國家超級計算天津中心主任 劉光明

超大云智霧包含五大部分內(nèi)容，“超”為超級計算，用于科學計算，以及超級算力，用以支持人工智能研究；“大”為大數(shù)據(jù)；“云”為云計算、云存儲和云服務；“智”為人工智能；“霧”為物聯(lián)網(wǎng)、霧計算、邊緣計算和移動互聯(lián)網(wǎng)。這五大部分是當前信息技術的主要應用領域，相互之間既相對獨立，又相互交叉滲透，相互依存。所以， 將信息技術領域的五大技術進行融合，甚至是深度融合，便會產(chǎn)生更大的作用和效益。信息技術和應用的技術基礎是數(shù)字技術，它們所帶來的經(jīng)濟類型為數(shù)字經(jīng)濟。

數(shù)字技術是電子信息技術，它是把發(fā)生在自然界的聲音和圖像， 人們活動產(chǎn)生的聲音、圖像和文字，以及人們從事科學研究和思考的想法、事物之間的關系等等，通過數(shù)字方式進行表示、存儲和處理。數(shù)字技術具有如下主要技術特性：采用二進制的數(shù)字表示方式用以表示數(shù)字和符號（如英文字母和各種標點符號），可以表示文字、表格和數(shù)字關系；對具有連續(xù)特性的圖像和語音等進行離散化處理，將每一個離散點上的物理量采用數(shù)值方法進行表示；采用電路技術中的導通和截止兩種比較簡單的方式表示二進制數(shù)字，實現(xiàn)二進制數(shù)據(jù)的存儲、運算處理和傳輸，二進制電路工作穩(wěn)定，易于實現(xiàn)等等。數(shù)字技術從理論研究轉向實際應用，具有里程牌意義的事件是 1946 年 2月，取名為 ENIAC?的世界第一臺電子管電子計算機在美國賓夕法尼亞大學的誕生，它開創(chuàng)了數(shù)字技術全面應用的新紀元。

數(shù)字技術與數(shù)字經(jīng)濟

在人類社會的發(fā)展進程中，出現(xiàn)了各種各樣的經(jīng)濟形態(tài)，它們都與當時的技術水平相關，例如我們已經(jīng)經(jīng)歷了原始經(jīng)濟、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟、工業(yè)經(jīng)濟，現(xiàn)在正處于數(shù)字經(jīng)濟。數(shù)字經(jīng)濟的技術基礎是數(shù)字技術和信息化。信息化是由計算機與互聯(lián)網(wǎng)等生產(chǎn)工具的革命所引起的工業(yè)經(jīng)濟轉向信息經(jīng)濟的一種社會經(jīng)濟過程，它包括：信息技術的產(chǎn)業(yè)化、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的信息化、基礎設施的信息化和生活方式的信息化等。根據(jù)我國的國情，我國在信息技術的應用推廣中提出了兩化融合的指導思想，即信息產(chǎn)業(yè)化與產(chǎn)業(yè)信息化，它包括信息的生產(chǎn)和應用兩大方面，其中，信息生產(chǎn)包括高新信息技術及產(chǎn)業(yè)，既涉及微電子、通信器材和設施、計算機軟硬件、網(wǎng)絡設備等，又涉及信息和數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲等領域。其他應用領域包括用信息技術改造和提升農(nóng)業(yè)、工業(yè)、服務業(yè)等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。數(shù)字技術的作用帶來了整個經(jīng)濟環(huán)境和經(jīng)濟活動的根本變化。數(shù)字經(jīng)濟主要研究依賴數(shù)字技術的生產(chǎn)、分銷和銷售環(huán)節(jié)。數(shù)字經(jīng)濟的商業(yè)模式是創(chuàng)建了一個企業(yè)和消費者雙贏的環(huán)境。數(shù)字經(jīng)濟的效果是信息和商務活動都數(shù)字化的全新社會政治和經(jīng)濟系統(tǒng)。

在數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展過程中，有下述三個法則和定律揭示出了它自身發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律性，它們分別是：

梅特卡夫法則：網(wǎng)絡的價值等于其節(jié)點數(shù)的平方。所以，網(wǎng)絡上聯(lián)網(wǎng)的電腦越多，每臺電腦的價值就越大，“增值”以指數(shù)關系增長。這就是網(wǎng)絡規(guī)模紅利。在我國，上網(wǎng)人數(shù)為數(shù)億，因此，我國的數(shù)字經(jīng)濟市場是巨大的。

摩爾定律：計算機硅芯片的處理能力每 18?個月就翻一翻，而價格以減半數(shù)下降。該定律表明，服務于數(shù)字經(jīng)濟的基礎設施，如超級計算機、超級算力（AI）、云計算、大數(shù)據(jù)服務平臺等等，它們的性能會不斷提高，價格會不斷下降，也就是說，性價比會不斷提高。盡管學術界和工業(yè)界都在認為摩爾定律正在失效，但是，類似 CPU 芯片的性價比不斷提升的趨勢是沒有改變的。

達維多定律：進入市場的第一代產(chǎn)品能夠自動獲得 50% 的市場份額。所以，任何企業(yè)要想在數(shù)字市場上占有一席之地，就得勇于創(chuàng)新，敢為人先，做第一個勇于吃螃蟹的人，不要寄希望坐享其成、做山寨。

數(shù)字技術和數(shù)字經(jīng)濟的主要特性

一是泛在性、高參與度。數(shù)字經(jīng)濟的基礎是互聯(lián)網(wǎng)，實際上，它現(xiàn)在是全球互聯(lián)網(wǎng)，原理上講，我們個人的電腦或者手機，通過上網(wǎng)，就能與連接在網(wǎng)上的任何一臺電腦（不管該電腦是在地球的哪個遙遠的位置），進行信息交流和商務活動。

二是高滲透性。除了從信息技術衍生出來的信息產(chǎn)品，如電腦、手機、電視機等之外，信息技術與傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)，如機械、化工、鋼鐵、交通等，進行深入合作，衍生出眾多機電自動化的產(chǎn)品和系統(tǒng)。我國的工業(yè)和信息化部，主要工作之一是工業(yè)化和信息化融合，簡稱兩化融合。信息技術的高滲透性對社會發(fā)展的影響日益深刻。

三是速度型經(jīng)濟。信息產(chǎn)品日新月異，每年手機公司推出的新款手機應接不暇，一家公司新的產(chǎn)品推出的速度，往往決定了該公司在該類產(chǎn)品上的市場占有率，決定了該公司的生存和發(fā)展。

四是慣性。強者更強，弱者更弱。一旦一家公司占據(jù)了某一市場，后來者幾乎沒有機會翻盤。例如，騰訊的微信，要想顛覆它現(xiàn)在是很困難的。

五是邊際效益遞增性。邊際成本遞減，這是由于軟件類或者被稱為數(shù)字化的信息產(chǎn)品，如操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、工具軟件、音樂和影視作品等等，都是以版權的形式發(fā)行，過去是以類似復制 CD?形式實現(xiàn)交付，現(xiàn)在直接在網(wǎng)上發(fā)行和交付，所以邊際成本遞減。一個產(chǎn)品， 如微軟的 Windows?軟件，壟斷了全世界的電腦，它的一個 CD?拷貝的成本幾乎可以忽略不計。正是這些特性，才有了像微軟這樣的巨無霸公司。

六是可持續(xù)性。由于信息產(chǎn)業(yè)依賴的有形資源（如土地）不多， 電能消耗適度，與石油化工鋼鐵等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)相比，它低環(huán)境污染，少生態(tài)惡化，所以是一個可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。

七是直接性。現(xiàn)在出現(xiàn)的 BtoC（Business?to?Customer）?和BtoB（Business to Business）等商業(yè)模式，取消了中間商，降低了交易成本，提高經(jīng)濟效益，促進了信息產(chǎn)業(yè)和以信息服務平臺為基礎的其他產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

在信息技術的發(fā)展歷程中，如下事件具有里程碑的重大意義。1946?年，世界上第一臺電子管電子計算機 ENIAC?誕生。1948年，肖克萊、巴丁和布拉坦發(fā)明了晶體三極管，代替電子管。1959 年，基爾比和諾伊斯發(fā)明了集成電路，微電子技術誕生。1969?年， 美國的阿帕網(wǎng)（ARPA）誕生，開啟了國際互聯(lián)網(wǎng)時代。1971?年，高錕發(fā)明光纖理論，世界首條一公里光纖問世，為高速互聯(lián)網(wǎng)打下了堅實的技術基礎。

在信息技術的發(fā)展過程中，有基礎性的信息系統(tǒng)和延伸的信息系統(tǒng)，只有抓住了基礎性的信息系統(tǒng)具有的核心技術，才能發(fā)展延伸的信息系統(tǒng)，才能掌握信息技術的主動權?；A性的信息系統(tǒng)和技術主要包括：（1）超級計算機系統(tǒng)，它使用最先進的信息技術，在硬件方面，包括CPU、內(nèi)存、通信、存儲、電路板、散熱、供電等，在軟件方面，包括操作系統(tǒng)、編譯系統(tǒng)、并行軟件、分布并行存儲管理軟件、應用軟件等；（2）云計算系統(tǒng)，它使用通用技術和部件，具有普適性。延伸性的信息系統(tǒng)是以超級計算機系統(tǒng)和云計算系統(tǒng)為基礎，延伸產(chǎn)生的、面向應用的信息系統(tǒng)，主要有如下幾類：（1）大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，它由云計算、海量存儲、數(shù)據(jù)處理方法等構成；（2）人工智能系統(tǒng)，它基于超級計算、增強型 AI?超級算力、云計算、算法等構成；（3）物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，它采用移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能等的技術構成。

五大信息系統(tǒng)的基本組成和主要作用

1. 超：超級計算機系統(tǒng)

超級計算機系統(tǒng)可以包含：基本型的超級計算機系統(tǒng)，它主要用于科學計算；增強型的超級計算機系統(tǒng)，它是基本型的擴展，通常稱為超級算力，主要用于人工智能。由于在人工智能研究中，對數(shù)據(jù)表示的精度要求不高，計算的復雜度低于通常的科學計算（例如，解算非常復雜的方程組），所以，可以采用短字長的專用處理單元，這樣可簡化此類超級算力系統(tǒng)的構成。

超級計算機是計算機中運算速度最快、互聯(lián)通信速度最快、存儲速度最快的一類計算機，多用于國家高科技領域和尖端技術研究，是一個國家科研實力的體現(xiàn)，它對國家安全，經(jīng)濟和社會發(fā)展具有舉足輕重的意義。1946?年 2?月 14?日，世界上第一臺電子管電子計算機ENIAC?在美國賓夕法尼亞大學問世，它的用途是計算炮彈的彈道，使用了 17840?支電子管，功耗 170kW，運算速度是 5000?次 / 秒。ENIAC?的問世具有劃時代的意義，它標志著電子計算機時代的到來，這就是第一代電子管計算機；第二代是晶體管計算機（1958—1964 年）；第三代是集成電路計算機（1964—1970?年）；現(xiàn)在是第四代大規(guī)模集成電路計算機（1970?年至今），最主要的技術特征是使用高性能 CPU。

超級計算機主要由三大子系統(tǒng)組成，具體為：

（1）計算子系統(tǒng)，它由高性能 CPU、高速大容量存儲器和高速互連接口控制器組成；

（2）通信子系統(tǒng)，它由高速互聯(lián)通信控制、高速互連系統(tǒng)網(wǎng)絡和互聯(lián)通信接口組成；（3）存儲子系統(tǒng)，它由高可靠超大容量磁盤、存儲服務器、互連接口等組成。軟件包括操作系統(tǒng)、編譯系統(tǒng)、并行優(yōu)化軟件、并行存儲軟件等。在硬件部件上，它是使用性能最高的 CPU、速度最快的互聯(lián)通信控制器、最快最大容量的存儲器、磁盤和 SSD?等部件，構建規(guī)模最大的計算機系統(tǒng)。所以，超級計算機無論是在硬件還是軟件上，均是當時最高技術水平的。掌握了超級計算機的研制和實現(xiàn)技術就等于占領了信息技術的制高點，抓住了牛鼻子。

我國從 1978?年開始，由國防科技大學研制“銀河 -1”超級計算機，歷時五年完成研制?！般y河 -1”超級計算機的研制成功標志著我國邁入了可自主研究超級計算機的世界強國的行列。從那以后，國防科技大學平均每個 5?年研制一代超級計算機，現(xiàn)在已經(jīng)是第八代了。一個國家，一個團隊，數(shù)十年做一件事，是完全能夠達到世界先進或者領先水平的。由國防科技大學研制完成的天河一號超級計算機于2010?年 11?月在國際上與國外的超級計算機按照相同的評測標準，一比高下，最終獲得世界高性能計算 TOP500 第一名，震驚了世界。隨后，天河二號、太湖之光超級計算機先后累計獲得了11?次世界第一。國家花費巨資研制超級計算機，它有何重要作用呢？超級計算機的重要作用就是為國家科技創(chuàng)新服務，提升國家的科技競爭力，簡要地說，它的重要作用是“算天，算地，算人”。

算天，是研制大飛機、航天器和航空發(fā)動機；進行氣象預報、氣候模擬分析和霧霾預警預報；研究宇宙演化；研究航空和航天飛行器的空氣動力學特性，使得飛行器飛得快、省燃料、更安全。

算地，是進行石油地震勘探數(shù)據(jù)處理，分析地下油藏；分析衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、地震對城市建筑的影響和海洋變化等。

算人，是研究生命科學、生物醫(yī)藥；解讀生命奧秘、譜寫生命華章，開展基因技術研究，進行基因分析，臨床診斷、個性化診治，新藥研發(fā)；研究人腦機理，探索人腦在信息存儲和處理方面的奧秘等。除了上述三大部分外，還有基礎研究，主要領域包括天文、腦科學、材料基因組學、可控核聚變、玻璃地球，等等。

超級計算已經(jīng)形成一個漏斗效應，具有創(chuàng)新研究的工作或多或少的都需要超級計算機進行計算分析工作。

2. 大：大數(shù)據(jù)研發(fā)和應用平臺

在自然界、人類活動和生產(chǎn)過程中，每時每刻都產(chǎn)生著大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包含了這些活動中各個因素之間的復雜關系，揭示這些復雜關系，清晰地了解事物發(fā)展的趨勢，提高工作效率，提供新的服務內(nèi)容，可以獲得更好的社會和經(jīng)濟收益，這就是開展大數(shù)據(jù)分析的價值所在。大數(shù)據(jù)分析和應用涵蓋的領域越來越廣，它包括了農(nóng)業(yè)、電力、水務、金融、礦產(chǎn)、軍事、消防、環(huán)境、遙感、醫(yī)療、建筑、運輸、公共安全、工業(yè)自動化、供應鏈、商業(yè)、消費、能源、氣象， 等等。

大數(shù)據(jù)處理平臺是依據(jù)云平臺和超級計算機平臺的關鍵技術構成的，在硬件上，它主要包括數(shù)據(jù)的收集、傳輸、存儲、處理和展示。它與云計算最大的差異是在處理軟件和處理流程上。大數(shù)據(jù)的基本處理流程主要包括如下部分：（1）采集和存儲。它利用定制化存儲設備（SQL?和 NoSQL）來接收發(fā)自客戶端（Web、APP?或者傳感器等） 的數(shù)據(jù)，有的也采用傳統(tǒng)的關系型數(shù)據(jù)庫，如 MySQL?和 Oracle?等來存儲每一筆事務數(shù)據(jù)。對于圖像、語音等，多使用 Redis、MongoDB 等 NoSQL?數(shù)據(jù)庫。這方面的難點是高并發(fā)數(shù)、負載均衡和分片等；（2）導入 /?預處理。在對海量數(shù)據(jù)進行有效分析之前，需要完成數(shù)據(jù)清洗和預處理，主要原因是被采集的數(shù)據(jù)中包含一些漏采、重復采、錯誤反饋等數(shù)據(jù)。處理方式為采用線性插值、標度轉換、濾波、去重等方法，為后續(xù)統(tǒng)計、特征處理提供數(shù)據(jù)基礎，面臨的難點和挑戰(zhàn)是數(shù)據(jù)量大，對于實時處理就需要考慮性能；（3）統(tǒng)計 /?分析。采用分布式數(shù)據(jù)庫或分布式計算集群系統(tǒng)，通過分布式處理方法對海量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，進行特征選擇。采用的處理工具有 GreenPlum、 Exadata、Infobright?等，批處理統(tǒng)計需求可以使用 Hadoop?等。面臨的難點和挑戰(zhàn)為分析涉及的數(shù)據(jù)量大，對系統(tǒng)資源，特別是 I/O?會有極大的占用；（4）挖掘。它以特征選擇為指導，以預測指導為目的，常用算法有聚類、回歸、分類、深度學習、強化學習等。面臨的難點和挑戰(zhàn)為挖掘算法復雜，計算涉及的數(shù)據(jù)量和計算量都很大，要研究高效的分布并行方法；（5）可視化分析。將結果形象化地展示給數(shù)據(jù)分析專家或普通用戶，相比較文字、表格，它更直觀簡單。展示并非越炫越好，重點在精確表達，數(shù)據(jù)多源，實時性要求高、數(shù)據(jù)質量要求高；（6）數(shù)據(jù)挖掘算法?？梢暬墙o人看的，數(shù)據(jù)挖掘就是給機器看的，常用算法有分類（決策樹、支持向量機、貝葉斯分類等）、聚類（K-MEANS、層次法）、關聯(lián)（GSP）、預測（回歸、時間序列）等大類。應用有用戶數(shù)預測、訂單預測、客戶細分、市場細分、信用分析、欺詐預警等；（7）預測性分析。數(shù)據(jù)挖掘可以讓分析員更好的理解數(shù)據(jù)，而預測性分析可以讓分析員根據(jù)可視化分析和數(shù)據(jù)挖掘的結果做出一些預測性的判斷。應用場景有：商品銷售可以通過產(chǎn)品種類、位置、關聯(lián)性等屬性，指導產(chǎn)品合理擺放，方便購買；產(chǎn)品質量預測，通過產(chǎn)地、氣候、工藝等大量數(shù)據(jù)，預測產(chǎn)品質量；（8）語義引擎。我們知道由于非結構化數(shù)據(jù)的多樣性帶來了數(shù)據(jù)分析新的挑戰(zhàn)，我們需要一系列的工具去解析、提取和分析數(shù)據(jù)。語義引擎需要被設計成能夠從“文檔”中智能提取信息。

大數(shù)據(jù)應用舉例：

煉鋼高爐大數(shù)據(jù)運營分析與評估。它是基于物聯(lián)網(wǎng)下大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。高爐的現(xiàn)狀是海量數(shù)據(jù)無法有效利用，高爐認知體系不統(tǒng)一， 數(shù)據(jù)分析與決策利用程度低，仿真建模計算環(huán)境不完善。希望通過大數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)高爐大數(shù)據(jù)運營評估體系，提高高爐的冶煉效率。

消防火災隱患評估。它是城市消防業(yè)務發(fā)展的趨勢。通過數(shù)據(jù)分析和物聯(lián)網(wǎng)等技術，將消防工作重心從滅火轉移至防火。城市區(qū)域防火面臨的挑戰(zhàn)為人口密度不斷增加、建筑物結構復雜、人員不安全行為頻發(fā)、外界不安全因素復雜。

港口大數(shù)據(jù)分析。提供對進出港口的海運船舶和貨運車輛進行分析管理，對資金流、通關、檢疫、基礎設施等進行管理，可以提高港口貨物的吞吐率。

電子政務大數(shù)據(jù)。通過分析電子政務系統(tǒng)中收集的社會發(fā)展和企業(yè)運行管理數(shù)據(jù)，掌握各種資源的需求情況和市場發(fā)展情況，動態(tài)調整產(chǎn)業(yè)上下游的產(chǎn)品配套，加快經(jīng)濟發(fā)展。

另外還有醫(yī)療、交通、金融、商業(yè)決策等等眾多大數(shù)據(jù)的應用。

3. 云：云計算系統(tǒng)的構成和技術特性

當前，云計算已經(jīng)獲得了非常廣泛的應用。十年前，人們追求的目標是讓云計算和云服務成為類似于城市自來水和市電的公共資源， 現(xiàn)在看來，這個目標基本實現(xiàn)了?，F(xiàn)在，政府、企業(yè)、個人已經(jīng)習慣于在網(wǎng)上（實際就是云計算平臺）找存儲、計算處理和軟件服務的資源了。在云計算的發(fā)展歷程中有兩個最為重要的里程碑事件。1983 年，太陽電腦公司（Sun?Microsystems）提出“網(wǎng)絡是電腦”（“The Network?is?the?Computer”）?的觀點；2006?年 3?月， 亞馬遜公司（Amazon）推出彈性計算云（Elastic?Compute?Cloud；EC2）服務， 從此開啟了云計算的時代。基于云計算平臺的信息服務產(chǎn)業(yè)發(fā)展極為迅速，真讓人應接不暇。

云計算，它是采用商用、通用、價格不高的服務器（性能不高， 可靠性不高）、中等性能的網(wǎng)絡設備（百兆、千兆、萬兆等）、非高可靠的存儲設備（非 RAID）等，構成云計算系統(tǒng)，它要求有較高的性價比。云計算并不是一個全新的系統(tǒng)，它是分布式計算、并行計算、效用計算、網(wǎng)絡存儲、虛擬化、負載均衡、熱備份冗余等傳統(tǒng)計算機和網(wǎng)絡技術發(fā)展融合的產(chǎn)物，這些技術在超級計算機中均有不同程度的使用。云平臺主要由如下部分組成：網(wǎng)絡接入部分，包括接入網(wǎng)絡、防火墻、負載均衡；服務部分，包括網(wǎng)絡服務、存儲服務、計算處理服務和管理服務等，這一部分主要是由各類服務器組成。

云計算主要有如下三大類服務：（1）基礎設施服務（IaaS），它出租計算服務器、存儲服務器和網(wǎng)絡，如云主機，云存儲；（2）平臺服務（PaaS），把應用服務的運行和開發(fā)環(huán)境作為一種服務，包括IaaS?中的硬件設備，還有應用服務運行的相關環(huán)境，在之上可以簡化應用研發(fā)；（3）軟件服務（SaaS），如企業(yè)郵箱，工程仿真設計，動漫渲染，等等。

云計算平臺典型應用：

天河工業(yè)云。它是基于 2016 年 12 月國家工信部工業(yè)轉型升級重大項目研制完成，是基于國家超級計算天津中心優(yōu)勢資源，充分整合生態(tài)伙伴構建的聚焦先進制造研發(fā)設計、工藝優(yōu)化和產(chǎn)品運維管理的云服務平臺。它可提供的云服務功能主要有：行業(yè)云、智能分析、信息整合、技術融合和開放 PAAS 等。

石油勘探數(shù)據(jù)處理云平臺。它是與中石油東方物探研究院合作， 聯(lián)合研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的石油地震勘探三維數(shù)據(jù)處理軟件，基于天河一號組建了“天河石油物探計算中心”，主要為從事石油地震勘探數(shù)據(jù)處理的單位提供專業(yè)化的石油數(shù)據(jù)處理服務。用戶可以通過網(wǎng)絡使用石油處理軟件和天河一號超級計算機。個人健康和醫(yī)療衛(wèi)生云。它主要提供基因臨床診斷云服務和互聯(lián)網(wǎng)個人健康云服務。對個人的物理、生化、基因和體表數(shù)據(jù)進行收集和 24 小時實時監(jiān)測和處理。采用穿戴設備、移動網(wǎng)絡、云平臺、醫(yī)療專家值班等方式。主要適應人群：術后人員、老年人、有心血管疾病的人。

動漫與影視特效超級渲染云平臺。采用行業(yè)通用的渲染軟件，在天河一號上構建了“天河 – 動漫與影視超級渲染云平臺”，構建遠程渲染提交中心，在超算中心有專業(yè)工程師為用戶提供在線技術服務，用戶通過網(wǎng)絡傳輸制作數(shù)據(jù)和工程文件，啟動渲染，在線查看渲染效果。地理信息處理云平臺。它存儲遙感地理信息數(shù)據(jù)，使用第三方的遙感數(shù)據(jù)處理軟件，可按照用戶要求提供地理信息（GIS）服務。通過專業(yè)數(shù)據(jù)庫，可對重點區(qū)域的地面、建筑物、橋梁等進行沉降、形變的檢測，可服務的領域包括政府決策、城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測、衛(wèi)生防疫、社會經(jīng)濟統(tǒng)計、人口計生、公安指揮、資源管理、交通管理、物流管理和 GPS 服務等。

工程設計與仿真模擬。它可對機械產(chǎn)品設計中包含形狀、強度、高熱、高速、高壓、復雜結構、多物理因素耦合的情況進行仿真分析；可支持電器產(chǎn)品設計，例如，IC?電路邏輯功能、IC?時序，數(shù)字與模擬電路，PCB 邏輯和時序分析等。該平臺提供專門的功能設計和功能仿真軟件，目的是使設計出的產(chǎn)品能夠滿足應用要求，通過模擬仿真，模擬產(chǎn)品實際運行的環(huán)境，驗證產(chǎn)品的功能等。在其他應用領域，可支持先進制造裝備研發(fā)、工藝仿真、智能管理等，例如環(huán)保裝備，工業(yè)機器人，無人機，風電設備等。通過高性能設計仿真，加快了先進裝備開發(fā)，降低了研發(fā)成本，提高了信息化集成、自動化制造和信息化管理水平，可支持實現(xiàn)綠色制造。

天河建筑云平臺。它采用 BIM+GIS?技術，為智慧城市建設服務，服務領域為地面建筑、地下管網(wǎng)和軌道交通。具體服務內(nèi)容包括，項目規(guī)劃與設計和項目實施管理的云服務。實行建筑項目的全生命周期的管理，包括：規(guī)劃、設計、造價、招標、施工過程監(jiān)管、項目經(jīng)費管控、驗收、物業(yè)管理等。

智能交通。它包括城市出租車監(jiān)管，智能交通管理和引導，城市交通擁塞情況實時通報，指導車輛繞行擁塞區(qū)域。

互聯(lián)網(wǎng)教育。它為中小學的教學管理和學生學習服務。

4.智：人工智能研發(fā)平臺

人工智能是計算機科學的一個分支，它試圖了解人的智能的實質，研制能以人類智能相似的方式做出反應的智能機器。它的具體研究內(nèi)容包括：機器視覺、指紋識別、人臉識別、視網(wǎng)膜識別、虹膜識別、掌紋識別、專家系統(tǒng)、自動規(guī)劃、智能搜索、定理證明、博弈、自動程序設計、智能控制、機器人學、語言和圖像理解，等等。專家系統(tǒng)是應用面最廣泛的。人工智能有四個要素：算法、算力、數(shù)據(jù)、應用場景。人工智能研發(fā)環(huán)境主要由下述部分組成：機器學習、生物特征識別、知識圖譜、人機交付、自然語言處理、計算機視覺等。它是依托超級計算、云計算與大數(shù)據(jù)的融合環(huán)境，為人工智能技術創(chuàng)新研究提供算力、算法和數(shù)據(jù)支撐環(huán)境。除了有超級算力支持外，還必須基于研究的技術成果將新的算法用于具體的場景中，如機器人、攝像頭自動識別人像等，所以，還要研發(fā)嵌入式的專門支持人工智能應用的芯片和智能操作系統(tǒng)。例如正在研發(fā)的群體智能操作系統(tǒng)，它能夠用于群體式的旋翼、固定翼無人機、無人車、無人潛航器和軟體機器魚等。

人工智能應用主要分布在圖像識別、視頻圖像理解、場景識別、語音識別、人的姿態(tài)識別、自動駕駛、智能機器人，無人超市，語言實時翻譯等。以醫(yī)學影像篩查為例，它的作用可為：食管癌早期篩查，肺癌早期篩查，糖網(wǎng)智能分期識別，乳腺癌早期篩查；在醫(yī)療圖像分析方面，可以進行病灶特征模型學習和識別，三維可視化重構， 借助圖像識別，可分辨多達數(shù)千種醫(yī)學影像特征。

5. 霧：互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、5G、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算

未來，人類社會中最大的組織機構將是萬物互聯(lián)組織，盡管它是非政府性質的，但是它卻是圍繞分區(qū)域的功能和目的實現(xiàn)自治的。從產(chǎn)業(yè)和商業(yè)的角度來說，物聯(lián)網(wǎng)（萬物互聯(lián)）將是最大的市場。在物聯(lián)網(wǎng)時代，各種傳感器分布在各個角落，例如手機和可穿戴手表， 住宅中的各種電器和可操作的家居（如門鎖，窗簾等），工廠中的設備，分布在各種現(xiàn)場的施工設備，安裝在大橋、高層建筑物和隧道上監(jiān)測沉降的設備，等等，這些設備上有各種各樣的傳感器，如位置， 運動，心率，血壓，震動，溫濕度，等等。這些數(shù)量巨大的傳感器通過無線網(wǎng)絡或者 WiFi 連接到網(wǎng)絡上，實現(xiàn)著萬物互聯(lián)。

超級計算、超級算力、云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能研發(fā)平臺多是集中式的，可想而知，那些在數(shù)量上無窮無盡的傳感器將產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，就是把這些海量數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆品掌脚_，網(wǎng)絡帶寬和延時的壓力是巨大的（如高鐵的 12306），甚至是不可承受的。工業(yè)控制等應用需要毫秒級的服務響應，現(xiàn)在中心化的云計算平臺無法滿足。所以， 需要一種新的系統(tǒng)組織結構來滿足物聯(lián)網(wǎng)日益增長的新的需要。由此，人們提出了邊緣計算+ 云計算+ 超級計算融合的模式和系統(tǒng)結構， 也簡稱為邊云超結構。邊緣計算組成結構和待解決的關鍵技術問題包括：網(wǎng)絡、隔離技術、體系結構、邊緣操作系統(tǒng)、算法執(zhí)行框架、數(shù)據(jù)處理平臺、安全和隱私等。這些都是需要我們深入研究的。

未來數(shù)字產(chǎn)業(yè)面臨著兩個巨大挑戰(zhàn)和商機，它們是人工智能和物聯(lián)網(wǎng)（萬物互聯(lián)）。讓我們做好充分的技術準備擁抱新興產(chǎn)業(yè)和新的巨大商機，擁抱更加美好的明天。