计算机前沿讲座论文

计算机前沿讲座论文（共8篇）

篇1：计算机前沿讲座论文

计算机前沿讲座报告

最近听了温州大学***博士讲的机器学习，那么用对这堂课的心得体会来总结对计算机前沿技术的学习。先来说一个笑话，我们知道机器学习的子学习是深度学习，深度学习有一种叫做对抗网络（GAN）。对抗网络（GAN）类似：孙悟空：我是孙悟空。如来：你是真的。如来：你是假的。-六耳猕猴：我是孙悟空。

-如来：你是真的。

这就是机器学习，准确来说是最常见的一种，监督学习。最开始的几步是对于模型的训练，“多了”或“少了”可以理解为训练时的误差，模型根据误差调整自身参数，这就是机器学习里常用的反向传播(Backpropagation)的简单的解释。梯度下降涉及到算法，最终来提高机器处理问题的能力。

机器学习想做的事情，简单的说是要从资料中归纳出有用的规则。大数据说的是对大量的资料做分析，而人工智能说的是让机器看起来更聪明，两者都可以使用机器学习来做核心的工具。

一名程序员，最终将会遇到很多类型的顽固抵制逻辑的、程序的解决方案的问题。我的意思是，对于很多类问题，坐下来写出解决问题所需要的所有条件语句是既不可行也不划算的。我听到你的程序员大脑在大喊，“亵渎”。

这是真的，以每天的鉴别垃圾邮件问题为例，每当介绍机器学习时，它是一直被使用的例子。当一封邮件到来时，你将怎样写一个程序来过滤垃圾邮件，决定是将它放在垃圾箱还是收件箱中？你将可能开始收集一些实例并深入研究它们，你将寻找垃圾邮件和非垃圾邮件所特有的模式，你还将会考虑抽象出那些模式以便你的启发式学习将来能够应用到新案例之中。你将会忽视那些永远不会被看到的古怪邮件，你将能够轻松的提高准确率并为边界情况制定特殊的程序。你将反复多次的浏览邮件并抽象出新模式来改善做出的决策。

在那里有一个机器学习算法，所有这些事情都由程序员而不是电脑来完成。这种手动导出的硬编码系统将具有同程序员一样的、从数据中提取规则并将其实现的能力。这能够做到，但是它将花费太多的资源，而且会是一个持续的噩梦。

在垃圾/非垃圾邮件的例子中，经验E就是我们所收集的邮件，任务T是一个决策问题（也称为分类），它需要标记每一封邮件是否为垃圾邮件，并将其放入到正确的文件夹中。我们的性能度量将是一些类似于准确率之类的、介于0%-100%之间的一个百分比（正确决策数除以总的决策数再乘以100）。

准备这样一个决策程序的过程通常被称为训练，收集到的实例称为训练集，程序即为一个模型，一个把非垃圾邮件从垃圾邮件的分离出来的问题的模型。作为程序员，我们喜欢这个术语，一个模型具有特定的状态并且需要被保持，训练是一个执行一次的过程，也可能会根据需要重新运行，分类是待完成的任务。这些对我们来说都是有意义的。

我们能够看到上面定义中所用到的术语并不是很适合于程序员。从技术上来说，我们写的所有的程序都是一个自动化操作，因此，机器学习是自动化学习的这一说明是没有意义的。

篇2：计算机前沿讲座论文

为了拓展同学们的知识面，给同学们提供更广的就业方向，学院特地开展了计算机前沿讲座这门课。第一个讲座，老师给我们讲解了各种高科技，比如说无人机，比如说监控但是我个人更偏好于无人航拍的机器，老师也带来了真实的机器给我们演示，所以课后对无人机又进行了进一步了解。第二个讲座，老师是个留学生，给我们讲了各种厉害的脑波科技和医学，我课后也进行了脑接技术的了解，学习情况如下：

一、无人机 什么是无人机？

无人机是通过无线电遥控设备或机载计算机程控系统进行操控的不载人飞行器。无人机结构简单、使用成本低，不但能完成有人驾驶飞机执行的任务，更适用于有人飞机不宜执行的任务。在突发事情应急、预警有很大的作用。

无人机航拍

无人机航拍是以无人驾驶飞机作为空中平台,以机载遥感设备,如高分辨率CCD数码相机、轻型光学相机、红外扫描仪，激光扫描仪、磁测仪等获取信息，用计算机对图像信息进行处理，并按照一定精度要求制作成图像。全系统在设计和最优化组合方面具有突出的特点，是集成了高空拍摄、遥控、遥测技术、视频影像微波传输和计算机影像信息处理的新型应用技术。为适应城镇发展的总体需求，提供综合地理、资源信息。正确、完整的信息资料是科学决策的基础。各地区、各部门在综合规划、田野考古、国土整治监控、农田水利建设、基础设施建设、厂矿建设、居民小区建设、环保和生态建设等方面，无不需要最新、最完整的地形地物资料，已成为各级政府部门和新建开发区急待解决的问题。我们用遥感航拍技术准确地反映出地区新发现的古迹、新建的街道、大桥、机场、车站以及土地、资源利用情况的综合信息。遥感航拍技术是各种先进手段优化组合的新型应用技术。昆明劲鹰无人机航拍技术以低速无人驾驶飞机为空中遥感平台，用彩色、黑白、红外、摄像技术拍摄空中影像数据；并用计算机对图像信息加工处理。全系统在设计和最优化组合方面具有突出的特点，是集成了遥感、遥控、遥测技术与计算机技术的新型应用技术。

无人机航拍的特点

无人机航拍影像具有高清晰、大比例尺、小面积、高现势性的优点。特别适合获取带状地区航拍影像（公路、铁路、河流、水库、海岸线等）。且无人驾驶飞机为航拍摄影提供了操作方便，易于转场的遥感平台。起飞降落受场地限制较小，在操场、公路或其它较开阔的地面均可起降，其稳定性、安全性好，转场等非常容易。小型轻便、低噪节能、高效机动、影像清晰、轻型化、小型化、智能化更是无人机航拍的突出特点。

无人机航拍的应用范围

无人机航拍遥感技术可广泛应用于国家生态环境保护、矿产资源勘探、海洋环境监测、土地利用调查、水资源开发、农作物长势监测与估产、农业作业、自然灾害监测与评估、城市规划与市政管理、森林病虫害防护与监测、公共安全、国防事业、数字地球以及广告摄影等领域，有着广阔的市场需求。

人的大脑是由数以万计的针尖大小的神经交错构成的。神经相互作用时，脑电波模式就表现为思维状态，像是计算数学时的专注等情绪状态。人的大脑平均每天产生7万个想法。而且，每次神经活动时都会产生轻微的放电，放出的电通过脑电波技术（医学上称为脑电图）就可以测量得到。单个神经产生的放电是很难从头皮外测量到的。但是许多神经共同放电产生的集体电波是可以测量得到的。因此，我们测量到的大脑状态是由许多神经共同放电产生的集体神经活动决定的。

二、脑接技术

经过一个世纪的实验，神经系统科学领域的专家们已经定义了大脑中控制具体活动的部位。比如，控制四肢的区域位于大脑的顶部。而负责视力的区域则位于大脑的后部。从进化论的角度看，大多数动物的大脑也具备这些功能。随着人衍化为较高级的物种，大脑前额处 的皮质产生了更高级的思维。人的情绪，精神状态及专注状态都受这个区域的控制。

不同的神经活动会产生不同的脑波模式，从而表现为不同的大脑状态。不同的脑波模式会发出不同振幅和频率的脑电波。例如，当脑波位于12到30Hz之间时，即Beta波，表示 大脑正处于专注状态。当脑波在8到12Hz时，即Alpha波，表明大脑正处于平静放松的 状态。除了脑波外，肌肉的收缩也会产生不同模式的波动，称之为肌电图。NeuroSky的设备可以检测到像眨眼等肌肉运动，从而在测量脑电波时可以把肌肉产生的电波过滤掉。

神经中电信号的传输并不像其在电线中那样穿行，也没有电源来补充电力。然而每根神经都会自己产生放电。每一次电信号到达神经末梢时，都会放出化学物质，告诉周围的神经 产生自己的电信号。这些电信号称之为“动作电位”，当神经产生电信号时，就会有相应的 脑波活动产生。

原子和分子都会产生正负电荷，这些带电粒子称之为离子，正负离子也像两个磁铁上的正负极一样连在一起。当没有信号传输时，神经会用脉把正离子输送到细胞外。这些脉需要 大量的能量因为正离子还要返回到目前带负电荷的细胞中。脉所需的能量来自于三磷酸腺 苷，三磷酸腺苷是把能量传输到全身肌肉的分子。

热力学第一定律表明能量只能被改变，不能被创造及消灭。脉上的能量就被存储为细胞核内外间的电荷差。但是当阳离子流动到细胞并消除了电荷差后，存储的能量就会以波动的 形式释放出来。正如海洋中小的波浪汇合成大的波涛一样，成千上万的神经同时活动也会 形成大的脑波。神念科技的设备就能测量得到这些脑波。大脑的可塑性就是神经之间可以产生新的连接，丢掉旧的连接。简单来讲，人们之所以可以把事物联系起来，是因为当神经同时活动时，它们就会联系在一起，反之亦然。当人根据NeuroSky（神念科技）的设备要求产生特定的脑电波时，就会不自觉的强化有益的大脑状态相关的神经群之间的联系。久而久之用户就能随心所欲的产生这些有益的大脑状态。

篇3：计算机科学前沿热点及发展趋势

关键词：信息技术,知识科学,智能技术,发展趋势

一、计算机科学前沿热点

(一) 信息处理技术

信息处理技术是当今计算机科学发展的重点, 目前计算机处理的信息可分为符号和数据, 因而一切要由计算机处理的对象首先是符号化和数字化。信息科学正在形成和迅速发展, 现在主要的研究课题集中在以下方面:信息源理论和信息的获取;信息的传输、存储、检索、转化和处理;信号的测量、分析、处理及显示;模式信息处理, 研究对文字、声音、图像等信息的处理、分类和识别, 研制机器图像和语音识别系统;知识信息处理, 研究知识的表示、获取和应用, 建立具有推理和自动解决问题能力的知识信息处理系统, 即专家系统;决策和控制, 在对信息的采集、分析、处理、识别和理解的基础上做出判断、决策或控制, 从而建立各种控制系统、管理信息系统和决策支持系统。

(二) 知识科学

知识进步是人类社会发展的永恒动力, 知识经济是推动其他经济发展的原动力, 知识产权关系国家命运。可见知识在计算机科学中发展的重要意义。计算机科学虽然是一门刚刚兴起的学科, 但它与数学、逻辑学、语言学、认知科学、心理学、哲学等关系相当大。目前知识科学主要的研究领域表现在:知识模型研究, 常识性知识研究;非规范知识研究, 知识处理的数学理论;知识获取理论和技术;知识科学和软件科学;基于知识的计算机艺术。

(三) 智能处理技术

从第一台电子计算机诞生至今, 其主要功能都是进行数值计算和数据处理。但随着基于符号的运算、推理逻辑的迅速发展和对人类大脑的思维形式的研究逐步清晰, 人们开始研制具有“智能”的计算机, 这是人工智能的基本思想。人工智能 (Artificial Intelligence, AI) 、人工神经网络 (Artificial Neural Network, ANN) 、遗传算法、逻辑学的高速发展构成了计算机科学发展新趋势。这些计算机科学的众多研究热点在我国国家自然科学、863计划、攻关项目等均有较大的投入。信息是计算机的源, 知识是信息的模型, 人工智能是知识挖掘的动力, 三者协调发展是非常必要的。

二、计算机发展趋势

(一) 智能化的超级计算机

超高速计算机采用平行处理技术改进计算机结构, 可以使计算机系统同时执行多条指令, 或同时对多个数据进行处理, 进一步提高计算机运行速度。超级计算机通常是由成百数千甚至更多的处理器构成, 能完成普通计算机和服务器所不能计算的大型的复杂任务。从超级计算机获得的数据分析和模拟成果, 能推动各个领域高精尖项目的研究与开发, 为我们的日常生活带来更多的便利。

(二) 新型高性能计算机问世

随着硅芯片技术的高速发展, 硅技术越来越接近了其自身的物理发展极限。因此, 迫切要求计算机从结构变革, 到器件与技术的革命这一系列的技术都要产生一次质的飞跃才行。新型的量子计算机、光子计算机、分子计算机和纳米计算机由此应运而生。

量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究, 量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。量子计算机是在量子效应基础上开发的, 利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态, 利用激光脉冲来改变分子的状态, 使信息沿着聚合物移动, 从而进行运算。量子计算机中的数据用量子位存储。

光子计算机是利用光子取代电子进行数据运算、传输及存储。光子计算机即全光数字计算机, 以光子代替电子, 光互连代替导线互连, 光硬件代替计算机中的电子硬件, 光运算代替电运算。在光子计算机中, 不同波长的光代表不同的数据, 可以对复杂度高、计算量大的任务实现快速地并行处理。光子计算机将使运算速度在目前基础上呈指数上升。

分子计算机体积小、耗电少、运算快、存储量大。分子计算机的运行是吸收分子晶体上以电荷形式存在的信息, 并以更有效的方式进行组织排列。由于分子芯片的原材料是蛋白质分子, 所以分子计算机既有自我修复的功能, 又可直接与分子活体相联。预计20年后, 分子计算机将进入实用阶段。

纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机。纳米技术是从20世纪80年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域, 最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子, 制造出具有特定功能的产品。现在纳米技术正从微电子机械系统起步, 把传感器、电动机和各种处理器都放在一个硅芯片上而构成一个系统。应用纳米技术研制的计算机内存芯片, 其体积只有数百个原子大小, 相当于人的头发丝直径的千分之一。纳米计算机不仅几乎不需要耗费任何能源, 而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。纳米计算机体积小、造价低、存量大、性能好, 将逐渐取代芯片计算机, 推动计算机行业的快速发展。

综上所述, 计算机技术主要朝着三个方向发展:一是向“快”的方向, 速度越来越快, 性能越来越高, 计算机的主频越来越快;二是向“广”度方向发展, 计算机发展的趋势无处不在, 应用范围更加广泛;三是向“深”度方向发展, 即向信息的智能化发展。

参考文献

[1]、张瑞.计算机科学与技术的发展趋势探析[J].制造业自动化, 2010 (8) .

[2]、蔡芝蔚.计算机技术发展研究[J].电脑与电信, 2008 (2) .

[3]、陈相吉.未来计算机与计算机技术的发展[J].法制与社会, 2007 (10) .

[4]、文德春.计算机技术发展趋势[J].科协论坛, 2007 (5) .

[5]、何文瑶.计算机技术发展态势分析[J].科技创业月刊, 2007 (5) .

篇4：计算机前沿讲座论文

这场讲座不仅吸引了大批中国传媒大学的师生，许多外校的同学也慕名而来，现场座无虚席，甚至有许多同学站着听完了讲座。苑利博士的讲座信息量大，深入浅出，幽默诙谐中却处处充满了对非物质文化遗产的深刻剖析与精辟理解，在座的听众无不拍案叫绝，现场气氛十分热烈。这让原本定为三个小时的讲座不得不延长了一个小时。

讲座分为讲解和现场提问两个环节。讲座过程中苑利博士向我们讲述了中国非物质文化遗产的现状及保护，让听众了解了那些不为人知的文化现象背后的奥秘，而苑利博士走遍全国对非物质文化遗产的实地探访也让听众们感受到了中国非物质文化遗产的浓郁地域色彩与独特魅力，苑利博士还举了大量鲜活有趣的例子：钻木取火的正确方式是什么？哈尼族的蘑菇房长什么样？“入窑一色，出窑万彩”的钧窑为何如此金贵…一妙语连连风趣幽默的讲解使活动现场气氛十分活跃。

三小时的讲解环节结束后，苑利博士也与在场学生进行了互动，同学们踊跃提问，表达了对非物质文化遗产的独特见解，苑利博士精辟的解答也使大家意识到作为新的一代肩上所应承担的文化传承责任。

篇5：学科前沿讲座

专业班级： 光信13-3_

姓 名： 朱家兴_

学 号： _10134425__

任课教师： 张国营

2016年 11月 11 日

量子计算与量子计算机

【摘要】量子计算的强大运算能力使得量子计算机具有广阔的应用前景。该文简要介绍了量子计算的发展现状和基本原理，列举了典型的量子算法，阐明了量子计算机的优越性，最后预测了量子计算及量子计算机的应用方向。

【关键词】量子计算；量子计算机；量子算法；量子信息处理 1.引言

在人类刚刚跨入21世纪的时刻！科技的重大突破之一就是量子计算机的诞生。德国科学家已在实验室研制成功5个量子位的量子计算机，而美国LosAlamos国家实验室正在进行7个量子位的量子计算机的试验【1】。它预示着人类的信息处理技术将会再一次发生巨大的飞跃，而研究面向量子计算机以量子计算为基础的量子信息处理技术已成为一项十分紧迫的任务。2.子计算的物理背景

任何计算装置都是一个物理系统。量子计算机足根据物理系统的量子力学性质和规律执行计算任务的装置【2】。量子计算足以量子计算目L为背景的计算。是在量了力。4个公设（postulate）下做出的代数抽象。Feylllilitn认为，量子足一种既不具有经典耗子性，亦不具有经典渡动性的物理客体（例如光子）。亦有人将量子解释为一种量，它反映了一些物理量（如轨道能级）的取值的离散性。其离散值之问的差值（未必为定值）定义为量子。按照量子力学原理，某些粒子存在若干离散的能量分布。称为能级。而某个物理客体（如电子）在另一个客体（姻原子棱）的离散能级之间跃迁（transition。粒子在不同能量级分布中的能级转移过程）时将会吸收或发出另一种物理客体（如光子），该物理客体所携带的能量的值恰好是发生跃迁的两个能级的差值。这使得物理“客体”和物理“量”之问产生了一个相互沟通和转化的桥梁；爱因斯坦的质能转换关系也提示了物质和能量在一定条件下是可以相互转化的因此。量子的这两种定义方式是对市统并可以相互转化的。量子的某些独特的性质为量了计算的优越性提供了基础。3.量子计算机的特征

量子计算机，首先是能实现量子计算的机器，是以原子量子态为记忆单元、开关电路和信息储存形式，以量子动力学演化为信息传递与加工基础的量子通讯与量子计算，是指组成计算机硬件的各种元件达到原子级尺寸，其体积不到现在同类元件的1%。量子计算机是一物理系统，它能存储和处理关于量子力学变量的信息【3】。量子计算机遵从的基本原理是量子力学原理：量子力学变量的分立特性、态迭加原理和量子相干性。信息的量子就是量子位，一位信息不是0就是1，量子力学变量的分立特性使它们可以记录信息：即能存储、写入、读出信息，信息的一个量子位是一个二能级（或二态）系统，所以一个量子位可用一自旋为1/2的粒子来表示，即粒子的自旋向上表示1，自旋向下表示0；或者用一光子的两个极化方向来表示0和1；或用一原子的基态代表0第一激发态代表1。就是说在量子计算机中，量子信息是存储在单个的自旋’、光子或原子上的。对光子来说，可以利用Kerr非线性作用来转动一光束使之线性极化，以获取写入、读出；对自旋来说，则是把电子（或核）置于磁场中，通过磁共振技术来获取量子信息的读出、写入；而写入和读出一个原子存储的信息位则是用一激光脉冲照射此原子来完成的。量子计算机使用两个量子寄存器，第一个为输入寄存器，第二个为输出寄存器。函数的演化由幺正演化算符通过量子逻辑门的操作来实现。单量子位算符实现一个量子位的翻转。两量子位算符，其中一个是控制位，它确定在什么情况下目标位才发生改变；另一个是目标位，它确定目标位如何改变；翻转或相位移动。还有多位量子逻辑门，种类很多。要说清楚量子计算，首先看经典计算。经典计算机从物理上可以被描述为对输入信号序列按一定算法进行交换的机器，其算法由计算机的内部逻辑电路来实现【4】。经典计算机具有如下特点：

a其输入态和输出态都是经典信号，用量子力学的语言来描述，也即是：其输入态和输出态都是某一力学量的本征态。如输入二进制序列0110110，用量子记号，即10110110>。所有的输入态均相互正交。对经典计算机不可能输入如下叠加Cl10110110>+C2I1001001>。

b经典计算机内部的每一步变换都将正交态演化为正交态，而一般的量子变换没有这个性质，因此，经典计算机中的变换（或计算）只对应一类特殊集。

相应于经典计算机的以上两个限制，量子计算机分别作了推广。量子计算机的输入用一个具有有限能级的量子系统来描述，如二能级系统（称为量子比特），量子计算机的变换（即量子计算）包括所有可能的幺正变换。因此量子计算机的特点为：

c量子计算机的输入态和输出态为一般的叠加态，其相互之间通常不正交；

d量子计算机中的变换为所有可能的幺正变换。得出输出态之后，量子计算机对输出态进行一定的测量，给出计算结果。由此可见，量子计算对经典计算作了极大的扩充，经典计算是一类特殊的量子计算。量子计算最本质的特征为量子叠加性和相干性。量子计算机对每一个叠加分量实现的变换相当于一种经典计算，所有这些经典计算同时完成，并按一定的概率振幅叠加起来，给出量子计算的输出结果。这种计算称为量子并行计算，量子并行处理大大提高了量子计算机的效率，使得其可以完成经典计算机无法完成的工作，这是量子计算机的优越性之一。

4.量子智能计算

自Shor算法和Grover算法提出后，越来越多的研究员投身于量子计算方法的计算处理方面，同时智能计算向来是算法研究的热门领域，研究表明，二者的结合可以取得很大的突破，即利用量子并行计算可以很好的弥补智能算法中的某些不足【5】。

目前已有的量子智能计算研究主要包括：量子人工神经网络，量子进化算法，量子退火算法和量子免疫算法等。其中，量子神经网络算法和量子进化算法已经成为目前学术研究领域的热点，并且取得了相当不错的成绩，下面将以量子进化算法为例。

量子进化算法是进化算法与量子计算的理论结合的产物，该算法利用量子比特的叠加性和相干性，用量子比特标记染色体，使得一个染色体可以携带大数量的信息。同时通过量子门的旋转角度表示染色体的更新操作，提高计算的全局搜索能力。

目前量子进化算法已经应用于许多领域，例如：工程问题、信息系统、神经网络优化等。同时，伴随着量子算法的理论和应用的进一步发展，量子进化算法等量子智能算法有着更大的发展前景和空间。

5.量子计算的应用

1.量子叠加态的计算魅力。在经典物理学中，物质在确定的时刻仅有确定的一个状态。量子力学则不同，物质会同时处于不同的量子态上。因为处于叠加态，这就意味着，量子计算一次运算就可以处理210=1024个数（从0到1023被同时处理一遍）【6】。以此类推，量子计算的速度与量子比特数是2的指数增长关系。一个64位的量子计算机一次运算就可以同时处理264=***709551616个数。如果单次运算速度达到目前民用电脑CPU的级别（1GHz），那么这个64位量子计算机的数据处理速度将是世界上最快的“天河二号”超级计算机（每秒33.86千万亿次）的545万亿倍。

量子力学叠加态赋予了量子计算机真正意义上的“并行计算”，而不像经典计算机一样只能并列更多的CPU来并行。因此在大数据处理技术需求强烈的今天，量子计算机越来越获得互联网巨头们的重视。

2.肖尔算法――RSA加密技术的终结者。1985年，牛津大学的物理学家戴维・德意志提出了量子图灵机模型的概念。随后贝尔实验室的彼得・肖尔于1995年提出了量子计算的第一个解决具体问题的思路，即肖尔因子分解算法。

我们今天在互联网上输入的各种密码，都会用到RSA算法加密。这种技术用一个很大的数的两个质数因子生成密钥，给密码加密，从而安全地传输密码。由于这个数很大，用目前经典计算机的速度算出它的质数因子几乎是不可能的任务。但利用量子计算的并行性，肖尔算法可以在很短的时间内通过遍历算法来获得质数因子，从而破解掉密钥，使RSA加密技术不堪一击。

量子计算机会终结任何依靠计算复杂度的加密技术，但这不意味着从此我们会失去信息安全的保护。量子计算的孪生兄弟――量子通信，会从根本上解决信息传输的安全隐患。

6.量子计算机的应用前景

目前经典的计算机可以进行复杂计算，解决很多难题。但依然存在一些难解问题，它们的计算需要耗费大量的时间和资源，以致在宇宙时间内无法完成【7】。量子计算研究的一个重要方向就是致力于这类问题的量子算法研究。量子计算机首先可用于因子分解。因子分解对于经典计算机而言是难解问题，以至于它成为共钥加密算法的理论基础。按照Shor的量子算法，量子计算机能够以多项式时间完成大数质因子的分解。量子计算机还可用于数据库的搜索。1996年，Grover发现了未加整理数据库搜索的Grover迭代量子算法。使用这种算法，在量子计算机上可以实现对未加整理数据库Ⅳ的平方根量级加速搜索，而且用这种加速搜索有可能解决经典上所谓的NP问题。量子计算机另一个重要的应用是计算机视觉，计算机视觉是一种通过二维图像理解三维世界的结构和特性的人工智能。计算机视觉的一个重要领域是图像处理和模式识别。由于图像包含的数据量很大，以致不得不对图像数据进行压缩。这种压缩必然会损失一部分原始信息 参考文献

1.王书浩，龙桂鲁.大数据与量子计算

2.张毅，卢凯，高颖慧.量子算法与量子衍生算法 3.Deutsch D，Jozsa R.Rapid solution of problems by quanturm computation[C]//Proc Roy Soc London A，1992，439：553-558

4.吴楠，宋方敏。量子计算与量子计算机

5.苏晓琴，郭光灿。量子通信与量子计算。量子电子学报，2004，21（6）：706-718

6.White T.Hadoop： The Defintive Guide，California：O’Reilly Media，Inc.2009：12-14

篇6：控制学科前沿讲座

班 级：

姓 名：

学 号：

日 期：

讲座学习小结

2013年5月2号 本学期学院为我们开设了控制学科前沿讲座，主讲老师是大家慕名已久的杨慧中老师，总的来说，通过对这门课或者说是讲座的学习，我对自动化这个专业的一些问题有了更深的了解，让我对专业的学习有了明确的方向和目标。以下本人选取一个方面进行学习小结。选题：

以地铁工程项目为例，描述其中涉及到哪些控制的理论和技术。

摘要:地铁工程项目管理是一个大系统,具有规模大、实施过程复杂的特点。项目计划的科学化与项目控制的有效性显得尤为重要。文章就地铁工程项目计划与控制的实践进行讨论和研究,阐述了地铁工程项目的计划与控制要点,从实践中去丰富项目管理的思想和方法。

关键词:地铁工程 项目管理 项目计划 项目控制

0 引言

地铁工程是一项庞大而繁杂的系统工程,具有工程技术含量高、施工难度大、组织管理复杂等特点。因此,地铁工程的施工单位一般都是在工期紧、任务重、矛盾多、压力大的情况下进行项目管理。而施工单位几乎全都是国家特大型施工总承包单位,过去对大型项目的施工和管理具有丰富的经验。但随着市场机制的转变,建筑业和基本建设管理体制改革的不断深化,大型施工单位的生产方式和组织结构必须进行深刻的变革,必须运用科学的项目管理体系,使管理水平更上一个台阶,做到更加科学化和规范化。实事求是地说,目前国内在建的一些地铁工程项目中,相当一部分施工企业离项目管理的标准差距还较大,管理模式陈旧,缺少创新,表现为效率低下,执行力微弱。特别是项目的计划与控制技术,更是缺少科学的手段和方法。这样便很难生产出优质的产品,无法满足经济增长的要求。现就地铁工程中的项目计划与控制技术进行讨论和研究。1 地铁工程项目的特点

1.1 地铁工程项目具有系统性

地铁工程项目是一个大系统[1]。项目的系统性主要表现在项目范围的系统性、项目目标的系统性和项目实施过程的系统性。其项目管理首先是管理系统的运行,体现项目管理的科学理论,应以系统论、控制论和信息论为基础,并细化到项目实施的组织、计划、指挥、控制和协调的有效性上来。因此,地铁工程的项目管理活动要建立系统观念,运用系统方法进行系统管理。1.2 地铁工程项目具有一次性

地铁工程项目和其它大多数建设项目一样,从项目的实施开始到最终产品完成之间,不会产生完全相同的任务,也不容许重复,更不允许推倒重来。这也给地铁工程项目管理带来了较大的风险。只有充分认识这一特点,才能有针对性地根据项目的特殊情况和要求进行科学、有效地管理,以保证地铁工程的一次成功。1.3 地铁工程项目的空间固定性

地铁工程项目具有空间固定性。规划与设计的线路与地点一旦敲定,项目实施过程不管遇到什么障碍和阻力,均不会轻易改动。因为一个站台点的改动,牵一发而动全身,投资额将会成倍增加。那么对项目管理的要求更为严格,不管多大困难均要进行克服,确保按计划完成工作量,严格进行过程控制达到目标。1.4 地铁工程项目具有高投资性 地铁工程项目均是投资额巨大的项目,少则几十亿,多则过百亿。这就要求项目建设只能成功、不能失败,否则将带来严重后果,对地方或城市的经济发展带来巨大影响。

1.5 地铁工程项目具有较长的周期性

地铁工程项目由于规模大、工作量繁多、技术复杂、专业面宽。因此,其项目的周期也较长,从开工到运行一般需要3~5年时间,要求项目管理者在进行管理时具有长期作业的意识,计划应周详,过程控制应严谨,能承上启下。2 地铁工程项目计划

根据以上地铁工程项目各特点。施工企业应制订详细的工程项目的施工计划。2.1 地铁工程项目计划制订的必要性

项目管理的首要目标是制订一个构思良好的项目计划[2]。对于地铁工程,特别是在作出影响项目整个过程的主要决策的初始阶段,由于项目管理非同于作业,它很少具备重复性,它是一个创造性的过程。项目早期的不确定性很大,所以项目计划必须逐步展开和不断修正,这又取决于能否适当地对计划的执行情况作出反馈和进行控制。一个完善的项目计划可以将失败概率降至最低,将风险控制在一个合理的水平之上,还可以最大限度地保证在预期的时限内达到预期的效果。2.2 地铁工程项目计划制订时应考虑的因素 1)项目计划应具有可调性。即在制订进度计划时必须留有一定的余地。必须充分考虑到项目实施过程中的交叉,尽量避免冲突和干涉。能够根据预测到的变化和实际存在的差异,及时作出调整。

2)项目计划应具有创造性。充分发挥与利用想象力和抽象思维的能力,对分包商和业主进行充分的了解和掌握,通过创造性地管理和协调,满足项目发展的需要。

3)项目计划应具有分析性。以项目为核心,研究其内外部的各种因素,及时发现各种不利及有利因素。确定各种变量和分析不确定的原因。

4)项目计划应具有响应性。项目计划要以工程小组为核心,注意并行小组之间项目计划的协调。能及时地对项目实施过程中存在的问题作出快速反应,确定问题所在,提供计划的多种可行方案。

2.3 地铁工程项目WBS(WorkBreakdownStructure)为方便制订完善的网络计划,必须对项目工作进行分解[1]。地铁项目工作分解结构举例如图1。地铁工程的项目控制

3.1 地铁工程项目控制的涵义

所谓控制就是为了保证系统按预期目标运行,对系统的运行状态和输出进行连续的跟踪观测[3],并将观测结果与预期目标加以比较,如有偏差,及时分析偏差原因并加以纠正的过程,所以说项目的控制过程是极其复杂的。项目控制示意图见图2。

3.2 地铁工程项目控制的内容、目标及依据

地铁工程项目的控制内容绝不是简单的动力学上所说的控制,它需要许多不同的变量表示项目不同的状态形式。地铁工程项目往往有好多项作业同时进行,它的形态是多维的,其变量较难量测。同时由于地铁工程自身的特点及高度的社会影响力,除了要求地铁工程项目管理要超出常规的质量、进度、成本三大基本目标与任务外,还应增加安全控制和合同控制两大基本任务,即地铁工程施工项目管理需完成五大主要任务:进度控制、成本控制、质量控制、安全控制、合同控制。具体描述见表1。

3.3 地铁工程项目控制主要方法 1)会议制度。项目开始后,为了有效地控制项目,地铁指挥部会在各个重要的时间节点召开关键会议。会议的主要内容是总结上一阶段工作、分析问题、提出建议和要求。关键会议也是协调不同学科、不同工作小组、承包商和供应商之间的工作任务的重要手段。项目部还可利用此会议请求相关单位为项目解决一些靠自身无法解决的问题。这种会议是项目控制系统的润滑剂,同时项目部自己内部的各种例会也极为重要。

2)信息文件控制制度。加强信息文件管理也是项目控制的一项重要方法,如重要问题讨论的书面材料、专家论证会会议资料、所有的会议记录、完善的文件档案、文件的分发制度等。3)外联工作的重要性。传统的项目管理中,几乎不存在外联问题,但地铁工程大部分位于市区,作为岩土工程施工,将不可避免地引起环境工程地质问题,其表现为房屋和道路的变形或损坏,由此引起的纠纷和突发事件此起彼伏,修复、赔偿等问题的处理情况也严重影响项目的施工节点。因此,加强外联工作,消除和减少项目的外因影响已成为项目控制的又一种方法。结论

1)地铁工程作为大型工程项目,项目计划与项目控制是该工程项目管理的重要内容。在对项目进行科学的计划条件下,对实施过程进行自始至终的、随时随地的和全面的控制是确保项目成功的关键。

2)项目计划与项目控制的关系体现在计划控制中。它们之间存在着一种紧密的关系,计划实现的保障是由控制来承担的;同时它们还是彼此互为条件的,即没有控制的计划是毫无意义的,而没有计划的控制则是无法实现的。

3)对于地铁工程项目,必须重视项目计划和项目控制的实践性,真正地去完善项目管理行为。地铁工程项目中新的问题和事件层出不穷,一些传统的项目管理模式已经很难凑效。因此,要求在地铁工程项目管理实践中还要进一步丰富项目管理知识体系,以便更快提高项目管理水平,创造更为优质的产品。

参考文献

篇7：学科前沿讲座 心得

郝倚天 2011021142

报告人：电子工程学院 张福贵老师 地点：1104 时间：2014年12月1日（星期一）14:00 本次讲座，张老师首先介绍了气象雷达的发展历史，接着介绍了相控阵雷达的相关情况，最后详细介绍了数字信号处理在气象雷达中的应用。

一、气象雷达发展概况

美国在80年代初开始研制全相干脉冲多原普勒天气雷达，1988年开始批量生产，并由此组成的美国下一代天气雷达网(NEXRAD)作为美国气象现代化的重要组成部分开始实施。WSR-88D多普勒天气雷达不仅提高了探测能力，还具备了获取风场信息的功能，并提供了丰富的监测和预警产品。2000年NEXRAD业务布网完成，包括了158部业务雷达，分布在美国本土以及近海和岛屿，雷达间的最大距离为250海里。NEXRAD网的布设，大大提高了对灾害性天气，尤其是暴雨的预报能力，对龙卷形成前奏-中尺度气旋和机场附近的下击暴流的识别具有特殊的能力。上世纪末，美国开始NEXRAD Open System的改进工作，重点在双线偏振技术的引入和数据网络结构的改进。计划在2010年完成WSR-88D雷达的双线偏振雷达改造。

加拿大自1998起的6年时间内完成了“国家多普勒雷达计划”，主要沿人口密集、灾害性天气频发并造成巨大灾害的海岸线布设了30部多普勒雷达，其中11部多普勒雷达是完全新建的，其余19部则是原有的常规雷达翻建成具有多普勒雷达功能的。雷达的有效探测距离为240 km，多普勒模式下为120 km。目前加拿大正在进行将多普勒模式下的作用距离加大到240 km的技术开发。雷达网的建成，使得对龙卷的预报从几乎不可能到提前15~20 min，对风暴位置和雨雪量级做出了比以前更为准确的预报。欧洲国家由于国土紧密相连，采取联合方式建立雷达网，使雷达探测资料在天气预报中得到充分利用。从1970年代后期，欧盟COST-72(Cooperative in Science and Technology Project 72)项目开始实施并持续了6年，至1980年代中后期的COST-76项目，欧洲形成了世界上两大雷达网之一，共有130多部雷达，其中一半具有多普勒雷达能力，并建立了风廓线雷达网，进行欧洲大面积降水监测和风廓线观测。COST717项目的主要目的是对先进的雷达信息进行评估、演示和记录，如将径向速度、垂直风廓线、反射率、估算出的降水等作为参数，对数值天气预报和水文模式进行评估。

二、相控阵天气雷达

相控阵多普勒天气雷达，主要优势是可以提高获取资料的时间分辨率、进一步提高探测能力。一般雷达均基于机械扫描体制，这种扫描方法一般在6 min内完成14层的扫描，对于快速变化的中小尺度天气过程如冰雹、龙卷、微下击暴流、风切变等过程，用这种传统的方法很难同时满足高时空分辨探测天气过程三维结构和发展演变的需求。

相控阵天气雷达快速而精确地转换波束的能力使该雷达能够在1 min内完成全空域的扫描，同时获取大量的气象信息。所采用的阵列天线是由大量相同的辐射单元组成的孔径，每个单元在相位和幅度上是独立控制的，能得到精确可预测的辐射方向图和波束指向。若干个固态发射机通过功分网络将能量分配到每个天线单元，移相网络又控制每个天线单元的初相位，通过大量独立的天线单元将能量辐射出去并在空间进行功率合成。接收时，各天线单元将接收到的目标回波信号进行相位相加进入接收机。回波信号经接收机放大、滤波后进入信号处理机进行多种模式的信号处理。对信号处理机提取的气象数据进行二次处理得到气象预报需要的气象要素资料。相控阵天气雷达具有常规天气雷达所不具有的许多优点：可以实现跳跃式电扫描波束和天线方向图形状的自适应控制，从而实现多功能探测能力；可充分地将雷达时间和能量资源应用于微弱目标探测能力、目标数据率、分辨率、精度等等技术性能上，因而具有能对付多目标、机动性强、反应时间短、功能多、数据率高、抗干扰能力强、可靠性高等特点。相控阵雷达跟踪孤立的目标是成熟的，但相控阵天气雷达对分布体目标的强度场和速度场的探测能力有待研究；即使是技术上可行，相控阵天气雷达的阵面天线造价十分昂贵，近期在发展中国家难以实现业务化和组网。

三、数字信号处理的应用

雷达信号处理则是为完成雷达数字信号检测和信息提取功能所采取的实施手段。物体的反射回波是微弱的高频信号,经过变频、放大和滤波等处理变成具有一定强度的模拟信号（时间上连续，幅度上可为任意实数值）。数字处理须采用模拟-数字转换器,把模拟信号转换成为数字信号（时间上离散，幅度上分层），然后进行各种运算和处理。早期的雷达信号处理，几乎全部是模拟的。50年代出现利用计算机进行信号处理的雷达系统。这是雷达数字信号处理的开端，功能还仅限于自动检测。

同模拟信号处理相比，采用数字信号处理的优点是：①把许多功能综合设计在一部处理机中，可以根据外来指令或预先编好的程序灵活地选择和组合使用。②精度仅与字长有关，不像模拟处理那样，性能与使用人员的调整有关，因此性能稳定可靠。③有利于高速大规模集成电路的应用，从而可使信号处理机的重量减轻和体积缩小。同其他领域的数字信号处理相比，雷达数字信号处理的特点是信号带宽大,因而采样率高,并且实时输出。因此，单位时间内的处理量（或称吞吐率、解题率）极大。

数字转换器把模拟视频信号转换成数字信号,从原理上可分为三个步骤，即采样、保持和分层。在脉冲雷达中，数字信号处理可划分为周期内处理和隔周期处理两大部分。周期内处理是指对一个周期之内的回波脉冲进行匹配或最佳滤波处理，使单个脉冲的信-噪比达到最大;隔周期处理是指对多个周期中回波脉冲串的复包络进行匹配或最佳滤波处理，使整个脉冲串中某时刻的信－噪比达到最大。对于周期内处理，采样周期应小于或等于测时延（距离）的分辨单元。对于隔周期处理，采样周期可以长达一个重复周期。

数字信号处理可分为四类，即线性非时变、线性时变、非线性非时变和非线性时变。在理论上最容易解决的是线性非时变型的处理。这一类型的模拟处理用线性常系数微分方程描述，从而可以用傅里叶级数或傅里叶变换求解。同样，这一类型的数字处理可以采用线性常系数差分方程描述,从而可以用Z变换或离散傅里叶变换求解。

采用状态变量法解决线性时变型数字处理的分析问题效果较好。这种方法尤其适用于利用电子计算机进行仿真分析。关于含有非线性性质的数字处理，只能对特定问题进行计算机仿真计算，而不能应用叠加原理。

篇8：计算机前沿讲座论文

关键词：计算机科学 技术 前沿展望

一、引言

随着计算机的产生及科学技术的不断发展，计算机科学技术已经成为现代人生活中的重要组成部分，并在现代人的生活和学习中占据了重要的思维。计算机的出现及发展改变了人类生活的各方面，不仅在很大程度上提升了人们的生活水平和质量，更推动了人类文明的进步。未来的计算机科学将朝着更加多元化的方向发展，它已经成为能够体现一个国家综合实力的重要内容。

随着互联网络技术的不断发展，现代人的生活发生了巨大变化，人们可以通过互联网足不出户就能获取很多信息。例如：获得期刊文献、获得各种资讯、了解天气状况、各种新产品的信息、世界经济及军事的发展趋势等。每当人们在悠闲地环境中感受着扑面而来的各种层出不穷的电子新产品时，计算机科技的发展不仅彻底改变了人们的生活与工作习惯，更促进了人类社会进一步发展，使得地球村的实现逐渐成为一种可能。

二、计算机科学技术的发展历程

目前，只要人们登录各大新闻网站的科技板块，就会发现各种新型的电子产品已经占据这些板块的大半江山。这些电子产品是如何发展成这样的先进状态，未来它们又将朝着哪个方向发展呢？计算机科学技术的发展史说明了这一切。

人类计算机科学技术的发展经历了算盘、帕斯卡计算器、布莱尼茨机械计算机、巴尔其的差分机、阿塔那索夫-贝利计算机、ENIAC计算机等的发展。人类直至1946年2月14日产生了ENIAC，计算机才正式投入使用，人类才正式进入电子计算机时代。它原本是为了计算导弹而设计的，但是由于其设备的造价十分昂贵，只能局限于在军事领域使用。直至1982年，人类第一台个人计算机产生，计算机才逐渐走向普通家庭和一些中小企业。到目前为止，我国大多数的家庭已经完全拥有了先进的计算机设备，例如：台式机、笔记本、智能手机等，这些先进的现代计算机科学技术已经逐渐渗透到人类生活的方方面面中。

三、现代计算机科学技术的发展所具有的特性

（一）计算机科学技术具有广泛性

随着计算机科学技术的不断发展和互联网时代的到来与发展，人们的生活已经随着计算机的广泛普及而发生了颠覆性的改变。越来越多的个人和企业通过计算机来解决一些生活和学习中遇到的实际问题。例如：人们足不出户就可以浏览世界风光、网络购物。再例如：一些企业可以通过计算机的超级强大运算能力代替了人类对商业数据和信息的分析与处理。计算机这棵参天大树已经逐渐渗透到人类的政治、经济、文化、商业、军事等多个领域中，对人类社会的发展和现代文明的进步产生了广泛性的影响。

（二）计算机科学技术具有智能性和专业性

随着计算机使用的越来越广泛，科学技术也在不断发展。特别是微电子、集成电路、半导体晶体管等技术上取得了重大的成就，计算机也正向着智能性和专业性的方向发展。例如：计算机可以根据不同的使用者的需要来对计算机进行各种更新与改装，有的还可以为用户量身定做各种台式计算机和笔记本电脑，这充分体现出计算机在应用领域中更为人性化的一面，也充分显示出计算机在个应用领域的专业性。

（三）计算机科学技术具有实用性

在现代人的日常生活中，人们可以通过计算机网络更加快捷、更加广泛的获得多方面的信息，并以此为契机来提高个人的精神生活的质量。另外，计算机在工业中的运用也是不可忽视的。工业生产中的自动化过程、辅助设计过程、信息管理、集成制造等方面的完成都是由计算机的通信技术和程序编程来实现的。在教育方面，计算机的实用性更为突出。例如：现代教育中教师充分利用计算机来完成课堂教学，不仅丰富了学生的课堂，更提高了教学效率。

四、计算机科学技术的发展趋势

（一）生物计算机

随着生物技术的不断发展和进步，一种建立在脱氧核糖酸基础上的分子计算机正在逐步演变成现实，已经有科学家实现了使用脱氧核糖酸进行简易的数据计算和存储的操作。它主要是采用蛋白质分子构成的生物芯片作为集成电路板，因此具有机构小、集成密度高等特点，运算速度比现代最先进的计算机要快一万倍。同时它还具有自我修复的功能。

（二）光子计算机

这是一种以光信号进行逻辑运算的计算机，它是由集成光路、激光器透镜等组成的。它具有耗能低、速度快、计算能力强的特点。

（三）量子计算机

这是一种根据原子或者原子核的量子力学的特性进行工作的。它是建立在量子效应构建的一个完全以量子为基础的计算机。它主要通过链状分子聚合物来表示0和1这两种二进制状态。量子计算机最大的特点是每秒计算可达一万亿次，并具有类似于人脑的容错性，一旦系统出现故障原始數据能够自动绕过出错部分继续计算。

总之，计算科学技术的不断发展将人类文明带入了一个新的高度，它的发展将为人们的生活带来重要改变。

参考文献：

[1]王晓丽.计算机科学技术的研究与发展[J].黑龙江科技信息，2011（30）

[2]张瑞.计算机科学与技术的发展趋势探析[J].制造业自动化，2010（08）

[3]邱志明.探索计算机科学与技术的发展趋势[J].黑龙江科技信息，2011（16）

作者简介：

王珊珊（1980.11.18～）讲师 硕士，研究方向：计算机科学技术与应用，毕业院校：吉林大学。工作单位：吉林工商学院信息工程分院

王利宁（1979.11.14 ）工程师 硕士 研究方向：自动控制及自动化，毕业院校：吉林大学 工作单位：吉林大学生物与农机工程学院。