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11月30日晚，南京千亿体育登录高性能计算中心主任、高级工程师盛乐标博士给同学们讲解了高性能计算与人工智能的融合与发展。本次授课分为“高性能计算（HPC）”、“人工智能（AI）”和“高性能计算和人工智能的融合和发展”三部分，盛老师从并行计算、超级计算机的构成讲起，到高性能计算在科研领域的具体应用，然后介绍高性能计算如何与前沿的人工智能相结合，详细地向大家介绍了计算领域的前沿和热点。

图1：本次课程主题

首先，盛老师向同学们科普了科学研究的三种手段：理论、实验、计算，并介绍了高性能计算机的概念和用途，高性能计算机是计算处理能力最强大的计算机，可以预测和发现客观世界运动规律和演化特性的全过程。紧接着，盛老师介绍了如今科研中挑战性问题的六种特征：尺度超大（宇宙模拟、地球模拟、互联网）、时变超快（海啸、飓风、地震模拟）、过程超危险（核爆炸模拟、核反应堆模拟）、尺度超小（粒子物理、基因工程）、时变超慢（人类起源演变、气候变化预测）和过程超昂贵（大型风洞、汽车碰撞试验），上述问题都可以利用高性能计算的方法协助解决。

为了方便同学们理解，盛老师举了汽车撞击仿真模拟和鸟撞击模拟两个工程上的例子，通过将物理模型网格化，在每个网格中计算控制方程，从而模拟撞击过程，这极大地降低成本。人类对高性能计算的需求是永无止境的，通过高性能计算的帮助，研究人员可以将研究向微观深入、向宏观扩展、向极端条件发展。

图2：盛老师在向同学们授课

    随后，盛老师具体介绍了如今热门的人工智能。在1956的达特茅斯会议，人工智能概念被首次提出，其可分为强弱两类，前者要求让机器具有观察和感知能力，能做到一定程度的理解和推理，而后者要求机器具有自适应能力，可以解决一些从没遇到过的问题。机器学习是人工智能的一个子集，其目的是从已有数据、经验中学到一种能力，使机器能够像人类一样执行某项任务。深度学习是目前最热门的机器学习算法，其灵感来源于人类大脑的工作方式，是利用深度神经网络来解决特征表达的一种学习过程，但该方法过于依赖硬件，且需大量时间和数据来进行训练。

之后，盛老师向同学们讲解目前高性能计算和人工智能的融合和发展。高性能计算的优势在于精确度，因此大多应用于科学计算领域，而人工智能的应用场景通常会对速度有更多的要求，并采用经验研究模式，这导致精确度有待提升。二者可通过基础架构和算法两个层面进行融合，比如通过算法创新将科学计算引入到深度学习框架中，或者利用HPC去辅助验证AI的结果。如今科学研究已进入第四范式：“数据密集型科学发现”，研究人员逐步降低了对因果关系的渴求，更注重数据之间的相关关系。

此外，在10月19日的第一堂课时，盛老师带领同学们参观了位于蒙民伟楼一楼的南京千亿体育登录高性能计算中心。盛老师向大家介绍了南京千亿体育登录高性能计算中心的发展历史、承接任务以及运转情况。同学们看到集成的大型计算机时，无不感叹于其强大的计算功能。

图3：盛老师带领大家参观高性能计算中心（10月19日）

最后，盛老师还向大家简介了高性能计算在各个学科中的具体应用，并和大家一起畅想未来：高性能计算、边缘技术、AI和5G的融合，社交、移动、分析和云平台的融合。在这个信息爆炸、算法层出不穷的时代，高性能计算将持续推动科研的发展。