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《仿人腦神經(jīng)芯片》閱讀原文及答案
仿人腦神經(jīng)芯片
過(guò)去的幾年里，美國IBM公司與康奈爾大學(xué)的科學(xué)家在努力構造神經(jīng)形態(tài)的計算機結構，即模擬人腦能力制造出的芯片，它既有分析能力，又有人腦般的直覺(jué)，這樣才能處理大量的數據。如今，這份努力帶來(lái)了里程碑式的成果，科學(xué)家已經(jīng)生產(chǎn)出一種集成了54億個(gè)晶體管的芯片，包含4000多個(gè)神經(jīng)突觸核心。每個(gè)突觸核心都包含與人腦的生物組成部分相對應的計算結構。核心內存起著(zhù)與腦神經(jīng)突觸類(lèi)似的作用，處理器相當于核心的神經(jīng)細胞（神經(jīng)元），用接線(xiàn)提供連接，就像大腦軸突的神經(jīng)纖維一樣。這項成果發(fā)表在今年8月份的《科學(xué)》雜志上。
研究者把這種芯片設計成類(lèi)似一種節能的脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )。普通的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )每隔一段固定的時(shí)間處理一次數據，而脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )在電量超過(guò)閾值（觸發(fā)某種行為或者反應產(chǎn)生所需要的最低值）的時(shí)候就能被激發(fā)，因此更加節能。被激發(fā)的部位反過(guò)來(lái)又會(huì )影響其他人工神經(jīng)元的電荷，這就很像大腦運行時(shí)的過(guò)程了。新型芯片同時(shí)又包含了4096個(gè)神經(jīng)突觸核心，可以產(chǎn)生超過(guò)100萬(wàn)個(gè)可編程的脈沖神經(jīng)元，以及2.56億個(gè)可配置的突觸。 研究者們最終的目標，是制造出一臺鞋盒子那么大的神經(jīng)突觸超級計算機，包含100億個(gè)神經(jīng)元和100萬(wàn)億個(gè)突觸，而耗能只有1千瓦。因此，這種模仿人腦的神經(jīng)結構制成的芯片，不僅功能強勁而且節能，很可能成為下一代超級計算機的基石。
為了測試這張芯片的性能，研究人員用它分析了一段視頻剪輯，從背景里把行人、騎車(chē)的人以及其他物體識別出來(lái)。作為對比，研究者用一個(gè)同樣基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，但使用的是多用途微處理器的模擬器做了同樣的實(shí)驗，發(fā)現新的芯片結構消耗的能量只有模擬器的176000分之一，解析每幀畫(huà)面的速度卻快100倍。跟IBM公司2011年推出的版本相比，新的芯片也有了很大的提高，每個(gè)核心只消耗了原來(lái)百分之一的能量�；蛟S某一天我們可以廣泛地將它們散布在各處，用來(lái)監控森林火災或者其他自然災害。
研究者期望這種神經(jīng)突觸芯片能成為新一代超級計算機的基本構件。這種計算機模仿人腦結構，使用毫米尺寸的芯片，而且足夠節能，可以植入眼鏡、腕表，以及其他可穿戴設備中。這類(lèi)芯片擅長(cháng)整理感官輸入，因此可以成為很好的醫療診斷輔助手段。例如，IBM的研究人員設想可以將數字溫度計與一系列認知傳感器結合起來(lái)，就可以?huà)呙璨⒎治龌疾和谇恢械母鞣N化學(xué)信號，由此快速進(jìn)行診斷。
最先應用此類(lèi)認知技術(shù)的，是IBM的超級計算機“沃森”。2011年2月，“沃森”參加了智力節目“危險邊緣”，憑借其根據問(wèn)題搜索知識庫、計算置信水平并據此回答問(wèn)題的能力，打敗了兩位前冠軍。同一年的晚些時(shí)候，德克薩斯大學(xué)安德森癌癥研究中心與凱斯西儲大學(xué)克利夫蘭醫學(xué)中心的勒納醫學(xué)院的研究人員開(kāi)始用更小、更強有力的沃森超級計算機進(jìn)行數據分析和醫師培訓。
今年初的《華爾街日報》刊登了一篇文章，列舉了IBM將沃森投入真正的數據分析過(guò)程中所遇到的幾個(gè)挑戰。雖然研究者們還需要努力應對這些早期的困難，他們還是計劃讓沃森進(jìn)入云端服務(wù)，這樣可以讓今后每一臺連接網(wǎng)絡(luò )的設備都變成一臺認知計算機。
�。ㄕ幾�2014年9月1日《環(huán)球科學(xué)》）
1.下面關(guān)于仿人腦神經(jīng)芯片功能的表述，不符合原文意思的一項是
A．這種芯片集成了54億個(gè)晶體管，包含4000多個(gè)神經(jīng)突觸核心，不僅具有很強的分析能力，還具有人腦般的直覺(jué)，能夠處理大量的數據。
B．這種芯片類(lèi)似一種脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，當電量超過(guò)所需的最低值時(shí)就能被激發(fā)，被激發(fā)的部位每隔一段時(shí)間又會(huì )影響其他人工神經(jīng)元的電荷。
C．這種芯片具有很強的識別能力，它解析一幀畫(huà)面的速度比多用途微處理器的模擬器快100倍，而消耗的能量只有模擬器的176000分之一。
D．這種芯片擅長(cháng)整理感官輸入，可以成為很好的醫療診斷輔助手段，甚至有可能廣泛地散布在各處，用來(lái)監控森林火災或者其他自然災害。
2.下列理解和分析，不符合原文意思的一項是
A．在計算結構上，仿人腦神經(jīng)芯片中的每個(gè)突觸核心都與人腦相對應，例如，核心內存和處理器分別相當于腦神經(jīng)突觸和核心的神經(jīng)細胞。
B．較之普通的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，類(lèi)似于脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的仿人腦神經(jīng)芯片更加節能，以它為基本構件的新一代超級計算機，功能強大，耗能卻很少。
C．下一代超級計算機很可能使用毫米尺寸的仿人腦神經(jīng)芯片。這種計算機便于攜帶，可以植入眼鏡、腕表以及其他可以穿戴的各種設備中。
D．研究人員設想利用仿人腦神經(jīng)芯片為患病兒童診斷病情，通過(guò)某種技術(shù)手段掃描并分析患兒口腔中的化學(xué)信號，取得了快速診斷的效果。
3.根據原文內容，下列理解和分析不正確的一項是
A．自2011年以來(lái)，美國IBM公司與康奈爾大學(xué)的科學(xué)家一直在為制造一種模擬人腦能力的芯片不懈地努力，最終取得了里程碑式的成果。
B．制造出一臺只有鞋盒子般大小、包含100億個(gè)神經(jīng)元和100萬(wàn)億個(gè)突觸的神經(jīng)突觸超級計算機，是仿人腦神經(jīng)芯片的研究者最終的目標。
C．更小、更強有力的沃森超級計算機早已被有關(guān)研究人員運用于某些醫學(xué)工作，這說(shuō)明IBM的超級計算機“沃森”在使用過(guò)程中不斷得到改進(jìn)。
D．在將沃森投入真正的數據分析過(guò)程中，科學(xué)家遇到了諸多挑戰，還需努力克服許多早期的困難，但讓沃森進(jìn)入云端服務(wù)的決心不會(huì )改變。
【答案及解析】
1. 【答案】B
【命題立意】考查理解重要概念、把握事物特征的能力；錯誤項從雜糅的角度設置，目的在于引導考生區分不同事物的重要特征。
【解析】B項張冠李戴，其表述把脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )和普通的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )雜糅到一起了�！懊扛粢欢喂潭ǖ臅r(shí)間……”是普通神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的功能。脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )不受時(shí)間限制，在電量超過(guò)閾值時(shí)即可被激發(fā)。參見(jiàn)第2段開(kāi)頭部分。其他三項與原文意思相符。
2. 【答案】D
【命題立意】考查理解重要語(yǔ)句、語(yǔ)段，篩選信息的能力，主要從事物的“未然”和“已然”兩種狀態(tài)設題，引導考生注意從時(shí)態(tài)上排除干擾，辨析正誤。
【解析】D項把“未然”當成了“已然”，即把“設想”的情況表述為一種已經(jīng)存在的事實(shí)。該項后面的“取得了快速診斷的效果”，與前面的“設想”相沖突。見(jiàn)第4段結尾部分。C項是重要的干擾項，容易誤選。該項說(shuō)“……新一代超級計算機，功能強大，耗能卻很少”，乍看起來(lái)，C項也把“未然”當成了“已然”，因為新一代超級計算機還沒(méi)有制造出來(lái)，“功能強大，耗能卻很少”無(wú)從談起。這種看法忽略了一個(gè)重要條件，即“新一代超級計算機”，是以“仿人腦神經(jīng)芯片”為基本構件的，而這種芯片“功能強大，耗能卻很少”是已經(jīng)被證實(shí)了的。所以C項表述正確。
【答題技巧】解答本題，可用“語(yǔ)病查找法”應對。如果按照常規在原文中找到相關(guān)語(yǔ)句或語(yǔ)段進(jìn)行比對，一時(shí)難以作出正確的判斷，因為D項的表述與原文很接近，命題者暗中設置了一個(gè)小小的“機關(guān)”，有一定的迷惑性。運用查找語(yǔ)病的技巧，則事半功倍�！霸O想”是將來(lái)時(shí)，而“收得了效果”則是過(guò)去時(shí)，時(shí)態(tài)發(fā)生沖突，屬于“前后矛盾”的語(yǔ)病。據此，可不必再看原文，即可將其判為錯項。
3.【答案】A
【命題立意】考查整體把握文意、概括文段、整合信息的能力。
【解析】A 項“自2011年以來(lái)”時(shí)間有誤�？茖W(xué)家早就開(kāi)始研制模擬人腦能力的芯片了。IBM的超級計算機“沃森”，就是研制的產(chǎn)物，“沃森”在2011年就顯示了強大的威力。見(jiàn)倒數第2段開(kāi)頭部分。
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