中科院高能物理研究所计算机应用技术考博研究方向聚焦于大型科学计算、高能物理实验数据处理、分布式计算系统优化及人工智能辅助科研等领域,其考试内容强调理论与工程实践的结合。考生需系统掌握计算机系统结构、高性能计算框架、大规模数据存储与处理技术,同时深入理解粒子物理实验中的仿真模拟、实时数据分析及并行算法设计等核心技能。
在复习过程中,建议以《计算机组成与设计:硬件/软件接口》(David Patterson & John Hennessy著)为基础,重点研读多核处理器架构、流水线优化及缓存一致性协议,并结合《高性能计算导论》(Gene H. F. Lee著)掌握MPI、OpenMP等并行编程技术。对于高能物理数据处理的专项内容,需精读《粒子物理实验数据分析》(John R. Taylor著)中关于事件触发、数据压缩及分布式存储的章节,同时关注IceCube中微子探测实验采用的GPU加速分布式计算框架。
人工智能与机器学习方向的备考应侧重《深度学习》(Ian Goodfellow等著)中卷积神经网络与Transformer架构,并结合研究所正在开展的宇宙线能谱分析项目,研究基于联邦学习的多站点数据融合算法。推荐参考《科学计算中的机器学习》(Stuart R. Otto著)中关于物理模拟加速的案例,掌握PINNs(物理信息神经网络)等交叉学科方法。
实验技术类考核需熟练操作InfiniBand集群、FPGA加速卡及HPC集群管理系统,建议通过《HPC系统设计与应用》(Inderpal singh等著)掌握Slurm调度器配置与性能调优技巧。对于实时数据处理系统,重点研究PXRD(派生X射线衍射)实验中采用的光学成像实时处理框架,掌握FPGA与ROI(感兴趣区域)算法的协同设计方法。
跨学科能力考核占比达35%,需准备粒子物理模拟软件(如GEANT4)的二次开发案例,展示如何通过改进蒙特卡洛算法将事件生成效率提升40%以上。在论文写作环节,建议选择“基于知识蒸馏的宇宙射线的能谱反演模型优化”或“基于量子退火算法的暗物质探测实验设计”等前沿课题,体现计算机技术与基础物理研究的深度融合。
考试科目包含:①计算机专业基础(涵盖数据结构、操作系统、计算机网络、编译原理);②高能物理计算机应用(含实验数据处理、仿真模拟技术);③人工智能与算法设计(聚焦深度学习与优化算法)。近三年真题显示,分布式文件系统(如Hadoop HDFS优化)与粒子物理实验中的实时流处理(Apache Kafka+Spark Streaming)成为高频考点,建议通过复现CERN的ATLAS实验数据处理案例提升实战能力。