課程思政教學(xué)展示-計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程

計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)

---從人腦到類腦課程思政教學(xué)展示信息與藝術(shù)學(xué)院2019.9.17（思考）計(jì)算機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵因素？？？研究經(jīng)費(fèi)？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(jī)器（2000年前，巴比倫等差級數(shù)周期預(yù)測）計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)的前世摩爾斯電碼（世界上第一條電報(bào)。泰坦尼克號CQD、《風(fēng)聲》、《名偵探柯南》）計(jì)算機(jī)的前世計(jì)算機(jī)發(fā)展的歷程1.電子管計(jì)算機(jī)時代2.晶體管計(jì)算機(jī)時代3.中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)時代（“ENIAC”1946年美國賓夕法尼亞大學(xué)）18000個電子管，占地150平方米。美國國防部進(jìn)行彈道計(jì)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(jì)算機(jī)時代（1956年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)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(xì)胞增殖，白內(nèi)障。第三代：集成電路計(jì)算機(jī)時代（1958年，美國德克薩斯公司半導(dǎo)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(shí)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(jì)算機(jī)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(dá)到極高的水平；制造設(shè)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(jìn)入深亞微米級領(lǐng)域第五代：智能計(jì)算機(jī)時代（未來-類腦）“人工智能”是通過一定算法＋數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)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(lǐng)域依然有著非常大的局限性。“類腦智能”是利用神經(jīng)形態(tài)計(jì)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(biāo)。

中國計(jì)算機(jī)的發(fā)展（中國速度）堅(jiān)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(jì)算機(jī)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(shí)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(xué)實(shí)驗(yàn)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(jì)算機(jī)103機(jī)（M-3）的研制人員（部分）我國第一代計(jì)算機(jī)研制者努力鉆研先進(jìn)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(jì)算機(jī)研制的中堅(jiān)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(jī)我愛你中國，我要把美好的青春獻(xiàn)給你，我的母親我的祖國第一代：中國第一臺計(jì)算機(jī)103機(jī)（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(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃”，并提出“向科學(xué)進(jìn)軍”的口號。近四千個半導(dǎo)體鍺二極管和八百個電子管。廣播電子管屬于模擬信號，計(jì)算機(jī)電子管是數(shù)字信號。104機(jī)（每臺造價200萬）-107機(jī)-119機(jī)（核武器研制的國之重器）。第二代：晶體管計(jì)算機(jī)研制(“功勛機(jī)”，1965-1972年)1965年中科院計(jì)算所研制成功了我國第一臺大型晶體管計(jì)算機(jī)：109乙機(jī)；對109乙機(jī)加以改進(jìn)，兩年后又推出109丙機(jī)，在我國兩彈試制中發(fā)揮了重要作用，被用戶譽(yù)為“功勛機(jī)”。華北計(jì)算所先后研制成功108機(jī)、108乙機(jī)(DJS-6)、121機(jī)(DJS-21)和320機(jī)(DJS-8)，并在738廠等五家工廠生產(chǎn)?！般y河-1”億次計(jì)算機(jī)銀河“1”億次計(jì)算機(jī)1978年由鄧小平親自批準(zhǔn)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(xué)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(jì)算機(jī)，是我國第一臺自主研制的億次計(jì)算機(jī)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(jī)的國家。國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院院史館保存一臺完整的“銀和-1”億次機(jī)，認(rèn)定委員會認(rèn)定其為“CCF中國計(jì)算機(jī)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(yù)報(bào)、衛(wèi)星圖像處理、計(jì)算大型科研項(xiàng)目和國防建設(shè)的重要工具和手段，對現(xiàn)代化建設(shè)具有重要的作用。“銀河-1”的研制成功，填補(bǔ)了國內(nèi)巨型計(jì)算機(jī)的空白。標(biāo)志著我國計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)國家的行列。智能計(jì)算機(jī)時代（量子計(jì)算機(jī)）（類腦計(jì)算機(jī)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(tuán)隊(duì)歷經(jīng)12年時間成功控制住了10個光子。

什么是量子計(jì)算機(jī)？（光量子和超導(dǎo)量子）以光子代替電子，光運(yùn)算代替電運(yùn)算舉例而言，如今世界最快的經(jīng)典計(jì)算機(jī)，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(jì)算機(jī)，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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(jī)是7年，大規(guī)模并行機(jī)是5年，機(jī)群系統(tǒng)是4年，千億次計(jì)算機(jī)起跑線很近，到量子計(jì)算機(jī)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(qiáng)大已經(jīng)是不容忽視的事實(shí)。作為首顆量子通信衛(wèi)星，它以我國古代科學(xué)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(diǎn)，進(jìn)行了小孔成像實(shí)驗(yàn)。用他的名字命名正是為了紀(jì)念他在早期物理光學(xué)方面的成就。量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星以中國科學(xué)家先賢墨子來命名，體現(xiàn)了中國的文化自信。身為當(dāng)代大學(xué)生的我們，如何度過