师:同学们好,今天我们一起来学习七年级信息技术第一章第五节——信息技术的发展。本节课我们有两个学习目标:一是初步了解计算机的发展历程;二是了解当今信息技术的发展概况。
在现代生活中,计算机与信息技术无处不在,智能终端、人脸识别、移动支付等,给我们的生活带来了极大便利。在课堂上,信息技术手段辅助教学也越来越普遍。下面,我们先了解一下全球人工智能大会的相关报道,看看身边的信息技术。
昨天,2021世界人工智能大会在上海正式开幕。本届大会有哪些前沿科技亮点?人工智能又会如何改变我们的生活?一起到现场看看。
我现在正坐在本届人工智能大会展出的一辆L4自动驾驶级别的车辆上。当行驶到红绿灯、人行斑马线位置时,屏幕会识别每个通过路口的行人,其速度、位置的显示精度可达厘米级别,保障自动驾驶的安全性。
展会现场,从扫地的清洁车辆到货运大卡车,现阶段都开始应用自动驾驶技术。中国城市正在构建世界级的智能交通系统集群。据测算,每提升15%的通信效率,可对应2.4%的GDP增长。
除自动驾驶外,人工智能在衣食住行等生活各方面都有创新应用。在食堂,把餐盘放上结账台,机器能通过视觉识别每道菜的种类和价格进行结算。在房间内用全景摄像头扫描后,人工智能可生成虚拟空间和三维模型,模拟不同装修效果。业内认为,随着应用场景不断拓展,未来人工智能的算力将成为与水电类似的新基础设施。
同学们,现今计算机是信息处理的重要工具,计算机技术是信息技术的核心。几十年来,计算机技术的不断发展,成为信息技术发展的强大动力。现在,我们一起来学习计算机及信息技术的发展历程。首先,关注计算机硬件的发展。世界上第一台电子计算机ENIAC于1946年在美国诞生,大家看左下方的图片。这台计算机体积庞大,采用了18000多只电子管,重达30吨,占地170平方米,但运算速度仅每秒5000次。当时制造电子计算机,主要是用于帮助人类进行重复性、复杂的科学计算。然而,现在的计算机,无论是应用范围还是计算能力,都远超最初设想。
现今计算机体积越来越小,主要得益于计算机主要元器件的集成度越来越高。不同时期计算机的主要特点,区别在于电子元器件的升级换代。从图中可知,第一代计算机使用电子管作为元器件,电子管体积大,想象一下,18000多个电子管即便摆放整齐,也需很大空间。后来,晶体管的使用,逐渐缩小了计算机体积。
随着芯片生产商不断提升芯片制造技术,计算机元器件逐步从晶体管时代进入中小规模集成电路时代,最终发展到今天的大规模集成电路时代。如今,一小块CPU元器件的数量,已远超第一台电子计算机所有电子管的数量。下面,我们了解一下各个时期个人计算机的情况。从70年代到80年代、90年代的个人计算机,大家可以发现,计算机体积在逐步缩小。近年来,随着计算机芯片技术进一步发展,双核、四核、八核CPU等表述已不陌生。现在,一个小小的机箱,甚至十分轻薄的笔记本电脑,性能就已十分强大,这一切得益于电子元器件工艺以及芯片技术的发展。
最早的计算机主要用于科学计算,专门处理复杂的数学、物理和工程技术问题,是名副其实的“计算机”。如今,计算机具有综合处理数字、文字、声音、图形、动画等多种媒体信息的能力。所以说,计算机的广泛应用,对我们的生活、学习、工作乃至社会的发展和进步,必将产生巨大而深远的影响。
同学们,在计算机领域,我们常听到“Windows +英特尔”的技术架构,但其实在计算机技术应用架构方面,也有我们中国自己的创造。大家想想,如果所有计算机应用架构都依赖他人,没有自主研发,网络信息安全从何谈起?所以从2011年开始,中国电子把网络信息安全作为主要业务,开启了计算机软硬件体系国产化的漫长道路。
我国研发了具有完全自主知识产权的飞腾处理器和麒麟操作系统,创新建立了具有安全性、可靠性的中国计算机软硬件基础体系,简称PK体系。PK体系立足中国国产安全,是一个基础、先进、开放的架构组合,有兴趣的同学可以自行找相关资料了解。
同学们,随着计算机技术的发展,特别是计算机网络技术、人工智能技术的高速发展,人类的信息处理能力跃上了新台阶。进入21世纪,以计算机技术为代表的信息技术发展步入新时期,产品不断升级换代,应用日新月异,计算机正朝着多元化方向发展。下面,我们看看现今计算机应用技术的发展情况。
在计算机应用方向中,网络化很具代表性。当今社会,互联网无处不在,已成为人们生活不可或缺的重要部分。互联网为通信提供便捷,也为计算机技术应用创造了良好环境。而且,科学技术的迅猛发展,意味着人们对网络需求越来越大。可以预见,在计算机应用不断发展过程中,特别是随着5G技术的发展,网络化必将覆盖社会各个领域。
计算机发展的另一个代表是巨型化,这里主要指巨型计算机,即在运算速度、存储容量、功能等方面比常规计算机更强大的科学计算机。其主要应用于极为复杂的尖端领域,如航天飞机的研发、制造及运行,都离不开科学计算机的支持。目前,科学计算机的运算速度已高达每秒百亿次,只有依靠它,才能完成尖端领域的复杂运算。下面,我们了解一下全国产的超级计算机“神威·太湖之光”的具体情况。
热点聚焦,我们重点关注我国的超级计算机。北京时间6月19号下午,在德国法兰克福召开的国际高性能计算大会公布了新一期全球超级计算机TOP500榜单,我国研制的“神威·太湖之光”超级计算机再次蝉联冠军,实现三连冠。这套系统实现了包括处理器在内的所有核心部件国产化。
