智能计算系统
课程编码：180086081201P3001H
英文名称：Intelligent Computing System
课时：40
学分：2.00
课程属性：专业课
主讲教师：陈云霁等
教学目的要求
本课程为专业课程，旨在培养学生对智能计算系统完整软硬件技术栈（包括基础智能算法、智能计算编程框架、智能计算编程语言、智能芯片体系结构等）融会贯通的理解。在掌握基础理论的同时，该课程的学习有助于培养学生形成系统能力以及系统思维。其中，系统能力可以帮助学术在就业市场中拥有更强的竞争力；系统思维，则对于学生科研能力有帮助。
预修课程
线性代数，概率论与数理统计，计算机组成原理、数字集成电路等
大纲内容
第一章 概述
第1节 人工智能 1学时 陈云霁
第2节 智能计算系统 1学时 陈云霁
第3节 驱动范例 1学时 陈云霁
第二章 深度学习基础
第1节 机器学习 0.5学时 李玲
第2节 神经网络 0.5学时 李玲
第3节 神经网络训练方法 0.5学时 李玲
第4节 神经网络设计基础 0.5学时 李玲
第5节 过拟合与正则化 0.5学时 李玲
第6节 交叉验证 0.3学时 李玲
第7节 本章小结 0.3学时 李玲
第三章 深度学习应用
第1节 适合图像处理的卷积神经网络 1学时 李玲
第2节 适合文本/语音处理的循环神经网络 2学时 李玲
第3节 大模型 3学时 李玲
第4节 神经网络的优化 1学时 李玲
第5节 神经网络量化 1学时 李玲
第6节 驱动范例 0.5学时 李玲
第7节 本章小结 0.5学时 李玲
第四章 编程框架使用
第1节 编程框架概述 1学时 李威
第2节 PyTorch概述 1学时 李威
第3节 PyTorch编程模型及基本用法 1学时 李威
第4节 基于PyTorch的模型推理实现 1学时 李威
第5节 基于PyTorch的模型训练实现 1学时 李威
第6节 驱动范例 0.5学时 李威
第7节 本章小结 0.5学时 李威
第五章 编程框架原理
第1节 编程框架设计 0.5学时 李威
第2节 计算图构建 0.5学时 李威
第3节 计算图执行 0.5学时 李威
第4节 深度学习编译 0.5学时 李威
第5节 分布式训练 0.5学时 李威
第6节 本章小结 0.5学时 李威
第六章 面向深度学习的处理器原理
第1节 通用处理器 0.5学时 陈云霁
第2节 向量处理器 0.5学时 陈云霁
第3节 深度学习处理器 1学时 陈云霁
第4节 大规模深度学习处理器 0.5学时 陈云霁
第5节 本章小结 0.5学时 陈云霁
第七章 深度学习处理器架构
第1节 计算 0.5学时 陈云霁
第2节 存储 0.5学时 陈云霁
第3节 通信 0.5学时 陈云霁
第4节 优化设计 1学时 陈云霁
第5节 本章小结 0.5学时 陈云霁
第八章 智能编程语言
第1节 为什么需要智能编程语言 0.3学时 李威
第2节 智能计算系统抽象架构 0.5学时 李威
第3节 智能编程模型 0.5学时 李威
第4节 智能编程语言基础 0.5学时 李威
第5节 智能应用编程接口 0.5学时 李威
第6节 智能应用功能调试 0.5学时 李威
第7节 智能应用性能调优 0.5学时 李威
第8节 基于智能编程语言的系统开发 0.5学时 李威
第9节 本章小结 0.3学时 李威
第九章 大模型计算系统
第1节 大模型背景介绍 0.3学时 李威
第2节 大模型驱动范例—BLOOM 0.5学时 李威
第3节 大模型系统软件 0.5学时 李威
第4节 大模型系统硬件 0.5学时 李威
第5节 本章小结 0.3学时 李威
第十章 期末复习
第1节 期末复习 1学时 陈云霁
第十一章 期末考试
第1节 期末考试 3学时 李玲
教材信息
1、
《智能计算系统》
陈云霁、李玲、李威、郭崎、杜子东
2020年2月
机械工业出版社
参考书
1、
《智能计算系统实践教程》
李玲、郭崎、陈云霁
2021年8月
机械工业出版社
课程教师信息
陈云霁 中国科学院计算技术研究所副所长、中国科学院工业人工智能研究所副所长，研究员、博导，中国科学院大学岗位教授，中国计算机学会体系结构专委会主任，全国青联副主席。他带领团队研制了国际上首个深度学习处理器本芯片“寒武纪1号”，相关成果两获计算机体系结构顶级国际会议最佳论文奖，并已应用在上亿台智能手机和服器中。他的学术论文受五大洲、三十个国家、数百个知名机构广泛跟踪引用。他被Science杂志刊文评价为深度学习处理器的“先驱”和“引领者”，并获我国处理器芯片领域迄今为止唯一的国家自然科学二等奖（第一完成人）。他还曾获国家杰出青年科学基金、全国五一劳动奖章、中国青年五四奖章、全国创新争先奖、何梁何利基金科学与技术创新奖、教育部“青年长江学者”，并被MIT Technology Review评为全球35位杰出青年创新者（2015年度）。
李玲，研究员、博导，CCF高级会员。研究方向为智能计算及视频处理。在相关领域发表多篇CCF A类期刊和会议论文，获得了CCF A类会议MICRO'14的最佳论文奖（这是50年来唯一一次美国以外的国家在该会议上获此奖）。作为负责人主持过多项国家自然科学基金项目、国家重点研发计划课题等。
李威，副研究员。研究方向为高性能智能计算机设计技术，先后主持或参与了多项国家科技重大专项、国家自然科学基金面上项目、863项目、中科院国际合作项目等。作为核心成员参与了多款深度学习处理器的研发，发表或录用学术论文近30篇，专利近20项。