清華教授趙有建：計算機專業的方向、趨勢、内容和建議

荷塘邊的物理六一 2017-12-07

原标題：學科發展調研 | 計算機方向前期

晨霧 / 轉帖

聽說你還在為發展方向而掉發？

又或者是因為時間有限

而無法面面俱到的了解各位老師？

歡迎走進今天的

物理61要搞事之學科發展調研

今年物理61的支部事業為

學科發展方向調研，

緻力于為大家提供全面而有用的

物理、計算機、電子與自動化

四個學科的發展情況。

而我們第一組，

計算機方向小組，

有幸采訪到了

計算機系副系主任趙有建老師，

通過一系列的問答，

我們也了解到了一些計算機系方向的情況

Q&A

Q：能否先介紹一下目前清華計算機系主要的研究方向？

A：我們主要的研究方向分布在五個研究所中

高性能計算研究所：太湖之光、氣候變化 和地學習合作、雲計算平台

計算機網絡研究所：核心路由器、ipv46過渡技術、高校網上錄取系統

計算機軟件研究所：VLSI計算機輔助理論設計、數據庫系統

智能技術與系統國家重點實驗室：量子計算（目前沒有人做）、網絡環境的智能信息處理、智能控制與機器人系統（目前已經有可以感知的人工皮膚）

人機交互與媒體集成研究所：手寫語音攝像頭的輸入、多媒體技術：可是媒體技術處理、人機交互、普适計算：透明計算系統

Q：現在世界上計算機技術的潮流趨勢是什麼樣的呢？

A：應用科目很多,比如自動控制電子一類；

而如果隻是講純計算機的話，分為兩類：通用（個人使用）、專用（汽車飛機導彈上的）已經有70年曆史。現在又增加了并行技術：是多輸入多輸出多存儲多控制，微觀上是多指令，包括太湖之光也是并行技術，結構上沒有更多的發展，并沒有一個突破性技術，下一代可能就是量子計算機，目前隻是更多更快存儲容量更大功能更多。

每一個計算機系的學生的夢想是搞一個和人一樣的計算機，機器人要綜合多個學科，綜合了全部計算機的技術，發展也是沒有設定極限的，現在的計算機可以在某方面上超越人的能力，比如阿法狗，還有alpha zero的自學習功能。

Q：您剛剛介紹了主要的研究方向，能說明一下這些方向之間各有什麼聯系嗎（換句話說，是在計算機技術整個體系中處于一個怎樣的地位？）

A：計算機系下其實共有三個二級學科：計算機系統結構、計算機軟件與理論、計算機應用技術。三個二級學科都被這5個研究所涵蓋：

高性能計算研究所與計算機網絡研究所負責計算機系統結構方面，實際上可以将全球的計算機視為一個整體，視為一個龐大的計算機，網絡以高性能計算為節點，統稱為計算機系統結構。

而計算機軟件研究所是針對計算機軟件與理論這一塊，研究的類似于我們平時使用的app軟件之類。

人機交互與媒體集成研究所以及智能技術與系統國家重點實驗室是屬于計算機應用技術這一塊：人工智能和媒體結合，人工智能這一塊領域其實已經有50多年的曆史了，活躍周期10-15年，上次是在8、90年代，因為有了專家系統。這次火是因為機器學習得到了長足的應用，我們的研究方向是用于媒體的集成：例如搜索一隻貓的圖片，就要通過機器學習，機器大量地學習貓的圖片之後然後就可以在全網絡搜索相似度高的，也可以識别你說的話.

Q：老師可以介紹一下一個計算機系本科生培養了四年之後應該具有怎樣的基本技能與知識嗎？

A：我們的學生在經過四年的培養之後，對于計算機的硬件、軟件以及系統結構都需要掌握，基本上是可以自己搭建出計算機，設計出相應的一套操作系統，放在自己制作的硬件上可以運行。

本科生階段我們的計算機實驗之間都是貫通的，比如搭建的集成電路都是對之後的學習有幫助的，完整地四年下來基本上是可以搭建出一台完整的計算機。

Q：有許多人說計算機與電子/自動化研究的内容差不多，甚至有“條條大路通cs”的說法，您怎麼看待這個說法？

A：應該說“條條大路通CS的行業”，學的課程完全不同，計算機系的十門主幹課程分别是

軟件3門：程序設計、數據結構、算法

硬件3門：數字電路、計算機硬件技術基礎、計算機組成原理

系統4門：軟件工程、編譯原理、數據庫與操作系統

其他系的課程設置和計算機系的課程是有很明顯的不同，所以思維方式也是不一樣的。

Q：選擇計算機方向對一個二年級物理系本科生來說需要怎樣的準備，您認為物理系學生走計算機方向的優勢是什麼？

A：不需要太多的準備，隻需要足夠刻苦。清華的基礎課程都講的很清楚，老師的素質很高，但是作業量project很多，最後要做出一個計算機的雛形出來，所以計算機系的學生都叫苦連天。大二過來隻需要補習一下程序設計，數據結構也隻需要看一看就可以，大一、大二上大多是一些通識類的課程，重點的課程在于大二下、大三、大四。

很多人感覺不到物理課程對學習計算機知識的促進，但物理對計算機的認識是很有幫助的，沒有物理知識是學不懂硬件課程的。物理知識可能沒有一個直接應用，但是是一種基本的素質，常識類的。(高考不選物理很多專業都無法學習的，理科和工科都無法學習)

Q：那您有沒有什麼對我們物理系學生的建議呢？

A：随時歡迎物理系的學生選擇我們的實驗室。打好數學和物理基礎，許多計算機問題需要數學模型來支撐。比如機器學習識别特征需要建立數學模型，偏微分方程和常微分方程應用很多，計算機同學反而在數學功底方面有所欠缺。

學科調研主要分為物理、計算機、

電子與自動化四大方向，

我們之後會陸續推出

各個方向的調研推送，

有相應問題的同學可以在後台提出，

我們會在采訪中詢問你想問的問題~

信息來源：2017-12-17 微信公号 荷塘邊的物理六一C

ID：THUphysics61

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