2021年高考语文一轮现代文专题复习-- 超级计算机专练

1 超级计算机专练 阅读下面的文字，完成 4～6 题。 材料一： 超级计算机最早出现在《1929 年纽约世界报》的报道中，超级计算机的完整定义是“由 超过百个处理器组成的，能够完成普通 PC 机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机”。 超算领域的国际竞逐并非只有一个维度，而是运算速度、体系规模、产业应用的协同共 进，中国超算研发的全面崛起，是建立在强悍的计算个体芯片、先进的运算管理技术、可靠 的操作系统支持基础之上的。现今，超算领域的最强争夺，已是中国、美国、日本和欧洲的 竞争，几乎没有哪一方能长久保持超算速度之冠。不过，中国超算的研发实力已经跻身世界 第一阵营。 2018 年 8 月 5 日，国产超算研制向着皇冠又迈进了一步：神威 E 级超算原型机在国家 超算计算济南中心完成部署，并正式启用。可以预期，中国超算未来可以赢得很多世界第一， 但这并不表示可以赢得未来。 长期以来，国内更关注升级技术，做好产品，很少去想如何提出一个好的问题。很多基 础概念都是别人提出来的，别人设立这个跑道，我们在上面跟着跑。我们很少找出问题和逻 辑的源头，所以，哪怕中国超算的研发实力已经十分强大，但未能提出更多真正有价值的问 题，也就不能真正掌握未来，因为伟大的创新往往源于一个绝佳的问题。 （摘编自 2018 年 8 月刊总第 4 期《中国工业和信息化》） 材料二： 为进一步在与各国的高性能计算竞争中取得先机，我国将百亿亿次（E 级）超级计算机 及相关技术的研究写入国家“十三五”规划，希望在 2020 年左右实现这一宏伟研究计划。 在 2016 年启动的国家“十三五”高性能计算专项课题中，国防科技大学、中科曙光和江南2 计算技术研究所同时获批开展 E 级超级计算原型系统的研制工作，形成了“三头并进”的局 面，拟通过赛马机制打造我国自主的 E 级超算系统。 高性能计算是一门典型的交叉学科，其内容涉及计算机科学、计算数学、行业应用知识。 我国高性能计算的研发人才具备相当实力，不但勤苦且在研发中有突出贡献，但应用人才相 对短缺，特别是缺乏应用软件和系统软件方面的专业人才。主要原因在于培养相关人才的门 槛高、专业性强，学科交叉协作还未形成风气，缺乏鼓励学科交叉合作的具体机制和组织保 障。 因此，培养高素质跨学科人才显得尤为迫切，应建立长期的人才培养战略，通过科普让 更多年轻人接触、了解高性能计算，同时扩大设置“高性能计算理论+多学科应用课程”的 高校范围，加大对“懂计算懂专业”的复合型人才的培养力度，大力推动该领域多学科的交 叉融合。要加强课程建设，师资队伍建设还要拓宽人才培养渠道、结合实践培训用户来解决 人才不足问题。 （摘编自 2018 年 6 月 12 日《世界科技研究与发展》） 材料三： 美国能源部表示将拨款五亿元给英特尔公司和克雷公司，以共同建造美国首台可实现每 秒百亿亿次浮点运算的超级计算机（简称 E 级运算）“极光”。“极光”预计 2021 年交付，将 主要用于推进科学研究，促进新发现。 美能源部表示，“极光”将建在能源部下属的阿尔贡国家实验室内，目标是促进科学创 新、引领新的技术能力，进一步提升美国在全球的科学领导地位。 美国能源部部长里克·佩里 19 日在阿尔贡国家实验室举行的新闻会上说：“实现百亿 亿次计算，对于提升美国科学界的研发能力以及改善普通美国人的日常生活至关重要，“极 光”及新一代百亿亿次超级计算机可将高性能计算和人工智能技术用于癌症研究、气候模拟3 等领域，基于百亿亿次超级计算机的创新将对社会产生难以置信的重大影响。” 英特尔首席执行官鲍勃·斯旺则表示，人工智能与高性能计算的融合不仅是解决世界重 大挑战的机遇，也是经济发展的重要催化剂。 中国目前已走在 E 级超算研制的前沿，据悉，由中国国防科技大学牵头的“天河三号 E 级原型机系统”已在国家超级计算天津中心完成研制部署，并于 2018 年 7 月 22 日顺利通过 项目课题验收，其将逐步进入开放应用阶段，预示着中国 E 级超算将很快进入实质性研发阶 段。 《纽约时报》的报道称，名为“顶点”的超级计算机，去年在每年排两次的全球超级计 算机 500 强榜单重夺第一名。此前，这一位置已被中国占据 5 年。但中国在上榜数量上领先 ——中国有 227 台超级计算机上榜，而美国只有 109 台。 （摘编自 2019 年 3 月 19 日美国能源部网站） 4. 下列对材料相关内容的理解，不正确的一项是（ ）（3 分） A. 超级计算机处理器众多，完成的课题复杂，运算速度快,、体系规模大，应用范围广。 B. 超算领域竞争激烈，中国很难长久保持速度之冠，但研发实力已跻身世界第一阵营。 C. 中国只有及早规划积极实施高性能计算的研发布局应用拓展，才能确保取得竞争先机。 D. 美国能源部将拨款给一些公司，以便共同建造美国首台名为“极光”的超级计算机。 5. 下列对材料相关内容的概括和分析不正确的一项是（ ）（3 分） A. 中国 E 级超算未来可期，因为同时启动三家研发单位，拟通过赛马制打造自主系统。 B. 中国超算发展令人鼓舞，但又让人担忧：未来能获第一，可未必就能赢得最好的未来。 C. 高性能计算研发很重要，应用更重要，因而要加大培养交叉综合的复合型人才的力度。 D. 中国超级计算机上榜数量领先，已部署将进入开放应用阶段的 E 级原型机系统的研制。 6. “中国超算的研发实力已经跻身世界第一阵营”的原因有哪些方面？请结合材料简要分4 析。（6 分） 4. C【解析】C 项“中国只有及早规划积极实施高性能计算的研发布局应用拓展，才能 确保取得竞争先机”错误，结合原文材料二“为进一步在与各国的高兴计算竞争中取得先机， 我国将百亿亿次（E 级）超级计算机及相关技术的研究国家‘十三五’规划，希望在 2020 年左右实现这一宏伟研究计划”来看，说法太绝对。 5.C【解析】C 项“高性能计算研发很重要，应用更重要”，属无中生有，原文没有如此 说法，更没有将高性能计算研发和应用二者进行比较，原文中只有“培养高素质跨学科人才 显得尤为迫切，应建立长期的人才培养战略，通过科普让更多年轻人接触、了解高性能计算， 同时扩大设置‘高性能计算理论+多学科应用课程’的高校范围，加大对‘懂计算懂专业’ 的复合型人才的培养力度，大力推动该领域多学科的交叉融合”相关内容。 6. ①国家方面:国家战略部署有效;②国际方面:超算领域世界性竟争的推动;③科研单 位：多个单位的协同共进;④研发人员:研发人员勤苦且有突出贡献。 阅读下面的文字，完成 4～6 题。 材料一： 量子计算机是一种全新的基于量子理论的计算机，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。当某个装置处理和计算的是量子信息， 且运行的是量子算法时，它就是量子计算机。 量子计算机处理数据不像传统计算机那样分步进行，而是同时完成，这样就节省了不少 时间，适于大规模的数据计算。传统计算机要分解一个 129 位的数的质因数，需要 1600 台 超级计算机联网工作 8 个月；而如果用量子计算机，只需 1 台，在几秒钟内就可以得到结果。5 对于目前多变的信息，量子计算机能够从中提取有效的信息进行加工处理，使之成为新 的有用的信息。量子信息的处理，先需要对量子计算机进行储存处理，之后再对所给的信息 进行量子分析。运用这种方式能准确预测天气状况，目前传统计算机预测天气状况的准确率 达 75%，但是如果运用量子计算机进行预测，准确率能进一步上升。 随着信息产业的高度发展，所有的电子器件都在朝着小型化方向发展。作为传统计算机 物质基础的半导体芯片由于晶体管和芯片受材料的限制，其体积的减小是有相应的限度的。 而每个量子元件尺寸都在原子尺度，由它们构成的量子计算机，其体积相比传统计算机会大 大缩小。 量子计算机由于具有不可克隆的量子原理，不会遭病毒攻击而导致电脑瘫痪、个人信息 被窃取。还有，当量子计算机系统的某部分发生故障时，输入的原始数据会自动绕过，进入 系统的正确部分进行正常运算。 由于存有一定的科技上的难题，所以，迄今为止，世界上还没有真正意义上的量子计算 机。但是，世界各地的许多科学家正在以巨大的热情追寻着这个梦想。 （取材于 360 百科、百度百科） 材料二： 30 多年前，物理学家费曼提出利用量子构建计算系统。如今，科学家正在验证这一设 想。近日，中国计算机学会青年计算机科技论坛发起了一次线上分享会，探讨量子计算机的 技术发展路线和前景。 分享会的主讲者之一、合肥本源量子计算科技有限责任公司副总裁张辉认为，量子计算 并非“玄学”，在激光、超导等领域，人们已经广泛应用了量子的特性。不同的是，此前的 应用多在宏观层面，而量子计算则要在微观层面上实现控制，这其中有着很大的难度，是影 响量子计算机面世进程的一个因素。6 与超级计算机相比，量子计算机有何特别之处呢？ “如果用超级计算机实时规划最优路线，极限是控制几百辆汽车。未来的智慧交通要同 时计算几十万辆车的出行路线，在理论上量子计算机能做到。”张辉说。 经典计算机用 0 和 1 储存与处理数据。量子计算机的神奇之处在于，它的基本计算单元 ——量子比特可以同时是 0 和 1，即允许“叠加态”共存。这让其拥有强大的并行计算能力。 举个例子，假如在 800 万本书里找一个单词，经典计算机一本本地搜索，而量子计算机则分 身为 800 万台计算机同步搜寻。因此有人说，在量子计算机面前，现在的计算机显得非常原 始。 当前，几乎所有发达国家都把量子计算当作未来技术制高点，国内外知名的 IT 公司纷 纷涉足量子计算。“全球量子计算创业公司超过百家，2019 年是量子计算发展高光的一年。” 张辉说。 量子计算机会不会把经典计算机挤下舞台？分享者认为，两者不是对抗关系，量子计算 机不会全面替代经典计算机。经典计算机发展至今，已经能处理绝大部分日常任务，未来两 者应该兼容、融合。 （取材于 2020 年 4 月 8 日《人民日报》） 材料三： 12 月 6 日，从合肥高新区传来好消息，该区企业本源量子研制成功了国内首款完全自 主知识产权的量子计算机控制系统。 目前，绝大多数量子计算机研发团队仍在使用商用仪器设备自行搭建量子计算机控制系 统，产生成本昂贵、兼容性差、功能冗余、难以集成等系列问题。针对这些技术难题，安徽 合肥本源量子计算科技有限责任公司对半导及超导量子比特进行创新利用与研发，研制了一 套精简、高效的量子计算机控制系统，它可以将所有量子计算控制系统的功能集成在一台机7 器内。这也是我国首款完全自主知识产权的量子计算机控制系统。 中国科学院量子信息重点实验室主任郭光灿院士表示，量子计算机控制系统的研制，是 迈向量子计算机重要的一小步。他介绍：“量子芯片能够进行运算，需要把运算数据输进去， 还要操控程序怎么编，编完以后怎么让它运行，这就需要外围有一套测控系统，这就是这个 体系。” 此次正式推出的本源量子测控一体机能够提供量子芯片运行所需的关键信号，还可处理 量子芯片传回的信息，执行对量子计算机程序的编译。它将主要应用于量子芯片的测试研究 与量子计算机的原理搭建，提供量子芯片的运行环境与接口，提供量子芯片所需的信号生成、 采集、控制与处理，可以应用于精密测量、基础科学研究、雷达探测等领域。 （取材于央广网、《新安晚报》） 4.根据材料一，下面对“量子计算机”的理解，不符合原文意思的一项是（3 分）（ ） A．量子计算机能够遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算。 B．量子计算机是可以遵循量子力学规律存储及处理量子信息的。 C．量子计算机的认定，只需看其处理和计算的信息是不是量子信息。 D．量子计算机可以同时完成传统计算机需要分步进行的数据处理工作。 【答案】C 【解析】此题考查理解文中概念的含义的能力。解答此类题目，一定要研读文本，①要找出 概念的本质属性和特征；②要放在具体语境中去理解；③要把握与其他相关概念之间的联系； ④要依据题干和选项找到信息所在的文本位置，抓住概念的本质特征，分析概念的内涵和外 延，不可张冠李戴，不可无中生有，不可曲解原意等，在此基础上判断正误。C 项，“…… 只需看其处理和计算的信息是不是量子信息”错误，材料一第一段“当某个装置处理和计算 的是量子信息，且运行的是量子算法时，它就是量子计算机”，可知是“某个装置”。故选8 C。 5．下列有关本源量子研制的量子计算机控制系统、推出的本源量子测控一体机的意义与价 值的说法，不正确的一项是（3 分）（ ） A．规避了使用商用仪器设备自行搭建量子计算机控制系统而产生的一系列问题。 B．大大加快了量子计算机研制的步伐，让人们看到了量子计算机很快就要诞生。 C．作为一套外围测控系统，能够为量子芯片进行运算提供其所需要的帮助。 D．能够为量子芯片运行提供关键信号，处理回传信息，编译量子计算机程序。 【答案】B 【解析】此题主要考查学生筛选整合文中信息、把握文章内容要点的能力。做题前要通读材 料，读懂材料内容，对文章的内容、观点、结构思路等充分理解。然后将选项内容和原文逐 一比照分析。B 项，“大大加快了量子计算机研制的步伐，让人们看到了量子计算机很快就 要诞生”错误，材料三“量子计算机控制系统的研制，是迈向量子计算机重要的一小步”， 可知“很快就要诞生”的结论尚早。故选 B。 6．请结合上述三则材料说一说，就目前来看，研制量子计算机的必要性和现实性各是什么。 （6 分） 【参考答案】必要性。因其有下列优势，所以有研制的必要：①节省计算时间（适于大规模 数据计算，可服务于智慧交通）。②信息加工处理能力强。③体积大大小于传统计算机。④ 不会遭病毒攻击，系统某部分有故障时，原始数据能绕过。现实性。①量子计算并非“玄 学”，人们已有广泛应用量子特性的经验。②受到高度重视，国内外知名的 IT 公司纷纷涉足 量子计算。③我国已研制出量子计算机控制系统，向研制量子计算机迈出了重要的一小步。 【解析】本题考查学生把握文章内容要点，筛选文本重要信息的基本能力。解答此类题目需 要学生准确细致把握文章的核心内容，特别是侧重于对文章要点的具体把握，这是解答本文9 的关键所在，在解答的时候要突出这一点内容。必要性，因其有下列优势，所以有研制的必 要，“传统计算机要分解一个 129 位的数的质因数，需要 1600 台超级计算机联网工作 8 个月； 而如果用量子计算机，只需 1 台，在几秒钟内就可以得到结果”，即节省计算时间（适于大 规模数据计算，可服务于智慧交通）。“对于目前多变的信息，量子计算机能够从中提取有效 的信息进行加工处理，使之成为新的有用的信息。量子信息的处理，先需要对量子计算机进 行储存处理，之后再对所给的信息进行量子分析。运用这种方式能准确预测天气状况，目前 传统计算机预测天气状况的准确率达 75%，但是如果运用量子计算机进行预测，准确率能进 一步上升”，即信息加工处理能力强。“而每个量子元件尺寸都在原子尺度，由它们构成的量 子计算机，其体积相比传统计算机会大大缩小”，即体积大大小于传统计算机。“量子计算机 由于具有不可克隆的量子原理，不会遭病毒攻击而导致电脑瘫痪、个人信息被窃取。还有， 当量子计算机系统的某部分发生故障时，输入的原始数据会自动绕过，进入系统的正确部分 进行正常运算”，即不会遭病毒攻击，系统某部分有故障时，原始数据能绕过。现实性，“量 子计算并非‘玄学’，在激光、超导等领域，人们已经广泛应用了量子的特性”，即量子计算 并非“玄学”，人们已有广泛应用量子特性的经验。“当前，几乎所有发达国家都把量子计算 当作未来技术制高点，国内外知名的 IT 公司纷纷涉足量子计算”，即受到高度重视，国内外 知名的 IT 公司纷纷涉足量子计算。“12 月 6 日，从合肥高新区传来好消息，该区企业本源 量子研制成功了国内首款完全自主知识产权的量子计算机控制系统”，即我国已研制出量子 计算机控制系统，向研制量子计算机迈出了重要的一小步。