第2章鄉(xiāng)村振興典型數(shù)字技術(shù)1.了解新一代數(shù)字技術(shù)的基本概念與應(yīng)用；2.掌握物聯(lián)網(wǎng)的基本概念和典型技術(shù)；3.了解物聯(lián)網(wǎng)的特征和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；4.掌握云計(jì)算的基本概念和典型技術(shù)；5.了解云計(jì)算的特征、分類和體系結(jié)構(gòu)；6.掌握大數(shù)據(jù)的基本概念和典型技術(shù)；7.了解大數(shù)據(jù)的特征和架構(gòu)體系；8.掌握人工智能的基本概念和典型技術(shù)；9.掌握區(qū)塊鏈的基本概念和典型技術(shù)；10.了解區(qū)塊鏈的演化歷程和分類；11.了解3S技術(shù)、嵌入式技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)的基本概念及應(yīng)用。

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生心系祖國(guó)、為民服務(wù)的家國(guó)情懷；2.培養(yǎng)學(xué)生集智攻關(guān)、團(tuán)結(jié)協(xié)作的協(xié)同精神；3.培養(yǎng)學(xué)生與時(shí)俱進(jìn)、勇于創(chuàng)新的科學(xué)理念。

思政目標(biāo)2.1新一代數(shù)字技術(shù)2.2物聯(lián)網(wǎng)典型技術(shù)2.3云計(jì)算典型技術(shù)2.4大數(shù)據(jù)典型技術(shù)2.5人工智能典型技術(shù)2.6區(qū)塊鏈典型技術(shù)2.7其他典型技術(shù)案例引入數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)江西振興隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來(lái)，江西省農(nóng)業(yè)廳采取政府和社會(huì)資本合作模式大力開展智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化、經(jīng)營(yíng)電商化、管理高效化、服務(wù)便捷化，促進(jìn)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代數(shù)字技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理、服務(wù)全面融合發(fā)展。案例引入案例啟示：“江西經(jīng)驗(yàn)”充分體現(xiàn)信息化對(duì)農(nóng)業(yè)的重要性，本質(zhì)就是要用先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的思維來(lái)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，解決好生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中面臨的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的彎道超越，縮短城鄉(xiāng)之間的數(shù)字鴻溝。01新一代數(shù)字技術(shù)新一代數(shù)字技術(shù)概念新一代數(shù)字技術(shù)，不只是數(shù)字控制技術(shù)，更主要的是指數(shù)字化技術(shù)，是通過(guò)利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、人工智能等新一代信息技術(shù)，來(lái)對(duì)企業(yè)、政府等各類主體的戰(zhàn)略、架構(gòu)、運(yùn)營(yíng)、管理、生產(chǎn)、營(yíng)銷等各個(gè)層面，進(jìn)行系統(tǒng)性的、全面的變革，強(qiáng)調(diào)的是數(shù)字技術(shù)對(duì)整個(gè)組織的重塑，數(shù)字技術(shù)能力不再只是單純的解決降本增效問(wèn)題，而成為賦能模式創(chuàng)新和業(yè)務(wù)突破的核心力量。不產(chǎn)生混淆的情況下，后面將新一代數(shù)字技術(shù)簡(jiǎn)稱數(shù)字技術(shù)。2.1.1基本概念2.1.1基本概念2.典型數(shù)字技術(shù)關(guān)系2.1.2在鄉(xiāng)村振興中的作用1）降低生產(chǎn)成本2）構(gòu)建智慧解決方案3）釋放數(shù)字產(chǎn)能4）提供精準(zhǔn)決策5）實(shí)現(xiàn)全流程可信溯源02物聯(lián)網(wǎng)典型技術(shù)概念2011年5月工業(yè)和信息化部電信研究院發(fā)布的《物聯(lián)網(wǎng)白皮書》認(rèn)為：“物聯(lián)網(wǎng)是通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的拓展應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)延伸，它利用感知技術(shù)與智能裝置對(duì)物理世界進(jìn)行感知識(shí)別，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸互聯(lián)，進(jìn)行計(jì)算、處理和知識(shí)挖掘，實(shí)現(xiàn)人與物、物與物信息交互和無(wú)縫鏈接，達(dá)到對(duì)物理世界實(shí)時(shí)控制、精確管理和科學(xué)決策目的”。2.2.1物聯(lián)網(wǎng)的基本概念2.2.1物聯(lián)網(wǎng)的基本概念123全面感知可靠傳遞智能處理32.特征2.2.1物聯(lián)網(wǎng)的基本概念3.網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)1.條形碼技術(shù)（1）概念

條形碼是由一組按一定編碼規(guī)則排列的條、空符號(hào)組成的編碼符號(hào)，其中“條”是對(duì)光線反射率較低的黑條部分，“空”是對(duì)光線反射率較高的白條部分。2.2.2感知層典型技術(shù)

信息可以被制作成條形碼，然后通過(guò)相應(yīng)的掃描設(shè)備被輸入到計(jì)算機(jī)中。其中掃描設(shè)備稱為條形碼閱讀器，又稱為條形碼掃描器或條形碼掃描槍，可分為線性掃描儀和圖像掃描儀。2.2.2感知層典型技術(shù)（2）分類2.2.2感知層典型技術(shù)2.2.2感知層典型技術(shù)特性一維條形碼二維條形碼資料密度與容量密度低、容量小密度高、容量大錯(cuò)誤偵測(cè)與自我糾正可用錯(cuò)誤偵測(cè)，無(wú)糾錯(cuò)能力有錯(cuò)誤偵測(cè)與自我糾正能力垂直方向是否表達(dá)信息否是只讀設(shè)備線性掃描儀圖像掃描儀是否依賴數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)通信多數(shù)需配合數(shù)據(jù)庫(kù)，依賴網(wǎng)絡(luò)通信不依賴，可單獨(dú)使用主要用途標(biāo)識(shí)物品描述物品（3）管理和應(yīng)用國(guó)際上管理?xiàng)l形碼的機(jī)構(gòu)是國(guó)際物品編碼協(xié)會(huì)，而我國(guó)統(tǒng)一組織、協(xié)調(diào)、管理?xiàng)l形碼的專門機(jī)構(gòu)是中國(guó)物品編碼中心。

條形碼可以標(biāo)出物品的生產(chǎn)國(guó)、制造廠家、商品名稱、生產(chǎn)日期以及圖書分類號(hào)、郵件起止地點(diǎn)、類別、日期等信息，具有經(jīng)濟(jì)便宜、靈活使用、準(zhǔn)確可靠、數(shù)據(jù)輸入速度快、設(shè)備簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、倉(cāng)儲(chǔ)、交通、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程等領(lǐng)域。2.2.2感知層典型技術(shù)2.射頻識(shí)別技術(shù)（1）概念射頻識(shí)別技術(shù)，又稱電子標(biāo)簽，是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過(guò)空間耦合（交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)）實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。2.2.2感知層典型技術(shù)（2）系統(tǒng)組成完整的RFID系統(tǒng)一般都由閱讀器（Reader）、電子標(biāo)簽（Tag）和主機(jī)系統(tǒng)三部分組成。2.2.2感知層典型技術(shù)（3）工作原理

2.2.2感知層典型技術(shù)（4）分類

2.2.2感知層典型技術(shù)類別工作頻率范圍作用距離穿透能力典型應(yīng)用LF30KHz~300KHz小于1m強(qiáng)動(dòng)物、容器、工具識(shí)別HF3MHz~30MHz1~3m較強(qiáng)電子車票，門禁系統(tǒng)UHF300MHz~3GHz3~10m較弱鐵路車輛自動(dòng)識(shí)別、集裝箱識(shí)別Microwave2.45GHz以上3m較弱移動(dòng)車輛識(shí)別、倉(cāng)儲(chǔ)物流應(yīng)用2.2.2感知層典型技術(shù)（5）優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用快速掃描體積小型化、形狀多樣化抗污染能力和耐久性可重復(fù)使用穿透性和無(wú)屏障閱讀數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)容量大安全性3.磁卡技術(shù)磁卡技術(shù)是利用磁性載體記錄信息，用來(lái)標(biāo)識(shí)身份或其他用途的卡片，典型標(biāo)記是卡面由磁層或磁條。2.2.2感知層典型技術(shù)4.生物識(shí)別技術(shù)

生物識(shí)別技術(shù)就是通過(guò)計(jì)算機(jī)與光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理等高科技手段的密切結(jié)合，對(duì)生物特征或行為特征進(jìn)行采集，將采集到的唯一特征轉(zhuǎn)化成數(shù)字代碼，并進(jìn)一步將這些代碼組成特征模塊存儲(chǔ)進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)，這樣配合網(wǎng)絡(luò)就能夠?qū)θ藛T身份識(shí)別實(shí)現(xiàn)智能化管理。2.2.2感知層典型技術(shù)（1）指紋識(shí)別技術(shù)

2.2.2感知層典型技術(shù)（2）人臉識(shí)別技術(shù)

2.2.2感知層典型技術(shù)（3）聲紋識(shí)別技術(shù)

2.2.2感知層典型技術(shù)（4）虹膜識(shí)別技術(shù)

2.2.2感知層典型技術(shù)5.光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)

2.2.2感知層典型技術(shù)6.傳感器技術(shù)（1）傳感器傳感器俗稱探頭，也被稱為轉(zhuǎn)換器、變換器、探測(cè)器，是一種檢測(cè)裝置。

2.2.2感知層典型技術(shù)（2）無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

2.2.2感知層典型技術(shù)7.電子產(chǎn)品編碼

2.2.2感知層典型技術(shù)2.2.3網(wǎng)絡(luò)層典型技術(shù)123藍(lán)牙ZigBee技術(shù)紅外技術(shù)31.無(wú)線低速網(wǎng)絡(luò)2.2.3網(wǎng)絡(luò)層典型技術(shù)2.移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（1）移動(dòng)通信（2）5G技術(shù)2.2.3網(wǎng)絡(luò)層典型技術(shù)3.設(shè)備對(duì)設(shè)備通信技術(shù)

機(jī)器對(duì)機(jī)器（MachinetoMachine，M2M）技術(shù)，也有人理解成人對(duì)機(jī)器或機(jī)器對(duì)人，旨在通過(guò)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)人、機(jī)器、系統(tǒng)三者之間的智能化、交互式無(wú)縫連接。2.2.3網(wǎng)絡(luò)層典型技術(shù)4.工業(yè)領(lǐng)域無(wú)線網(wǎng)絡(luò)（1）無(wú)線HART（2）6LoWPAN6LoWPAN即IPv6overIEEE802.15.4，為低速無(wú)線個(gè)域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，是“IPv6overLowpowerWirelessPersonalAreaNetworks”（低功率無(wú)線個(gè)域網(wǎng)上的IPv6）的縮寫。2.2.3網(wǎng)絡(luò)層典型技術(shù)5.寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（1）無(wú)線局域網(wǎng)2.2.3網(wǎng)絡(luò)層典型技術(shù)（2）無(wú)線城域網(wǎng)2.2.3網(wǎng)絡(luò)層典型技術(shù)（3）超寬帶技術(shù)超寬帶（UltraWideBand，UWB）技術(shù)是一種基于IEEE802.15.3的超高速、短距離無(wú)線接入技術(shù)，它不采用正弦載波，而是利用納秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，因此其所占的頻譜范圍很寬。2.2.4應(yīng)用層典型技術(shù)1.中間件技術(shù)軟件是物聯(lián)網(wǎng)的核心，而中間件是軟件的核心。中間件是一種獨(dú)立的軟件系統(tǒng)或服務(wù)程序，分布式應(yīng)用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源。中間件在操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)之上和應(yīng)用軟件的下層，管理計(jì)算資源和網(wǎng)絡(luò)通信。2.云計(jì)算技術(shù)云計(jì)算技術(shù)的具體內(nèi)容將在2.3節(jié)介紹。03云計(jì)算典型技術(shù)2.3.1云計(jì)算的基本概念1.概念和分類2012年4月工業(yè)和信息化部電信研究院發(fā)布的《云計(jì)算白皮書》中指出：“云計(jì)算是一種通過(guò)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一組織和靈活調(diào)用各種ICT信息資源，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模計(jì)算的信息處理方式。云計(jì)算利用分布式計(jì)算和虛擬資源管理等技術(shù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將分散的ICT資源（包括計(jì)算與存儲(chǔ)、應(yīng)用運(yùn)行平臺(tái)、軟件等）集中起來(lái)形成共享的資源池，并以動(dòng)態(tài)按需和可度量的方式向用戶提供服務(wù)。用戶可以使用各種形式的終端（如PC、平板電腦、智能手機(jī)甚至智能電視等）通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取ICT資源服務(wù)?！?.3.1云計(jì)算的基本概念1.概念和分類從技術(shù)路線角度考慮，云計(jì)算分為資源整合型云計(jì)算和資源切分型云計(jì)算；從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)角度考慮，云計(jì)算分為公有云、私有云和混合云；從服務(wù)類型角度考慮，云計(jì)算分為基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（InfrastructureasaService，IaaS）、平臺(tái)即服務(wù)（PlatformasaService，PaaS）和軟件即服務(wù)（SoftwareasaService，SaaS）。2.3.1云計(jì)算的基本概念2.特征（1）按需自助服務(wù)。（2）通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)。（3）與地點(diǎn)無(wú)關(guān)的資源池。（4）快速伸縮性。（5）按使用付費(fèi)。2.3.1云計(jì)算的基本概念3）體系結(jié)構(gòu)2.3.2海量數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)技術(shù)分布式文件系統(tǒng)（DistributedFileSystem，DFS）是一種通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)文件在多臺(tái)主機(jī)上進(jìn)行分布式存儲(chǔ)的文件系統(tǒng)，一般采用“客戶端/服務(wù)器”（Client/Server，C/S）模式。2.3.3海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)能夠集中處理和分析大數(shù)據(jù)，并向用戶提供高效服務(wù)的技術(shù)。云計(jì)算系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理技術(shù)主要是谷歌提出的BT（BigTable）數(shù)據(jù)管理技術(shù)和Hadoop團(tuán)隊(duì)開發(fā)的開源數(shù)據(jù)管理模塊HBase，其中分布式數(shù)據(jù)庫(kù)HBase是BigTable的開源實(shí)現(xiàn)。2.3.4虛擬化技術(shù)

虛擬化技術(shù)是云計(jì)算最重要的核心技術(shù)之一，是將各種計(jì)算及存儲(chǔ)資源充分整合和高效利用的典型技術(shù)。維基百科給出虛擬化的定義：“在計(jì)算機(jī)技術(shù)中，虛擬化是將計(jì)算機(jī)物理資源（如服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存及存儲(chǔ)等）予以抽象、轉(zhuǎn)換后呈現(xiàn)出來(lái)，使用戶可以比原本的組態(tài)更好的方式來(lái)應(yīng)用這些資源。這些資源的新虛擬部分是不受現(xiàn)有資源的架設(shè)方式、地域或物理組態(tài)所限制的”。2.3.5云管理平臺(tái)技術(shù)云計(jì)算系統(tǒng)的管理平臺(tái)技術(shù)能夠使大量的服務(wù)器協(xié)同工作，方便地進(jìn)行業(yè)務(wù)部署和開通，快速發(fā)現(xiàn)和恢復(fù)系統(tǒng)故障，通過(guò)自動(dòng)化、智能化手段實(shí)現(xiàn)大規(guī)模系統(tǒng)的可靠運(yùn)營(yíng)。2.3.6并行編程技術(shù)數(shù)據(jù)并行和消息傳遞是兩種最重要的并行編程模型。數(shù)據(jù)并行編程模型的編程級(jí)別比較高，編程相對(duì)簡(jiǎn)單，但僅適用于數(shù)據(jù)并行問(wèn)題；消息傳遞編程模式的編程級(jí)別相對(duì)較低，但應(yīng)用范圍更廣泛。目前，大量的并行程序設(shè)計(jì)采用消息傳遞編程模式。云計(jì)算采用并行編程模式。在并行編程模式下，并發(fā)處理、容錯(cuò)、數(shù)據(jù)分布、負(fù)載均衡等細(xì)節(jié)都被抽象到一個(gè)函數(shù)庫(kù)中，通過(guò)統(tǒng)一接口，用戶的大型計(jì)算任務(wù)被自動(dòng)并發(fā)和分布執(zhí)行，即將一個(gè)任務(wù)自動(dòng)分成多個(gè)子任務(wù)，并行地處理海量數(shù)據(jù)。04大數(shù)據(jù)典型技術(shù)2.4.1大數(shù)據(jù)的基本概念1.概念2014年5月工業(yè)和信息化部電信研究院發(fā)布的《大數(shù)據(jù)白皮書》從資源、技術(shù)和應(yīng)用角度指出：“大數(shù)據(jù)是具有體量大、結(jié)構(gòu)多樣、時(shí)效強(qiáng)等特征的數(shù)據(jù)；處理大數(shù)據(jù)需采用新型計(jì)算架構(gòu)和智能算法等新技術(shù)；大數(shù)據(jù)的應(yīng)用強(qiáng)調(diào)以新的理念應(yīng)用于輔助決策、發(fā)現(xiàn)新的知識(shí)，更強(qiáng)調(diào)在線閉環(huán)的業(yè)務(wù)流程優(yōu)化”。2.4.1大數(shù)據(jù)的基本概念2.特點(diǎn)大數(shù)據(jù)具有四個(gè)特點(diǎn)，分別是數(shù)據(jù)量大（Volume）、數(shù)據(jù)類型繁多（Variety）、處理速度快（Velocity）和價(jià)值密度低（Value），簡(jiǎn)稱“4V”。其中，大數(shù)據(jù)的“大”是一個(gè)動(dòng)態(tài)概念。大數(shù)據(jù)技術(shù)貫穿大數(shù)據(jù)處理的采集、存儲(chǔ)、分析和結(jié)果呈現(xiàn)等環(huán)節(jié)。2.4.1大數(shù)據(jù)的基本概念3.架構(gòu)體系2.4.2數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理技術(shù)1.數(shù)據(jù)采集類別傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集大數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)源來(lái)源單一，數(shù)據(jù)量相對(duì)較少來(lái)源廣泛，數(shù)據(jù)量大數(shù)據(jù)類型結(jié)構(gòu)單一數(shù)據(jù)類型豐富，包括結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和并行數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，分布式文件系統(tǒng)2.4.2數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理技術(shù)2.數(shù)據(jù)預(yù)處理（1）數(shù)據(jù)清洗（2）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（3）數(shù)據(jù)脫敏數(shù)據(jù)脫敏（DataMasking，DM），也稱為數(shù)據(jù)漂白，是指對(duì)某些敏感信息通過(guò)脫敏規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)的變形，實(shí)現(xiàn)敏感隱私數(shù)據(jù)的可靠保護(hù)。廣義地講，人臉圖像打碼（馬賽克）也是一種圖片脫敏技術(shù)。傳統(tǒng)的（狹義的）脫敏技術(shù)是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)（結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)）的脫敏，例如身份證號(hào)、手機(jī)號(hào)、卡號(hào)等個(gè)人信息。2.4.3大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理技術(shù)1.NewSQL數(shù)據(jù)庫(kù)目前具有代表性的NewSQL數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括Spanner、Clustrix、GenieDB、ScalArc、Schooner、VoltDB、RethinkDB、ScaleDB、Akiban、CodeFutures、ScaleBase、Translattice、NimbusDB、Drizzle等，和一些在云端提供的NewSQL數(shù)據(jù)庫(kù)，例如AmazonRDS、微軟SQLAzure，Xeround和FathomDB等，其中Spanner最受矚目。Spanner一個(gè)可擴(kuò)展、多版本、全球分布式并支持同步復(fù)制的數(shù)據(jù)庫(kù)，是谷歌的第一個(gè)可以全球擴(kuò)展并支持外部一致性的數(shù)據(jù)庫(kù)。2.4.3大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理技術(shù)2.NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)

NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)通常包括鍵值數(shù)據(jù)庫(kù)、列族數(shù)據(jù)庫(kù)、文檔數(shù)據(jù)庫(kù)和圖數(shù)據(jù)庫(kù)。NoSQL具三大特點(diǎn)，分別是靈活的可擴(kuò)展性、靈活的數(shù)據(jù)模型、與云計(jì)算緊密融合。NoSQL主要適用于需要簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)模型、靈活的IT系統(tǒng)、較高的數(shù)據(jù)庫(kù)性能和較低的數(shù)據(jù)一致性的場(chǎng)合。2.4.3大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理技術(shù)3.云數(shù)據(jù)庫(kù)云數(shù)據(jù)庫(kù)是部署在云計(jì)算環(huán)境中的虛擬化數(shù)據(jù)庫(kù)，可以實(shí)現(xiàn)按需付費(fèi)、按需擴(kuò)展、高可用性以及存儲(chǔ)整合等優(yōu)勢(shì)。在云數(shù)據(jù)庫(kù)中，所有數(shù)據(jù)庫(kù)功能都是在云端提供的，客戶端可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程使用云數(shù)據(jù)庫(kù)提供的服務(wù)。云數(shù)據(jù)庫(kù)具有動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展、高可用性、較低的實(shí)用代價(jià)、易用性、高性能、免維護(hù)、安全等特點(diǎn)。2.4.4數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)在數(shù)據(jù)處理與分析環(huán)節(jié)，可以利用統(tǒng)計(jì)學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘方法，并結(jié)合數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，得到有價(jià)值的結(jié)果，服務(wù)于生產(chǎn)和生活，其中機(jī)器學(xué)習(xí)是人工智能的核心，將在2.5.2小節(jié)中具體介紹。2.4.5數(shù)據(jù)可視化技術(shù)目前已經(jīng)有許多數(shù)據(jù)可視化工具，主要包括入門級(jí)工具（Excel）、信息圖表工具（GoogleChartAPI、D3等）、地圖工具（GoogleFushionTables、ModestMaps等）、時(shí)間線工具（Timetoast、Xtimeline等）和高級(jí)分析工具（R、Python等），其中大部分都是免費(fèi)使用的。2.4.6數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)技術(shù)123匿名化差分隱私同態(tài)加密305人工智能典型技術(shù)2.5.1人工智能的基本概念2018年9月中國(guó)信息通信研究院安全研究所發(fā)布的《人工智能安全白皮書》指出：“人工智能是利用人為制造來(lái)實(shí)現(xiàn)智能機(jī)器或者機(jī)器上的智能系統(tǒng)，模擬、延伸和擴(kuò)展人類智能，感知環(huán)境，獲取知識(shí)并使用知識(shí)獲得最佳結(jié)果的理論、方法和技術(shù)”。2.5.2機(jī)器學(xué)習(xí)2.5.3知識(shí)圖譜2.5.4自然語(yǔ)言處理自然語(yǔ)言處理（NaturalLanguageProcessing,NLP），是一門融語(yǔ)言學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)于一體的科學(xué)，是實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)之間用自然語(yǔ)言進(jìn)行有效通信的各種理論和方法，是人工智能領(lǐng)域中一個(gè)重要方向。自然語(yǔ)言處理包括自然語(yǔ)言理解（NaturalLanguageUnderstanding,NLU）和自然語(yǔ)言生成（NaturalLanguageGeneration,NLG）兩部分。值得注意的是，自然語(yǔ)言處理指的是研制能夠有效實(shí)現(xiàn)自然語(yǔ)言通信的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，特別是軟件系統(tǒng)。2.5.5人機(jī)交互人機(jī)交互（Human-ComputerInteraction，HCI），又稱人機(jī)互動(dòng)（Human-MachineInteraction，HMI），是指人與計(jì)算機(jī)之間使用某種對(duì)話語(yǔ)言，以一定的交互方式，為完成確定任務(wù)的人與計(jì)算機(jī)之間的信息交換過(guò)程。2.5.6計(jì)算機(jī)視覺計(jì)算機(jī)視覺是使用計(jì)算機(jī)及相關(guān)設(shè)備模擬生物視覺對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別、跟蹤和測(cè)量，并進(jìn)一步做圖形處理，使其稱為更適合人眼觀察或傳送給儀器檢測(cè)的圖像。機(jī)器視覺是一門綜合性的學(xué)科，涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程、信號(hào)處理、神經(jīng)生理學(xué)和認(rèn)知科學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域，包括圖像分類、對(duì)象檢測(cè)、目標(biāo)跟蹤、語(yǔ)義分割、實(shí)例分割等技術(shù)。2.5.7生物識(shí)別生物識(shí)別技術(shù)是指利用人體生物特征進(jìn)行身份認(rèn)證的一種技術(shù)，如生理特征（如指紋、面像、虹膜、掌紋等）和行為特征（如步態(tài)、聲音、筆跡等），包括指紋識(shí)別、臉像識(shí)別、虹膜識(shí)別、DNA識(shí)別、聲音和簽字識(shí)別等熱點(diǎn)技術(shù)，詳見2.2.2小節(jié)。2.5.83R技術(shù)123VR,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)AR,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)MR,混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)306區(qū)塊鏈典型技術(shù)2.6.1區(qū)塊鏈的基本概念2016年10月18日工信部指導(dǎo)發(fā)布的《中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書》中指出：“狹義來(lái)講，區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N按照時(shí)間順序?qū)?shù)據(jù)區(qū)塊以順序相連的方式組合成的一種鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并以密碼學(xué)方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。廣義來(lái)講，區(qū)塊鏈技術(shù)是利用塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)驗(yàn)證與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點(diǎn)共識(shí)算法來(lái)生成和更新數(shù)據(jù)、利用密碼學(xué)的方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問(wèn)的安全、利用由自動(dòng)化腳本代碼組成的智能合約來(lái)編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的分布式基礎(chǔ)架構(gòu)與計(jì)算范式?！?.概念2.6.1區(qū)塊鏈的基本概念2.演化歷程2.6.1區(qū)塊鏈的基本概念3.分類和體系結(jié)構(gòu)2.6.2數(shù)據(jù)層典型技術(shù)哈希（Hash）函數(shù)也稱為散列函數(shù)、雜湊函數(shù)，可以將任意長(zhǎng)度的輸入變換成固定長(zhǎng)度的輸出。只要輸入值發(fā)生微小變化，哈希函數(shù)的輸出值就會(huì)截然不同。當(dāng)不同輸入的哈希產(chǎn)生相同的哈希值，則稱為哈希碰撞。1.哈希（Hash）函數(shù)79王小云教授的成果是高水平的世界級(jí)的未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)被譽(yù)為“中國(guó)諾貝爾獎(jiǎng)”，創(chuàng)立于2016年，下設(shè)生命科學(xué)獎(jiǎng)、物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)、數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)獎(jiǎng)三個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)對(duì)為全人類作出重大科研成果的科學(xué)家予以表彰，逐漸成為當(dāng)今大中華地區(qū)最具影響力的科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)之一。2019未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)，除了王小云院士榮獲“數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)獎(jiǎng)”，還有北京生命科學(xué)研究所邵峰獲“生命科學(xué)獎(jiǎng)”，中科院高能物理研究所王貽芳、美國(guó)加州伯克利大學(xué)陸錦標(biāo)教授獲“物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)”。思政元素2.6.2數(shù)據(jù)層典型技術(shù)2.默克爾樹2.6.2數(shù)據(jù)層典型技術(shù)3.時(shí)間戳4.非對(duì)稱加密5.非對(duì)稱加密2.6.4共識(shí)層典型技術(shù)共識(shí)算法PoWPoSDPoSPBFTPaxos應(yīng)用場(chǎng)景公有鏈公有鏈公有鏈聯(lián)盟鏈私有鏈錯(cuò)誤容忍度<50%節(jié)點(diǎn)數(shù)<50%權(quán)益<50%權(quán)益33%節(jié)點(diǎn)數(shù)<50%節(jié)點(diǎn)數(shù)（Acceptor）共識(shí)效