高性能计算机
以计算流体动力学（CFD）为例，说明高性能计算机的发展对工程应用领域的极大推动作用。自二十世纪六十年代以来CFD技术得到飞速发展，其原动力是不断增长的工业需求，而航空航天工业自始至终是最强大的推动力。传统飞行器设计方法试验昂贵、费时，所获信息有限，迫使人们需要用先进的计算机仿真手段指导设计，大量减少原型机试验，缩短研发周期，节约研究经费。如美国战斗机YF-23采用CFD进行气动设计后比前一代YF-17减少了60％的风洞试验量。目前在航空、航天、汽车等工业领域，利用CFD进行的反复设计、分析、优化已成为标准的必经步骤和手段。但是还有大量的问题需要更大规模的计算才能满足需求。如飞机设计中全机气动性能计算，火箭发动机复杂多变的燃烧和跨音速流动模拟，导弹的气动隐身性能评估，低阻力系数高性能汽车外形的设计和分析，透平机械复杂叶型及组合的设计分析，潜艇尾迹模拟，高超音速航天器空气动力学设计分析，核电站水蒸汽两相流流动分析，非定常状态的物理过程如飞机起飞降落、过载下空间推进剂晃动分析等。这些大规模设计计算问题不但单个作业计算量庞大，且需不断调整，重复计算。人们试图在很多场合期望放弃假设直接去求解和探索机理问题。如抛开基于统计理论的湍流简化模型直接模拟（DNS）湍流，这在计算能力有限的过去几乎是无法想象的。当前CFD问题的规模为：机理研究方面如湍流直接模拟，网格数达到了109（十亿）量级，在工业应用方面，网格数最多达到了107（千万）量级。高性能计算机在这其中无疑扮演着十分重要的角色。

高性能计算方法
当前科学计算研究面临两个重大问题：其一，科学计算所需要解决的问题越来越复杂，越来越接近实际模型，越来越细致，迫切需要新的高性能计算方法；其二，现有的大规模并行计算程序效率低下，通常在浮点峰值性能的 6％以下，且研制周期长，关键的并行实现技术急待突破。“高性能科学计算研究”项目所要解决的关键科学问题在于创造能够发挥高性能计算机巨大效率的计算方法及其实现技术，解决国家在环境、材料、信息技术和国防建设等战略需求的重大科学计算问题，提高我国高性能计算机的实际应用水平。

问题求解环境
问题求解环境是人们探索如何高效利用计算机解决实际问题所取得的成果之一。用户可以在只掌握少量计算机操作知识的情况下利用它顺利地解决某领域的问题。科学问题求解环境专指针对科学计算领域的问题求解环境。科学计算作为计算机应用最重要的场合之一，有着其特殊之处，比如计算规模大、精度要求高、程序设计复杂、人机交互频繁等等。良好的科学问题求解环境不仅应该提供高性能的计算，还应该提供大量高效的计算库资源、易用的程序设计环境等等。