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目前各领域的应用问题呈现出多维性、非线性等高度复杂的特征，要求精度高、实时性强。要有效地解决这些问题，需要使用每秒十万亿次、百万亿次、甚至是千万亿次的高性能并行计算机。这样的高性能计算机一般由成百上千个甚至是上万个高性能微处理器通过高性能网络互连构成，如何发挥出其高性能是从事并行计算研究者的主要任务。可扩展并行算法的研究、可扩展度量方法的建立、并行应用程序的研制与优化以及大规模数据可视化环境的开发是其中最具挑战的4个问题。它们是挖掘高性能计算机的关键技术之一，也是高性能计算的基础应用研究。