第149章 可能,这就是天赋?
国防科技大学,计算科学大楼,一号涉密会议室。
气氛有些微妙。
长条会议桌的一端,坐着以计算机学院院长周振华为首的一众教授、博导,他们都是国内计算机领域的顶尖专家。
而在他们中间,众星捧月般坐着一个年轻人——刘毅。
二十六岁的博士生,国际大学生程序设计竞赛(ACM-ICPC)全球总决赛金牌得主,被誉为国防科大计算机学院近十年来最耀眼的“王牌”。
他身形挺拔,戴着一副无框眼镜,镜片后的眼神透着一种属于顶尖程序员的绝对自信与骄傲。
会议桌的另一端,主位上,只坐着一个人。
许燃。
他穿着军装常服,神色平静地翻阅着手中的项目资料,仿佛对周围这些略带审视和好奇的目光毫无察觉。
校长吴德光亲自将人送来,简单说了几句场面话。
就把这个被命名为“‘女娲’飞机结冰预测系统”的国家级攻关项目组,连同整个团队的指挥权,正式交到了许燃手上。
一位应用数学专业的本科生,领导一群计算机科学的博士和教授。
这画面,无论怎么看,都有点挑战常识。
周振华院长清了清嗓子,率先打破了沉默,脸上挂着温和的笑容:
“许燃同学,首先,我代表计算机学院,对你的理论表示由衷的敬佩。
那篇论文,我们组织全院的教授学习了好几遍,堪称是跨学科的典范之作。”
他话锋一转。
“不过,理论转化成工程软件,是另一套逻辑。
这里面的门道,坑非常多。
我们今天把你请过来,主要是想让你看看我们这边出的初步软件架构方案。
你毕竟是理论的提出者,你来把关,我们放心。”
话说的滴水不漏,客气又周到。
但潜台词,在场的人都听得懂:理论我们服,但代码我们是专业的。
你这个“外行”看看就行,点个头,签个字,剩下的就交给我们这些“内行”来干。
许燃抬起头,扶了扶眼镜,平静地点了点头。
“好,开始吧。”
简单的三个字,没有多余的客套。
周振华对身边的刘毅使了个眼色。
刘毅站起身,将自己的笔记本电脑连接到投影仪上。
很快,一幅结构复杂、逻辑清晰的软件架构图,出现在幕布上。
“许组长,各位老师,这是我根据您的论文思想,熬了三个通宵设计的软件架构。”
刘毅的声音清亮而自信,他手握激光笔,红色的光点在幕布上精确地移动。
“本系统采用目前业界最成熟的微服务架构,分为数据采集、模型计算、结果渲染、系统监控四大核心模块。
模块间通过RESTful API进行通信,保证高内聚、低耦合,便于未来独立升级和维护。”
“考虑到计算的复杂性,核心计算模块我会采用C++编写,并使用Docker进行容器化部署,方便在超算集群上进行横向扩展。
数据库嘛,前期使用关系型数据库MySQL存储参数,后期可以引入时序数据库……”
刘毅侃侃而谈。
他的讲解清晰流畅,引用的每一个技术名词都是当前计算机领域最前沿最稳妥的选择。
教科书一般的方案。
完美。
在场的几位计算机教授频频点头,脸上露出赞许的神色。
周振华院长更是面带微笑,自己这个最得意的弟子,果然没让他失望。
这套方案拿出去,直接就能给一个顶级的软件公司当范本了。
他看向许燃,等待着对方的赞赏和肯定。
然而,许燃只是静静地听着,脸上没有任何表情,既不点头,也不摇头。
会议室里的气氛,随着刘毅讲解的结束,再次陷入一种古怪的安静。
所有人的目光,都聚焦在了许燃身上。
刘毅推了推眼镜,心里有些打鼓。
这套方案他自信是毫无破绽的。
这位新来的组长,难道还能挑出什么毛病不成?
许燃终于动了。
他站起身,走到会议室前方巨大的白板前,拿起一支黑色记号笔。
这个动作让所有人都愣了一下。
“刘师兄。”
许燃开口了,声音不大,却清晰地传到每个人耳朵里。
“你的架构很规范,很标准。”
他先是给了一句肯定。
刘毅刚想松口气,许燃的下一句话,却让他全身的肌肉瞬间绷紧。
“但这是给‘桃宝’、‘狗东’这种商业软件设计的架构。
我们的目标是科学计算,是国之重器,追求的不是高可用、易维护,而是极致,是压榨出硬件最后一丝性能的极致效率。”
话音落下,整个会议室鸦雀无声。
周振华脸上的笑容僵住了。
刘毅的脸色微微一变。
许燃没有看他们,他转身面对白板,手中记号笔的笔盖被“啪”一声拔开。
他没有直接说刘毅的方案哪里不好,而是提出了第一个问题。
“第一个问题,数据结构。
你的方案里完全没有提。
我要知道,飞机表面被离散成上亿个网格点,这些数据在内存中如何组织?
你考虑过CPU的缓存行对齐来避免伪共享问题了吗?”
“嗡!”
刘毅的脑袋里像是被狠狠敲了一下。
缓存行对齐?
伪共享?
瞬间刺破了他方案华丽架构的外壳!
这是只有最顶尖的高性能计算专家,在进行底层优化时才会去死磕的细节!
对于习惯了应用层开发的程序员来说,这几乎是知识盲区!
他引以为傲的微服务、Docker,在这些底层硬件效率问题面前,听起来像个笑话。
冷汗瞬间从他的额角渗了出来。
不等他回答,许燃的第二个问题接踵而至。
“第二个问题,多线程模型。
你说用C++,无非就是用标准库里的std::mutex或者std::lock_guard来给共享数据加锁。
但我们的计算场景,是典型的多生产者-单消费者模型。
每次加锁解锁,都意味着用户态到内核态的切换,会带来多大的上下文开销?
为什么不用基于CAS原子操作的无锁队列?”
如果说第一个问题只是让他震惊,第二个问题就让他感到了恐惧!
无锁编程!
这在程序员的世界里,堪称金字塔尖的屠龙之技!
难度极高,稍有不慎就会导致逻辑崩溃,但一旦成功,带来的性能提升是碾压性的!
这个搞应用数学的,怎么会对计算机并发编程的底层原理,理解到这种妖孽的程度?
会议室里,几位教授的脸色已经变了,他们看着许燃的背影,眼神里充满了骇然。
许燃仿佛没有看到这一切。
他的声音依旧平稳,提出了第三个,也是最致命的一个问题。
“第三个问题,算法。
这是核心。
我看到你的架构图里,‘模型计算’只是一个黑盒子。
核心的偏微分方程求解器,你准备用传统的有限元法(FEM)还是有限差分法(FDM)?
这两种方法,时间复杂度都是O(n³),面对我们上亿的网格,超算来了也得算到天荒地老。”
许燃转过身,目光第一次直视刘毅,眼神平静如水。
“我的论文第十七页,第四节,专门论述了如何引入‘快速多极子算法(FMM)’对格林函数进行加速。
这能将计算复杂度,从O(n³),直接降到O(n log n)。”
“你……没看到吗?”
“轰隆!”
刘毅只觉得天旋地转,眼前发黑。
看到了,他当然看到了!
但他根本没看懂!
他只当那是纯粹的数学理论推导,根本没想过这玩意儿居然能直接转化成工程代码!
原来,对方论文里那些他以为是“炫技”的屠龙之术,是真的要用来“屠龙”的!
而自己,捧着金饭碗,却还在用讨饭的思路去设计工具。
三个问题。
一个比一个深入,一个比一个致命。
第一个,直击硬件底层。
第二个,穿透操作系统内核。
第三个,直捣算法核心!
层层递进,无可辩驳。
刘毅被誉为教科书的架构图,在这三个问题面前就像被三拳打穿的纸老虎,脆弱不堪,漏洞百出。
引以为傲了几年的专业知识,此刻被无情打击。
许燃没有再看他。
转过身去,他手中的记号笔在白板上飞快地舞动起来。
“哗哗哗——”
没有复杂的方框,没有繁琐的箭头。
一个新的架构图,在所有人的注视下,迅速成型。
它只有一个核心:用红色标记笔圈出来的“FMM Solver”(快速多极子算法求解器)。
所有的数据流、线程池、内存管理模块,都像最忠诚的卫星,紧紧围绕着这个“太阳”运转。
整个架构简洁优雅,像一个数学公式。
充满了暴力而直接的美感。
一切,为了算法服务!
一切,为效率让路!
所有花里胡哨的、增加通讯开销的东西,统统被砍掉!
“数据,用结构体数组存储,保证内存连续,起始地址按64字节对齐。”
“线程间通信,用我写的一个环形无锁队列。”
“任务分发,基于空间八叉树分解……”
许燃一边画,一边解释。
没有一句废话,每个字都精准地命中工程实践的靶心。
十分钟。
只用了十分钟。
一幅以极致性能为唯一目标的科学计算软件架构,跃然于白板之上。
整个会议室,死寂一片。
只有几位老教授越来越粗重的喘息声。
他们看着白板上的图,再看看许燃的背影,眼神从最初的审视,到震惊骇然,最终化为仰望。
这是……什么怪物?
一个人的知识体系,怎么可能同时覆盖应用数学、计算数学、计算机体系结构、并发编程这么多顶尖领域,而且每一个都达到了碾压级的深度?
这不科学!
当许燃画下最后一笔,放下记号笔时。
刘毅呆呆地看着那张图,仿佛看到了新世界的大门。
脸上所有的骄傲和自信都消失了,取而代之的是醍醐灌顶般的震撼和彻头彻尾的敬畏。
他终于明白,自己和眼前这个年轻人的差距,根本不是努力可以弥补的。
是维度上的差距。
在所有人震惊的目光中,刘毅缓缓站直身体,朝着许燃敬了个礼。
标准。
心悦诚服。
“许老师……我……我明白了。”
一声“老师”,喊得真心实意。
从“许组长”,到“许老师”,一词之差,天壤之别。
前者是职务,后者是传道者。
整个团队,所有计算机学院的精英们,在这一刻,再无二话。
许燃转过身,看了看被折服的众人,脸上依旧没什么波澜,好像只是做了一件微不足道的小事。
可能,这就是天赋?
他拿起桌上的项目计划书,淡淡地开口。
“好,那就按这个方案来。”
“开始吧。”
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