向大数据应用挑战的超级计算机设计

文/何娴

随着我国信息技术水平的提高，计算机等信息设备普遍出现在人们的日常生活中，成为人们获取信息、沟通交流的主要工具。不过，随着人们生活质量的提高，人们对计算机技术的要求也更加严格，伴随着大数据时代的到来，人们对信息资源的需求量越来越大，传统的计算机设备已经不再满足社会的发展要求，由于我国信息资源量巨大，且涉及到的范围较为宽广，计算机信息软件需具备更好的信息收集、整合功能，才能被企业所运用，方便企业管理人员下达正确的决策，促进企业更好的发展。为了满足企业的发展需求，我国应加大力度研发超级计算机技术，提高信息软件对信息的处理能力，遵循信息处理的安全性、及时性、可靠性原则，将计算机的优势充分发挥出来，全面提高我国经济发展水平。

1 大数据背景下超级计算机的设计

大数据时代的到来，对我国信息行业的发展带来了巨大的挑战，同时也为超级计算机的研发创造了更多的机遇，要想在激烈的市场竞争中占据优势地位，企业应充分利用大数据时代下的信息资源，对超级计算机进行改进，提高计算机的信息处理功能，以便更好地被企业所运用。在超级计算机的发展历程中，人们将设计重点放在计算机虽数据的计算能力以及工作效率上，将其整合为一个强大的信息储存和处理系统，引进先进的硬件以及软件设备，在计算机中安装数据处理软件，提高计算机在节点计算上的效率，同时增强计算机的通信功能，促进人与人之间的交流，使其数据计算和信息处理功能更加强大。

1.1 硬件体系结构

超级计算机主要由两大部分构成，分别为硬件设备和软件设备。硬件设备其主要是一些电子产品，电子产品的质量决定了计算机数据处理功能的展现效率，因此，硬件设备对计算机的功能展现具有重要影响。在这个大数据时代下，数据信息量较为庞大，计算机中对数据计算的功能相对较弱，数据处理程序过于简单，只能对数据进行简单的计算，且数据访问成本较高，导致计算机对数据的吞吐率以及计算效率普遍较低，并且存在严重失衡现象。针对超级计算机存在的问题，技术人员对片上缓存以及计算功能进行优化。在对大数据进行应用时，由于系统对数据处理级别较低，导致数据吞吐频率较慢，加上数据整体处理功能较差，数据跳转频率过高，无法对局部数据进行计算，导致数据吞吐率与计算能力不在同一水平线上，无法对数据信息进行处理，企业得不到可靠的数据信息，便无法下达正确的决策，不利于企业长远的发展。针对这一情况，技术人员可以降低指令缓存或者对信息处理器进行调整，将两者的运行状态处于平衡状态，快速完成数据计算处理功能。

另外，在现代大数据时代背景下，数据信息呈现出高度密集的特点，加大了数据处理器的工作压力，传统的数据处理器逐渐暴露出更多的缺点，数据处理不及时，且不安全。可靠性能普遍不高，严重影响了数据计算的速度。因此，我国应引进功能更强的数据处理器，能够在第一时间完成数据计算、分析工作，将加速器安装至数据处理器中，加快数据处理的速度，提高超级计算机数据处理效率，为企业带来更加优质的服务。在对超级计算机的设计环节中，技术人员应将重点放在节点计算效率以及通信功能上，重点解决其中存在的问题，将大数据信息进行整合并保存，为企业的发展创造更多机遇。在对数据信息进行储存过程中，一般需要运用两种手段，分别为集中存储和分散式存储。这两种存储方式不同，发挥的作用也存在差异。加上通信设备功能的逐渐强大，计算机中通信频率普遍较高，技术人员需对节点以及节点与设备间的连接装置进行调整，以此来提高节点间的连接效率，提高计算机的通信功能。

1.2 软件架构

在大数据时代背景下，数据信息成分复杂且存在多样化特点，针对不同结构的数据信息，其存储方式也存在较大的差别。根据数据的结构特点进行分类，可分为结构化数据、非结构化数据和半结构化数据，这三种数据其都有各自的储存方式。对于结构式数据而言，其主要以数据库的方式进行储存，人们在查找相关信息时，可利用搜索引擎在数据库中查找相关信息。在对数据进行处理以及计算过程中，其使用方法以及软件操作也不相同，在计算数据时，应将重点放在数据与系统的交换频率上，避免因交换频率过慢，影响数据的计算结果，这时候我国可以选用单一分布的数据储存系统完成。不过，由于数据涵盖范围较广，在对数据进行处理时，采用单一的数据文件系统已经不再适用当下数据处理要求，需要将各种文件系统进行整合，共同处理数据信息。

在对非结构数据进行处理时，通过对其存储方式进行研究，对分布式文件系统做出了相应的调整，以此来加快数据处理的速度。通过对谷歌软件进行改造，并设计出拥有更多使用性能的可扩展文件系统，在对数据进行处理过程中，通过该系统的数据分流功能，对数据流量进行控制，以此来处理更多的数据信息，并完成数据的储存工作。

2 编程模型

随着信息产品的普及，在超级计算机的设计工作中，为了提高对数据的编程速度，对计算机的编程模型也提出了更高的要求。对于传统的编程模型而言，其内部构造较为简单，且使用性能偏低，无法发挥出其真正的价值。因此，编程设计人员应保留传统编程的优势，对编程进行创新，提高编程的使用性能，构建编程模型。解决编程过程中存在的问题，简化编程代码，让程序员明确自身的义务范围，大大缓解了程序员的工作压力。

3 结语

新时代的到来，为超级计算机的发展带来了更多挑战，要想提高数据计算能力，增强计算机的通信功能，应从超级计算机的软件和硬件方面做出整改，并构建新的编程模型，加快超级计算机数据运算速度，为企业提供安全可靠的数据信息，有利于企业长期、稳定的发展。