前言

先进计算与软件作为信息领域的基石，其技术创新直接关系到国家政治、经济、国防、文化等领域发展的独立性.美国为强化其科技领导地位，在大国博弈中继续抢占先机，近期针对先进计算领域连续发布多项重大国家战略，目标构筑面向未来的先进计算生态系统.受巨大的产业与应用需求驱动，我国的先进计算与软件领域在过去几十年虽然发展迅猛，但长期依赖于以美国主导的基础技术路线，“卡脖子”问题严重.

随着计算领域主要技术路线冯·诺依曼体系结构与摩尔定律的潜能或动能即将耗尽，贝尔定律揭示新型计算形态的发展正处于一片蓝海，计算机体系结构的发展正在进入一个新的黄金时代.国家科技部在十四五期间，布局了“先进计算与新兴软件”国家重点研发计划专项，在新体系结构关键技术、新计算系统构建与新生态创建等领域，力争开辟“新赛道”、构筑先发优势，努力获取“你中有我、我中有你”的战略制衡能力，为促进经济高质量发展奠定坚实的科技基础.

为了及时反映先进计算与新兴软件领域的最新研究进展，《计算机研究与发展》组织策划了“先进计算”专题.本专题依托2022 年第一批获批的 “先进计算与新型软件”国家重点研发计划专项，向项目首席专家邀约稿件，并严格按照期刊的审稿要求，邀请了相关领域的专家作为评审专家，历经初评、盲审、终审等阶段，最终精选出6 篇高质量论文入选本专题，内容涵盖了感存算一体的神经元计算系统、面向分布式异构计算系统的内存池化、超异构软硬件协同计算统一框架、面向云际计算的系统软件、服务器无感知计算的系统软件、多通道融合的自然人机交互等方面，在一定程度上反映了本领域最新的研究成果.

神经形态计算硬件是专为运行脉冲神经网络应用（spiking neural network, SNN）而设计的专用计算机系统.随着硬件资源规模的增大，如何有效地为SNN 应用分配神经形态计算硬件资源变得非常具有挑战性.浙江大学邓水光教授团队的“神经元计算机操作系统的资源分配方法”，提出了一种神经元计算机操作系统的资源分配框架，在加载SNN 应用到神经形态计算硬件时分配硬件资源以及建立对应的输入输出路由，实现了资源分配过程与编译器间的解耦；通过引入最大空矩形算法来处理神经形态计算硬件资源的动态分配问题；并且提出一种最小化脉冲输入输出通信代价的资源分配算法，从而降低脉冲输入输出能耗、延迟和资源碎片.

在分布式内存系统中，缓存是减少远端内存访问开销的一种有效手段.然而单一的缓存一致性保证机制往往不能高效适配不同类型负载的访存特性.为此，华中科技大学刘海坤教授团队的“一种可动态配置的分布式内存池缓存一致性机制”，面向分布式异构内存池系统，设计了基于目录和基于广播相结合的混合缓存一致性保证机制.利用四象限矩阵分析方法，对每个数据对象进行访存模式的判定分析，并为其配置最高效的缓存一致性保证策略，并且可以根据对象访存特征的变化在两种策略之间动态切换.

稀疏矩阵向量乘法是广泛应用于科学计算、工业仿真和智能计算等领域的重要算法，是核心的计算行为之一.西安交通大学任鹏举教授团队的“基于高预测性的稀疏矩阵向量乘法并行计算优化”，基于现代高性能超标量乱序处理器的架构特征，提出从提升可预测性和降低程序复杂度的角度进行全面的性能优化.其核心思想是，通过构建串行访问的数据结构，提升数据访问的规律性和局部性，从而优化数据预取效率和缓存利用效率；通过构建规则的分支跳转条件，提升程序的分支预测准确率，有效提升程序执行效率；通过灵活运用SIMD 指令集，有效提升计算资源利用率.

云际计算旨在通过不同云运营商的合作降低云计算的成本，增进跨云合作.东北大学王兴伟教授团队的“基于博弈论的云际资源市场分析方法”，研究了云际计算市场下的资源流通问题，将云际市场建模为供应链竞争模型，使用市场博弈对云际资源流通过程进行分析，从理论上证明了云际市场具有纳什均衡.文章分析了当新的云运营商加入云际时对各个云运营商以及整个云际市场收益的影响，从一定程度上解释了云际生态形成的原因.

服务器无感知计算是一种新兴的以函数为中心的云计算范式，向用户提供高层次的函数抽象在云计算平台开发和部署应用.为了高效利用系统资源，降低函数完成时间，北京大学金鑫副教授团队的“服务器无感知计算场景下基于时空特征的函数调度”，对服务器无感知计算场景下的函数调度问题进行研究.通过分析服务器无感知计算场景下的函数调度问题，对服务器无感知计算场景下函数调度问题进行形式化建模；提出了基于函数时空特征的服务器无感知计算调度算法，在时间维度上考虑函数执行时间和函数启动时间，在空间维度上考虑函数资源占用量；并在原型系统上使用真实世界服务器无感知计算负载数据集进行了实验.

触觉反馈可以有效提高用户的虚拟现实交互的沉浸感，华南理工大学徐向民教授团队的“基于微电流刺激的多强度分级虚拟触觉反馈”，设计了基于微电流刺激的一种多强度电触觉反馈系统，通过研究电流参数、电极阵列和接地电极等影响因素，并引入双相电流脉冲，优化电流正负电荷量比值等方式，确定了该系统的刺激模式.35 名受试者的心理物理学实验结果表明其可能是具有广泛应用场景的触觉反馈设备.

最后，感谢各位作者、审稿专家以及编辑部对本专题的全力支持，有赖于他们的努力，本专题得以顺利出版.期望本专题的出版能够对相关领域的研究人员提供有益的启示和帮助.在审稿过程中，若有任何失误或不足之处，恳请各位作者和读者的理解和宽容，并热烈欢迎同行的批评和建议.