National Center for Supercomputing Applications

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国家超级计算应用中心( NCSA ) 是一个州与联邦合作伙伴关系，旨在开发和部署国家级网络基础设施，以推进美国的研究、科学和工程。 [1] [2] NCSA 作为伊利诺伊大学香槟分校的一个单位运作， [3]为全国的研究人员提供高性能计算资源。 NCSA 的支持来自美国国家科学基金会、 [1] [4] [5] [6]伊利诺伊州、 [2]伊利诺伊大学、商业和工业合作伙伴、 [7]和其他联邦机构。 NCSA 提供领先的计算、数据存储和可视化资源。 NCSA 计算和数据环境实施多架构硬件策略，部署集群和共享内存系统，以支持高端用户和社区最适合其需求的架构。近 1,360 名科学家、工程师和学生使用 NCSA 的计算和数据系统来支持 830 多个项目的研究。

History 历史

NCSA 是美国国家科学基金会超级计算机中心计划的五个原始中心之一。 [1] NCSA 和其他四个超级计算机中心的想法源于其创始人拉里·斯马尔 (Larry Smarr)的沮丧，他于 1982 年夏天不得不前往欧洲旅行后写了一篇有影响力的论文《美国大学的超级计算机饥荒》访问超级计算机并进行研究。 [9]

斯马尔写了一份提案来解决科学研究的未来需求。伊利诺伊大学的另外七名教授作为联合首席研究员加入，许多其他教授描述了如果该提案被接受可以实现什么。该提案被称为“黑色提案”（因其封面颜色而得名），于 1983 年提交给 NSF。它满足了 NSF 的要求，其内容立即引起了人们的兴奋。然而，美国国家科学基金会没有适当的组织来支持它，而且该提案本身也没有包含明确定义的实施地点。

NSF 于 1984 年成立了科学计算办公室，并在国会的大力支持下，宣布开展一项全国竞赛，资助一组超级计算机中心，如“黑人提案”中所述的那样。 [10]结果是四个超级计算机中心被特许（康奈尔大学、伊利诺伊州、普林斯顿大学和圣地亚哥），随后又增加了第五个超级计算机中心（匹兹堡）。

黑色提案于 1985 年获得批准，标志着 NCSA 的成立，从 1985 年 1 月 1 日到 1989 年 12 月 31 日期间获得了 42,751,000 美元的资助。值得注意的是，NSF 批准主动提案的行动是史无前例的。 NCSA 于 1986 年 1 月成立。 [11] [12] 2007年，NCSA获得了美国国家科学基金会的拨款，用于建造“ Blue Waters ” [13] ，这是一台每秒能够执行千万亿次计算的超级计算机，其性能水平被称为千万亿级。 Black Proposal 黑色求婚

“黑色提案” [14]是一份简短的十页提案，旨在建立一个超级计算中心，最终获得美国国家科学基金会(NSF) 的资助，用于创建超级计算中心，其中包括国家超级计算应用中心 (NCSA) ）在伊利诺伊大学。从这个意义上说，美国政府在资助该中心和第一个广泛流行的网络浏览器（NCSA 的 Mosaic）方面所发挥的重要作用是不可否认的。黑色提案描述了任何需要计算机能力的科学研究的局限性，并描述了一个以通用计算机访问为中心的富有成效的科学协作的未来世界，其中科学研究的技术限制将不存在。重要的是，它表达了如何从现在走向未来的清晰愿景。该提案的标题是“科学与工程超级计算中心”，长达十页。该提案对计算未来的愿景在当时是不寻常的或不存在的，但其中的元素现在已经很常见了，例如可视化、工作站、高速I/O 、数据存储、软件工程以及与多学科的密切合作用户社区。《黑人提案》的现代读者可能会深入了解一个不再存在的世界。今天的计算机很容易使用，而且网络无处不在。高科技行业的员工仅仅因为是员工就获得了超级计算机帐户。计算机随处可见，几乎任何年龄的人都可以使用，几乎适用于任何事情。在撰写该提案时，几乎没有人可以使用计算机。对于在研究中需要计算机的科学家来说，即使有可用的计算机也是很困难的。对研究的影响是严重的。阅读当时的出版物并没有暗示科学家需要学习他们可以使用的任何计算机设施的神秘技术细节，这对他们的研究造成了耗时的限制，并且极其乏味地分散了他们的专业兴趣。

黑人提案的实施在塑造当今计算机技术方面发挥了主要作用，其对研究（科学和其他方面）的影响是深远的。该提案对科学研究前沿的描述可能发人深省，而主要大学对计算机使用的限制可能令人惊讶。世界超级计算机的综合列表显示了当时可用的最佳资源。该提案的主旨现在看来似乎显而易见，但在当时却是新颖的。

美国国家科学基金会于 1985 年宣布为超级计算机中心提供资金； [15] NCSA 的第一台超级计算机于 1986 年 1 月上线。随着 1986 年NCSA Telnet的发布，NCSA 迅速引起了全世界科学界的关注。随后出现了许多其他工具，例如 NCSA Telnet，所有这些工具都免费提供给每个人。 1993年，NCSA发布了Mosaic网络浏览器，这是第一个流行的图形网络浏览器，它在扩大万维网的发展中发挥了重要作用。 NCSA Mosaic 由Marc Andreessen和Eric Bina编写，他们后来开发了Netscape Web 浏览器。 Mosaic 后来被授权给Spyglass, Inc. ，该公司为Internet Explorer奠定了基础。该服务器补充称为NCSA HTTPd ，后来称为Apache HTTP Server 。 [16] NCSA 的其他显着贡献包括 1992 年支持LIGO开发的黑洞模拟、1997 年跟踪海尔-波普彗星、2003 年创建PlayStation 2 集群、以及监测COVID-19 大流行和创建COVID-19 疫苗。 [17] [18]

NCSA 的可视化部门在国际上享有盛誉。 NCSA 高级可视化实验室负责人、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校艺术与设计学院教授Donna Cox和她的团队为 PBS NOVA获得奥斯卡提名的 IMAX 电影《宇宙航行》制作了可视化效果剧集“追捕超级扭曲者”和“逃亡宇宙”，以及探索频道的纪录片以及 CNN 和 NBC 晚间新闻的片段。 Cox 和 NCSA 与美国自然历史博物馆合作，为海登天文馆2000 年千禧年展览“宇宙通行证”和“寻找生命：我们孤独吗？”制作了高分辨率可视化效果。她为海登的“大爆炸剧院”制作了可视化效果，并与丹佛自然科学博物馆合作，为数字穹顶“黑洞：无限的另一面”制作了 TB 级科学数据的高分辨率数据驱动可视化效果黑洞计划。

NCSA 于 1986 年启动时被称为工业合作伙伴计划，它与大公司的合作确保了其专业知识和新兴技术能够应对学术界之外的重大挑战（当这些挑战出现时）。商业伙伴无法控制研究或其结果的处置，但他们处于有利地位，可以成为研究成果的早期采用者。该计划现在称为 NCSA 行业。 [20]