中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)介紹：

　　一、學(xué)科概況

　　中國科學(xué)院高能物理研究所從1983年開始在粒子物理和核技術(shù)及應(yīng)用二級(jí)學(xué)科下，培養(yǎng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)方向的碩士研究生，從1989年開始招收計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)方向的博士研究生。并于2008年成功地獲得了計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的二級(jí)學(xué)科博士培養(yǎng)點(diǎn)的授予權(quán)。高能所有80余人從事北京正負(fù)對(duì)撞機(jī)等大型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、在線數(shù)據(jù)獲取、離線的計(jì)算機(jī)軟件，以及大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)、維護(hù)與運(yùn)行等工作，其中有研究員3名，博士生導(dǎo)師3名，副研究員10名，專業(yè)分布和年齡結(jié)構(gòu)合理。他們大多活躍在國際高能物理計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的前沿領(lǐng)域，承擔(dān)了各種大型實(shí)驗(yàn)的相關(guān)工程研究，擁有大量的研究課題，并且具有豐富的研究生培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)。目前高能所在“計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)”專業(yè)已經(jīng)培養(yǎng)了碩士研究生60多名，博士研究生50多名，他們中的很多人已經(jīng)成為中國高能物理計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)方面的學(xué)科帶頭人和技術(shù)骨干。

　　中國科學(xué)院高能物理研究所正在承擔(dān)的北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)/北京譜儀、中國散裂中子源、羊八井宇宙線實(shí)驗(yàn)、大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)、空間硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡，以及國際LHC合作等大型項(xiàng)目，預(yù)研和即將立項(xiàng)的還有ADS項(xiàng)目及北方光源等重大科學(xué)研究設(shè)施。這些大科學(xué)設(shè)施對(duì)計(jì)算機(jī)控制、數(shù)據(jù)獲取與在線數(shù)據(jù)處理、離線數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與計(jì)算，以及數(shù)據(jù)模擬與處理軟件都提出了新的要求和挑戰(zhàn)。此外，高能所依托大科學(xué)裝置計(jì)算技術(shù)需要的基礎(chǔ)上，也力圖在通用的數(shù)據(jù)密集型計(jì)算技術(shù)、數(shù)據(jù)處理與分析智能化，以及網(wǎng)絡(luò)安全及防護(hù)等領(lǐng)域發(fā)掘新的研究方向和技術(shù)。

　　隨著高能物理研究所各實(shí)驗(yàn)運(yùn)行，高能所自主設(shè)計(jì)和研發(fā)的大型網(wǎng)格計(jì)算平臺(tái)，擁有上萬顆最新CPU核，與用于計(jì)算加速的幾百顆的圖像處理器部件（GPU），形成了一個(gè)大型的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；其大容量高性能的并行文件系統(tǒng)管理了近4PB的磁盤，以及使用磁盤緩存技術(shù)將幾百TB的磁盤整合成單一的文件系統(tǒng)映像；高能物理研究所采用三級(jí)存儲(chǔ)解決方案，后端存儲(chǔ)利用兩套大型的IBM磁帶庫系統(tǒng)，籍此存放5PB的數(shù)據(jù)，訪問速度可以達(dá)到每秒GB量級(jí)吞吐量。采用國際上先進(jìn)的網(wǎng)格中間件，建設(shè)了全球網(wǎng)格的唯一的中國站點(diǎn)，與全球100多個(gè)網(wǎng)格站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了互連互通，融為一個(gè)整體。

　　除了上述大科學(xué)裝置外,我們還先后承擔(dān)了國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、中國科學(xué)院重大創(chuàng)新項(xiàng)目、863項(xiàng)目、973項(xiàng)目，以及中國科學(xué)院方向性項(xiàng)目和國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目等幾十個(gè)項(xiàng)目課題的研究工作，研究經(jīng)費(fèi)達(dá)到數(shù)億元。本學(xué)科這些年來取得了一系列重要的研究成果。在計(jì)算技術(shù)方面獲得了很多獎(jiǎng)項(xiàng)：1979年獲中科院科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)的“小型計(jì)算機(jī)DJS-130及中型計(jì)算機(jī)DJS-8CAMAC在線系統(tǒng)”，1980年獲四機(jī)部獎(jiǎng)的“DJS-8機(jī)ALGOL60語言編譯系統(tǒng)”，“DJS-8計(jì)算機(jī)硬件及軟件檢查手段的改進(jìn)”（科學(xué)院科技成果二等獎(jiǎng)）、“DJS-8機(jī)批處理操作系統(tǒng)”（四機(jī)部二等獎(jiǎng)），“DJS-8計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件的擴(kuò)充和改造”（科學(xué)院科技成果三等獎(jiǎng)），“質(zhì)子直線加速器結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)程序”（科學(xué)院科技成果三等獎(jiǎng)），“宇宙線超高能作用研究、作用模型和計(jì)算機(jī)模擬程序系統(tǒng)”（科學(xué)院科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)），“IHEP計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”（科學(xué)院科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)）、“若干計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全關(guān)鍵技術(shù)研究及產(chǎn)品開發(fā)”（合作）（中國科學(xué)院科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)和國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)）,“基于BIOS的高安全計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接入認(rèn)證系統(tǒng)”（中共中央辦公廳科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)），“計(jì)算機(jī)BIOS安全檢測系統(tǒng)”（中共中央辦公廳科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)），“414-1項(xiàng)目”（部級(jí)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)）等等。在國際國內(nèi)核心刊物上發(fā)表了幾百篇學(xué)術(shù)論文，出版了專著、譯著幾十部。

　　作為中國科學(xué)院基礎(chǔ)研究的最大的研究所和中國高能物理研究基地，在計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，高能所與國際上建立了非常密切的學(xué)術(shù)交流機(jī)制，與瑞士、法國、意大利、日本、美國的多個(gè)研究所和計(jì)算中心均有人員交流及研究生聯(lián)合培養(yǎng)等活動(dòng)。

　　二、學(xué)科內(nèi)涵與特色

　　高能所的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)是依托高能物理研究所的大科學(xué)工程，針對(duì)北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)/北京譜儀/空間硬X射線望遠(yuǎn)鏡/宇宙線實(shí)驗(yàn)/中微子實(shí)驗(yàn)等大科學(xué)工程和實(shí)驗(yàn)的需求，產(chǎn)生了大科學(xué)裝置控制系統(tǒng)的規(guī)模大、復(fù)雜性和控制精度高，高速的數(shù)據(jù)獲取，應(yīng)用軟件及離線數(shù)據(jù)處理環(huán)境等計(jì)算技術(shù)需求。中國科學(xué)院高能物理研究所計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)設(shè)置以下方向：

　　1. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與共享、網(wǎng)格技術(shù)：針對(duì)高能物理、中微子及宇宙線實(shí)驗(yàn)等產(chǎn)生的PB量級(jí)的海量數(shù)據(jù)，利用新存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)現(xiàn)廉價(jià)、高效的數(shù)據(jù)保存，包括并行文件系統(tǒng)，磁盤池及磁帶庫分級(jí)存儲(chǔ)技術(shù)，利用先進(jìn)網(wǎng)格、云計(jì)算等技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理與共享。

　　2. 計(jì)算環(huán)境及軟件、網(wǎng)格計(jì)算：利用高能物理、宇宙線物理產(chǎn)生的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，開發(fā)高效能的數(shù)據(jù)處理環(huán)境，利用網(wǎng)格技術(shù)實(shí)現(xiàn)分散異地的計(jì)算資源整合、開發(fā)諸如MapReduce的新型云計(jì)算技術(shù)、志愿計(jì)算等。利用GPU等加速部件處理諸如圖像處理及分波分析等數(shù)據(jù)密集型計(jì)算，以及高能物理MonteCarlo模擬、數(shù)據(jù)處理和分析軟件。

　　3.網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)：固件層安全、取證、追蹤溯源，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算及其安全保障技術(shù)，安全評(píng)估評(píng)價(jià)技術(shù)，存儲(chǔ)介質(zhì)的安全處理及檢測技術(shù)，特種木馬監(jiān)控預(yù)警技術(shù)，應(yīng)用系統(tǒng)的安全防護(hù)及大型網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的綜合安全運(yùn)營平臺(tái)支撐技術(shù)。

　　三、培養(yǎng)對(duì)象與目標(biāo)

　　本專業(yè)培養(yǎng)對(duì)象是學(xué)術(shù)型碩士、博士研究生，考生需要具備良好的計(jì)算機(jī)理論知識(shí)和相關(guān)實(shí)踐訓(xùn)練，有良好的英語交流能力，掌握一種計(jì)算機(jī)的編程語言和編程技術(shù)。

　　本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是使碩士、博士研究生通過3-6年的學(xué)習(xí)和研究，了解大型高能加速器、大型譜儀探測器及其控制系統(tǒng)和各個(gè)具體實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理及安全防護(hù)技術(shù)，高能物理數(shù)據(jù)處理特點(diǎn)，掌握并利用最新的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)適應(yīng)于這些大型科學(xué)裝置需要的新型系統(tǒng)。畢業(yè)的碩士、博士研究生能夠具有很強(qiáng)的解決實(shí)際問題的能力，能勝任相關(guān)領(lǐng)域的研究與開發(fā)工作。

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