现了国家超算基础设施“三横两纵”的层次化、虚拟化的体系结构,参与国家超算基础设施运管中心建设;共同完成基础设施服务软件套件的整体架构设计,参与服务软件套件的功能实现,主要负责监控管理系统和工作流软件的设计、实现与部署,同时,参与了软件的应用推广和培训等工作;在第二创新点“兼有网格和云计算特点与优势的应用社区”方面,共同完成应用社区服务模式的设计,参与应用社区的软件开发和部署,负责社区监控部分的实现,同时,参与了社区的应用推广和培训等工作;在第三创新点“大型应用系统的开发与优化技术”方面,设计研发了模块化、流程化编程方法及开发环境,参与新药研发网格等应用研发和部署,并参与了推广应用的工作,参与了生物医药并行应用软件的移植和优化工作。

  2、中国科学院计算机网络信息中心,第2完成单位,在第一创新点“非集中层次虚拟化超算基础设施系统结构与系统软件”方面,负责国家超级计算基础设施主结点建设,并开展了卓有成效的应用推广工作,负责基础设施运行管理机制研究和运管中心建设,牵头提出了一整套国家超级计算基础设施的运行管理规范;参与系统软件的设计和监控管理系统的实现,并主导了系统软件在国家超算基础设施中的部署、测试与运行,牵头开展了软件的应用推广和培训等工作;在第二创新点“兼有网格和云计算特点与优势的应用社区”方面,参与科学计算应用社区建设、应用推广和培训等工作;在第三创新点“大型应用系统的开发与优化技术”方面,参与大型飞机设计流场数值模拟与设计优化等应用研发和推广工作。

  3、上海超级计算中心,第3完成单位,在第一创新点“非集中层次虚拟化超算基础设施系统结构与系统软件”方面,负责国家超算基础设施南方主结点建设,并开展了卓有成效的应用推广工作,与运管中心合作开展基础设施运行管理机制研究,参与提出国家超算基础设施运行管理规范;参与基础设施系统软件设计实现,主要负责Xfinity软件的设计和研发,并配合系统软件在国家超算基础设施中的部署、测试与运行,开展了软件的应用推广和培训等工作;在第二创新点“兼有网格和云计算特点与优势的应用社区”方面,负责工业应用社区的设计、研发、应用推广和培训等工作;在第三创新点“大型应用系统的开发与优化技术”方面,参与新药研发等应用系统的研发和应用推广工作。

  4、中国科学院计算技术研究所,第4完成单位,在第一创新点“非集中层次虚拟化超算基础设施系统结构与系统软件”方面,负责国家超算基础设施系统软件的功能设计、实现和部署应用,并分管系统软件核心系统、高性能计算网关和工作流软件的设计实现等,作为主体之一开展系统软件的应用推广和培训等工作;在第二创新点“兼有网格和云计算特点与优势的应用社区”方面,参与应用社区的设计并负责支撑中间件的设计和实现。

  5、清华大学,第5完成单位,在第一创新点“非集中层次虚拟化超算基础设施系统结构与系统软件”方面,负责国家超算基础设施清华大学和无锡结点的建设,并开展了卓有成效的应用推广工作;参与基础设施系统软件的设计和实现,主要负责网络数据虚拟存储与共享软件的设计实现,并配合开展软件的应用推广和培训等工作;在第二创新点“兼有网格和云计算特点与优势的应用社区”方面,负责科学计算应用社区的研发、建设和应用推广;在第三创新点“大型应用系统的开发与优化技术”方面,负责跨域数据访问关键技术突破,参与气候变化等应用系统的研制和应用推广工作。

  6、中山大学,第6完成单位,在第一创新点“非集中层次虚拟化超算基础设施系统结构与系统软件”方面,负责国家超级计算基础设施广州结点建设,并开展了卓有成效的应用推广和用户培训等工作;在第三创新点“大型应用系统的开发与优化技术”方面,参与飞机设计、海洋模拟等重大应用研发和推广工作。

  7、中国科学院上海药物研究所,第7完成单位,在第一创新点“非集中层次虚拟化超算基础设施系统结构与系统软件”方面,参与国家超算基础设施架构设计和系统软件的应用推广工作;在第三创新点“大型应用系统的开发与优化技术”方面,负责生物医药并行软件和新药研发网格等应用的研发和部署,并主导了推广应用的工作,支撑了国家重大科技项目的建设,产生了重要的影响和显著的经济与社会效益。

  详细信息请见附件

  现将推荐项目进行公示,起止时间为2018年1月16日至24日,对推荐项目如有异议,请在上述公示期内以书面形式向我们提出,并提供必要的证明文件。

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  联系邮件:hanwj@sccas.cn

  联系人:韩文静

  中国科学院计算机网络信息中心

  2018年1月16日

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