NSFC信息科學(xué)基礎(chǔ)研究概況及戰(zhàn)略思考課件

信息科學(xué)與技術(shù)

基礎(chǔ)研究概況和重要領(lǐng)域

(ZhiyongLIU)國家自然科學(xué)基金委員會信息科學(xué)部(DirectorateofInformationSciences,NSFC)2006年2月15日1,概要介紹

1-1,國家自然科學(xué)基金委員會資助基礎(chǔ)研究科學(xué)和技術(shù)成果，人才培養(yǎng)經(jīng)費來源組織結(jié)構(gòu)國家自然科學(xué)基金委員會數(shù)理科學(xué)部人事局化學(xué)科學(xué)部生命科學(xué)部地球科學(xué)部工程與材料科學(xué)部信息科學(xué)部委辦公室計劃局政策局國際合作局管理科學(xué)部財務(wù)局紀(jì)檢監(jiān)督局綜合處科學(xué)處科學(xué)處………………國家自然科學(xué)基金委員會主要管理部門機制鼓勵創(chuàng)新、科學(xué)民主、平等競爭工作方針尊重科學(xué)、發(fā)揚民主、鼓勵競爭、促進合作、引領(lǐng)未來評審原則依靠專家、發(fā)揚民主、擇優(yōu)支持、公正合理項目評審和過程同行評議（函評）、專家組評審（會評）項目結(jié)構(gòu)項目（面上、重點、重大；重大研究計劃）人才聯(lián)合資助類項目國際合作類項目合作研究回國講學(xué)國際會議*與國際基金組織的交往、協(xié)議

*聯(lián)合資助研究項目、科學(xué)活動

*NSFC項目中的國際合作部分

*NSFC的國際合作類項目

國際合作

1-2,

信息科學(xué)部所支持的領(lǐng)域電子學(xué)和信息系統(tǒng)計算機自動化半導(dǎo)體器件光學(xué)和光電子學(xué)信息科學(xué)部項目申請情況2001年突破2000項，2002年增19%2003年增23%，突破3000項2004年增長39%，收到4500項申請信息處理領(lǐng)域523項,增長126%（2003年增長79%）網(wǎng)絡(luò)與信息安全增長59%（2003年增長58%）2005年收到5600多項申請信息科學(xué)領(lǐng)域面上項目申請與資助情況新興研究領(lǐng)域vs較熟悉的研究領(lǐng)域注意綜述研究現(xiàn)狀（已有成果的引用）年輕研究人員（青年基金）注意形式審查２，我國信息領(lǐng)域現(xiàn)狀與趨勢信息化水平－IBS應(yīng)用（美國）（UCBerkeleyHalVarian研究報告IBS對美國經(jīng)濟的影響）（抽樣2065公司）61%實施IBS，超過5000員工的公司83%實施IBS自1998年以來3年內(nèi)節(jié)約了1552億美元成本，增加4439億美元的收入IBS促進美國年均增長0.36個百分點，2001-2011年間占美國預(yù)期生產(chǎn)力增長的40%信息化水平－聯(lián)網(wǎng)計算機和上網(wǎng)人數(shù)2002年9月全球上網(wǎng)人數(shù)6億多北美1.83億，歐洲1.91億，亞太1.87億,拉美0.33億,非洲0.06億,中東0.05億2004年5月10日--9.45億2010年達(dá)到22億？2001年7月,聯(lián)網(wǎng)計算機數(shù)量1.26億臺全世界6%人口上網(wǎng)？（NITRDBlueBook2002)北美60%人口上網(wǎng)?(NITRDBlueBook2002)半導(dǎo)體和芯片技術(shù)0.1微米和0.09微米工藝技術(shù)－－＞0.051.6G和3.2G主頻64位微處理器（2001年－－＞）億只－－＞十億只－－＞百億只晶體管千億只晶體管的DRAMSOC我國的情況固定電話用戶：2002年底2.14億2003年底2.63億2004年3月2.81億移動電話用戶：2002年底2.06億2003年底2.69億2004年3月2.90億互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機數(shù)2002年12月底2083萬臺與一年前同期相比：一年增長66.1%,68倍于1997年10月的29.9萬臺2003年12月底3089萬臺一年增長48.3%103.3倍于1997年10月的29.9萬臺芯片技術(shù)0.18微米芯片——〉0.13微米——〉0.09微米（2007？）500M主頻——〉1G主頻——〉2-3G主頻（2007？）32位微處理器——〉64位微處理器規(guī)模（千萬只管子）和品種DRAM？SOC整機高端計算機工作站PC機3，進展與差距較大的進展某些產(chǎn)品產(chǎn)量世界首位或名列前茅電信用戶、互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模一些自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)差距產(chǎn)業(yè)規(guī)模高端產(chǎn)品研發(fā)基礎(chǔ)研究，科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)創(chuàng)新（技術(shù)、系統(tǒng)）加強基礎(chǔ)研究基礎(chǔ)研究成果（知識形態(tài)的）的作用廣泛而長遠(yuǎn)基礎(chǔ)研究活動對人思維、治事方法的訓(xùn)練國民創(chuàng)造能力對國家地位的提高4，“十五”優(yōu)先領(lǐng)域概括下一代通訊系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)計算與信息安全高性能計算新型信息處理新型技術(shù)手段和器件技術(shù)

（2）高性能計算計算模型（PRAM,LogP,BSP,----->???)體系結(jié)構(gòu)（MPP,Cluster,SMP,VM,GRID----->???)高性能算法與計算理論（調(diào)度，通訊，粒度．．．）計算環(huán)境基于新技術(shù)的計算機系統(tǒng)（量子，超導(dǎo)，生物，光）（3）芯片與器件技術(shù)小尺寸器件工藝散熱SOC功能到結(jié)構(gòu)的映射測試與驗證5-3-1，信息功能材料5-3-2，生命科學(xué)中的信息科學(xué)5-3-3，復(fù)雜系統(tǒng)與復(fù)雜性科學(xué)5-3-4，21世紀(jì)制造科學(xué)中的信息技術(shù)５－4，一些新發(fā)展的領(lǐng)域及時給以重視可可信計算深深空探測中的通訊與控制大大功率高性能激光器空空天地一體化網(wǎng)絡(luò)傳傳感器網(wǎng)絡(luò)6，關(guān)于“十一五”戰(zhàn)略規(guī)劃的考慮6.1注意:基金的定位,鼓勵自由探索,國家和社會需求6.2優(yōu)先領(lǐng)域遴選原則 重要性前沿性交叉性我國已有的基礎(chǔ)6.3學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略及兩類優(yōu)先領(lǐng)域大跨度學(xué)科交叉信息科學(xué)技術(shù)本身學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略中的信息科學(xué)部份

信息科學(xué)研究信息的產(chǎn)生、獲取、存儲、顯示、處理、傳輸和利用，包括通信與電子學(xué)、計算機科學(xué)與技術(shù)、自動化科學(xué)與技術(shù)、半導(dǎo)體與微電子學(xué)以及光學(xué)與光電子學(xué)等學(xué)科?！笆晃濉逼陂g重點支持以下研究領(lǐng)域：未來通信理論與系統(tǒng)；先進信息處理；電磁波產(chǎn)生、傳播及應(yīng)用的新理論與技術(shù)；生物信息處理與生物計算；高性能計算及網(wǎng)絡(luò)計算；計算機挑戰(zhàn)性應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)；大規(guī)模科學(xué)與工程計算；可信計算；大型、關(guān)鍵軟件系統(tǒng)設(shè)計方法與技術(shù)；人工智能與先進機器人；系統(tǒng)感知、建模、分析、優(yōu)化與控制；認(rèn)知過程及信息處理；計算與通信系統(tǒng)集成器件與集成系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)；光信息處理與顯示中的關(guān)鍵科學(xué)問題；先進光子學(xué)技術(shù)；等。6.4大跨度學(xué)科交叉優(yōu)先領(lǐng)域

（尚未最后確定）認(rèn)知過程及智能信息處理知覺信息處理與注意調(diào)控；學(xué)習(xí)與記憶過程中的信息處理，機器學(xué)習(xí)新方法；思維與語言模型，語言的認(rèn)知與信息處理模型；腦成像數(shù)據(jù)的獲取與分析；人-機結(jié)合的智能系統(tǒng)；基于環(huán)境的認(rèn)知。生物信息處理與生物計算*生物信息學(xué)的基礎(chǔ)理論與算法，如進化分析和功能類比，功能分析和基因預(yù)測，生物大分子結(jié)構(gòu)預(yù)測；功能基因組學(xué)中的信息科學(xué)理論與關(guān)鍵技術(shù)，如比較基因組學(xué)，基因表達(dá)和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)分析，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能分析和預(yù)測，基于重大疾病的生物信息分析技術(shù)和方法；系統(tǒng)生物學(xué)的關(guān)鍵技術(shù)，如生命信息系統(tǒng)的建模與仿真，系統(tǒng)生物學(xué)中的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，復(fù)雜生命系統(tǒng)的計算、模擬與控制技術(shù)。納米技術(shù)基礎(chǔ)及納米器件納電子器件的量子效應(yīng)和單電子行為特性；納米結(jié)構(gòu)的量子效應(yīng)、尺度效應(yīng)和邊界效應(yīng)；納米結(jié)構(gòu)的測試和表征；硅基微電子器件的新原理、新技術(shù)及新結(jié)構(gòu)；納米傳感、檢測、存儲與顯示器件；納米材料與納米顆粒的生物學(xué)效應(yīng)；生物單分子與單細(xì)胞的識別、操縱控制原理；納米結(jié)構(gòu)的仿生制造及生物學(xué)功能及信息獲取與智能系統(tǒng)的仿生學(xué)原理；生物與醫(yī)學(xué)用納米材料的設(shè)計與可控合成、修飾及宏量制備技術(shù)；基于微系統(tǒng)與納米技術(shù)的微型醫(yī)療診斷技術(shù)與方法等?？尚庞嬎憷碚撆c關(guān)鍵技術(shù)可信計算系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全機制，信息安全的算法與協(xié)議；大型軟件系統(tǒng)的需求分析、規(guī)約與設(shè)計的方法與技術(shù)；系統(tǒng)的自動測試與分析，故障定位與修復(fù)；信息系統(tǒng)可靠性的工程設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)；信息系統(tǒng)可靠性分析與評估；可信計算系統(tǒng)開發(fā)與管理的工程化方法，等?？茖W(xué)與工程計算*工業(yè)問題中的建模分析與優(yōu)化；金融風(fēng)險分析與預(yù)測；地球系統(tǒng)模擬；大氣、海洋、地下水和石油等復(fù)雜流體計算；材料物理中的多尺度計算；復(fù)雜生命系統(tǒng)的計算、模擬與控制技術(shù)；高性能計算方法和技術(shù)；并行計算、網(wǎng)絡(luò)計算中的關(guān)鍵技術(shù)；計算機輔助技術(shù)；大規(guī)模科學(xué)計算軟件平臺；等。6.5信息科學(xué)技術(shù)優(yōu)先領(lǐng)域

（尚未最后確定）6.5.1.未來通信理論與系統(tǒng)6.5.2.先進信息處理6.5.3.電磁波產(chǎn)生、傳播和應(yīng)用的新理論與技術(shù)6.5.4.高性能、高可信計算系統(tǒng)6.5.5.計算機挑戰(zhàn)性應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)6.5.6.智能科學(xué)基礎(chǔ)與智能機器人6.5.7.系統(tǒng)感知、建模、分析與控制6.5.8.半導(dǎo)體集成化芯片系統(tǒng)（ＳoＣ）6.5.9.光信息處理中的關(guān)鍵科學(xué)問題6.5.10.先進光子學(xué)技術(shù)6.5.11.生物信息處理與生物計算7,網(wǎng)絡(luò)和信息安全重大研究計劃

第一期：4000萬元，4年第二期：1200萬元，3年體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議，強調(diào)面向下一代互聯(lián)網(wǎng)QoS:Models,Mechanisms,AlgorithmsforQualityofServicesDynamicBehaviorofLargeScaleNetworks承載網(wǎng)，光網(wǎng)和無線網(wǎng)絡(luò)OpticalNodesandIP-BasedOpticalNetworksWirelessAccess,HighSpeedTransmission網(wǎng)絡(luò)管理PlatformforNetworkManagementSystemsMiddleware網(wǎng)絡(luò)信息安全ProtocolsforInformationSecurityNetworkAttackDetectionandReactionInformationSharingBetweenSpecialandPublicNetworks已經(jīng)取得的一些成就NewSystemsKeyTechniquesStandards(National&International)MD5BreakandSHA-1Break8,NSFCNet(重大項目)NSFC所支持的重大項目 (兩千六百萬元)高速計算機網(wǎng)絡(luò)以寬帶光波分復(fù)用為基礎(chǔ)（DWDM）體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議研究挑戰(zhàn)性應(yīng)用學(xué)術(shù)界應(yīng)用(2)TheNSFCNet2.5—10Gbps計算機網(wǎng)絡(luò)

200GbpsDWDM光傳輸(400KM)所進行的實驗 IPv6,QoS,TrafficControl,Native Multicast,Management

(3)NSFCNet上的應(yīng)用系統(tǒng)Tele-Conferencing,Remote-EducationVODGeographicalInformationSystem 3-DDataBaseAstronomicalObservatoryDataBase ResearchonActivitiesoftheSunVirtualResearchEnvironment

(4)一些應(yīng)用實例

InternationalConferencesInterviewingInternationalStudentsExtensiontotheNationalCNGIProjectABasicInfrastructurefortheNewNSFCProject“NetworkBasedEnvironmentforScientificActivitiesinChina”

PKUGSR12012GSR12008POSOC-48GEDPTRing

BUAAGSR12008

BUPTGSR12008

NSFCGSR12008

CASGSR12008CERNETCSTNETSTARTAPAPANNSFCNET

TsinghuaUSTARTAPvBNSAbileneNSFUCAIDCERNET/CERNET2CSTNETAPANOthersConnectionstoAbilene/vBNS/APANfromChina10MDragonTAP10M1G1G1GJANET2MNSFCNETCurrentPlanned(2001)Europe

Australia

KoreaJapanChinaThailandMalaysiaSingaporeIndonesiaUSA

PhilippinesVietnam

HongKong

APANTopologyHawaii

9,以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的科學(xué)活動環(huán)境

（重大研究計劃）背景情況NSFCNET及國家的下一代互聯(lián)網(wǎng)第一期：3000萬元，第二期：2000萬元目的：解決科學(xué)和技術(shù)問題形成支撐和實驗環(huán)境建立重大應(yīng)用系統(tǒng)關(guān)鍵問題資源模型和計算模型體系結(jié)構(gòu)和交互模型應(yīng)用和實驗系統(tǒng)已執(zhí)行情況(18/183)重大項目和重點項目(2+3)面上項目(13)應(yīng)用領(lǐng)域第二期評審資助情況9-1CROWNTestbedSponsoredbyNSFC,RMB8M,FromJan2004-Dec2006Currentlycovers6sites,totalcomputingcapabilityisover10GFlopsConnectedwithGLORIADR&DIssues(CROWN)ArchitectureforFutureWide-areaDistributedComputingOverlay-basedResourceManagementinDecentralizedEnvironmentHighAvailabilityMiddlewareEndtoEndQoSforGridService-OrientedApplicationDesignMethodologyConvergencebetweenGridandMultipleAccessTechnologies9-2CSGrid(RMB8M,Jan2004-Dec2006)KeyResearchIssuesVirtualOrganization(VO)AsetofcorrelativepeopleandresourcesContainsubjects,objects,context/policiesinformationGridProcessAruntimeconstructrepresentingasubject(agriduserrunningagridapplication)toaccessandutilizeobjects(gridresourcesandservices)NamingThree-levelnamingconvention:Effective(forenduser),Virtual(forsystem),Physical(forresources)SecurityBasedonWS-Security:Certificate-basedauthentication;Token-basedauthorization&AccessControlCSGridArchitecture*

VegaGOSisacandidateforCSGridMiddleware9-3HEPGridinChinaBESOnlinesystemOfflineprocessorfarmYBJCERNCMS&ATLASIHEPComputerCenterpkuCASTORPhysicsdatacacheTier1Tier2Tier3AlldatafromexperimentsGoestoIHEPComputingCenter

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