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空 天 力 量 杂 志表 3 : 网 空 能 源 科 技 展 望 (L = 保 持 领 先 ;F = 保 持 跟 进 ;W = 保 持 关 注 )努 力方 向保 障 军 队 使 命优 化 人 / 机系 统加 强 敏 捷 性 和 韧 性开 发 新概 念领 域 近 期 (2011-15 年 ) 中 期 (2016-20 年 ) 远 期 (2021-25 年 )系 统 效 率可 再 生 能源文 化 观 念电 力云 计 算革 命 性科 技-- 算 法 / 编 码 / 硬 件 效 率 (L)-- 硬 件 构 造 (3-D 芯 片 ) ( 如 内 存记 忆 ) (L)-- 高 效 软 件 构 造 (L)-- SWAP ( 体 积 / 重 量 / 动 力 ) 高 效计 算 机 技 术 (F)-- 节 能 高 性 能 计 算 (HPC) 资 源控 制 (W)-- 轻 质 硬 件 (W)-- 基 于 纳 米 技 术 的 构 造 (F)-- 芯 片 的 替 代 能 源 ( 电 池 、 超 级电 容 器 等 ) (W)-- 上 级 命 令 (L)-- 有 关 节 能 的 文 化 观 念 / 行 为 改变 (L)-- 度 量 、 数 据 一 致 性 和 测 量法 (F)-- 制 定 节 能 政 策 / 程 序 (L)-- 监 测 与 控 制 系 统 (F)-- 智 能 电 网 (F)-- 高 效 计 算 算 法 (L)-- 基 于 用 图 像 处 理 单 元 做 通 用计 算 的 多 样 化 商 用 现 成 HPC 系统 (W)-- 分 布 式 无 线 技 术 (W)-- 云 计 算 技 术 (W)-- 纳 米 传 感 器 的 发 展 ; 纳 米 处理 技 术 (L)-- 芯 片 上 综 合 光 学 单 光 子 量 子 密钥 分 发 / 处 理 (L)-- 处 理 器 能 源 最 优 化 (F)-- 计 算 机 供 电 最 优 化 (F)-- 环 境 自 适 应 计 算 (W)-- 智 能 HPC 资 源 控 制 (W)-- 计 算 机 供 电 优 化 SWAP- 高 效计 算 机 技 术 (W)-- 利 用 可 再 生 能 源 ( 如 太 阳 能 )的 小 型 计 算 系 统 (W)-- 替 代 能 源 ( 太 阳 能 、 风 能 、 地热 ) (W)-- 人 对 网 络 的 信 任 (L)-- 人 力 绩 效 的 感 知 和 增 强 (L)-- 服 务 器 迁 移 ( 印 记 ) (F)-- 替 代 能 源 ( 太 阳 能 电 池 、 燃 料电 池 等 ) (W)-- 绿 色 建 筑 (W)-- 安 全 智 能 电 网 (F)-- 服 务 器 软 件 的 优 化 (L)-- 网 络 安 全 (L)-- 云 环 境 中 软 件 结 构 设 计 的 安 全与 保 证 (L)-- 优 化 超 级 计 算 机 的 使 用 (F)-- 云 服 务 / 计 算 (F)-- 新 兴 纳 米 技 术 (L)-- 新 兴 超 导 技 术 (F)-- 新 兴 量 子 设 备 (F)-- 硬 件 构 造 发 展 (3-D 芯 片 ) (L)-- 量 子 计 算 技 术 (F)-- 基 于 忆 阻 器 的 神 经 形 态 电 路 用于 高 效 认 知 计 算 (F)-- SWAP- 高 效 计 算 纳 米 结 构 (F)-- 用 于 微 型 遥 驾 飞 机 的 微 型 能 量采 集 系 统 (F)-- 对 人 / 机 组 合 团 队 的 信 任 (L)-- 遥 测 与 遥 控 系 统 ( 能 源 中 央 控制 ) (F)-- 结 实 、 安 全 的 智 能 电 网 (W)-- 网 空 能 源 管 理 系 统 (F)-- HPC 保 障 的 自 主 能 力 (W)-- 使 用 智 能 系 统 每 年 降 低 人 力 /能 源 消 耗 10% (W)-- 按 需 超 导 技 术 (F)-- 纳 米 技 术 的 随 时 可 用 性 (F)-- 量 子 的 随 时 可 用 性 (F)能 , 同 时 仅 耗 电 257 kW。 然 而 案 例 研 究 曾 多次 证 明 : 任 务 应 用 、 运 算 法 则 和 系 统 结 构 之间 如 果 匹 配 不 当 , 会 导 致 总 效 率 降 低 , 有 时造 成 运 行 时 间 延 长 百 倍 以 上 。再 者 , 许 多 任 务 导 向 计 算 的 嵌 入 式 性 质对 再 生 能 源 的 能 量 储 存 和 生 产 构 成 额 外 的 技术 挑 战 。 促 成 超 级 电 容 器 的 纳 米 技 术 发 展 能显 著 提 高 任 务 能 力 , 并 帮 助 满 足 严 格 的 体 积与 重 量 要 求 , 如 表 3 的 再 生 能 源 部 分 所 示 。优 化 人 / 机 系 统如 表 3 的 第 二 部 分 所 示 , 为 降 低 能 源 需求 , 空 军 需 要 加 强 节 能 文 化 教 育 , 使 人 们 在从 事 日 常 网 络 工 作 时 , 注 重 培 养 节 能 意 识 和行 为 。 更 好 的 测 量 方 法 和 社 会 媒 体 ( 比 如 微 博 、个 人 信 息 窗 ) 能 强 化 和 指 导 人 们 的 节 能 意 识 、态 度 、 信 仰 和 行 为 。 改 进 对 人 类 行 为 的 认 识后 就 能 预 期 人 的 行 为 , 从 而 提 高 行 为 表 现 和成 效 , 防 范 内 部 威 胁 , 提 升 对 自 主 系 统 的 信66