大学计算机基础教程:面向计算思维与新工科

1.1计算机技术与“四新”教育

1.1.1计算机技术催生新一轮科技革命

近代以来，随着计算机技术的飞速发展，世界科技革命潮起潮涌，科学技术的发展速度从来没有像现在这样达到如此惊人的地步。计算机技术不仅改变了人类的生活方式和社会经济的发展模式，更是促进了科学技术的突飞猛进。从工业革命到互联网时代，到今天的移动互联网，再到人工智能与大数据，人们不断面临新的科技革命的挑战。

2016-2017年，谷歌的AlphaGo战胜了多位人类顶级围棋棋手，开启了人工智能的一个新阶段。AlphaGo和IBM制造的在20世纪打败国际象棋大师卡斯帕罗夫的“深蓝”超级计算机不同，是由谷歌2014年收购的英国人工智能公司DeepMind开发的一套神经网络系统。它由多个数据中心组成，每个数据中心内都有多台超级计算机，就像人的大脑是由神经元组成的，这也是这种机器学习架构被称为神经网络的原因。

2019年5G技术的诞生，再次颠覆了通信技术的革命，特别是华为MATEX和三星GalaxyFold折叠屏手机的出现，引领了新一轮手机形态的革命，小米以物联网为核心的智能家居生态日益成熟，谷歌、百度自动驾驶汽车不断上路实测，亚马逊、微软、苹果等公司凭借核心技术继续领先全球科技界，引发国内外高科技企业的竞争。

特别是改革开放以来，我国科技事业的发展进入了快车道，总体说来，呈现出科技创新能力提高、科技人才资源雄厚、科技资金来源多元化、民生科技产业兴起等发展态势，综合国力和国际竞争能力逐渐增强，经济也进入了飞速发展期，打造出了属于我们的经济模式与高科技产业。我国已在“北斗”卫星导航系统、量子通信、探月工程等诸多方面取得了重大突破，在尖端技术的掌握和创新方面已经建立起坚实的基础，许多重要领域已走在世界的前列。但同时，在一些先进技术上，我国与部分发达国家相比，尚存在一定差距，还面临如芯片等关键零部件制约科技发展的核心技术的“卡脖子”难题。为此，我们需要坚持“破解瓶颈制约、攻克关键技术、提升原创能力、抢占科技前沿”发展理念，着力提升致命短板技术、关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术和颠覆性技术的突破能力，不断促进知识创新体系、技术创新体系、区域创新体系和国防创新体系中的有效互动，其中的重要一环就是培养和造就大量致力于电子信息、人工智能和大数据等新一代信息技术的从业人员。

新一轮科技革命和产业变革正在引发世界格局的深刻调整，将会重塑国家在全球的竞争力，重构人们的生活、学习和思维方式。人工智能、大数据、区块链、5G技术等新一轮科技革命核心技术的出现，既为各个领域研究能力跨越式提升提供了更高效的技术工具，同时也进一步加剧了未来学科体系的交叉、融合与新生。对于当代大学生来说，无论学习何种学科、专业，掌握基本的信息技术知识，能够运用信息技术解决本专业的问题，了解各类计算新技术对本学科的影响以及与本学科的交叉融合，都是非常必要的。

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