項(xiàng)目管理-外包方案-樣例

氣象信息化系統(tǒng)工程高性能計(jì)算模式移植優(yōu)化項(xiàng)目-模式移植和模式優(yōu)化子系統(tǒng)外包方案氣象信息化系統(tǒng)工程高性能計(jì)算模式移植優(yōu)化項(xiàng)目模式移植和模式優(yōu)化子系統(tǒng)外包方案目錄TOC\o"1-4"\h\z\u1 引言 61.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介 61.2 外包原因 62 項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容 72.1 模式移植子系統(tǒng) 72.1.1 子系統(tǒng)概述 72.1.2 子系統(tǒng)組成 72.1.3 子系統(tǒng)接口 82.1.3.1. 內(nèi)部接口 82.1.3.2. 外部接口 82.1.4 計(jì)算流程設(shè)計(jì)模塊 82.1.4.1. 模塊概述 82.1.4.2. 模塊組成 82.1.4.3. 工作流分解 82.1.4.4. 資源需求評(píng)估 92.1.4.5. 資源配置 92.1.5 數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊 92.1.5.1. 模塊概述 92.1.5.2. 模塊組成 92.1.5.3. 計(jì)算規(guī)模設(shè)計(jì) 92.1.5.4. 數(shù)據(jù)收集 92.1.5.5. 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 102.1.5.6. 數(shù)據(jù)可用性檢查 102.1.6 模式編譯模塊 102.1.6.1. 模塊概述 102.1.6.2. 模塊組成 102.1.6.3. 編譯器優(yōu)選 102.1.6.4. 編譯選項(xiàng)適配 102.1.6.5. 系統(tǒng)文件適配 112.1.7 程序代碼修改模塊 112.1.7.1. 模塊概述 112.1.7.2. 模塊組成 112.1.7.3. 程序漏洞修正 112.1.7.4. 語(yǔ)法兼容性修訂 112.1.7.5. 計(jì)算函數(shù)適配性修改 112.1.8 結(jié)果驗(yàn)證模塊 122.1.8.1. 模塊概述 122.1.8.2. 模塊組成 122.1.8.3. 數(shù)值偏差驗(yàn)證 122.1.8.4. 模擬效果驗(yàn)證 122.1.8.5. 關(guān)鍵要素統(tǒng)計(jì)量驗(yàn)證 122.1.9 性能測(cè)試模塊 122.1.9.1. 模塊概述 122.1.9.2. 模塊組成 132.1.9.3. 穩(wěn)定性測(cè)試 132.1.9.4. 計(jì)算性能測(cè)試 132.1.9.5. 可擴(kuò)展性測(cè)試 132.1.10 產(chǎn)品后處理模塊 132.1.10.1. 模塊概述 132.1.10.2. 模塊組成 132.1.10.3. 計(jì)算結(jié)果檢查 142.1.10.4. 預(yù)報(bào)量篩選 142.1.10.5. 產(chǎn)品制作 142.1.10.6. 產(chǎn)品檢查 142.2 模式優(yōu)化子系統(tǒng) 142.2.1 子系統(tǒng)概述 142.2.2 子系統(tǒng)組成 152.2.3 子系統(tǒng)接口 162.2.3.1. 內(nèi)部接口 162.2.3.2. 外部接口 162.2.4 性能分析模塊 162.2.4.1. 模塊概述 162.2.4.2. 模塊組成 162.2.4.3. 計(jì)算性能分析 162.2.4.4. 通信性能分析 162.2.4.5. I/O性能分析 172.2.5 系統(tǒng)層優(yōu)化模塊 172.2.5.1 模塊概述 172.2.5.2 模塊組成 172.2.5.3 交換網(wǎng)絡(luò)配置 172.2.5.4 I/O系統(tǒng)配置 172.2.5.5 系統(tǒng)進(jìn)程/線程部署 182.2.5.6 環(huán)境參數(shù)設(shè)置 182.2.6 應(yīng)用層優(yōu)化模塊 182.2.6.1 模塊概述 182.2.6.2 模塊組成 182.2.6.3 數(shù)值算法優(yōu)化 182.2.6.4 并行方案優(yōu)化 192.2.6.5 指令級(jí)優(yōu)化 192.2.6.6 OpenMP線程級(jí)優(yōu)化 192.2.6.7 MPI進(jìn)程通信優(yōu)化 192.2.6.8 耦合通信優(yōu)化 192.2.6.9 耦合插值優(yōu)化 202.2.6.10 數(shù)據(jù)輸入優(yōu)化 202.2.6.11 數(shù)據(jù)輸出優(yōu)化 202.2.6.12 負(fù)載均衡優(yōu)化 202.2.6.13 定制優(yōu)化 202.2.6.14 科學(xué)計(jì)算庫(kù)應(yīng)用 212.2.7 微架構(gòu)層優(yōu)化模塊 212.2.7.1 模塊概述 212.2.7.2 模塊組成 212.2.7.3 循環(huán)結(jié)構(gòu)優(yōu)化 212.2.7.4 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化 212.2.7.5 函數(shù)調(diào)用優(yōu)化 212.2.8 結(jié)果驗(yàn)證模塊 222.2.8.1 模塊概述 222.2.8.2 模塊組成 222.2.8.3 數(shù)值偏差驗(yàn)證 222.2.8.4 模擬效果驗(yàn)證 222.2.8.5 關(guān)鍵要素統(tǒng)計(jì)量驗(yàn)證 222.2.9 性能測(cè)試模塊 232.2.8.6 模塊概述 232.2.8.7 模塊組成 232.2.8.8 穩(wěn)定性測(cè)試 232.2.8.9 計(jì)算性能測(cè)試 232.2.8.10 可擴(kuò)展性測(cè)試 232.3 技術(shù)性能指標(biāo) 242.3.1 模式移植子系統(tǒng) 242.3.1.1 模式運(yùn)行時(shí)效結(jié)果正確性 242.3.1.2 正確性要求 242.3.1.3 模式穩(wěn)定性要求 252.3.2 模式優(yōu)化子系統(tǒng) 252.3.2.1 模式運(yùn)行時(shí)效 252.3.2.2 正確性要求 262.3.2.3 模式穩(wěn)定性要求 262.4 非功能需求 262.4.1 系統(tǒng)可用性要求 262.4.2 系統(tǒng)安全性要求 272.4.3 模式代碼要求 273 項(xiàng)目外包管理要求 273.1 外包進(jìn)度要求 273.2 外包交付成果 283.3 外包管理要求 284 工作量估算 295 外包金額估算 296 意向外包公司 306.1 外包公司介紹 30

引言項(xiàng)目簡(jiǎn)介基于項(xiàng)目新建的高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)模式在新的高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的移植并優(yōu)化模式運(yùn)行性能，提高運(yùn)行效率，探索應(yīng)用新技術(shù)，充分挖掘計(jì)算潛力，發(fā)揮高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的最佳效益，為數(shù)值預(yù)報(bào)模式系統(tǒng)業(yè)務(wù)和研發(fā)提供高效良好的計(jì)算支撐環(huán)境。高性能計(jì)算模式移植優(yōu)化項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容包括模式移植、模式優(yōu)化等2部分內(nèi)容。外包原因具體外包原因如下：1）我方技術(shù)人員對(duì)模式移植和優(yōu)化工作缺少相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，沒(méi)有足夠的技術(shù)儲(chǔ)備來(lái)實(shí)施此工作；2）客戶(hù)對(duì)此部分任務(wù)的質(zhì)量、進(jìn)度要求高，我方自行研發(fā)存在進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)。綜合評(píng)估后，自建成本及風(fēng)險(xiǎn)高于外包。

項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容模式移植子系統(tǒng)子系統(tǒng)概述表3.1.1模式移植清單序號(hào)業(yè)務(wù)科研應(yīng)用名稱(chēng)1全球同化預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-GFS）2中尺度天氣數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-MESO3KM）3區(qū)域臺(tái)風(fēng)數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-TYM）4全球集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-GEPS）5區(qū)域集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-REPS）6海浪數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)7亞洲沙塵暴數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-CUACE-Dust）8化學(xué)天氣數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-CUACE-Haze）9核應(yīng)急擴(kuò)散模式10次季節(jié)-季節(jié)-年際尺度一體化氣候模式預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)（CMA-CPS）目前，中國(guó)氣象局業(yè)務(wù)科研用數(shù)值模式主要包括表3.1.1中所列模式，每個(gè)模式又具有存在計(jì)算特征差異的不同版本。模式移植子系統(tǒng)主要功能是面對(duì)高性能計(jì)算系統(tǒng)軟硬件多樣性和復(fù)雜性，為模式發(fā)展提供良好的技術(shù)支撐，保障其在新的計(jì)算系統(tǒng)能夠穩(wěn)定高效的運(yùn)行與持續(xù)發(fā)展。子系統(tǒng)組成子系統(tǒng)由多個(gè)模塊組成，總體上包含計(jì)算流程設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)預(yù)處理、模式編譯、代碼修改、結(jié)果驗(yàn)證、性能測(cè)試及產(chǎn)品后處理等模塊。其中每一模塊由若干功能模塊組成。計(jì)算流程設(shè)計(jì)模塊包括工作流分解、資源需求評(píng)估、資源配置等功能。數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊包括計(jì)算規(guī)模設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)可用性檢查等功能。模式編譯模塊包括編譯器優(yōu)選、編譯選項(xiàng)適配、系統(tǒng)文件適配等功能。程序代碼修改模塊包括程序漏洞修正、語(yǔ)法兼容性修訂、計(jì)算函數(shù)適配性修改等功能。結(jié)果驗(yàn)證模塊包括數(shù)值偏差驗(yàn)證、模擬效果驗(yàn)證、關(guān)鍵要素統(tǒng)計(jì)量驗(yàn)證等功能。性能測(cè)試模塊包括穩(wěn)定性測(cè)試、計(jì)算性能測(cè)試、可擴(kuò)展性測(cè)試等功能。產(chǎn)品后處理模塊包括計(jì)算結(jié)果檢查、預(yù)報(bào)量篩選、產(chǎn)品制作、產(chǎn)品檢查等功能。子系統(tǒng)接口內(nèi)部接口與模式優(yōu)化子系統(tǒng)的接口：模式移植子系統(tǒng)向模式優(yōu)化子系統(tǒng)提供移植成功的模式代碼及模式數(shù)據(jù)。外部接口該子系統(tǒng)建立和運(yùn)行基于高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟硬件，使模式可以在高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行并得到合理結(jié)果。計(jì)算流程設(shè)計(jì)模塊模塊概述分解模式計(jì)算流程，對(duì)各個(gè)模塊軟硬件資源需求進(jìn)行合理評(píng)估，依據(jù)新的計(jì)算系統(tǒng)特性，為其配置資源。模塊組成計(jì)算流程設(shè)計(jì)模塊主要由工作流分解、資源需求評(píng)估和資源配置等功能組成。工作流分解根據(jù)模式計(jì)算任務(wù)階段對(duì)其工作流程進(jìn)行劃分，包括數(shù)據(jù)收集、預(yù)處理、模式計(jì)算、后處理及產(chǎn)品生成等主要部分。資源需求評(píng)估根據(jù)每個(gè)計(jì)算部分應(yīng)用特點(diǎn)及其計(jì)算規(guī)模，對(duì)其運(yùn)行方式進(jìn)行評(píng)估，對(duì)所需處理器資源、內(nèi)存配置及作業(yè)優(yōu)先級(jí)別等系統(tǒng)配置進(jìn)行評(píng)估，對(duì)公用存儲(chǔ)、專(zhuān)用存儲(chǔ)、臨時(shí)存儲(chǔ)、在線存儲(chǔ)及近線存儲(chǔ)等不同類(lèi)型和級(jí)別的存儲(chǔ)資源進(jìn)行評(píng)估。資源配置根據(jù)資源需求評(píng)估結(jié)果，按照最優(yōu)計(jì)算及存儲(chǔ)方案為其提供資源。分配適應(yīng)優(yōu)先級(jí)的計(jì)算作業(yè)隊(duì)列、可使用計(jì)算資源數(shù)量、可提交作業(yè)個(gè)數(shù)，按需分配各類(lèi)存儲(chǔ)資源。確保在滿(mǎn)足模式系統(tǒng)需求的同時(shí)，使資源使用效益達(dá)到最大。數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊模塊概述對(duì)模式運(yùn)行所需數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，根據(jù)需求確定模式計(jì)算規(guī)模，對(duì)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、轉(zhuǎn)換及可用性檢查等工作。模塊組成數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊主要由計(jì)算規(guī)模設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)收集、轉(zhuǎn)換、可用性檢查等功能組成。計(jì)算規(guī)模設(shè)計(jì)根據(jù)模式運(yùn)行需求，設(shè)計(jì)其運(yùn)行所需輸入數(shù)據(jù)的空間分辨率、時(shí)間分辨率及時(shí)間序列。數(shù)據(jù)收集根據(jù)模式運(yùn)行需求，對(duì)其運(yùn)行所需初始場(chǎng)、邊界場(chǎng)、靜態(tài)數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并按模式運(yùn)行所需求的存儲(chǔ)層次與規(guī)則進(jìn)行存儲(chǔ)，根據(jù)數(shù)據(jù)提供方式、時(shí)間及頻次，建立自動(dòng)作業(yè)，確保數(shù)據(jù)收集的完備性和實(shí)時(shí)性。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換根據(jù)模式運(yùn)行需求，對(duì)收集到的各類(lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的編碼、解碼、插值、格式轉(zhuǎn)換、拆分或合并等工作，按照模式讀入所需數(shù)據(jù)各物理量場(chǎng)進(jìn)行排列組合，確保模式可讀取正確有效數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可用性檢查對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性檢查，檢查數(shù)據(jù)表現(xiàn)的準(zhǔn)確性、數(shù)據(jù)包含內(nèi)容的正確性和完整性、數(shù)據(jù)記錄的可讀性以及數(shù)據(jù)的同一性及規(guī)范性。模式編譯模塊模塊概述為模式選擇合適的并行環(huán)境，編譯器，預(yù)編譯器，設(shè)定最優(yōu)編譯選項(xiàng)，確定所需頭文件、庫(kù)文件及其他系統(tǒng)文件。模塊組成模式編譯模塊主要由編譯器優(yōu)選、編譯選項(xiàng)適配、系統(tǒng)文件適配等功能組成。編譯器優(yōu)選根據(jù)模式編程語(yǔ)言特性，選擇與系統(tǒng)硬件適配的功能齊全、性能最優(yōu)、兼容性好、應(yīng)用范圍廣泛的編譯器，并進(jìn)一步選擇其最新可穩(wěn)定運(yùn)行版本，確定與模式相適應(yīng)的編譯器。編譯選項(xiàng)適配根據(jù)模式編程語(yǔ)言特性，分析代碼兼容性、健壯性，計(jì)算精度及性能需求，確定合適的編譯選項(xiàng)。系統(tǒng)文件適配根據(jù)模式需求及選擇的編譯器與編譯選項(xiàng)確定所需的系統(tǒng)、并行環(huán)境及應(yīng)用程序等所需用到的頭文件、庫(kù)文件及其他文件。確認(rèn)模式所需各文件版本及其所在位置，并加入系統(tǒng)相應(yīng)環(huán)境變量或模式配置文件中。程序代碼修改模塊模塊概述在移植過(guò)程中對(duì)模式代碼存在的漏洞進(jìn)行修正，對(duì)模式代碼與現(xiàn)有系統(tǒng)的不兼容部分進(jìn)行修訂，對(duì)所需計(jì)算函數(shù)進(jìn)行適配性修改。模塊組成程序代碼修改模塊主要由程序漏洞修復(fù)、語(yǔ)法兼容性修訂、計(jì)算函數(shù)適配性修改等功能組成。程序漏洞修正對(duì)模式原有代碼存在的在原系統(tǒng)具有隱蔽性沒(méi)有表現(xiàn)出來(lái)的問(wèn)題進(jìn)行排查、修正，確保模式可正確運(yùn)行。語(yǔ)法兼容性修訂對(duì)模式原有代碼存在的與新系統(tǒng)不兼容的問(wèn)題進(jìn)行修訂，提升程序兼容性，使其可同時(shí)適應(yīng)原有系統(tǒng)與新系統(tǒng)。計(jì)算函數(shù)適配性修改對(duì)模式程序在原系統(tǒng)調(diào)用的外部計(jì)算函數(shù)功能及性能需求進(jìn)行分析，并在新系統(tǒng)為其提供相同版本或替代版本，確保函數(shù)可被正確調(diào)用、執(zhí)行，獲得與原來(lái)一致或相近的效果。結(jié)果驗(yàn)證模塊模塊概述對(duì)模式運(yùn)行結(jié)果與原系統(tǒng)結(jié)果進(jìn)行數(shù)值偏差的驗(yàn)證、模擬效果是否合理的驗(yàn)證并進(jìn)行關(guān)鍵要素統(tǒng)計(jì)量計(jì)算。模塊組成結(jié)果驗(yàn)證模塊由數(shù)值偏差驗(yàn)證、模擬效果驗(yàn)證、關(guān)鍵要素統(tǒng)計(jì)量驗(yàn)證等功能組成。數(shù)值偏差驗(yàn)證對(duì)模式計(jì)算結(jié)果的數(shù)值與原系統(tǒng)結(jié)果之間進(jìn)行比較，判斷是否存在差異或差異出現(xiàn)的位置、時(shí)間及量級(jí)，考慮接受程度，分析偏差存在的原因，并考慮相應(yīng)解決方案，盡量避免或減少差異。模擬效果驗(yàn)證對(duì)模式模擬結(jié)果與原系統(tǒng)結(jié)果進(jìn)行比較，通過(guò)典型要素場(chǎng)空間形勢(shì)分布觀察二者是否存在偏差或偏差存在位置、時(shí)間及量級(jí)，考慮接受程度，分析偏差存在的原因，并考慮相應(yīng)解決方案，盡量避免或減少差異。關(guān)鍵要素統(tǒng)計(jì)量驗(yàn)證對(duì)模式模擬結(jié)果與原系統(tǒng)結(jié)果中關(guān)鍵要素進(jìn)行相關(guān)系數(shù)等統(tǒng)計(jì)量的驗(yàn)證。性能測(cè)試模塊模塊概述對(duì)移植后的模式運(yùn)行的穩(wěn)定性、計(jì)算性能和可擴(kuò)展性進(jìn)行測(cè)試，是否滿(mǎn)足需求，是否進(jìn)行優(yōu)化。模塊組成性能測(cè)試模塊由穩(wěn)定性測(cè)試、計(jì)算性能測(cè)試、可擴(kuò)展性測(cè)試等功能組成。穩(wěn)定性測(cè)試模式進(jìn)行多次運(yùn)行，測(cè)試是否存在內(nèi)存泄露、測(cè)試數(shù)據(jù)復(fù)雜度、進(jìn)程/線程靈活配置、不同并行規(guī)?？烧＝Y(jié)束,得到二進(jìn)制相同的計(jì)算結(jié)果。模式進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間積分，可正常結(jié)束，得到合理結(jié)果。計(jì)算性能測(cè)試采用不同編譯選項(xiàng)，不同進(jìn)程/線程配置，不同節(jié)點(diǎn)使用方式等多方面對(duì)模式計(jì)算性能進(jìn)行測(cè)試，判斷其是否達(dá)到應(yīng)用需求，從中確定性能瓶頸，可作為進(jìn)一步優(yōu)化的基礎(chǔ)信息?？蓴U(kuò)展性測(cè)試模式在新系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)滿(mǎn)負(fù)荷，多階梯測(cè)試不同并行規(guī)模運(yùn)行，得到其在新系統(tǒng)的并行可擴(kuò)展性，獲得最佳并行度，對(duì)影響可擴(kuò)展性因素進(jìn)行分析，可作為進(jìn)一步優(yōu)化的基礎(chǔ)信息。產(chǎn)品后處理模塊模塊概述對(duì)模式計(jì)算結(jié)果進(jìn)行檢查，從中篩選出用于產(chǎn)品的預(yù)報(bào)量，經(jīng)過(guò)處理生成模式產(chǎn)品，并對(duì)產(chǎn)品數(shù)量及質(zhì)量進(jìn)行檢查。模塊組成產(chǎn)品后處理模塊由計(jì)算結(jié)果檢查、預(yù)報(bào)量篩選、產(chǎn)品制作、產(chǎn)品檢查等功能組成。計(jì)算結(jié)果檢查對(duì)模式移植后，運(yùn)行生成的各時(shí)次，各種類(lèi)型及格式的數(shù)值計(jì)算結(jié)果文件的數(shù)量、大小、內(nèi)容進(jìn)行檢查，判斷其一致性及完整性，是否可正確讀取，模式是否正確運(yùn)行結(jié)束，并按需求輸出所需結(jié)果文件。預(yù)報(bào)量篩選從原始模式輸出計(jì)算結(jié)果文件中，按需求提取產(chǎn)品所需預(yù)報(bào)量時(shí)間序列，并結(jié)合產(chǎn)品制造接口，進(jìn)行插值、格式轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)拆分、重組等操作。產(chǎn)品制作對(duì)提取出的預(yù)報(bào)變量文件進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算、不同時(shí)空分辨率的物理場(chǎng)統(tǒng)計(jì)分析求解極值、相關(guān)、均方根誤差等關(guān)鍵指標(biāo)與相應(yīng)指數(shù)、采用專(zhuān)業(yè)繪圖工具完成圖形繪制，形成數(shù)值型、圖片等不同類(lèi)型預(yù)報(bào)產(chǎn)品。產(chǎn)品檢查對(duì)生成產(chǎn)品的數(shù)量、質(zhì)量、大小及內(nèi)容等進(jìn)行檢查，判斷其一致性及完整性，是否可正確讀取。并按規(guī)定目錄存放，按照需求進(jìn)行產(chǎn)品自動(dòng)分發(fā)，并實(shí)施監(jiān)控，對(duì)所占用存儲(chǔ)資源進(jìn)行定時(shí)清理。模式優(yōu)化子系統(tǒng)子系統(tǒng)概述模式優(yōu)化子系統(tǒng)主要功能是從中國(guó)氣象局業(yè)務(wù)科研用數(shù)值模式中選擇最重要且具有發(fā)展前景的模式系統(tǒng)，包括表3.2.1中所列模式，基于模式發(fā)展現(xiàn)狀并考慮其未來(lái)發(fā)展規(guī)劃，對(duì)模式進(jìn)行全方位性能調(diào)優(yōu)。表3.2.2模式優(yōu)化清單序號(hào)業(yè)務(wù)科研應(yīng)用名稱(chēng)1全球同化預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-GFS）2中尺度天氣數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-MESO1KM）3區(qū)域臺(tái)風(fēng)數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-TYM）4全球集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-GEPS）5區(qū)域集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-REPS）6海浪數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)7亞洲沙塵暴數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-CUACE-Dust）8化學(xué)天氣數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-CUACE-Haze）9核應(yīng)急擴(kuò)散模式10次季節(jié)-季節(jié)-年際尺度一體化氣候模式預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)（CMA-CPS）11高精度可擴(kuò)展數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式（MCV）子系統(tǒng)組成子系統(tǒng)由多個(gè)模塊組成，總體上包含性能分析、系統(tǒng)層優(yōu)化、應(yīng)用層優(yōu)化、微架構(gòu)層優(yōu)化、結(jié)果驗(yàn)證、性能測(cè)試等模塊。其中每一模塊由若干功能模塊組成。性能分析模塊包括計(jì)算性能分析、訪存性能分析、通信性能分析、I/O性能分析等功能。系統(tǒng)層優(yōu)化模塊包括處理器配置、內(nèi)存配置、交換網(wǎng)絡(luò)配置、文件系統(tǒng)配置、系統(tǒng)進(jìn)程/線程部署、環(huán)境參數(shù)設(shè)置等功能。應(yīng)用層優(yōu)化模塊包括指令級(jí)優(yōu)化、OpenMP線程級(jí)優(yōu)化、MPI進(jìn)程通信、耦合技術(shù)、數(shù)據(jù)訪問(wèn)策略、負(fù)載均衡調(diào)優(yōu)、科學(xué)計(jì)算庫(kù)應(yīng)用等功能。微架構(gòu)層優(yōu)化模塊包括循環(huán)結(jié)構(gòu)調(diào)優(yōu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)調(diào)優(yōu)、函數(shù)調(diào)用調(diào)優(yōu)等功能。結(jié)果驗(yàn)證模塊包括數(shù)值偏差驗(yàn)證、模擬效果驗(yàn)證、關(guān)鍵要素統(tǒng)計(jì)量驗(yàn)證等功能。性能測(cè)試模塊包括穩(wěn)定性測(cè)試、計(jì)算性能測(cè)試、可擴(kuò)展性測(cè)試等功能。子系統(tǒng)接口內(nèi)部接口與模式移植子系統(tǒng)的接口：模式優(yōu)化子系統(tǒng)使用模式移植子系統(tǒng)提供的移植成功的模式代碼及模式數(shù)據(jù)。外部接口該子系統(tǒng)建立和運(yùn)行基于高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟硬件，使模式可以在高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運(yùn)行并得到合理結(jié)果。性能分析模塊模塊概述對(duì)模式計(jì)算性能、通信性能、I/O性能等進(jìn)行分析，確定性能瓶頸，為模式優(yōu)化方案的制定提供基礎(chǔ)信息。模塊組成性能分析模塊由計(jì)算性能分析、通信性能分析、I/O性能分析等功能組成。計(jì)算性能分析采用性能分析工具或手動(dòng)插入監(jiān)控代碼，捕捉模式運(yùn)行過(guò)程中的基本計(jì)算行為，對(duì)程序包含的各函數(shù)計(jì)算的墻鐘時(shí)間，函數(shù)調(diào)用次數(shù)及關(guān)系等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，確定最耗時(shí)的函數(shù)及其調(diào)用關(guān)系，作為進(jìn)一步優(yōu)化的參考信息。通信性能分析采用性能分析工具或手動(dòng)插入監(jiān)控代碼，捕捉模式運(yùn)行過(guò)程中的基本通信行為，對(duì)主要通信函數(shù)耗時(shí)、發(fā)送及接收次數(shù)、數(shù)據(jù)量等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，確定熱點(diǎn)通信函數(shù)，分析通信占比，作為制定通信優(yōu)化方案參考信息。I/O性能分析通過(guò)性能分析工具或手動(dòng)插入監(jiān)控代碼，捕捉模式運(yùn)行過(guò)程中基本I/O行為，對(duì)主要輸入、輸出數(shù)據(jù)方式、頻次、數(shù)據(jù)量及數(shù)據(jù)類(lèi)型等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，確定其數(shù)據(jù)訪問(wèn)瓶頸，分析I/O占比，作為制定I/O優(yōu)化方案參考信息。系統(tǒng)層優(yōu)化模塊模塊概述針對(duì)模式計(jì)算過(guò)程表現(xiàn)出的對(duì)進(jìn)程間高速數(shù)據(jù)交換及數(shù)據(jù)訪問(wèn)需求，通過(guò)系統(tǒng)硬件參數(shù)設(shè)置與并行環(huán)境配置相結(jié)合，充分利用系統(tǒng)資源的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)層優(yōu)化。模塊組成系統(tǒng)層優(yōu)化模塊由交換網(wǎng)絡(luò)配置、I/O系統(tǒng)配置、系統(tǒng)進(jìn)程/線程部署、環(huán)境參數(shù)設(shè)置等功能組成。交換網(wǎng)絡(luò)配置依據(jù)高性能計(jì)算網(wǎng)絡(luò)技術(shù)現(xiàn)狀、系統(tǒng)配置規(guī)模、節(jié)點(diǎn)數(shù)、單節(jié)點(diǎn)計(jì)算核心數(shù)等設(shè)計(jì)最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及拓?fù)?，使得模式?jì)算過(guò)程中進(jìn)程間點(diǎn)到點(diǎn)或集合通信可在系統(tǒng)層獲得最優(yōu)路徑、交換質(zhì)量與可靠性保障。I/O系統(tǒng)配置依據(jù)高性能存儲(chǔ)技術(shù)現(xiàn)狀、存儲(chǔ)系統(tǒng)配置規(guī)模、管理方式、存儲(chǔ)介質(zhì)、文件系統(tǒng)類(lèi)型及特性等設(shè)計(jì)最優(yōu)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)策略，使模式計(jì)算過(guò)程中數(shù)據(jù)串行、并行讀寫(xiě)可在系統(tǒng)層獲得最優(yōu)路徑、交換質(zhì)量與可靠性保障。系統(tǒng)進(jìn)程/線程部署針對(duì)不同模式MPI進(jìn)程通信、OpenMP線程通信或混合并行運(yùn)行方式與系統(tǒng)硬件配置的適應(yīng)關(guān)系，考慮節(jié)點(diǎn)配置及高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，設(shè)定不同進(jìn)程/線程配置，測(cè)試確定最優(yōu)組合。環(huán)境參數(shù)設(shè)置依據(jù)不同操作系統(tǒng)、計(jì)算處理器、內(nèi)存、數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等硬件及并行環(huán)境、編譯器、作業(yè)管理調(diào)度等軟件的配置，設(shè)定系統(tǒng)環(huán)境參數(shù)，為模式提供運(yùn)行環(huán)境的優(yōu)化。應(yīng)用層優(yōu)化模塊模塊概述對(duì)模式在指令、線程、進(jìn)程等不同并行層次，數(shù)值算法、并行方案、通信、I/O、多模式耦合技術(shù)、負(fù)載均衡、科學(xué)計(jì)算庫(kù)應(yīng)用等不同角度對(duì)模式整體開(kāi)展不同粒度的并行優(yōu)化。模塊組成應(yīng)用層優(yōu)化模塊由數(shù)值算法、并行方案、指令級(jí)優(yōu)化、OpenMP線程級(jí)優(yōu)化、MPI進(jìn)程通信優(yōu)化、耦合技術(shù)、數(shù)據(jù)訪問(wèn)策略、負(fù)載均衡調(diào)優(yōu)、科學(xué)計(jì)算庫(kù)應(yīng)用等功能組成。數(shù)值算法優(yōu)化考慮模式高分辨率，計(jì)算穩(wěn)定性，高精度等發(fā)展需求，對(duì)主要模式目前所采用的求解器、多維度空間離散化方法，時(shí)間積分方法，初始化方法等數(shù)值算法進(jìn)行優(yōu)化，促進(jìn)高分辨率模式發(fā)展。并行方案優(yōu)化對(duì)應(yīng)主要模式采用的水平、垂直空間離散方法、網(wǎng)格設(shè)計(jì)劃分方法、時(shí)間積分方案及主要物理過(guò)程計(jì)算實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)，對(duì)模式動(dòng)力框架及物理過(guò)程計(jì)算并行剖分方案進(jìn)行優(yōu)化，提高模式并行可擴(kuò)展性。指令級(jí)優(yōu)化選擇模式計(jì)算核心段算法，依據(jù)不同計(jì)算處理器芯片硬件設(shè)計(jì)、并行環(huán)境及編譯器，開(kāi)展不同指令集應(yīng)用測(cè)試、編譯器自動(dòng)向量化、編譯指示向量化及手寫(xiě)向量化優(yōu)化。OpenMP線程級(jí)優(yōu)化選擇模式計(jì)算核心段算法，依據(jù)不同計(jì)算芯片、編譯器及并行環(huán)境，考慮線程創(chuàng)建及同步開(kāi)銷(xiāo)，優(yōu)化負(fù)載均衡、注重局部性，開(kāi)展編譯器自動(dòng)并行、編譯指示并行及手寫(xiě)并行化優(yōu)化。MPI進(jìn)程通信優(yōu)化依據(jù)模式并行剖分策略，對(duì)通信瓶頸，開(kāi)展針對(duì)性的對(duì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信優(yōu)化、集合通信優(yōu)化、異步通信優(yōu)化，采用通信避免算法對(duì)部分算法進(jìn)行重構(gòu)，降低全局通信開(kāi)銷(xiāo)。耦合通信優(yōu)化對(duì)多圈層耦合模式耦合過(guò)程中的并行通信、異步通信、通信數(shù)據(jù)量、通信頻次、通信負(fù)載等功能與性能進(jìn)行優(yōu)化，避免通信消息小且多的情況，優(yōu)化通信負(fù)載平衡。耦合插值優(yōu)化對(duì)多圈層耦合模式耦合過(guò)程中的通量計(jì)算、水平及垂直網(wǎng)格插值、權(quán)重管理、可擴(kuò)展性、易用性等功能與性能進(jìn)行優(yōu)化，可靈活配置耦合變量在不同網(wǎng)格間的插值方案，提供適用插值算法。數(shù)據(jù)輸入優(yōu)化對(duì)高分辨率模式采用的輸入數(shù)據(jù)格式進(jìn)行分析，對(duì)現(xiàn)有串行數(shù)據(jù)輸入接口進(jìn)行重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)同步或異步并行化數(shù)據(jù)讀入，實(shí)現(xiàn)多進(jìn)程并發(fā)數(shù)據(jù)訪問(wèn)，并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與計(jì)算規(guī)模及處理器配置相協(xié)調(diào)的并行輸入方案。數(shù)據(jù)輸出優(yōu)化對(duì)高分辨率模式采用的輸出數(shù)據(jù)格式進(jìn)行分析，對(duì)現(xiàn)有串行數(shù)據(jù)輸出接口進(jìn)行重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)同步或異步并行化數(shù)據(jù)寫(xiě)出，實(shí)現(xiàn)多進(jìn)程并發(fā)數(shù)據(jù)訪問(wèn)，并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與計(jì)算規(guī)模及處理器配置相協(xié)調(diào)的并行輸出方案。負(fù)載均衡優(yōu)化分析測(cè)試模式內(nèi)部進(jìn)程或模式之間并行策略及負(fù)載，對(duì)由于不同模擬時(shí)間、不同計(jì)算過(guò)程及過(guò)程內(nèi)計(jì)算量配置不均衡導(dǎo)致的各進(jìn)程間出現(xiàn)的計(jì)算負(fù)載不均衡現(xiàn)象進(jìn)行調(diào)整，對(duì)模式計(jì)算及數(shù)據(jù)訪問(wèn)配比進(jìn)行測(cè)試，調(diào)整數(shù)據(jù)訪問(wèn)負(fù)載。定制優(yōu)化充分利用新系統(tǒng)計(jì)算資源優(yōu)勢(shì)，針對(duì)提供的處理器、交換網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存等硬件，作業(yè)調(diào)度管理、并行環(huán)境及編譯器等軟硬件特殊優(yōu)化方法，對(duì)模式進(jìn)行定制優(yōu)化，同時(shí)考慮模式代碼的兼容性和可移植性?？茖W(xué)計(jì)算庫(kù)應(yīng)用對(duì)模式代碼采用的計(jì)算方法進(jìn)行分析，選擇系統(tǒng)提供的通用計(jì)算函數(shù)庫(kù)替換，保障計(jì)算精度與模擬效果，并獲得更優(yōu)的計(jì)算性能，同時(shí)考慮模式代碼的兼容性和可移植性。微架構(gòu)層優(yōu)化模塊模塊概述結(jié)合不同系統(tǒng)處理器芯片架構(gòu)、編譯器及并行環(huán)境，對(duì)模式程序語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行優(yōu)化，主要考慮循環(huán)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、函數(shù)調(diào)用等方面。模塊組成微架構(gòu)層優(yōu)化模塊由循環(huán)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、函數(shù)調(diào)用等功能組成。循環(huán)結(jié)構(gòu)優(yōu)化依據(jù)模式核心段的算法及其實(shí)現(xiàn)方法，選擇計(jì)算量集中的主要循環(huán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行展開(kāi)、合并、分塊等優(yōu)化改造，使其充分利用流水線技術(shù)，保持連續(xù)訪存，提升計(jì)算效率。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析模式算法，根據(jù)程序?qū)崿F(xiàn)語(yǔ)言與編譯器版本及特性，采用結(jié)構(gòu)體、指針等高效數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)程序代碼進(jìn)行優(yōu)化，并精簡(jiǎn)程序代碼，優(yōu)化內(nèi)存使用，提升計(jì)算效率。函數(shù)調(diào)用優(yōu)化對(duì)模式核心計(jì)算過(guò)程熱點(diǎn)函數(shù)調(diào)用出現(xiàn)的位置、調(diào)用路徑、調(diào)用頻次、函數(shù)體規(guī)模、實(shí)現(xiàn)功能等進(jìn)行分析，采用算法改造減少函數(shù)調(diào)用次數(shù)、內(nèi)聯(lián)等技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果驗(yàn)證模塊模塊概述對(duì)模式優(yōu)化后的運(yùn)行結(jié)果與原結(jié)果進(jìn)行數(shù)值偏差的驗(yàn)證、模擬效果是否合理的驗(yàn)證并進(jìn)行關(guān)鍵要素統(tǒng)計(jì)量計(jì)算。模塊組成結(jié)果驗(yàn)證模塊由數(shù)值偏差驗(yàn)證、模擬效果驗(yàn)證、關(guān)鍵要素統(tǒng)計(jì)量驗(yàn)證等功能組成。數(shù)值偏差驗(yàn)證對(duì)模式優(yōu)化后的計(jì)算結(jié)果的數(shù)值與原結(jié)果之間進(jìn)行比較，判斷是否存在差異或差異出現(xiàn)的位置、時(shí)間及量級(jí)，考慮接受程度，分析偏差存在的原因，并考慮相應(yīng)解決方案，盡量避免或減少差異。模擬效果驗(yàn)證對(duì)模式優(yōu)化后的模擬結(jié)果與原結(jié)果進(jìn)行比較，通過(guò)典型要素場(chǎng)空間形勢(shì)分布觀察二者是否存在偏差或偏差存在位置、時(shí)間及量級(jí)，考慮接受程度，分析偏差存在的原因，并考慮相應(yīng)解決方案，盡量避免或減少差異。關(guān)鍵要素統(tǒng)計(jì)量驗(yàn)證對(duì)模式優(yōu)化后的模擬結(jié)果與原結(jié)果中關(guān)鍵要素進(jìn)行相關(guān)系數(shù)等統(tǒng)計(jì)量的驗(yàn)證。性能測(cè)試模塊模塊概述對(duì)優(yōu)化后的模式運(yùn)行的穩(wěn)定性、計(jì)算性能和可擴(kuò)展性進(jìn)行測(cè)試，是否滿(mǎn)足需求，是否進(jìn)一步優(yōu)化。模塊組成性能測(cè)試模塊由穩(wěn)定性測(cè)試、計(jì)算性能測(cè)試、可擴(kuò)展性測(cè)試等功能組成。穩(wěn)定性測(cè)試模式進(jìn)行多次運(yùn)行，測(cè)試是否存在內(nèi)存泄露、測(cè)試數(shù)據(jù)復(fù)雜度、進(jìn)程/線程靈活配置、不同并行規(guī)?？烧＝Y(jié)束,得到二進(jìn)制相同的計(jì)算結(jié)果。模式進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間積分，可正常結(jié)束，得到合理結(jié)果。計(jì)算性能測(cè)試采用不同編譯選項(xiàng)，不同進(jìn)程/線程配置，不同節(jié)點(diǎn)使用方式等多方面對(duì)模式計(jì)算性能進(jìn)行測(cè)試，判斷其是否達(dá)到應(yīng)用需求，從中確定性能瓶頸，可作為進(jìn)一步優(yōu)化的基礎(chǔ)信息。可擴(kuò)展性測(cè)試模式在新系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)滿(mǎn)負(fù)荷，多階梯測(cè)試不同并行規(guī)模運(yùn)行，得到其在新系統(tǒng)的并行可擴(kuò)展性，獲得最佳并行度，對(duì)影響可擴(kuò)展性因素進(jìn)行分析，可作為進(jìn)一步優(yōu)化的基礎(chǔ)信息。技術(shù)性能指標(biāo)模式移植子系統(tǒng)模式運(yùn)行時(shí)效結(jié)果正確性業(yè)務(wù)模式在新系統(tǒng)上運(yùn)行需要保證業(yè)務(wù)當(dāng)前運(yùn)行時(shí)效要求。表4.1.1模式運(yùn)行時(shí)效要求序號(hào)業(yè)務(wù)應(yīng)用名稱(chēng)運(yùn)行時(shí)效★1全球同化預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-GFS）80分鐘/12800核★2中尺度天氣數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-MESO3KM）170分鐘/4096核3區(qū)域臺(tái)風(fēng)數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-TYM）80分鐘/4096核4全球集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-GEPS）180分鐘/1024核5區(qū)域集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-REPS）160分鐘/1024核6海浪數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)25分鐘/128核7亞洲沙塵暴數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-CUACE-Dust）26分鐘/128核8化學(xué)天氣數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-CUACE-Haze）260分鐘/1280核9核應(yīng)急擴(kuò)散模式30分鐘/128核★10次季節(jié)-季節(jié)-年際尺度一體化氣候模式預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)（CMA-CPS）次季節(jié)：4個(gè)樣本各12小時(shí)/697核季節(jié)：21個(gè)樣本各48小時(shí)/697核正確性要求表4.1.2模式運(yùn)行正確性要求序號(hào)業(yè)務(wù)科研應(yīng)用名稱(chēng)分辨率正確性考核指標(biāo)★1全球同化預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-GFS）12.5KM冬夏兩個(gè)季節(jié)的連續(xù)同化預(yù)報(bào)試驗(yàn)，10天預(yù)報(bào)北半球500hPa高度場(chǎng)的ACC與現(xiàn)有派-曙光誤差小于3%★2中尺度天氣數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-MESO3KM）3KM夏季的同化預(yù)報(bào)試驗(yàn)，2天預(yù)報(bào)降水評(píng)分與現(xiàn)有派-曙光誤差小于3%3區(qū)域臺(tái)風(fēng)數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-TYM）9KM夏季的同化預(yù)報(bào)試驗(yàn)，5天預(yù)報(bào)臺(tái)風(fēng)路徑與強(qiáng)度評(píng)分與現(xiàn)有派-曙光誤差小于3%4全球集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-GEPS）50KM31成員冬夏兩個(gè)季節(jié)的預(yù)報(bào)試驗(yàn)，10天預(yù)報(bào)北半球500hPa高度場(chǎng)集合平均的ACC與現(xiàn)有派-曙光誤差小于3%5區(qū)域集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-REPS）10KM15成員夏季的預(yù)報(bào)試驗(yàn)，2天預(yù)報(bào)集合平均的降水評(píng)分與現(xiàn)有派-曙光誤差小于3%★6次季節(jié)-季節(jié)-年際尺度一體化氣候模式預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)（CMA-CPS）年平均降水分布、表面溫度分布、海表溫度分布和北半球海冰密集度分布同基準(zhǔn)值相對(duì)誤差絕對(duì)值<5%模式穩(wěn)定性要求★全球同化預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-GFS）12.5KM分辨率下冬夏兩個(gè)季節(jié)的連續(xù)同化預(yù)報(bào)試驗(yàn)，穩(wěn)定性大于98%。★中尺度天氣數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-MESO）3KM分辨率下夏季的同化預(yù)報(bào)試驗(yàn)，穩(wěn)定性大于98%。模式優(yōu)化子系統(tǒng)模式運(yùn)行時(shí)效表4.2.2模式優(yōu)化后運(yùn)行時(shí)效序號(hào)應(yīng)用名稱(chēng)主模式運(yùn)行時(shí)間★1全球同化預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-GFS）相同計(jì)算規(guī)模下，優(yōu)化后的主模式運(yùn)行時(shí)間相較在派-曙光系統(tǒng)上減少30%以上★2中尺度天氣數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-MESO1KM）3區(qū)域臺(tái)風(fēng)數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-TYM）4全球集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-GEPS）5區(qū)域集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-REPS）★6次季節(jié)-季節(jié)-年際尺度一體化氣候模式預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)（CMA-CPS）★7高精度可擴(kuò)展數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式（MCV）正確性要求表4.2.2模式運(yùn)行正確性要求序號(hào)業(yè)務(wù)科研應(yīng)用名稱(chēng)分辨率正確性考核指標(biāo)★1全球同化預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-GFS）12.5KM冬夏兩個(gè)季節(jié)的連續(xù)同化預(yù)報(bào)試驗(yàn)，10天預(yù)報(bào)北半球500hPa高度場(chǎng)的ACC與現(xiàn)有派-曙光誤差小于3%★2中尺度天氣數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-MESO1KM）1KM夏季的同化預(yù)報(bào)試驗(yàn)，2天預(yù)報(bào)降水評(píng)分與現(xiàn)有派-曙光誤差小于3%3區(qū)域臺(tái)風(fēng)數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CMA-TYM）9KM夏季的同化預(yù)報(bào)試驗(yàn)，5天預(yù)報(bào)臺(tái)風(fēng)路徑與強(qiáng)度評(píng)分與現(xiàn)有派-曙光誤差小于3%★4次季節(jié)-季節(jié)-年際尺度一體化氣候模式預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)（CMA-CPS）年平均降水分布、表面溫度分布、海表溫度分布和北半球海冰密集度分布同基準(zhǔn)值相對(duì)誤差絕對(duì)值<5%模式穩(wěn)定性要求★全球同化預(yù)報(bào)系統(tǒng)（CM