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巨型计算机(super computer) 运算速度最快、性能最高、技术最复杂的一类计算机，简称巨型机，也称超级计算机。它是计算机型谱中的最高档机型。巨型计算机主要用于解决大型计算机也难以解决的复杂问题。它是解决科技领域中某些巨大的挑战性问题的关键工具。 现代巨型计算机起源于20世纪60年代末至70 年代初。按照体系结构和技术水平的发展, 巨型计算机已经历4代。 第一代巨型机是单指令流多数据流的阵列处理机，其典型代表是美国于1972年研制成功的ILLIAC-Ⅳ。它由64 个巨处理机构成8×8 阵列，这些处理机在一个控制部件的控制下同步并行工作。该机由分立元件组成, 运算速度每秒近1亿次。 第二代巨型机是具有流水线结构的向量机。20 世纪70 年代中后期美国推出的Cray-1 是这一代巨型计算机的标志。该机由高速中、小规模集成电路组成，有12条不同功能的流水线运算部件，分为4 组，可并行流水工作，峰速达160MFLOPS(按两条流水线计) 。该机使巨型计算机首次成为商品，并走向市场。 第三代巨型机是多指令流多数据流的共享主存多处理机系统，以美国80年代中到90年代初推出的Cr ay X-MP , Cr ay Y-MP 系列为代表，具有2 个～16 个处理机，紧密耦合共享主存，可多任务并发以解决用户的大型问题。每个处理机内又用了多流水线向量技术，运算速度达每秒几十亿到近二百亿次。 第四代巨型机是大规模并行处理系统，它由成百上千甚至上万个处理机互连而成，靠高度并行以获得超高性能。这一代巨型机起步于80年代初，利用超大规模集成电路，硬件实现相对容易一些，性能价格比高。较成功的机种有美国的CM-5、nCUBE-X、Par agon、SP-2、T-3D等。 巨型计算机有不同的分类方法。按用途，可分为通用巨型机和专用巨型机；按字长，可分为32 位巨型机和64 位巨型机；按所处理的数据是否是向量，可分为标量巨型机和向量巨型机；按所用的处理单元是否相同，可分为同构巨型机和异构巨型机；按体系结构，可分为上述四代巨型机，即SIMD阵列机、向量机、并行多处理机和大规模并行处理系统。 巨型计算机通常由主机系统、输入输出系统和前端机系统组成。 巨型计算机的核心是主机系统，它由高性能处理机和高速大容量主存构成。主机的任务是完成高速运算。输入输出系统独立于主机，并行管理输入输出，向主机提供算题作业和运算所需的数据，接收主机的运算结果，并负责管理全部联机外围设备和接口通道。由于巨型机所加工数据的吞吐量很大，高速主存容量有限，一般还需要有半导体扩存和海量存储子系统。对大规模数据处理的用户，常需联机磁带子系统或光盘子系统作为大量数据输入输出的媒体。前端机系统是本地用户使用巨型机的总管，用来准备程序和数据，向主机发送作业，接收主机的最终处理结果，对结果进行加工后输出。前端机一般采用小型计算机。非本地用户借助计算机网络使用巨型机，用户端的计算机(微型计算机、工作站等) 可起前端机的作用, 通过网络向巨型机发送作业和接收结果。 【出处】张效祥. 计算机科学技术百科全书,清华大学出版社,2018年5月第3版.
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发表于 2025-11-2 13:46:40