系统重构的利与弊,电脑系统重构

1.linux哪个操作系统好？

2.联想拯救者windows11改windows10无法识别pe

3.Win 11引入云操作系统，适配混合办公模式

4.天府通办系统维护需要多久

5.[高性能计算的三大研究领域]高性能计算领域的研究内容

作业系统并不是与计算机硬体一起诞生的，它是在人们使用计算机的过程中，为了满足两大需求：提高资源利用率、增强计算机系统性能，伴随着计算机技术本身及其应用的日益发展，而逐步地形成和完善起来的。接下来是我为大家收集的，希望能帮到大家。

最初的电脑并没有作业系统，人们通过各种操作按钮来控制计算机，后来出现了组合语言，操作人员通过有孔的纸带将程式输入电脑进行编译。这些将语言内建的电脑只能由操作人员自己编写程式来执行，不利于装置、程式的共用。为了解决这种问题，就出现了作业系统，这样就很好实现了程式的共用，以及对计算机硬体资源的管理。

作业系统技术的发展

手工操作***无作业系统***

1946年第一台计算机诞生--20世纪50年代中期，还未出现作业系统，计算机工作采用手工操作方式。

程式设计师将对应于程式和资料的已穿孔的纸带***或卡片***装入输入机，然后启动输入机把程式和资料输入计算机记忆体，接着通过控制台开关启动程式针对资料执行;计算完毕，印表机输出计算结果;使用者取走结果并卸下纸带***或卡片***后，才让下一个使用者上机。

手工操作方式两个特点：

***1***使用者独占全机。不会出现因资源已被其他使用者占用而等待的现象，但资源的利用率低。

***2***CPU 等待手工操作。CPU的利用不充分。 ?

20世纪50年代后期，出现人机矛盾：手工操作的慢速度和计算机的高速度之间形成了尖锐矛盾，手工操作方式已严重损害了系统资源的利用率***使资源利用率降为百分之几，甚至更低***，不能容忍。唯一的解决办法：只有摆脱人的手工操作，实现作业的自动过渡。这样就出现了成批处理。

批处理系统

批处理系统：载入在计算机上的一个系统软体，在它的控制下，计算机能够自动地、成批地处理一个或多个使用者的作业***这作业包括程式、资料和命令***。

联机批处理系统

首先出现的是联机批处理系统，即作业的输入/输出由CPU来处理。

主机与输入机之间增加一个储存装置——磁带，在运行于主机上的监督程式的自动控制下，计算机可自动完成：成批地把输入机上的使用者作业读入磁带，依次把磁带上的使用者作业读入主机记忆体并执行并把计算结果向输出机输出。完成了上一批作业后，监督程式又从输入机上输入另一批作业，储存在磁带上，并按上述步骤重复处理。

监督程式不停地处理各个作业，从而实现了作业到作业的自动转接，减少了作业建立时间和手工操作时间，有效克服了人机矛盾，提高了计算机的利用率。

但是，在作业输入和结果输出时，主机的高速CPU仍处于空闲状态，等待慢速的输入/输出装置完成工作： 主机处于“忙等”状态。

离线批处理系统

为克服与缓解：高速主机与慢速外设的矛盾，提高CPU的利用率，又引入了离线批处理系统，即输入/输出脱离主机控制。

这种方式的显著特征是：增加一台不与主机直接相连而专门用于与输入/输出装置打交道的卫星机。

其功能是：

***1***从输入机上读取使用者作业并放到输入磁带上。

***2***从输出磁带上读取执行结果并传给输出机。

这样，主机不是直接与慢速的输入/输出装置打交道，而是与速度相对较快的磁带机 *** ，有效缓解了主机与装置的矛盾。主机与卫星机可并行工作，二者分工明确，可以充分发挥主机的高速计算能力。

离线批处理系统:20世纪60年代应用十分广泛，它极大缓解了人机矛盾及主机与外设的矛盾。IBM-7090/7094：配备的监督程式就是离线批处理系统，是现代作业系统的原型。不足：每次主机记忆体中仅存放一道作业，每当它执行期间发出输入/输出***I/O***请求后，高速的CPU便处于等待低速的I/O完成状态，致使CPU空闲。

为改善CPU的利用率，又引入了多道程式系统。

多道程式系统

多道程式设计技术

所谓多道程式设计技术，就是指允许多个程式同时进入记忆体并执行。即同时把多个程式放入记忆体，并允许它们交替在CPU中执行，它们共享系统中的各种硬、软体资源。当一道程式因I/O请求而暂停执行时，CPU便立即转去执行另一道程式。

单道程式的执行过程：

在A程式计算时，I/O空闲， A程式I/O操作时，CPU空闲***B程式也是同样***;必须A工作完成后，B才能进入记忆体中开始工作，两者是序列的，全部完成共需时间=T1+T2。

多道程式的执行过程：

将A、B两道程式同时存放在记忆体中，它们在系统的控制下，可相互穿插、交替地在CPU上执行：当A程式因请求I/O操作而放弃CPU时，B程式就可占用CPU执行，这样 CPU不再空闲，而正进行A I/O操作的I/O装置也不空闲，显然，CPU和I/O装置都处于“忙”状态，大大提高了资源的利用率，从而也提高了系统的效率，A、B全部完成所需时间<<T1+T2。

多道程式设计技术不仅使CPU得到充分利用，同时改善I/O装置和记忆体的利用率，从而提高了整个系统的资源利用率和系统吞吐量***单位时间内处理作业***程式***的个数***，最终提高了整个系统的效率。

单处理机系统中多道程式执行时的特点：

***1***多道：计算机记忆体中同时存放几道相互独立的程式;

***2***巨集观上并行：同时进入系统的几道程式都处于执行过程中，即它们先后开始了各自的执行，但都未执行完毕;

***3***微观上序列：实际上，各道程式轮流地用CPU，并交替执行。

多道程式系统的出现，标志著作业系统渐趋成熟的阶段，先后出现了作业排程管理、处理机管理、储存器管理、外部装置管理、档案系统管理等功能。

多道批处理系统

20世纪60年代中期，在前述的批处理系统中，引入多道程式设计技术后形成多道批处理系统***简称：批处理系统***。

它有两个特点：

***1***多道：系统内可同时容纳多个作业。这些作业放在外存中，组成一个后备伫列，系统按一定的排程原则每次从后备作业伫列中选取一个或多个作业进入记忆体执行，执行作业结束、退出执行和后备作业进入执行均由系统自动实现，从而在系统中形成一个自动转接的、连续的作业流。

***2***成批：在系统执行过程中，不允许使用者与其作业发生互动作用，即：作业一旦进入系统，使用者就不能直接干预其作业的执行。

批处理系统的追求目标：提高系统资源利用率和系统吞吐量，以及作业流程的自动化。批处理系统的一个重要缺点：不提供人机互动能力，给使用者使用计算机带来不便。

虽然使用者独占全机资源，并且直接控制程式的执行，可以随时了解程式执行情况。但这种工作方式因独占全机造成资源效率极低。?

一种新的追求目标：既能保证计算机效率，又能方便使用者使用计算机。 20世纪60年代中期，计算机技术和软体技术的发展使这种追求成为可能。?

分时系统

由于CPU速度不断提高和采用分时技术，一台计算机可同时连线多个使用者终端，而每个使用者可在自己的终端上联机使用计算机，好象自己独占机器一样。

分时技术：把处理机的执行时间分成很短的时间片，按时间片轮流把处理机分配给各联机作业使用。

若某个作业在分配给它的时间片内不能完成其计算，则该作业暂时中断，把处理机让给另一作业使用，等待下一轮时再继续其执行。由于计算机速度很快，作业执行轮转得很快，给每个使用者的印象是，好象他独占了一台计算机。而每个使用者可以通过自己的终端向系统发出各种操作控制命令，在充分的人机互动情况下，完成作业的执行。

具有上述特征的计算机系统称为分时系统，它允许多个使用者同时联机使用计算机。 特点：

***1***多路性。若干个使用者同时使用一台计算机。微观上看是各使用者轮流使用计算机;巨集观上看是各使用者并行工作。

***2***互动性。使用者可根据系统对请求的响应结果，进一步向系统提出新的请求。这种能使使用者与系统进行人机对话的工作方式，明显地有别于批处理系统，因而，分时系统又被称为互动式系统。

***3***独立性。使用者之间可以相互独立操作，互不干扰。系统保证各使用者程式执行的完整性，不会发生相互混淆或破坏现象。

***4***及时性。系统可对使用者的输入及时作出响应。分时系统效能的主要指标之一是响应时间，它是指：从终端发出命令到系统予以应答所需的时间。

分时系统的主要目标：对使用者响应的及时性，即不至于使用者等待每一个命令的处理时间过长。

分时系统可以同时接纳数十个甚至上百个使用者，由于记忆体空间有限，往往采用对换***又称交换***方式的储存方法。即将未“轮到”的作业放入磁碟，一旦“轮到”，再将其调入记忆体;而时间片用完后，又将作业存回磁碟***俗称“滚进”、“滚出“法***，使同一储存区域轮流为多个使用者服务。

多使用者分时系统是当今计算机作业系统中最普遍使用的一类作业系统。

实时系统

虽然多道批处理系统和分时系统能获得较令人满意的资源利用率和系统响应时间，但却不能满足实时控制与实时资讯处理两个应用领域的需求。于是就产生了实时系统，即系统能够及时响应随机发生的外部事件，并在严格的时间范围内完成对该事件的处理。

实时系统在一个特定的应用中常作为一种控制装置来使用。

实时系统可分成两类：

***1***实时控制系统。当用于飞机飞行、导弹发射等的自动控制时，要求计算机能尽快处理测量系统测得的资料，及时地对飞机或导弹进行控制，或将有关资讯通过显示终端提供给决策人员。当用于轧钢、石化等工业生产过程控制时，也要求计算机能及时处理由各类感测器送来的资料，然后控制相应的执行机构。

***2***实时资讯处理系统。当用于预定飞机票、查询有关航班、航线、票价等事宜时，或当用于银行系统、情报检索系统时，都要求计算机能对终端装置发来的服务请求及时予以正确的回答。此类对响应及时性的要求稍弱于第一类。

实时作业系统的主要特点：

***1***及时响应。每一个资讯接收、分析处理和传送的过程必须在严格的时间限制内完成。

***2***高可靠性。需采取冗余措施，双机系统前后台工作，也包括必要的保密措施等。

通用作业系统

作业系统的三种基本型别：多道批处理系统、分时系统、实时系统。

通用作业系统：具有多种型别操作特征的作业系统。可以同时兼有多道批处理、分时、实时处理的功能，或其中两种以上的功能。

例如：实时处理+批处理=实时批处理系统。首先保证优先处理实时任务，插空进行批处理作业。常把实时任务称为前台作业，批作业称为后台作业。

再如：批处理+分时处理=分时批处理系统。即：时间要求不强的作业放入“后台”***批处理***处理，需频繁互动的作业在“前台”***分时***处理，处理机优先执行“前台”作业。

从上世纪60年代中期，国际上开始研制一些大型的通用作业系统。这些系统试图达到功能齐全、可适应各种应用范围和操作方式变化多端的环境的目标。但是，这些系统过于复杂和庞大，不仅付出了巨大的代价，且在解决其可靠性、可维护性和可理解性方面都遇到很大的困难。

相比之下，UNIX作业系统却是一个例外。这是一个通用的多使用者分时互动型的作业系统。它首先建立的是一个精干的核心，而其功能却足以与许多大型的作业系统相媲美，在核心层以外，可以支援庞大的软体系统。它很快得到应用和推广，并不断完善，对现代作业系统有着重大的影响。

至此，作业系统的基本概念、功能、基本结构和组成都已形成并渐趋完善。

作业系统的进一步发展

进入20世纪80年代，大规模积体电路工艺技术的飞跃发展，微处理机的出现和发展，掀起了计算机大发展大普及的浪潮。一方面迎来了个人计算机的时代，同时又向计算机网路、分散式处理、巨型计算机和智慧化方向发展。于是，作业系统有了进一步的发展，如：个人计算机作业系统、网路作业系统、分散式作业系统等。

个人计算机作业系统

个人计算机上的作业系统是联机互动的单使用者作业系统，它提供的联机互动功能与通用分时系统提供的功能很相似。

由于是个人专用，因此一些功能会简单得多。然而，由于个人计算机的应用普及，对于提供更方便友好的使用者介面和丰富功能的档案系统的要求会愈来愈迫切。

网路作业系统

计算机网路：通过通讯设施，将地理上分散的、具有自治功能的多个计算机系统互连起来，实现资讯交换、资源共享、互操作和协作处理的系统。

网路作业系统：在原来各自计算机作业系统上，按照网路体系结构的各个协议标准增加网路管理模组，其中包括：通讯、资源共享、系统安全和各种网路应用服务。

分散式作业系统

表面上看，分散式系统与计算机网路系统没有多大区别。分散式作业系统也是通过通讯网路，将地理上分散的具有自治功能的资料处理系统或计算机系统互连起来，实现资讯交换和资源共享，协作完成任务。——硬体连线相同。

但有如下一些明显的区别：

***1***分散式系统要求一个统一的作业系统，实现系统操作的统一性。

***2***分散式作业系统管理分散式系统中的所有资源，它负责全系统的资源分配和排程、任务划分、资讯传输和控制协调工作，并为使用者提供一个统一的介面。

***3***使用者通过这一介面，实现所需要的操作和使用系统资源，至于操作定在哪一台计算机上执行，或使用哪台计算机的资源，则是作业系统完成的，使用者不必知道，此谓：系统的透明性。

***4***分散式系统更强调分散式计算和处理，因此对于多机合作和系统重构、坚强性和容错能力有更高的要求，希望系统有：更短的响应时间、高吞吐量和高可靠性。

具体作业系统的发展

随着计算技术和大规模积体电路的发展，微型计算机迅速发展起来。从20世纪70年代中期开始出现了计算机作业系统。1976年，美国DIGITAL RESEARCH软体公司研制出8位的CP/M作业系统。这个系统允许使用者通过控制台的键盘对系统进行控制和管理，其主要功能是对档案资讯进行管理，以实现硬碟档案或其他装置档案的自动存取。此后出现的一些8位作业系统多采用CP/M结构。

DOS作业系统

计算机作业系统的发展经历了两个阶段。第一个阶段为单使用者、单任务的作业系统，继CP/M作业系统之后，还出现了C-DOS、M-DOS、TRS-DOS、S-DOS和MS-DOS等磁碟作业系统。

其中值得一提的是MS-DOS，它是在IBM-PC及其相容机上执行的作业系统，它起源于SCP86-DOS，是1980年基于8086微处理器而设计的单使用者作业系统。后来，微软公司获得了该作业系统的专利权，配备在IBM-PC机上，并命名为PC-DOS。1981年，微软的MS-DOS 1.0版与IBM的PC面世，这是第一个实际应用的16位作业系统。微型计算机进入一个新的纪元。1987年，微软释出MS-DOS 3.3版本，是非常成熟可靠的DOS版本，微软取得个人作业系统的霸主地位。

从1981年问世至今，DOS经历了7次大的版本升级，从1.0版到现在的7.0版，不断地改进和完善。但是，DOS系统的单使用者、单任务、字元介面和16位的大格局没有变化，因此它对于记忆体的管理也局限在640KB的范围内。

作业系统新时代

计算机作业系统发展的第二个阶段是多使用者多道作业和分时系统。其典型代表有UNIX、XENIX、OS/2以及Windows作业系统。分时的多使用者、多工、树形结构的档案系统以及重定向和管道是UNIX的三大特点。

OS/2

OS/2采用图形介面，它本身是一个32位系统，不仅可以处理32位OS/2系统的应用软体，也可以执行16位DOS和Windows软体。它将多工管理、图形视窗管理、通讯管理和资料库管理融为一体。

Windows

Windows是Microsoft公司在1985年11月释出的第一代视窗式多工系统，它使PC机开始进入了所谓的图形使用者介面时代。Windows 1.x版是一个具有多视窗及多工功能的版本，但由于当时的硬体平台为PC/XT，速度很慢，所以Windows 1.x版本并未十分流行。1987年底，Microsoft公司又推出了MS-Windows 2.x版，它具有视窗重叠功能，视窗大小也可以调整，并可把扩充套件记忆体和扩充记忆体作为磁碟快取记忆体，从而提高了整台计算机的效能，此外它还提供了众多的应用程式。

1990年，Microsoft公司推出了Windows 3.0，它的功能进一步加强，具有强大的记忆体管理，且提供了数量相当多的Windows应用软体，因此成为38***86微机新的作业系统标准。随后，Windows发表3.1版，而且推出了相应的中文版。3.1版较之3.0版增加了一些新的功能，受到了使用者欢迎，是当时最流行的Windows版本。1995年，Microsoft公司推出了Windows 95。在此之前的Windows都是由DOS引导的，也就是说它们还不是一个完全独立的系统，而Windows 95是一个完全独立的系统，并在很多方面做了进一步的改进，还集成了网路功能和即插即用功能，是一个全新的32位作业系统。1998年，Microsoft公司推出了Windows 95的改进版Windows 98，Windows 98的一个最大特点就是把微软的Internet浏览器技术整合到了Windows 95里面，使得访问Internet资源就像访问本地硬碟一样方便，从而更好地满足了人们越来越多的访问Internet资源的需要。Windows 98已经成为目前实际使用的主流作业系统。

从微软1985年推出Windows 1.0以来，Windows系统从最初执行在DOS下的Windows 3.x，到现在风靡全球的Windows 9x/Me/2000/NT/XP，几乎成为了作业系统的代名词。

UNIX

UNIX作业系统，是美国AT&T公司于1971年在PDP-11上执行的作业系统。具有多使用者、多工的特点，支援多种处理器架构，最早由肯·汤普逊***Kenneth Lane Thompson***、丹尼斯·里奇***Dennis MacAlistair Ritchie***和Douglas McIlroy于1969年在AT&T的贝尔实验室开发。

目前它的商标权由国际开放标准组织***The Open Group***所拥有。

UNIX系统自1969年踏入计算机世界以来已30多年。虽然目前市场上面临某种作业系统***如 Windows NT***强有力的竞争，但是它仍然是膝上型电脑、PC、PC伺服器、中小型机、工作站、大巨型机及群集、SMP、MPP上全系列通用的作业系统，至少到目前为止还没有哪一种作业系统可以担此重任。而且以其为基础形成的开放系统标准***如 POSIX***也是迄今为止唯一的作业系统标准，即使是其竞争对手或者目前还尚存的专用硬体系统***某些公司的大中型机或专用硬体***上执行的作业系统，其介面也是遵循 POSIX或其它类 UNIX标准的。从此意义上讲，UNIX就不只是一种作业系统的专用名称，而成了当前开放系统的代名词。

UNIX系统的转折点是1972年到1974年，因UNIX用C语言写成，把可移植性当成主要的设计目标。1988年开放软体基金会成立后，UNIX经历了一个辉煌的历程。成千上万的应用软体在UNIX系统上开发并施用于几乎每个应用领域。UNIX从此成为世界上用途最广的通用作业系统。UNIX不仅大大推动了计算机系统及软体技术的发展，从某种意义上说，UNIX的发展对推动整个社会的进步也起了重要的作用。

Linux

Linux是目前全球最大的一个自由软体，它是一个可与UNIX和Windows相媲美的作业系统，具有完备的网路功能。Linux最初由芬兰人Linus Torvalds开发，其源程式在Internet网上公布以后，引起了全球电脑爱好者的开发热情，许多人下载该源程式并按自己的意愿完善某一方面的功能，再发回到网上，Linux也因此被雕琢成为一个全球最稳定的、最有发展前景的作业系统。

从发展前景上看，Linux取代UNIX和Windows还为时过早，但一个稳定性、灵活性和易用性都非常好的软体，肯定会得到越来越广泛的应用。

Mac OS

年，苹果释出了System 1，这是一个黑白介面的，也是世界上第一款成功的图形化使用者介面作业系统。System 1含有桌面、视窗、图示、游标、选单和卷动栏等专案。其中令如今的电脑使用者最觉稚嫩而有趣的是建立一个新的资料夹的方法——磁碟中有一个Empty Folder***空资料夹***，建立一个资料夹的方法就是把这个空资料夹改名;接着，系统就自动又出现了一个Empty Folder，这个空资料夹就可以用于再次建立新档案夹了。当时的苹果作业系统没有今天的AppleTalk网路协议、桌面影象、颜色、QuickTime等丰富多彩的应用程式，同时，资料夹中也不能巢状资料夹。实际上，System 1中的资料夹是假的，所有的档案都直接放在根目录下，档案根据系统的一个表被对应在各自的资料夹中，资料夹的形式只是为了方便使用者在桌面上操作档案罢了。

在随后的十几年风风雨雨中，苹果作业系统历经了System 1到6，到7.5.3的巨大变化，苹果作业系统从单调的黑白介面变成8色、16色、真彩色，在稳定性、应用程式数量、介面效果等各方面，苹果都在向人们展示著自己日益成熟和长大的笑脸。从7.6版开始，苹果作业系统更名为Mac OS，此后的Mac OS 8和Mac OS 9，直至Mac OS 9.2.2以及今天的Mac OS 10.3，采用的都是这种命名方式。

2000年1月，Mac OS X正式释出，之后则是10.1和10.2。苹果为Mac OS X投入了大量的热情和精力，而且也取得了初步的成功。2002年，苹果电脑公司的建立者之一，苹果公司现任执行总裁Steve Jobs亲自主持了一个仪式：将一个Mac OS 9的产品包装盒放到了一个棺材中，正式宣布Mac OS X时代的全面来临!

从苹果的作业系统进化史上来看，Mac OS Panther***以下简称Panther***似乎只是苹果作业系统一次常规性的升级，可是，事实果真如此吗?在下结论以前，先让我们一起来看一个事实：2003年的WWDC***苹果全球开发商大会***，这一历来在5月中下旬举行的会议，因为要为开发商提供Panther Developer Preview***开发商预览版***，而专门推迟到了6月!一个月的等待并没有让使用者失望，在每年都令无数苹果迷期盼的Jobs主题演讲中，我们听到了比以往多得多的掌声。

2003年10月24日，Mac OS X 10.3正式上市;11月11日，苹果又迅速释出了Mac OS X 10.3的升级版本Mac OS X 10.3.1。或许在本文发表之际，Panther就可以升级到10.3.2了。苹果公司宣称：“Mac OS Panther拥有超过150种创新功能，让你感觉就像拥有一台全新的苹果电脑”。

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计算机技术研究论文提纲范文

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　论文题目：全景成像的计算机重构技术研究

　全景成像技术(Integral Imaging,Ⅱ)是一种新型三维图像技术,它利用微透镜阵列来记录、显示全真的三维场景。这种技术在不需要任何观察设备的情况下,在空间上再现了三维图像,而且不需要辅助光源显示立体图像,能给观察者提供连续视点、全视差的真实的立体图像,克服了眼睛集中适应性调节冲突问题。因为全景成像技术具有上述优点,所以它吸引了越来越多的科技工作者和公司的重视,成为三维图像领域内的研究热点,但全景成像系统的重构图像分辨率较低一直是影响该技术发展的主要问题之一。在解决全景成像系统重构分辨率低的问题时,一般有两类方法：基于光学的方法和基于计算机的重构算法的改进。本文在现有的全景成像系统条件下,重点研究了如何根据全景成像特点,利用计算机改进重构算法,从而提高重构图像的分辨率。本文首先总结了目前存在的几类三维立体显示技术以及各自特点,并对全景成像技术的基本理论进行了分析,包括全景成像技术的工作原理、性能指标和全景成像系统的分类。接着,论文探讨了重构图像的分辨率限制问题,分析了Ⅱ分辨率的计算、衍射效应和聚焦误差对分辨率的影响等问题。在介绍了目前采用的改善重构分辨率的光学方法之后,本文对传统的计算机重构三维物体的方法进行了总结和实验。同时,重点研究了全景图像的去噪过程,根据全景图像的特点,提出一种基于元素图像的局部去噪方法,这种方法在取得与传统技术相同的去噪效果的同时, 还能保持元素图像之间边界的清晰度,对全景图像的后续处理非常有利。通过改进重构算法来提高重构图像分辨率的方法不需要机械运动和额外设备,更具有灵活性和可行性。本文提出了一种基于相似像素块平滑过渡的图像后处理方法,使用该方法处理后,属于同一个灰度值变化平缓区域内的相邻像素块的灰度值就能平滑过渡,这样的图像后处理过程既缓解了像素块间的灰度不连续性,又能保持重要的边缘信息,改善了重构图像的视觉效果。另外,本文又提出一种改善计算机重构图像视觉质量的方法,该方法利用3D空间的物体部分在每个元素图像中形成的匹配区域的纹理特征,从两个相邻的元素图像中的匹配区域提取出多个像素,经过加权计算重构出相应的图像区域。该方法与传统的计算机重构方法相比,提高了图像分辨率,改善了重构图像的视觉质量。最后本文对图像的超分辨率重构技术进行了研究,提出将超分辨率处理技术引入到重构的视图序列的后处理过程中,并设计了单幅视图和多幅连续视图的超分辨率处理的方法。同时,文中对提出的各种算法进行了仿真实验,得到了较理想的结果。

　摘要4-5

　ABSTRACT5-7

　目录7-9

　第一章 绪论9-17

　1.1 三维显示技术概述9-10

　1.2 全景成像技术10-13

　1.3 课题的选题依据、研究思路和主要创新点13-15

　1.4 论文的主要研究内容和组织结构15-17

　第二章 三维立体显示技术17-25

　2.1 立体视觉的形成17-18

　2.2 立体显示技术分类18-23

　2.3 本章小节23-25

　第三章 全景成像技术的.理论框架25-41

　3.1 全景成像技术的工作原理25-27

　3.2 全景成像技术的发展历史27-32

　3.3 全景成像技术的性能指标32-38

　3.4 全景成像系统的分类38-40

　3.5 本章小节40-41

　第四章 全景成像系统重构图像的分辨率41-51

　4.1 重构图像的分辨率41-45

　4.2 改善重构图像分辨率的光学方法45-49

　4.3 本章小节49-51

　第五章 全景成像的计算机重构51-69

　5.1 全景成像的计算机重构原理51-52

　5.2 计算机重构图像质量评价52-54

　5.3 传统的全景成像计算机重构方法54-57

　5.4 非周期性提取像素的计算机重构57-59

　5.5 全景图像的去噪59-67

　5.6 本章小节67-69

　第六章 提高全景成像重构分辨率的计算机技术69-85

　6.1 基于透镜阵列模型的计算机重构69-72

　6.2 立体匹配像素的计算机重构72-75

　6.3 基于相似像素块平滑过渡的图像后处理75-79

　6.4 基于匹配区域纹理信息的计算机重构79-83

　6.5 本章小节83-85

　第七章 全景图像的超分辨率重构85-107

　7.1 超分辨率重构的概念85-86

　7.2 超分辨率重构的理论基础86-88

　7.3 超分辨率重构图像的方法88-96

　7.4 多帧图像超分辨率重构中的配准算法96-98

　7.5 全景图像的超分辨率重构98-100

　7.6 实验结果与分析100-104

　7.7 本章小节104-107

　第八章 总结与展望107-109

　致谢109-111

　参考文献111-119

　发表论文和参与科研项目情况119

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联想拯救者windows11改windows10无法识别pe

linux哪个操作系统好？这个要看你的具体用途了，如果是个人使用，ubuntu、deepin就非常不错，界面漂亮、软件齐全，如果是作为服务器使用，建议选择centos或者debian，性能稳定、运行流畅，下面我分别简单介绍一下，感兴趣的朋友可以尝试一下：

适合个人使用的linux系统

ubuntu

这是一个非常流行也非常受欢迎的linux操作系统，相信大部分开发者都直接接触或着使用过，界面漂亮、软件齐全、运行流畅，有着非常完善的包管理体系和丰富的技术社区，大众化、平民化，简单易用、轻便灵活，个人使用来说非常不错，但在稳定性方面不如centos和debian，因此不适合作为服务器操作系统，如果你个人电脑使用的话，可以安装一下ubuntu，效果非常不错：

deepin

这是一个纯粹的国产操作系统，相信大部分开发者都听说过，当然，也是基于linux系统改进而来，界面漂亮、美观大方、清新脱俗，自带有非常多的办公软件和开发软件，中文支持良好，因此非常适合个人电脑使用，缺点就是比较吃内存，偶尔运行会比较卡，如果你电脑配置比较高，可以安装一下deepin，完全免费，使用起来也非常不错：

适合服务器使用的linux系统

centos

这是一个非常流行也非常适合服务器的linux操作系统，相信许多开发者或着运维人员都使用过，相比较ubuntu、deepin等操作系统，centos更稳定也更可靠，运行流畅、不卡顿，许多公司都采用这个系统部署生产环境，社区活跃，帮助文档丰富，当然，在界面美观程度和软件支持方面会不如ubuntu和deepin，如果你服务器使用的话，可以安装centos，效果非常不错：

debian

这也是一个非常适合服务器的linux操作系统，和centos一样，稳定可靠、安全高效，只要应用层面不出现逻辑缺陷，基本上固若金汤，可以常年不需要重启，体积相比较centos更小，内存、cpu使用率更低，128M的vps即可以流畅运行debian，但centos会略显吃力，由于发展路线的不同，debian的帮助文档和技术资料会相比较centos略少，但其优秀的性能非常适合服务器，也非常受开发者欢迎：

目前，就分享这4个不错的linux系统吧，个人使用来说，就是ubuntu或者deepin，服务器使用来说，就是centos或者debian，根据自己实际用途，选择合适的操作系统，网上也有相关教程和资料，介绍的非常详细，感兴趣的话，可以搜一下，希望以上分享的内容能对你有所帮助吧。

Win 11引入云操作系统，适配混合办公模式

系统在识别检测的过程中丢失文件、检测错误。联想拯救者官微宣布搭载windows11系统，改windows10无法识别是系统在识别检测的过程中丢失文件、检测错误等情况导致的。拯救者电竞不仅拥有好看的动画，还有更好用的交互，它搭载的是从底层重构的电竞OS，给你不妥协的交互体验。

天府通办系统维护需要多久

Win 11引入云操作系统，适配混合办公模式

　Win 11引入云操作系统，适配混合办公模式，Windows 11用户无需再访问浏览器，可以从任务栏或开始菜单直接启动云操作系统。Win 11引入云操作系统，适配混合办公模式。

Win 11引入云操作系统，适配混合办公模式1

　微软去年通过Windows 365将PC置于云端，现在它将这些云端PC直接整合到Windows 11中。Windows 365让企业从任何地方访问云端电脑，在网络浏览器中流传一个版本的Windows 10或Windows 11。这是思杰和许多其他公司多年来一直在做的事情，但现在微软将允许Windows 11电脑直接启动到Windows 365云电脑，或使用Windows 11的虚拟桌面功能在它们之间轻松切换。

　这是Windows推动混合工作的一部分，允许企业支持在传统设备上进行远程工作或通过虚拟云驱动的设备进行混合工作。微软正在开发三个新的Windows 365功能，它们将被深度整合到Windows 11中。

　第一个是Windows 365启动，它将使Windows 11设备在启动时直接登录到云PC实例，而不是本地安装的Windows。这是为多人共享的设备或允许员工自带设备（BYOD）工作的企业设计的。"它允许不同的用户用他们的凭证直接登录到他们自己的个人安全的Windows 365云电脑，"微软365总经理Wangui McKelvey解释说。

　Windows 365切换是正在增加的第二个选项。正如其名称所暗示的那样，这一整合将让Windows 365用户在Windows 11内的本地桌面和云电脑之间进行切换。它将被整合到Windows 11的任务视图（虚拟桌面）功能中，并将支持所有相同的键盘快捷键和轻扫手势。

　微软还在开发Windows 365离线功能，这将允许你在没有连接访问云电脑时在本地工作。"McKelvey说："当连接恢复时，云电脑将自动与Windows 365服务重新同步，而不会有数据损失，因此用户体验和工作流程是持久的。

　Windows 365将很快包括离线支持 微软

　最后，Windows 11也将获得一个本地的Windows 365应用程序。这将允许Windows 11用户从任务栏或开始菜单中启动云电脑，而不必进入浏览器。

　微软的Windows和Surface负责人Panos Panay将这些最新功能描述为 "我们的Windows和微软云整合的开始"。这些变化可能预示着Windows的一个新方向，因为微软希望在未来继续将Windows 365和Windows 11融合在一起。

　"在过去的两年里，那些蓬勃发展的组织是那些拥抱数字化转型的组织，"Panay说。"我们不能总是预测即将发生的事情，但我们可以确保Windows保持在技术和体验的最前沿--从云到智能到设备--使你的组织能够拥抱接下来的任何事情。"

Win 11引入云操作系统，适配混合办公模式2

　去年7月份微软宣布推出云操作系统Windows 365 Cloud PC。现在，微软将Windows 365 Cloud PC的.更多功能整合进Windows 11操作系统。安装Windows 11操作系统的电脑启动后可以直接进入Windows 365 Cloud PC云操作系统，用户也可以使用Windows 11的虚拟桌面功能在云操作系统和本地之间来回切换。

　随着越来越多的企业开始采用混合办公模式，微软的策略是让企业用户既可以通过传统设备在本地进行办公，也可以无缝切换到虚拟化的云操作界面。为此，微软将Windows 365的三个新功能深度整合到Windows 11中。

　第一个是Windows 365 Boot，这将使安装Windows 11操作系统的设备在启动时直接登录到云操作系统，而不是本地系统。这一功能是为多人使用的共享设备所设计，也是为那些允许员工自带电脑上班的企业所设计。微软365总经理麦凯维(Wangui McKelvey)解释说：“这一功能允许不同用户用自有证书直接登录到安全的Windows 365 Cloud PC云操作系统上。”

　第二个添加的功能是“Windows 365 Switch”。顾名思义，这将让用户可以在Windows 11操作系统的本地化桌面以及云桌面之间进行切换。这一功能将被集成到Windows 11的任务视图中，所有键盘快捷键和操作都基本相同。

　此外，微软还在开发Windows 365离线功能。当用户无法连接到云操作系统时，可以在本地设备上工作。麦凯维说：“当连接恢复后，云操作系统将自动与Windows 365本地服务重新同步，不会丢失数据，因此用户体验和工作流都不会变。”

　最后，Windows 11还增加了原生Windows 365应用程序。这样一来，Windows 11用户无需再访问浏览器，可以从任务栏或开始菜单直接启动云操作系统。

　微软负责Windows和Surface操作系统的主管帕诺斯·潘乃(Panos Panay)将这些最新功能描述为“Windows和微软云端集成的开始”。微软希望未来继续将Windows 365和Windows 11整合在一起，最新推出的新功能预示着Windows发展的新方向。

　潘乃说：“在过去的两年时间里，那些拥抱数字化转型的机构都在蓬勃发展。”“我们不能总是预测未来会发生什么，但从云计算到智能化设备，我们可以确保Windows始终处于技术和用户体验的最前沿，这会使企业能够第一时间拥抱未来。”

Win 11引入云操作系统，适配混合办公模式3

　在举办的Windows混合办公会议上，微软确认了接下来将在Windows 11系统上带来的一大波新功能。虽然有些在测试版中已经上线，但此番表态意味着，这些功能不会有头无尾，会在正式版中登场。

　 1、资源管理器重构，支持多标签

　如同当下主流的网页浏览器，新的资源管理器也将支持单窗口多标签式浏览方式，一定程度上可以更有效利用屏幕空间、提高操作效率等。

　 2、新的专注功能

　专注功能增加请勿打扰选项，并支持自定义专注模式时间。

　 3、全局实时字幕

　无论是音频还是视频，Windows 11将支持系统级的全局实时字幕显示。

　 4、开始菜单支持文件夹

　Win11的开始菜单终于可以将两个应用程序叠加放置，从而自动建立为文件夹了。

　 5、窗口多任务布局（Snap Layouts）将支持触摸操作。

　 6、IT管理员可以向目标用户的桌面、锁屏甚至任务栏推送消息，比如微软就这样为新员工推送入职欢迎信。

　稍稍遗憾的是，微软并未明确上述功能的推送时间，外界倾向于认为它们会在年内的Win11 22H2中悉数准备就绪。

[高性能计算的三大研究领域]高性能计算领域的研究内容

天府通办系统维护的时间取决于具体的维护升级内容和工作量。如果只是一些小的修补和更新，可能只需要几个小时或一天就能完成。如果是大规模的系统升级或重构，可能需要数周或数月的时间。

对于具体的维护时间，建议您参考官方网站或者咨询相关人员以获取准确的信息。

科学计算、海量信息处理与检索以及正在普及的多核个人计算机是高性能计算的主要研究领域，由于领域的不同，对于高性能计算各自都有不同的研究重点。　　美国宇航局(NASA)是超级计算机最大的用户之一

　

　从起源来看，计算机系统的原始需求来自军事，如第一台计算机ENIAC是美国军队为了计算弹道而投资研制的。在随后的30年中，计算机主要应用于与国家安全相关的领域，如核武器设计、密码破译等。到20世纪70年代末，高性能计算机开始应用于石油工业、汽车工业等资本密集型工业。随后，高性能计算机开始广泛进入各个行业，协助进行产品设计、用户分析等等。如医药公司使用高性能计算机辅助进行药物设计，可以大大节省新药的研发开支; 超市使用高性能计算机分析用户消费模式，以推出恰当促销措施等等。在这些领域，更高的计算性能就意味着在产品和服务方面的竞争优势。在科学研究领域，数值模拟方法成为现代科学方法的重要组成部分，这里更高的计算性能就意味着更快的科学发现速度。目前，高性能计算技术已成为促进科技创新和经济发展的重要手段，是一个国家综合国力的重要组成部分。本文将就高性能的几个最重要的应用领域进行介绍。

　用高性能计算机解决科学挑战

　许多重要的科学问题非常复杂，需要功能非常强大的计算机来进行数值模拟，这些问题被视作科学上的重大挑战，可以分为如下几类:

　1. 量子化学、统计力学和相对论物理学;

　2. 宇宙学和天体物理学;

　3. 计算流体力学和湍流;

　4. 材料设计和超导;

　5. 生物学、制药研究、基因组序列分析、基因工程、蛋白质折叠、酶活动和细胞建模;

　6. 药物、人类骨骼和器官建模;

　7. 全球天气和环境建模。

　这些重大挑战问题大多可以看作传统的高性能计算应用的延伸，其特点是: 大部分是浮点密集型应用程序，并行算法要求多个并行进程之间进行较为频繁的通信和同步，而非简单的多个计算用例之间的并行，因此无法使用多台规模较小的系统来替代一台大规模系统。

　这些重大挑战问题对计算能力的需求远远超出了现有的高性能计算机的性能。以量子化学计算为例，需要20T～100Tflops的持续计算能力才能够对目前进行的实际实验结果进行预测。在核聚变研究领域，需要20Tflops的持续计算能力才能够进行全规模的系统模拟。蛋白质折叠的计算需要1Tflops的持续计算速度。另一方面，重大挑战问题对数据的存储也提出了更高的要求，以计算生物学为例，进行蛋白质分析时需要使用的一台质谱仪每天就可以产生100GB的数据，50台质谱仪1天就可以产生5TB的数据。

　目前，世界上最快IBM BlueGene/L的处理器个数为131072个，Linpack速度为280.6TFlops，达到了其峰值速度的76.5%（2005年11月数据）。但一般并行算法要比Linpack的通信更加频繁，访存局部性也没有Linpack好，这使得其并行效率相当低，通常仅能达到系统峰值速度的10％，甚至更低。为了能够有效地解决上述重大挑战性的问题，需要研制千万亿次高性能计算机系统，这就需要攻克系统结构、软件工具和并行算法等多方面的难关:

　

　1. 能耗控制

　随着现代处理器频率的增加，其功率也大幅度增加，最新处理器的功耗已经超过100W。这使得高性能计算系统本身的耗电问题已经十分严重。同时由于系统散发的大量热量，必须在机房中采用大功率的空调系统才能保持系统机房的正常温度。这两方面的因素造成系统的整体电能消耗非常巨大，维护成本很高。分析结果表明，未来系统主要的维护成本将来自系统的电能消耗。在研制千万亿次高性能计算机系统时，必须重视系统的能耗问题。

　目前有几种方法来处理系统能耗问题，一是给处理器设定较低的工作电压，通过并行性来获得高性能，例如BlueGene/L处理器的工作频率仅有700Mhz，因此单个内核的处理能力远远低于其他高频率的处理器。但BlueGene/L通过大量的处理器来弥补单个处理器能力的不足，达到了较高的整体系统性能，并获得了优化的性能/能耗比。另一种方法是通过软件和硬件传感器确定和预测需要使用的部件和不需要使用的部件，然后将不需要立即使用的部分通过某种措施，如降低频率或完全关闭来减少其耗电量，从而达到降低整个系统功耗的目的。这方面的工作根据控制的粒度不同可分为芯片级、主板/BIOS级以及结点级。

　

　2. 高性能计算软件与算法

　大规模并行处理硬件系统仅仅为高性能计算提供了一个平台，真正的功能还要通过高性能计算软件来完成。高性能计算软件与算法的主要工作可以分为3类:

　（1） 提出具有较低理论复杂度或较好实际性能的串行算法

　尽管可以通过并行计算来加快运算的速度，但并行处理往往需要较大的软件开发成本和硬件成本，因此在进行并行算法的开发之前，必须考察是否存在可以解决问题的更好串行算法。以整数排序问题为例，使用并行的冒泡排序算法，其效果还不如使用串行的快速排序算法。因此，高效的串行算法研究是高性能算法研究的重要课题。著名的算法包括线性规划问题的单纯型法、FFT、快速排序、矩阵特征值的QR算法、快速多极算法等。近年来在算法方面的突破使印度学者在素数判定问题上提出了多项式复杂度算法。

　（2） 优化现有算法

　算法只提供了理论上的性能，要在实际系统上获得高性能，必须对算法的实现进行优化。现代处理器大多使用多级Cache来隐藏访存延迟，因此必须根据目标系统的Cache参数来优化算法的访存行为。此外，许多处理器还提供了SIMD指令，合理使用这些指令可以达到较高的性能。许多优化的数学库，如ATLAS、Intel公司的MKL等已经为不同的体系结构，特别是Cache配置进行了特别优化，可以达到较高的执行效率，为优化算法实现提供了很好的帮助。

　(3) 并行算法与并行应用的开发

　并行算法的研究与串行算法有联系也有区别。优秀的串行算法并不一定适合并行化，某些时候在串行算法中并非最优的算法在并行实现时却能体现出较大的优势。对于千万亿次计算机而言，其处理器（核）个数在10万以上，并行应用的并行度需要达到数万个并行进程才能有效地利用千万亿次计算机。并行算法的三个主要优化目标是: 通信优化、负载平衡以及最大化并行区。通信优化的目标是尽量减少通信次数和通信量，减少由于处理器之间通信带宽限制引起的性能下降。在大规模并行程序中，负载平衡问题也非常突出，少数负载不平衡的任务会使得整体性能急剧下降。同样的，根据Amdahl定律，应用加速比的上限是串行区所占比例的倒数，即应用中1％的串行区域就会使得整个应用程序的加速比不可能超过100。因此，要在数万个并行进程的情况下取得理想的加速比给并行算法的开发提出了很大的挑战。

　

　3. 系统可靠性与可管理性

　随着系统内结点个数的增加，系统失效的可能性也随着增大。并行程序的特点是只要有一个并行进程失败，整个并行程序都执行不成功。对可靠性问题的处理方法之一是设法提高系统的稳定性，这包括硬件系统可靠性和软件系统的可靠性。但目前公认的结论是: 大规模系统的故障是在设计时必须考虑的前提条件，而并非可以通过技术手段加以解决的问题。因此，必须考虑如何在系统结点出现故障的情况下仍然能够保证系统服务质量不发生显著下降。

故障监测技术和动态系统重构技术可以用来减少或消除系统失效对应用的影响，即尽快隔离出现问题的结点，使得用户可以使用状态正常的结点进行计算。与系统动态重构技术类似的技术还有系统动态划分技术，主要用于向不同的用户提供相互独立的结点集，使得整个系统的管理和使用更加有效和安全。

　但是上述技术仅能解决系统对新的应用的服务质量问题，无法保证已经执行的应用在某个计算结点出现问题后的处理。某些并行应用，如石油数据处理需要连续运行几十天的时间，一旦某个结点出现错误，会使得前面的计算前功尽弃，需要从头开始计算。并行检查点技术主要提供应用级的容错，即能够自动地定期记录并行程序的状态（称作检查点），在计算过程中某个结点发生失效后，可以从所记录的并行程序检查点恢复执行，避免了重新执行整个程序。

　

　高性能计算与海量信息处理

　

　人类所产生的信息量以指数速度增长，如何存储、检索和利用这些信息为信息技术提出了重要挑战。从20世纪90年代开始，互联网的飞速发展给信息的传播与服务提供了新的机遇。传统的信息服务系统以数据库为中心，典型应用是OLTP（事务联机处理）。而以Google为代表的海量信息检索与处理服务是另一类重要应用，以Google集群系统为代表的系统体现了高性能计算系统的另一个发展方向。

　信息检索与处理服务系统的特点与科学计算非常不同，对处理系统也提出了不同的要求:

　1. 信息处理与服务应用需要频繁访问动态的数据结构，包含很多不可预测的分支，使得现有超标量处理器中的许多技术，如分支预测、数据预取、乱序和推测执行等功能无法很好地发挥作用，应用的指令级并行性较差。

　2. 大部分信息处理与服务应用具有较好的数据并行性，可以很容易地在分布式系统上执行。以信息检索为例，一个信息检索请求可以被分配到多个服务器上进行并行检索，最后再将搜索结果统一处理返回给用户。这个过程中大多数的访问是只读的数据，并行任务之间的通信非常少，并行效率比较高。

　3. 系统的性能指标一般不以单个服务请求的响应时间为量度，而更关注系统整体的吞吐率。以搜索引擎为例，信息服务系统更重视在1分钟内能够完成的用户搜索次数，而对单次搜索在0.5秒内完成还是1秒内完成并不特别敏感。

　4. 系统需要很高的可靠性和可维护性。可靠性是对服务而言的，即组成的系统必须能够近乎不间断地为用户提供服务。可维护性是指系统的更换与维修可以简单快捷地完成，新更换的结点可以快捷地加入到系统中。

　5. 低成本。这包括系统构建成本和总拥有成本两部分。海量信息处理和服务所需的系统规模极为庞大，Google Cluster在2003年就达到了15000台计算机的规模。如此巨大规模的系统，需要尽可能地降低成本。

　为了能够有效满足上述信息处理与服务系统的要求，人们对于如何高效地构建相应的服务系统也展开了研究与实践:

　1. 使用副本技术通过软件提供可靠性

　在大规模系统中，单个系统结点的失效是不可避免的。现有的通过冗余底层硬件提高系统可靠性的方式，比如冗余电源、RAID技术等，成本较高，性价比较差。相反，在信息服务系统中可以广泛使用软件提供服务级别的可靠性。主要的方法是采用副本，即将服务和数据复制到多个系统结点上，即使单个系统结点的可靠性不是很高，多个副本提供了服务所需的可靠性。另一个使用副本技术的优点在于其提高系统可靠性的同时也提高了系统的性能，即保存副本的多个系统结点可以同时向用户提供服务。

　2. 注重系统的性能/价格比

　由于信息服务系统应用容易并行的特点，采用大量低端系统组合的方法比使用少量高端系统在性能价格比方面更具有优势（此处所指的低端系统是指1～2个CPU的PC机或入门服务器，高端系统是指大规模处理器服务器，如HP 的Superdom服务器、IBM的P690服务器等）。此外，信息服务系统与用于科学计算的高性能系统面临同样的挑战: 能耗问题。在大规模信息处理与服务系统中，电费成本（包括系统本身耗电和空调系统耗电）将占有总拥有成本的很大一部分。因此，在选用系统时，应选择性能/能耗比较高的系统也是一个重要的原则。

　(3) 使用多内核处理器

　由于信息服务程序的特点，它更适合使用多个简单内核构成的处理器，这些简单内核仅需要按序执行，并使用较短的流水线。由于信息服务应用的指令级并行度较差，按序执行不会造成太多的性能下降，但可以节省复杂的乱序执行单元电路，从而可以降低功耗。另一方面，较短的流水线可以降低分支预测失效的开销。

　并行计算与个人计算机

　随着半导体工艺的发展，单个芯片上能够集成的元件个数还将在5～10年内遵循摩尔定律继续以指数级增长。但是当前的芯片散热技术已无法支持芯片频率的进一步提高，而通过提高发射宽度、提高分支预测效率以及数据预取等进一步在体系结构上提高单线程执行速度的方法也逐渐失去了有效性。多内核芯片通过在一个芯片内集成多个处理器内核，采用线程级并行提高处理器性能，已成为微处理器的主要发展趋势。IBM公司在几年前就推出了双内核Power芯片，Intel公司和AMD在2005年推出的双内核芯片更是标志着多内核技术进入了普及阶段。支持更多核心的处理器芯片也正在快速涌现，如Sun公司已经推出了8核的Nigeria芯片，用于面向提高吞吐率的服务器应用; IBM则联合索尼和东芝推出了面向应用的9内核Cell芯片。Intel公司甚至已经在计划100内核以上的处理器。

　多核处理器的出现给计算机的使用带来了新的挑战。随着多内核处理器的普及，成千上万的桌面电脑将成为并行计算机。目前在桌面机上执行的应用程序大多数是单线程程序，无法有效利用多内核处理器提供的能力。如何有效地在个人电脑上利用多个处理器内核成为高性能计算领域一个重要的研究课题，从目前的趋势来看主要有以下几个方向:

　1.使用多任务带来的并发性

　Intel的 双核ViiV家用电脑是这方面的典型例子。ViiV电脑的典型使用模式是一个人在客厅使用ViiV电脑看**，另一个在自己的房间里使用同一台电脑玩游戏，两个人使用同一台电脑中的不同处理器内核，从而达到了有效发挥双核能力的目的。但这种依靠多个用户同时使用一台电脑的模式具有很大局限性，因为家庭成员的个数是有限的，对于4内核以上的多内核处理器，这种模式无法提供有效的支持。

　2.聚合多内核的能力，加速串行程序的执行速度

　计算机科学家们正在研究一种称作推测多线程（TLS: Thread-Level Speculation）的技术，该技术可以自动分析串行程序，推测其中能够并行执行的部分，在多个内核上并行执行。但一旦发现并行执行的部分有冲突，就撤销其中一个冲突线程的执行，执行补偿操作并重新执行该线程。推测多线程技术的优点在于无需用户干预就可以在多内核系统上加速现有单线程程序，其缺点在于对于性能提高的幅度有限,大约在4内核系统上仅能比在单个内核上提高性能30％，而且再增加内核数，其加速比也不会显著增加。因此，这种方式也无法支持更多内核的处理器。

　另一种有前途的技术是自动并行化技术。自动并行化技术可以在编译时识别程序中的并行性，并将其转化为多线程并行程序。过去的自动并行化技术主要是面向SMP系统的，但不是很成功，原因是对真实应用程序，自动并行化无法得到满意的加速比。一个程序通过自动并行化在4 CPU的SMP系统上得到20%的加速比是不能令人满意的，因为4 CPU的系统通常价格是单CPU价格的10倍以上，自动并行化无法提供性能价格比上的优势。但是对于多内核系统，如果能够在四内核系统上通过自动并行化得到20％的加速比，应该是比较令人满意的结果，因为这些内核是“免费”提供给用户的，即用户无法用四内核处理器1/4的价格购买一个单内核处理器。因此，多内核处理器在家用电脑上的普及，将大大降低人们对自动并行化效果的期望，使得自动并行化技术重新被接受和应用。

3. 并行化现有的桌面应用

　既然采用多内核处理器加速串行应用无法充分利用多内核处理器的能力，那么并行化现有的桌面应用就成为了一个重要选择。这方面的研究主要是分析现有的桌面应用，对有代表性的应用进行手工并行化，这些研究试图回答下面的问题: 哪些桌面应用能够被有效并行化，哪些不能？并行化本身的难度有多大？应如何改进现有的编程模型、编程工具以及系统软件来更好地支持应用的并行化？

　研究表明，桌面系统上的大部分应用，如图像处理、3D图形运算、多媒体数据编码与解码、数据与文本挖掘、文本与媒体搜索、游戏与博弈等都可以有效地被并行化，并在多内核系统上得到有效的执行。但是，手工程序并行化的开销仍然很大，并行程序员需要了解并行计算的有关知识，并对计算机体系结构、操作系统、编译原理等有一定了解才能写出有效率的并行程序。并行编程模型与并行编程工具还需要提供更好的支持，以帮助并行程序员开发、调试并行程序。

　今天，高性能计算技术已成为整个计算机领域的引领技术。多内核处理器的出现，使得并行计算技术将很快普及到我们的每台计算机，渗入到我们生活的方方面面，这是计算机产业发展史上的一个重大变革，对我国而言是一次难得的机会。在“十一五”期间，我国将进一步加强对高性能计算技术研究的支持，注重引导企业应用高性能计算技术促进产业升级和科技创新，同时更加特别重视高性能计算技术的教育培训工作，在高校的理工专业广泛开设并行程序设计课程，培养更多了解和使用高性能计算技术的人才，在此次变革中实现跨越性的发展。

　

　作者简介

　陈文光

　清华大学计算机博士，清华大学计算机系副教授，863高性能计算机评测中心副主任。曾任Opportunity International Inc.总工程师。主要研究领域为并行计算的编程模型、并行化编译和并行应用分析。

　

　链接:高性能计算发展趋势

　随着应用的需求与计算机技术本身的发展，近年来高性能计算的发展体现出一些新的特点，可以用“大，宽，小”来代表这三个特点:

　“大”是指高性能计算系统向更大规模发展，处理器个数可达10万个以上，主要用于解决超大规模的数值模拟问题。

　“宽”是指在传统的数值计算之外，高性能计算系统正越来越广泛地应用于信息处理和服务领域，为海量信息的存储与检索以及网络服务提供有效的保证。

　“小”是指多内核CPU的出现和普及，将使得今后的每台个人计算机都成为并行计算机，如何有效地利用个人计算机的多个内核是对高性能计算技术提出的新挑战。