[科普中国]-石油物探电子计算机

石油物探电子计算机是指用于石油地球物理勘探工作的电子计算机系统。电子计算机的应用对于石油物探技术发展起着关键作用。

类型和主要内容用于石油物探的电子计算机类型包括：

(1)个人计算机，是针对个人使用所设计的计算机，其价格、大小、能力均适合单个人使用。IBM相容型个人计算机(如Dell PC、联想PC)和苹果个人计算机都属于个人计算机。

(2)工作站(英文名称为Workstation)，主要面向专业应用领域，具备较强大的数据运算与图形、图像处理能力。工作站根据软、硬件平台的不同，一般分为UNIX系统工作站和PC工作站，两者在石油物探中均有广泛应用。

UNIX工作站是一种高性能的专业工作站，具有强大的处理器和优化的内存、I/0(输入/输出)、图形子系统，使用专有的处理器(Alpha、MIPS、Power、Sparc等)、内存以及图形等硬件系统，以及专有的UNIX操作系统。PC工作站则是基于高性能的X86处理器之上，使用微软公司的Windows NT及Windows2000、WINDOWS XP等操作系统，采用符合专业图形标准(OpenGL)的图形系统，再加上高性能的存储、I/O(输入/输出)、网络等子系统，来满足专业软件运行的要求。

(3)超级计算机(英文名称Supercomputer)，也称超级服务器或高性能计算机，是具有极快速计算能力的计算机系统。当前的超级计算机运算速度大都可以达到每秒万亿次以上。超级计算机硬件可以分三类：对称多处理机、向量处理器和集群。对称多处理机(英文名称Symmetrical Multi Processing，简称SMP)是指在一个计算机上汇集了一组处理器，各处理机(英文名称Symmetrical Mult卜Processing，简称SMP)是指在一个计算机上汇集了一组处理器，各处理器之间共享内存子系统以及总线结构。在向量处理器(英文名称Vector Processor)中，CPU被优化以便快速处理向量数组的运算。在20世纪80年代到90年代早期，向量处理器系统一度在石油物探中得到广泛应用(如，Cray计算机、IBM3090/VF、银河计算机)。集群(英文名称为Cluster)是最近几年中在石油物探中应用广泛的超级计算机(如，IBM、Dell、HP、曙光和联想的集群计算机)。集群中的处理器通常被称为节点，它具有自己的CPU、内存、操作系统、I/O子系统，并且可以与其他节点进行通信。在集群中，操作系统一般采用Linux操作系统，节点一般采用PC处理器，所以也被称为LINUX集群，或PC集群。

在现代石油物探计算中心，一般通过网络连接一台或多台超级计算机以及许多工作站和PC。图中展示了一个石油物探计算中心的计算机硬件典型配置：①用户端的工作站、PC机都连接在LAN(局域网)上，此外，打印服务器和绘图服务器也连接在LAN上；②计算服务器有IBM高端计算机和LINUX集群计算机，还有可配备SGI高端图形计算机，连接可视化中心；③除了具有巨大计算能力的计算机外，有关的数据存储一sAN存储区域网，也处于中心的位置；④磁带机和自动磁带库提供野外磁带和存档磁带服务，以及分层次存储管理、数据存储移动和备份服务。

发展历程和趋向世界上最早用于石油物探的电子计算机是20世纪50年代初的“旋风”计算机。美国麻省理工学院的地球物理小组曾经使用“旋风”计算机处理Mobil石油公司的地震资料。“旋风”计算机的运算速度每秒只有35000次，内存仅4k字节(k=1024)，是一台裸机，需要用机器指令编程(加、减、移位、读、写、传递、条件转移、停机和逻辑操作等)，所有的地址和操作码均用八进制数表示。中国最早用于石油物探的大型电子计算机是1973年投产的DJS—ll型计算机(150计算机)，每秒运算100万次，内存768k字节，是当时中国最高水平的集成电路计算机，配备有管理程序、语言编译程序、汇编程序，以及专用的地震数据处理软件。

石油物探电子计算机早期主要用于地震数据处理，20世纪80年代中期随着工作站和个人计算机发展，电子计算机开始逐渐应用到石油物探其他领域，如地震资料解释，地震数据采集，以及重、磁、电数据处理和解释。例如，1984年出现地震交互解释工作站，1994年出现地质解释工作站。与此同时，石油物探计算中心的计算机能力有很大发展。下表展示东方地球物理公司研究院地震资料处理中心计算机能力的增长历程。1

本词条内容贡献者为:

李兵 - 副教授 - 西南大学