課程思政教學展示-計算機基礎課程

計算機應用基礎

---從人腦到類腦課程思政教學展示信息與藝術(shù)學院2019.9.17（思考）計算機發(fā)展的關鍵因素？？？研究經(jīng)費？社會環(huán)境？社會需求？新材料的問世？其他因素……安蒂基西拉機器（2000年前，巴比倫等差級數(shù)周期預測）計算機的前世算盤（1800年前，徐岳《數(shù)術(shù)記遺》“珠算控帶四時，經(jīng)緯三才“）計算機的前世摩爾斯電碼（世界上第一條電報。泰坦尼克號CQD、《風聲》、《名偵探柯南》）計算機的前世計算機發(fā)展的歷程1.電子管計算機時代2.晶體管計算機時代3.中小規(guī)模集成電路計算機時代4.大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路5.智能時代第一代：電子管計算機時代（“ENIAC”1946年美國賓夕法尼亞大學）18000個電子管，占地150平方米。美國國防部進行彈道計算、美國1950年全國人口普查、1952年美國總統(tǒng)選舉使用了ENIAC。第二代：晶體管計算機時代（1956年，美國貝爾實驗室）缺陷：有輻射，人體的循環(huán)系統(tǒng)、免疫、生殖和代謝功能。加速人體的癌細胞增殖，白內(nèi)障。第三代：集成電路計算機時代（1958年，美國德克薩斯公司半導體，鍺、硅）任何發(fā)明創(chuàng)造背后都是有驅(qū)動力的，而驅(qū)動力往往來源于問題。硅集成電路是主流，就是把實現(xiàn)某種功能的電路所需的各種元件都放在一塊硅片上，所形成的整體被稱作集成電路。從農(nóng)村的四合院到一幢摩登大樓第四代：大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計算機時代

一塊芯片上集成的元件數(shù)超過數(shù)萬個，或門電路數(shù)超過萬門。出現(xiàn)的條件：晶體生長技術(shù)已達到極高的水平；制造設備不斷完善，加工精度、自動化程度和可靠性的提高已使器件尺寸進入深亞微米級領域第五代：智能計算機時代（未來-類腦）“人工智能”是通過一定算法＋數(shù)據(jù)學習得到正確的答案，這個算法與人腦的思考方式還有很大的不同，所以在很多領域依然有著非常大的局限性?！邦惸X智能”是利用神經(jīng)形態(tài)計算來模擬人類大腦處理信息的過程，是人工智能的終極目標。

中國計算機的發(fā)展（中國速度）堅定”四個自信“的力量源泉從“銀河”的歷史性突破，到“天河”“神威”等一系列超級計算機在世界范圍內(nèi)叫響“中國速度”的品牌，再到現(xiàn)在的”墨子號”的成功發(fā)射，將使我國在世界上首次實現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信，構(gòu)建天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系。銀河系列天河系列太湖之光墨子號第一代：中國第一臺計算機103機（M-3）的研制人員（部分）我國第一代計算機研制者努力鉆研先進技術(shù)、忘我工作的精神是可歌可泣的，一直到90年代初，他們都是我國計算機研制的中堅力量。他們詮釋了“工匠精神”的內(nèi)涵：專注、敬業(yè)、精益求精的品質(zhì)意識、持之以恒的執(zhí)著追求、淡泊名利的崇高境界。心無旁騖的潛心鉆研“鉆”出來了M-3機我愛你中國，我要把美好的青春獻給你，我的母親我的祖國第一代：中國第一臺計算機103機（曲阜師范，氣象數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)種植）五十年代中期，我國制定了“十二年科學技術(shù)發(fā)展規(guī)劃”，并提出“向科學進軍”的口號。近四千個半導體鍺二極管和八百個電子管。廣播電子管屬于模擬信號，計算機電子管是數(shù)字信號。104機（每臺造價200萬）-107機-119機（核武器研制的國之重器）。第二代：晶體管計算機研制(“功勛機”，1965-1972年)1965年中科院計算所研制成功了我國第一臺大型晶體管計算機：109乙機；對109乙機加以改進，兩年后又推出109丙機，在我國兩彈試制中發(fā)揮了重要作用，被用戶譽為“功勛機”。華北計算所先后研制成功108機、108乙機(DJS-6)、121機(DJS-21)和320機(DJS-8)，并在738廠等五家工廠生產(chǎn)?！般y河-1”億次計算機銀河“1”億次計算機1978年由鄧小平親自批準研制，在全國20多個科研生產(chǎn)單位和使用單位的大力協(xié)同、密切合作下，國防科技大學的科技人員經(jīng)過六年的艱苦奮斗，克服了很多理論上、技術(shù)上和工藝上的困難，終于在1983年研制成功了首臺超高速巨型電子計算機，是我國第一臺自主研制的億次計算機系統(tǒng)，使我國成為繼美、日之后世界上第三個能研制巨型機的國家。國防科技大學計算機學院院史館保存一臺完整的“銀和-1”億次機，認定委員會認定其為“CCF中國計算機一類歷史記憶”它是石油和地質(zhì)勘探、中長期天氣數(shù)值預報、衛(wèi)星圖像處理、計算大型科研項目和國防建設的重要工具和手段，對現(xiàn)代化建設具有重要的作用。“銀河-1”的研制成功，填補了國內(nèi)巨型計算機的空白。標志著我國計算機技術(shù)已發(fā)展到一個新階段，使中國跨入了世界研制巨型電子計算機國家的行列。智能計算機時代（量子計算機）（類腦計算機需要處理的龐大數(shù)據(jù)量）

上海量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院的潘建偉、陸朝陽團隊歷經(jīng)12年時間成功控制住了10個光子。

什么是量子計算機？（光量子和超導量子）以光子代替電子，光運算代替電運算舉例而言，如今世界最快的經(jīng)典計算機，如果要把一個一百位的數(shù)分解為兩個質(zhì)數(shù)的乘積，大概需要10年左右的時間。但如果使用量子計算機，僅在1分鐘內(nèi)就可以把這個大數(shù)，分解成兩個數(shù)的乘積。量子計算機介紹道路自信、理論自信、制度自信、文化自信以國內(nèi)外推出第一代計算機的時間差距來看：第一代的差距是12年，第二代是6年，第三代(文革的干擾）是9年，向量機是7年，大規(guī)模并行機是5年，機群系統(tǒng)是4年，千億次計算機起跑線很近，到量子計算機時代已經(jīng)跟國際基本持平，這樣的“中國速度”足以體現(xiàn)了我們國家的制度自信、道路自信和理論自信。中國的和平崛起與強大已經(jīng)是不容忽視的事實。作為首顆量子通信衛(wèi)星，它以我國古代科學家墨子的名字來命名。墨子最早提出過光線沿直線傳播的觀點，進行了小孔成像實驗。用他的名字命名正是為了紀念他在早期物理光學方面的成就。量子科學實驗衛(wèi)星以中國科學家先賢墨子來命名，體現(xiàn)了中國的文化自信。身為當代大學生的我們，如何度過