高性能地学数据处理与计算软件方法方向研究重点

针对地学数据处理与地学过程计算高度复杂的特点，围绕复杂地学过程与海量异构地学数据分析的核心科学问题，本方向主要开展高性能计算软件方法的研究，主要包括高性能计算机集群体系结构、大规模分布式地学数据存储的并行文件系统，高性能I/O中间件系统，并行编程模型、系统资源调度、管理与高效运行态系统、系统优化与自动调优系统、以及数据可视化方法等。具体来本研究方向包括高性能对地观测数据处理方法与高性能地学过程模拟软件方法2个部分。

1）海量对地观测数据的高性能处理与分析软件方法

围绕卫星遥感数据海量、多源、高度异构、大规模分布、处理流程繁多、处理算法复杂等核心科学问题，本方向重点研究：1）卫星遥感数据的并行存储和处理模型；2）新型高性能计算资源模型和任务模型及其地学应用。

主要研究内容：基于多算法类型和多数据划分的并行文件系统存储模型、基于类编程模型的海量遥感数据并行处理模型、自适应并行I/O方法和紧耦合百万量级复杂地学计算任务的调度软件方法、面向海量对地观测数据处理的并行遥感图像处理系统、并行计算资源模型和任务模型、新型高效能集群调度算法与网格计算资源协同调度算法等软件方法；突破海量对地观测数据快速处理的瓶颈，满足空间应用领域对地观测数据高效处理、产品快速生产的需求。

2）高分辨率地球系统模式的高效能计算方法与技术

地球系统模式是预测未来气候的唯一手段，是应对气候变化的重要科技支撑。虽然国产高性能计算机性能已经位居世界前列，但地球系统模式的高效能计算方法和技术还远远落后于国际先进水平。针对高分辨率地球系统模式所面临的可扩展性、效率和鲁棒性问题，重点研究面向高分辨率地球系统模式的高效能计算方法和技术，突破模式的动力框架并行可扩展方法、模式异构计算技术、模式 I/O 优化方法和模式高可用运行技术等一系列关键技术，为地球系统模式在超大规模高性能计算机的开发和运行提供技术支撑。通过与国际优势单位和国际顶级专家的合作与交流，提高我国高效能地球系统模式计算水平，培养地球系统模式高效能计算交叉研究人才，促进地球系统模式的发展。

主要研究内容针对高分辨率地球系统模式在发展过程遇到的高效能技术挑战，将从以下五个方面开展研究：（1）模式高性能计算方法研究；（2）模式异构计算方法研究；（3）模式 I/O 优化方法；（4）模式高可用运行技术模式；（5）示范应用。