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文檔簡介
第一章緒論新一代信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)【ch01】第1章緒論.pptx【ch02】新1代信息技術(shù)與人工智能概述.pptx【ch03】新1代信息技術(shù)基礎(chǔ).pptx【ch04】人工智能基礎(chǔ).pptx【ch05】5G通信與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用.pptx【ch06】大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用.pptx【ch07】人工智能技術(shù)應(yīng)用-機(jī)器視覺和機(jī)器學(xué)習(xí).pptx【ch08】人工智能技術(shù)應(yīng)用——自然語言處理.pptx全套可編輯PPT課件01背景PARTONE新一代信息技術(shù)新一代信息技術(shù)分為六個方面,分別是下一代通信網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、三網(wǎng)融合、新型平板顯示、高性能集成電路和以云計(jì)算為代表的高端軟件。結(jié)合地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展特色和對人才培養(yǎng)的要求,本書在新一代信息技術(shù)方面將主要介紹下一代通信網(wǎng)終、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與云計(jì)算等方面的內(nèi)容。下一代通信網(wǎng)絡(luò)是指以5G通倍技術(shù)為代表的高速率、低延時數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),其關(guān)鍵技術(shù)包含超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、自織網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)、D2D通信、M2M通信、信息中心網(wǎng)絡(luò)等。其應(yīng)用領(lǐng)域包含車輛網(wǎng)及自動駕駛、遠(yuǎn)程外科手術(shù)、智能電網(wǎng)等。本書將主要介紹5G通信的基本概念、發(fā)展概況和基礎(chǔ)知識,并通過幾個典型的案例介紹5G通信所涉及的關(guān)鍵技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)是指將無處不在的末端設(shè)備和設(shè)施,包括具備“內(nèi)在智能”的傳感器、移動終端、工業(yè)系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、家庭智能設(shè)施、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等,和“外在使能”的,如貼上RFID的各種資產(chǎn)、攜帶無線終端的個人與車輛等“智能化物件或動物”或“智能塵埃”,通過各種無線或有線的長距離或短距離通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通、應(yīng)用集成及基于云計(jì)算的SaaS營運(yùn)等模式,在內(nèi)網(wǎng)、專網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境采用適當(dāng)?shù)男畔踩U蠙C(jī)制,提供安全可控乃至個性化的實(shí)時在線監(jiān)測、定位追溯、報(bào)警聯(lián)動、調(diào)度指揮、預(yù)案管理、遠(yuǎn)程控制、安全防范、遠(yuǎn)程維保、在線升級、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、決策支持、領(lǐng)導(dǎo)桌面等管理和服務(wù)功能,實(shí)現(xiàn)對“萬物”的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?!钡摹肮堋⒖?、營”一體化。物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)主要由三個層次組成,即感知層(感知控制層)、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層,其關(guān)鍵技術(shù)包括傳感器技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、智能技術(shù)等,在醫(yī)學(xué)、安防、工業(yè)現(xiàn)場管理等領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用。木書將主要介紹物聯(lián)網(wǎng)的基本概念和基礎(chǔ)知識,并通過幾個典的案例介紹物聯(lián)網(wǎng)所涉及的關(guān)鍵技術(shù)。新一代信息技術(shù)大數(shù)據(jù)是指需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力來適應(yīng)海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn),是一種規(guī)模大到在獲取、儲存、管理、分析方面大大超出了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具能力范圍的數(shù)據(jù)集合,具有海量的數(shù)據(jù)規(guī)模、快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、多樣的數(shù)據(jù)類型和價值密度低四大特征。云計(jì)算是分布式計(jì)算的一種,指的是通過網(wǎng)終“云”將巨大的數(shù)據(jù)計(jì)算處理程序分解成無數(shù)個小程序,然后通過多部服務(wù)器組成的系統(tǒng)進(jìn)行處理和分析,得到結(jié)果并返回給用戶。從技術(shù)上看,大數(shù)據(jù)與云計(jì)算的關(guān)系就像一枝硬幣的正反面一樣密不可分。大數(shù)據(jù)必然無法用單臺計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理,必須采用分布式架構(gòu)。它的特色在于對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式數(shù)據(jù)挖掘。但它必須依托云計(jì)算的分布式處理、分布式數(shù)據(jù)庫和云存儲、虛擬化技術(shù)。新一代信息技術(shù)人工智能人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個分支,它企圖了解智能的實(shí)質(zhì),并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器?,F(xiàn)如今,人工智能已經(jīng)逐漸發(fā)展成一門龐大的學(xué)科,它包含了機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、人機(jī)交互、自然語言、機(jī)器視覺等多個技術(shù)領(lǐng)域。目前,人工智能技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于智能機(jī)器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等方面,被認(rèn)為是21世紀(jì)三大尖端技術(shù)之一。本書將主要介紹人工智能技術(shù)的概念、發(fā)展概況和以機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)為代表的基礎(chǔ)知識,并通過多個機(jī)器視覺和自然語言處理應(yīng)用案例對人工智能所涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行介紹。新一代信息技術(shù)與人工智能5G是新一代信息通信技術(shù)的代表,讓一切設(shè)備互聯(lián)以激活萬物智能,加速物聯(lián)網(wǎng)在全行業(yè)的普及,加速推進(jìn)人工智能、大數(shù)據(jù)與云計(jì)算的發(fā)展。大數(shù)據(jù)與云計(jì)算將極大地推動人工智能的發(fā)展。人工智能將在生產(chǎn)制造、服務(wù)、金融、社會醫(yī)療等領(lǐng)域帶來巨大的變化,而機(jī)器人是人工智能物理空間中的重要載體。02學(xué)習(xí)目標(biāo)PARTTWO通過本書的學(xué)習(xí),主要培養(yǎng)學(xué)習(xí)者以下三個方面的能力和素質(zhì):(1)(2)(3)理解新一代信息技術(shù)與人工智能的相關(guān)理論知識、背景文化和典型應(yīng)用;理解新一代信息技術(shù)與人工智能的內(nèi)涵、相互關(guān)系及對智能經(jīng)濟(jì)、智能社會、智能生產(chǎn)等方面的影響和作用;熟悉新一代信息技術(shù)與人工智能的發(fā)展規(guī)劃,樹立創(chuàng)新驅(qū)動和科技強(qiáng)國的理念。培養(yǎng)應(yīng)用新一代信息技術(shù)與人工智能理論和方法分析和處理本專業(yè)問題的意識和能力;提升應(yīng)用新一代信息技術(shù)與人工智能發(fā)展創(chuàng)新思維和進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐的能力。能夠關(guān)注新一代信息技術(shù)與人工智能快速發(fā)展的主流趨勢,增強(qiáng)不斷學(xué)習(xí)的自覺意識和能力。謝謝觀看第二章新一代信息技術(shù)與人工智能概述新一代信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)015G通訊技術(shù)概述PARTONE移動通訊技術(shù)的發(fā)展演變1第一代移動通訊系統(tǒng)20世紀(jì)70年代末,美國AT&T公司研制了第一套蜂窩移動電話系統(tǒng)。第一代無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的貢獻(xiàn)在于去掉了連接到電話網(wǎng)絡(luò)的用戶線,用戶第一次能夠在移動的狀態(tài)下?lián)艽螂娫?。第一代移動通信的各種蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)有很多相似之處,但是也有很大差異,它們只能提供基本的語音會話業(yè)務(wù),不能提供非語音業(yè)務(wù),并且保密性差,容易并機(jī)盜打,而且它們之間還互不兼容,顯然移動用戶無法在各種系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)漫游。移動通訊技術(shù)的發(fā)展演變2第二代移動通訊系統(tǒng)第二代移動通信數(shù)字無線標(biāo)準(zhǔn)主要有GSM、D-AMPS、PDC和IS-95CDMA等。在我國,己有的移動通信網(wǎng)絡(luò)主要以第二代移動通信系統(tǒng)的GSM和CDMA為主,網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商運(yùn)用的主要是GSM系統(tǒng)。第二代移動通信系統(tǒng)在引入數(shù)字無線電技術(shù)以后,為數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)提供了更好的網(wǎng)絡(luò),不僅改善了語音通話質(zhì)量,提高了保密性,防止了并機(jī)盜打,而且也為移動用戶提供了無縫的國際漫游。移動通訊技術(shù)的發(fā)展演變3第三代移動通訊系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)簡稱3G,它是種真正意義上的寬帶移動多媒體通信系統(tǒng)。第三代移動通信系統(tǒng)能提供高質(zhì)量的寬帶多媒體綜合業(yè)務(wù),并且實(shí)現(xiàn)了全球無縫覆蓋和全球漫游。第三代移動通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)2Mbps,其容量是第二代移動通信系統(tǒng)的2~5倍。目前,最具代表性的第三代移動通信系統(tǒng)有美國提出的MC-CDMA(CDMA2000)、歐洲和日本提出的W-CDMA和中國提出的TDCDMA"移動通訊技術(shù)的發(fā)展演變4第四代移動通訊系統(tǒng)第四代移動通信系統(tǒng)簡稱4G,其技術(shù)重點(diǎn)是增加數(shù)據(jù)和語音容量并提高整體體驗(yàn)質(zhì)量。WiMAX和LTE是4G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),目前全球的運(yùn)營商大都采用LTE標(biāo)準(zhǔn)。4G推出了全I(xiàn)P系統(tǒng),徹底取消了電路交換技術(shù)。4G使用OFDMA來提高頻譜效率,使用MIMO和載波聚合等新的4G組件進(jìn)一步提高了整體網(wǎng)絡(luò)容量。隨著帶寬量的增加和延遲的減少,4G可以提供諸如LTE語音(VoLTE)和WiFi語音(VoWiFi)等許多附加服務(wù)。移動通訊技術(shù)的發(fā)展演變綜觀移動通信技術(shù)的發(fā)展歷程,當(dāng)代移動通信系統(tǒng)的發(fā)展可分為四個階段。(1)第一代移動通信系統(tǒng)以模擬調(diào)頻、頻分多址為主體技術(shù),包括以蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)為代表的公共移動通信系統(tǒng)、以集群系統(tǒng)為代表的專用移動通信系統(tǒng)及無繩電話。(2)第二代移動通信系統(tǒng)是以數(shù)字傳輸、時分多址或碼分多址為主體技術(shù),包括數(shù)字蜂窩系統(tǒng)、數(shù)字無繩電話系統(tǒng)和數(shù)字集群系統(tǒng)等。(3)第三代移動通信系統(tǒng)以世界范圍內(nèi)的個人通信為目標(biāo),實(shí)現(xiàn)任何人在任何時候、任何地方進(jìn)行任何類型信息的交換。(4)第四代移動通信系統(tǒng)的重點(diǎn)是增加數(shù)據(jù)和語音容量并提高整體體驗(yàn)質(zhì)量。5G的發(fā)展現(xiàn)狀2019年是5G元年,隨著SG標(biāo)準(zhǔn)和頻譜生態(tài)環(huán)境的統(tǒng)發(fā)展,各國加快了5G的商業(yè)化進(jìn)程,在5G技術(shù)的發(fā)展道路上競相卡位,競爭激烈。美國、日本和韓國在2017-2018年部署了5G測試網(wǎng)絡(luò),2019年部署符合5G國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。歐盟在2017年開始5G試驗(yàn),計(jì)劃到2025年全面部署5G。歐洲監(jiān)管部門正在對5G頻率進(jìn)行統(tǒng)籌,3.4~3.8GHz頻段協(xié)調(diào)進(jìn)展最快。愛立信與西班牙電信將著名的諾坎普體育場升級為5G體育場;韓國LGU+己部署1.5萬個5G基站,華為設(shè)備占95%;三星正進(jìn)行5G業(yè)務(wù)并購,其目標(biāo)是到2022年占據(jù)20%設(shè)備市場份額;韓國電信巨頭SK推出5G邊緣計(jì)算開放平臺,向第三方開放以推進(jìn)5G商業(yè)化。5G的發(fā)展現(xiàn)狀移動通信技術(shù)的發(fā)展歷程5G的發(fā)展現(xiàn)狀(1)(2)(3)中國5G技術(shù)發(fā)展己進(jìn)入全球第陣營,華為率先完成中國聯(lián)通5G獨(dú)立組網(wǎng)、核心網(wǎng)第一階段內(nèi)場測試,完成首個基于5G終端芯片巴龍5000的業(yè)務(wù)應(yīng)用驗(yàn)證。國外各大運(yùn)營商緊鑼密鼓地開展5G套餐業(yè)務(wù)。國內(nèi)三大運(yùn)營商快馬加鞭地?fù)屨?G市場份額。5G的特點(diǎn)和優(yōu)勢5G即第五代移動通信系統(tǒng)(5thgenerationwirelesssystems,簡稱5G)。每代移動通信系統(tǒng)的大規(guī)模商用化后,都大大改變了人們的生活。那么,5G時代將會是怎樣的?5G將深刻地影響娛樂、制造、汽車、能源、醫(yī)療、交通、教育、養(yǎng)老等各個行業(yè)。3D電影、自動駕駛、無人機(jī)、物流、智能電網(wǎng)、智能工廠、虛擬現(xiàn)實(shí)、智慧家居等場景都能應(yīng)用5G實(shí)現(xiàn)革命性的發(fā)展。5G的特點(diǎn)和優(yōu)勢15G優(yōu)勢之高數(shù)據(jù)速率5G網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)勢在于,數(shù)據(jù)傳輸速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于以前的蜂窩網(wǎng)絡(luò),最高可達(dá)IOGbps,比當(dāng)前的有線互聯(lián)網(wǎng)要快,比先前的4GLTE蜂窩網(wǎng)絡(luò)快100倍。美國芯片制造商高通認(rèn)為,5G可以在實(shí)際(而不是實(shí)驗(yàn)室〉條件下,實(shí)現(xiàn)快10到20倍的瀏覽和下載速度。也就是說,1分鐘左右就可以下載部高清電影。而我們談?wù)摰倪€是基于現(xiàn)有4GLTE網(wǎng)絡(luò)搭建的5G網(wǎng)絡(luò),僅僅是第一代5G調(diào)制解調(diào)器;未來的5G芯片,很可能會更快。5G的超大帶寬傳輸能力,即便是看4K高清視頻、360度全景視頻及VR虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)都不會出現(xiàn)卡頓的情況。5G的特點(diǎn)和優(yōu)勢25G優(yōu)勢之減少延遲5G另一個優(yōu)點(diǎn)是較低的網(wǎng)絡(luò)延遲(更快的響應(yīng)時間),低于1ms,而4G為30~70ms。較低的延遲可以幫助5G提供全新的移動網(wǎng)絡(luò),而不僅僅是對現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)的適度改善。5G應(yīng)用于多人移動游戲、工廠機(jī)器人、自動駕駛汽車和其他需要快速響應(yīng)的任務(wù)一一所有當(dāng)今4G網(wǎng)絡(luò)都在掙扎或根本無法應(yīng)對的領(lǐng)域。5G的特點(diǎn)和優(yōu)勢35G優(yōu)勢之節(jié)省能源隨著各類能源業(yè)務(wù)的快速增長,電網(wǎng)設(shè)備、電力終端、用電客戶迫切需要通過最新的通信技術(shù)及系統(tǒng)支撐,滿足爆發(fā)式增長的通信需求。5G技術(shù)將支持能源領(lǐng)域基礎(chǔ)設(shè)施的智能化,并支持雙向能源分配和新的商業(yè)模式,以提高生產(chǎn)、交付、使用和協(xié)調(diào)有限的能源資源的效率??稍偕茉?、電動汽車、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域?qū)⒊蔀?G在能源行業(yè)的重點(diǎn)應(yīng)用場景。5G通信具有高速率、高安全、全覆蓋、智能化等特點(diǎn),可有效地解決分布式光伏電站分散、點(diǎn)多、量大等問題。5G技術(shù)對光伏云網(wǎng)帶來的最大變化是數(shù)據(jù)傳輸速率與質(zhì)量的大幅提升,這能夠有效解決光伏云網(wǎng)所面臨的用戶數(shù)量激增、海量分布式數(shù)據(jù)難以采集、廣域覆蓋難以保障等難題。5G的特點(diǎn)和優(yōu)勢45G優(yōu)勢之大規(guī)模設(shè)備連接物聯(lián)網(wǎng)將是5G發(fā)展的主要動力,業(yè)內(nèi)認(rèn)為5G是為萬物互聯(lián)設(shè)計(jì)的。到2021年,己有280億部移動設(shè)備實(shí)現(xiàn)互聯(lián),其中IoT(InternetofThings,物聯(lián)網(wǎng))設(shè)備達(dá)到160億部。未來十年,物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的服務(wù)對象將擴(kuò)展至各行業(yè)用戶,M2M(MachinetoMachi時,機(jī)器對機(jī)器〕終端數(shù)量將大幅激增,應(yīng)用無所不在。從需求層次來看,物聯(lián)網(wǎng)首先是滿足對物品的識別及信息讀取的需求,其次是通過網(wǎng)絡(luò)將這些信息傳輸和共享,隨后是聯(lián)網(wǎng)物體隨著量級增長帶來的系統(tǒng)管理和信息數(shù)據(jù)分析,最后是改變企業(yè)的商業(yè)模式及人們的生活模式,實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)。未來的物聯(lián)網(wǎng)市場將朝向細(xì)分化、差異化和定制化方向改變,未來的增長極可能超出預(yù)期。5G應(yīng)用的兩大愿景:超大規(guī)模連接和大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)。5G的特點(diǎn)和優(yōu)勢5G的高數(shù)據(jù)速率(大寬帶)、減少延遲(超低延時)和大規(guī)模設(shè)備連接的三大特點(diǎn)和優(yōu)勢5G的主要體系架構(gòu)5G技術(shù)創(chuàng)新主要來源于無線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩方面。在無線技術(shù)領(lǐng)域,大規(guī)模天線陣列、超密集組網(wǎng)、新型多址和全頻譜接入等技術(shù)已成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn);在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域,基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)己取得廣泛共識。5G的行業(yè)應(yīng)用及對社會的重大影響010203對于裝置制造業(yè)、建筑業(yè)及采礦業(yè)等行業(yè)對于裝置制造業(yè)、建筑業(yè)及采礦業(yè)等行業(yè),5G是行業(yè)演進(jìn)過程極為缺失又極其重要的關(guān)鍵技術(shù),5G技術(shù)對于該行業(yè)的發(fā)展和突破是一種必須。對于醫(yī)療保健行業(yè)對于醫(yī)療保健行業(yè),5G將提供卓越的創(chuàng)新平臺,不斷激發(fā)該領(lǐng)域創(chuàng)新型應(yīng)用。5G技術(shù)將通過其低時延、高帶寬等優(yōu)異性能,有望讓遠(yuǎn)程醫(yī)療真正普及。對于第三產(chǎn)業(yè)對于第三產(chǎn)業(yè),5G將作為個技術(shù)平臺,持續(xù)賦能產(chǎn)業(yè)并推進(jìn)產(chǎn)業(yè)增值,代表性行業(yè)包括媒體娛樂業(yè)、酒店管理業(yè)、教育業(yè)、專業(yè)服務(wù)業(yè)等。5G的行業(yè)應(yīng)用及對社會的重大影響縱觀全球,可以看到除VR/AR企業(yè)外,領(lǐng)先的電信、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也摩拳擦掌,積極參與到云VR/AR體系的打造中,試圖在云VR/AR時代搶占先機(jī)、尋找自己獨(dú)特的產(chǎn)業(yè)定位。5G的行業(yè)應(yīng)用及對社會的重大影響同時,中國企業(yè)也在云VR/AR領(lǐng)域積極部署。2019年1月,華為在上海召開華為云SGCloudVR服務(wù)發(fā)布會,分享其CloudVR開發(fā)套件、CloudVR連接服務(wù)和CloudVR開發(fā)者社區(qū)三大服務(wù)模塊。中國移動聯(lián)合大朋VR在西班牙世界移動通信大會(MWC2018)上積極展示其基于5G邊緣云架構(gòu)的PCVR游戲大作《鋼魂》。2019年2月,上海移動和華為公司攜手打造了全球首個采用5G室內(nèi)數(shù)字系統(tǒng)建設(shè)的火車站上海虹橋火車站。02物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述PARTTWO物聯(lián)網(wǎng)的基本概念物聯(lián)網(wǎng)(InternetofThings)是指將各種信息傳感設(shè)備,如射頻識別(RFID)裝置、傳感器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、攝像機(jī)等,通過各種通信手段(無線、有線)按約定的協(xié)議將其與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,以實(shí)現(xiàn)智能化感知、識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種綜合性網(wǎng)絡(luò)?;ヂ?lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了人與人之間的、廣泛的、便利的通信,物聯(lián)網(wǎng)則實(shí)現(xiàn)了物與物、物與人之間便利的通信。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展演變物聯(lián)網(wǎng)作為一種模糊的意識或想法而出現(xiàn),可以追溯到20世紀(jì)末。1995年,比爾·蓋茨在《未來之路》書中就已經(jīng)提及類似于物品互聯(lián)的想法,只是當(dāng)時受限于無線網(wǎng)絡(luò)、硬件及傳感設(shè)備的發(fā)展,并未引起重視。1999年,美國麻省理工學(xué)院AutoID研究中心的創(chuàng)建者之KevinAshton教授在他的個報(bào)告中首次使用了“InternetofThings"這個短語。事實(shí)上,AutoD研究中心的目標(biāo)就是在Interηet的基礎(chǔ)上建造一個網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與物品(objecs)之間的互聯(lián),這里的物品包括各種各樣的硬件設(shè)備、軟件、協(xié)議等。1999年至2003年,物聯(lián)網(wǎng)方面技術(shù)研究和應(yīng)用僅限于實(shí)驗(yàn)室中,這時期的主要工作集中在物品身份的自動識別,如何減少識別錯誤和提高識別效率是關(guān)注的重點(diǎn)。0102030405物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展演變2003年,“EPC決策研討會”在芝加哥召開。作為物聯(lián)網(wǎng)方面第個國際會議,得到了全球90多個公司的大力支持。從此,物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)研究和應(yīng)用工作開始走出實(shí)驗(yàn)室。經(jīng)過工業(yè)界與學(xué)術(shù)界的共同努力,2005年物聯(lián)網(wǎng)終于大放異彩。這一年,國際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了題為《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005,物聯(lián)網(wǎng)》的報(bào)告,物聯(lián)網(wǎng)概念開始正式出現(xiàn)在官方文件中。從此以后,物聯(lián)網(wǎng)獲得跨越式的發(fā)展,美國、中國、日本及歐洲一些國家紛紛將發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施列為國家戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃的重要內(nèi)容之一。在美國,IBM提出了“智慧地球”的構(gòu)想,其中物聯(lián)網(wǎng)是不可缺少的部分,2009年1月,美國將其提升到國家戰(zhàn)略。在歐洲,2009年6月,歐盟在比利時首都布魯塞爾向歐洲議會、歐洲理事會、歐洲經(jīng)濟(jì)與社會委員會和地區(qū)委員會提交了以《物聯(lián)網(wǎng)——?dú)W洲行動計(jì)劃》為題的公告,其目的是希望歐洲通過構(gòu)建新型物聯(lián)網(wǎng)管理框架來引領(lǐng)世界物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。0607080910物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展演變(1)不能簡單地將物聯(lián)網(wǎng)看作互聯(lián)網(wǎng)的延伸,物聯(lián)網(wǎng)建立在特有基礎(chǔ)設(shè)施之上,是一系列新的獨(dú)立系統(tǒng),當(dāng)然,部分基礎(chǔ)設(shè)施仍要依存于現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)。(2)物聯(lián)網(wǎng)將伴隨新的業(yè)務(wù)共同發(fā)展。(3)物聯(lián)網(wǎng)包括了多種不同的通信模式,其中特別強(qiáng)調(diào)了機(jī)對機(jī)通信(M2M)。歐盟委員會提出物聯(lián)網(wǎng)的三個方面特性:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展演變自2009年,物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一,并寫入政府工作報(bào)告,物聯(lián)網(wǎng)在中國受到了全社會極大的關(guān)注。2010年,物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)被納入《國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》確定的七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。2011年,物聯(lián)網(wǎng)被“十二五”規(guī)劃確定為推動跨越發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。2012年,工業(yè)和信息化部發(fā)布《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)trJ)),該規(guī)劃提出到2015年,我國要完善物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展格局。2013年國家發(fā)改委發(fā)布《物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項(xiàng)行動計(jì)劃》,提出了到2015年,我國將在各個領(lǐng)域開展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范,部分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?;茝V。2016年,物聯(lián)網(wǎng)被寫進(jìn)“十三五”規(guī)劃,物聯(lián)網(wǎng)的火花己悄然綻放。2017年,工業(yè)和信息化部發(fā)布《物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》,到2020年,具有國際競爭力的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系基本形成。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的體系架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,針對不同領(lǐng)域的需求,利用具有感知、通信和計(jì)算功能的智能設(shè)備自動獲取現(xiàn)實(shí)世界的信息,將這些對象互聯(lián),實(shí)現(xiàn)全面感知、可靠傳輸、智能處理,構(gòu)建人與物、物與物互聯(lián)的智能信息服務(wù)系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)主要由感知層(感知控制層)、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的體系架構(gòu)感知層主要分為兩類:自動感知設(shè)備(能夠自動感知外部物理信息,包括RFID、傳感器、智能家電等)人工生成信息設(shè)備(包括智能手機(jī)、個人數(shù)字助理(PDA)、計(jì)算機(jī)等)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的體系架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)層:又稱為傳輸層,包括接入層、匯聚層和核心交換層。接入層相當(dāng)子計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層,RFID標(biāo)簽、傳感器與接入層設(shè)備構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)感知網(wǎng)絡(luò)的基本單元。接入層通信方式分為無線方式和有線方式,無線方式包括無線局域網(wǎng)、M2M通信,有線方式包括現(xiàn)場總線、電力線接入、電視電纜和電話線。匯聚層位于接入層和核心交換層之間,進(jìn)行數(shù)據(jù)分組匯聚、轉(zhuǎn)發(fā)和交換,進(jìn)行本地路由、過濾、流量均衡等。匯聚層方式也分為無線方式和有線方式,無線方式包括無線局域網(wǎng)、無線城域網(wǎng)、M2M通信和專用無線通信等,有線方式包括局域網(wǎng)、現(xiàn)場總線等。核心交換層為物聯(lián)網(wǎng)提供高速、安全和具有服務(wù)質(zhì)量保障能力的數(shù)據(jù)傳輸,可以是IP網(wǎng)、非E網(wǎng)、虛擬專網(wǎng),或者它們之間的組合。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的體系架構(gòu)應(yīng)用層:分為管理服務(wù)層和行業(yè)應(yīng)用層。管理服務(wù)層通過中間件軟件實(shí)現(xiàn)感知硬件和應(yīng)用軟件之間的物理隔離和無縫連接,提供海量數(shù)據(jù)的高效匯聚、存儲,通過數(shù)據(jù)挖掘、智能數(shù)據(jù)處理等,為行業(yè)應(yīng)用層提供安全的網(wǎng)絡(luò)管理和智能服務(wù)。行業(yè)應(yīng)用層為不同行業(yè)提供物聯(lián)網(wǎng)服務(wù),具體行業(yè)包括智能醫(yī)療、智能交通、智能家居、智能物流等。行業(yè)應(yīng)用層主要由應(yīng)用層協(xié)議組成,不同的行業(yè)需要制定不同的應(yīng)用層協(xié)議。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的體系架構(gòu)在物聯(lián)網(wǎng)整個體系結(jié)構(gòu)中,信息安全、網(wǎng)絡(luò)管理、對象名字服務(wù)和服務(wù)質(zhì)量保證是共性技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)包括自動感知技術(shù)(包括傳感器設(shè)計(jì),中間件與數(shù)據(jù)處理軟件設(shè)計(jì))、嵌入式技術(shù)、移動通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能數(shù)據(jù)處理技術(shù)(包括中問件與應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)、海量數(shù)據(jù)存儲與計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘)、智能控制技術(shù)、信息安全技術(shù)等。物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用由于受政治、社會等多方面的影響,近些年來,全球經(jīng)濟(jì)增長乏力,世界各國的經(jīng)濟(jì)都面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),在這種情況下,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生并成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動力?;诖?,億歐智庫2018年發(fā)布了《2018年中國物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用研究報(bào)告》,報(bào)告根據(jù)實(shí)際情況,對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)行了梳理,并總結(jié)出了十大應(yīng)用領(lǐng)域,分別為物流、交通、安防、能源、醫(yī)療、建筑、制造、家居、零售和農(nóng)業(yè),如圖所示。物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用1.智慧物流
智慧物流是指以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術(shù)為支撐,在物流的運(yùn)輸、倉儲、配送等各個環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)感知、全面分析及處理等功能。2.智能交通
智能交通是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域之,利用信息技術(shù)將人、車和路緊密地結(jié)合起來,改善交通運(yùn)輸環(huán)境、保障交通安全及提高資源利用率。3.智能安防
安防是物聯(lián)網(wǎng)的一大應(yīng)用領(lǐng)域,因?yàn)榘踩肋h(yuǎn)都是人們的基本需求之。智能安防最核心的部分在于智能安防系統(tǒng),該系統(tǒng)的主要工作是對拍攝的圖像進(jìn)行傳輸、存儲、分析與處理。4.智慧能源
智慧能源屬于智慧城市的個部分,其對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用主要集中在對水、電、燃?xì)?、路燈等系統(tǒng)及井蓋、垃圾桶等環(huán)保裝置的監(jiān)測,如智慧井蓋監(jiān)測水位及其狀態(tài)、智能水電表實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、智能垃圾桶自動感應(yīng)等。物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用5.智慧醫(yī)療
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是獲取數(shù)據(jù)的主要途徑,能有效地幫助醫(yī)務(wù)人員實(shí)現(xiàn)對人和物的智能化管理。對人的智能化管理指的是通過傳感器對人的生理狀態(tài)〔如心跳頻率、體力消耗、血壓高低等)進(jìn)行監(jiān)測,主要是利用醫(yī)療可穿戴設(shè)備,將獲取的數(shù)據(jù)記錄到電子健康文件中,方便個人或醫(yī)生查閱。6.智慧建筑
建筑是城市的基石,技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了建筑的智能化發(fā)展,以物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)為主的智慧建筑越來越受到人們的關(guān)注。當(dāng)前的智慧建筑主要體現(xiàn)在節(jié)能方面,通過設(shè)備進(jìn)行感知、傳輸并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控,不僅能夠節(jié)約能源同時也能減少樓宇運(yùn)維人員的數(shù)量。7.智能制造
智能制造細(xì)分概念的范圍很廣,涉及很多行業(yè)。制造領(lǐng)域的市場體量巨大,是物聯(lián)網(wǎng)的個重要應(yīng)用領(lǐng)域,主要體現(xiàn)在數(shù)字化及智能化工廠的改造上,包括工廠機(jī)械設(shè)備監(jiān)控和工廠的環(huán)境監(jiān)控。物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用8.智能家居
智能家居是指使用不同的方法和設(shè)備,來提高人們的生活能力,使家庭變得更舒適、安全和高效。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于智能家居領(lǐng)域,能夠?qū)揖宇惍a(chǎn)品的位置、狀態(tài)、變化進(jìn)行監(jiān)測,分析其變化特征,同時根據(jù)人的需要,在一定的程度上進(jìn)行反饋。9.智能零售
行業(yè)內(nèi)將零售按照距離分為了三種不同的形式,即遠(yuǎn)場零售、中場零售、近場零售,三者分別以電商、商場/超市和便利店/自動售貨機(jī)為代表。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以用于近場和中場零售,旦主要應(yīng)用于近場零售,即無人便利店和自動(無人)售貨機(jī)。10.智慧農(nóng)業(yè)
智慧農(nóng)業(yè)是將物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)進(jìn)行深度融合,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程的信息感知、精準(zhǔn)管理和智能控制的一種全新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,可實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可視化診斷、遠(yuǎn)程控制及災(zāi)害預(yù)警等功能。物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用在這十大行業(yè)中,采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的主要作用就是為了獲取數(shù)據(jù),而后可根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)運(yùn)用云計(jì)算、邊緣計(jì)算及人工智能等技術(shù)進(jìn)行處理,幫助人們更好地進(jìn)行管理和決策。物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)技術(shù)作為數(shù)據(jù)獲取的主要方式,在未來的發(fā)展中至關(guān)重要。物聯(lián)網(wǎng)是一個大的產(chǎn)業(yè),涉及方方面面。面對新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)革命,物聯(lián)網(wǎng)正孕育著巨大的潛能,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)是極具發(fā)展前景的產(chǎn)業(yè)。03大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)概述PARTTHREE大數(shù)據(jù)技術(shù)概述1大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)到來數(shù)據(jù),己經(jīng)滲透到當(dāng)今每個行業(yè)和每個業(yè)務(wù)職能領(lǐng)域,成為重要的生產(chǎn)因素。人們對于海量數(shù)據(jù)的挖掘和運(yùn)用,預(yù)示著新一波生產(chǎn)率增長和消費(fèi)者盈余浪潮的到來。它不僅使世界充斥著比以往更多的信息,而且其增長速度也在加快?;ヂ?lián)網(wǎng)(社交、搜索、電商)、移動互聯(lián)網(wǎng)(微博)、物聯(lián)網(wǎng)(傳感器)、車聯(lián)網(wǎng)、GPS、醫(yī)學(xué)影像、安全監(jiān)控、金融(銀行、股市、保險)、電信(通話、短信)都在瘋狂地產(chǎn)生著數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)概述1大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)到來為什么全球數(shù)據(jù)量增長如此之快?主要原因是數(shù)據(jù)產(chǎn)生方式的改變。歷史上,數(shù)據(jù)基本上是通過手工產(chǎn)生的。隨著人類步入信息社會,數(shù)據(jù)產(chǎn)生越來越自動化。大數(shù)據(jù)技術(shù)概述2大數(shù)據(jù)的發(fā)展歷程1234大數(shù)據(jù)的萌芽階段(1980-2008年)大數(shù)據(jù)的突破階段(2009-2011年)大數(shù)據(jù)的成熟階段(2012-2016年)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用階段(2017-2022年)大數(shù)據(jù)技術(shù)概述3大數(shù)據(jù)的相關(guān)概念大數(shù)據(jù)(Bigdata),或稱巨量資料,是指所涉及的資料量規(guī)模巨大到無法通過目前主流軟件工具,在合理時間內(nèi)達(dá)到擷去、管理、處理并整理成為幫助企業(yè)經(jīng)營決策的資訊。大數(shù)據(jù)對象既可能是實(shí)際的、有限的數(shù)據(jù)集合,如某個政府部門或企業(yè)掌握的數(shù)據(jù)庫,也可能是虛擬的、無限的數(shù)據(jù)集合,如微博、微信、社交網(wǎng)絡(luò)上的全部信息。大數(shù)據(jù)是需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。從數(shù)據(jù)的類別上看,“大數(shù)據(jù)”指的是無法使用傳統(tǒng)流程或工具處理或分析的信息。它定義了那些超出正常處理范圍和大小、迫使用戶采用非傳統(tǒng)處理方法的數(shù)據(jù)集。大數(shù)據(jù)技術(shù)概述3大數(shù)據(jù)的相關(guān)概念大數(shù)據(jù)技術(shù),是指從各種各樣類型的大數(shù)據(jù)中,快速獲得有價值信息的技術(shù),包括數(shù)據(jù)采集、存儲、管理、分析挖掘、可視化等技術(shù)及其集成。適用于大數(shù)據(jù)的技術(shù),包括大規(guī)模并行處理CMPP)數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)挖掘電網(wǎng)、分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫、云計(jì)算平臺、互聯(lián)網(wǎng)和可擴(kuò)展的存儲系統(tǒng)。大數(shù)據(jù)應(yīng)用,是指對特定的大數(shù)據(jù)集合,集成應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù),獲得有價值信息的行為。對于不同領(lǐng)域、不同企業(yè)的不同業(yè)務(wù),甚至同一領(lǐng)域不同企業(yè)的相同業(yè)務(wù)來說,由于其業(yè)務(wù)需求、數(shù)據(jù)集合和分析挖掘目標(biāo)存在差異,所運(yùn)用的大數(shù)據(jù)技術(shù)和大數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)也可能有著相當(dāng)大的不同。惟有堅(jiān)持“對象、技術(shù)、應(yīng)用”三位體同步發(fā)展,才能充分實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的價值。大數(shù)據(jù)技術(shù)概述4大數(shù)據(jù)的類型010203傳統(tǒng)企業(yè)數(shù)據(jù)(Traditionalenterprisedata)包括CRMsystems的消費(fèi)者數(shù)據(jù)、傳統(tǒng)的ERP數(shù)據(jù)、庫存數(shù)據(jù)及賬目數(shù)據(jù)等。機(jī)器和傳感器數(shù)據(jù)(Machine-generated/sensordata)包括呼叫記錄〔CallDetailRecords)、智能儀表數(shù)據(jù)、工業(yè)設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)、設(shè)備日志(通常是Digitalexhaust)、交易數(shù)據(jù)等。社交數(shù)據(jù)(Socialdata)包括用戶行為記錄、反饋數(shù)據(jù)等。大數(shù)據(jù)技術(shù)概述5大數(shù)據(jù)的特征1234Volume指的是數(shù)據(jù)體量巨大,從TB量級躍升到PB量級(1PB=1024TB)、EB量級(IEB=l024PB),甚至達(dá)到ZB量級0ZB=l024EB)。Variety指的是數(shù)據(jù)類型繁多。類型多樣性也將數(shù)據(jù)被分為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。Value指的是數(shù)據(jù)的價值密度低。價值密度的高低與數(shù)據(jù)總量的大小成反比。Velocity指的是處理速度快。這是大數(shù)據(jù)區(qū)分于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘的最顯著特征。云計(jì)算技術(shù)概述1云計(jì)算的產(chǎn)生了解云計(jì)算,我們需要從工業(yè)時代說起。在工業(yè)時代初期,電力是所有行業(yè)運(yùn)作、生產(chǎn)的前提,當(dāng)時工廠不得不自己配備發(fā)電機(jī),甚至是建設(shè)發(fā)電廣來確保電力供應(yīng)。后來,一些發(fā)電廠興起,開始通過發(fā)電廠集中發(fā)電、通過電網(wǎng)遠(yuǎn)距離供電。如今,電力己經(jīng)普及,成為人們?nèi)粘Ia(chǎn)、生活的基本需求。計(jì)算機(jī)資源能不能像水電等公共資源一樣來使用呢?這就是云計(jì)算的終極目標(biāo)將計(jì)算、服務(wù)和應(yīng)用作為種公共設(shè)施提供給公眾,讓人們像使用水、電、氣那樣通過網(wǎng)絡(luò)使用計(jì)算機(jī)資源。云計(jì)算技術(shù)概述1云計(jì)算的產(chǎn)生云計(jì)算之所以能夠出現(xiàn)并得到發(fā)展,與我們進(jìn)入了無處不網(wǎng)、無時不網(wǎng)的時代——泛在互聯(lián)網(wǎng)時代有著密不可分的關(guān)系云計(jì)算技術(shù)概述1云計(jì)算的產(chǎn)生一家企業(yè)計(jì)劃進(jìn)行信息化改造,以更好地管理和存儲企業(yè)運(yùn)營的數(shù)據(jù),在改造過程中需要購置和開發(fā)庫存管理、采購進(jìn)貨管理、銷售管理、財(cái)務(wù)管理、人力資源管理、生產(chǎn)管理等系統(tǒng)。一臺普通電腦的運(yùn)算能力根本無法滿足需求,所以這家企業(yè)需要配置臺運(yùn)算能力更強(qiáng)大的電腦服務(wù)器。但對于大型企業(yè)而言,幾臺服務(wù)器顯然也無法滿足需求,比如Google最少有百萬臺服務(wù)器。怎么辦?那就建設(shè)一個數(shù)據(jù)中心,其機(jī)房如圖所示。云計(jì)算技術(shù)概述1云計(jì)算的產(chǎn)生但是,一家企業(yè)要管理一個數(shù)據(jù)中心是需要很大成本的。以電力成本為例,在數(shù)據(jù)中心機(jī)房中,可看到一望無際的機(jī)架上擺滿了服務(wù)器,服務(wù)器的數(shù)量多少決定了這個數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)處理能力,但這樣巨量的服務(wù)器設(shè)備同時運(yùn)轉(zhuǎn)相當(dāng)耗能,大型數(shù)據(jù)中心消耗的電量幾乎等同于一座小城市曰常耗電。云計(jì)算技術(shù)概述1云計(jì)算的產(chǎn)生除了高額的初期建設(shè)成本,以15年壽命的數(shù)據(jù)中心機(jī)房為例,后續(xù)將會有75%的營運(yùn)支出花費(fèi)在電費(fèi)上,相當(dāng)于當(dāng)初投資成本的3到5倍。大量的服務(wù)器與存儲設(shè)備會產(chǎn)生大量的熱能,為了散熱,數(shù)據(jù)中心機(jī)房電費(fèi)的45%用在空調(diào)設(shè)備上。除此之外,有了基礎(chǔ)硬件設(shè)備,企業(yè)還需要進(jìn)步配置服務(wù)器專用操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、企業(yè)管理系統(tǒng)(ERP)、維護(hù)的專業(yè)人員等軟件和人員。如果能將機(jī)房設(shè)備維護(hù)、管理與軟體升級交給專人處理,根據(jù)自身的需求租借空間與服務(wù),像水電一樣,隨時按需使用ii-算、服務(wù)和應(yīng)用等資源,可以節(jié)約大量的成本,于是就涎生了云計(jì)算。云計(jì)算技術(shù)概述2云計(jì)算的概念維基目科給出的定義
云計(jì)算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算方式,通過這種方式,共享的軟硬件資源和信息可以按需求提供給計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備。云計(jì)算描述了一種基于互聯(lián)網(wǎng)的新的IT服務(wù)增加、使用和交付模式,通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化的資源。百度百科給出的定義
云計(jì)算是分布式計(jì)算技術(shù)的種,其最基本的概念是通過網(wǎng)絡(luò)將龐大的計(jì)算處理程序自動分拆成無數(shù)個較小的子程序,再交由多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng),經(jīng)搜尋、計(jì)算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。通過這項(xiàng)技術(shù),網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者可以在數(shù)秒之內(nèi),處理數(shù)以千萬計(jì)甚至億計(jì)的信息,達(dá)到和“超級計(jì)算機(jī)”同樣強(qiáng)大效能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。云計(jì)算技術(shù)概述2云計(jì)算的概念I(lǐng)BM給出的定義
云計(jì)算是一種革新的信息技術(shù)與商業(yè)服務(wù)的消費(fèi)與交付模式。在這種模式中,用戶可以采用按需的自助模式,通過訪問無處不在的網(wǎng)絡(luò)獲得任何地方資源池中被快速分配的資源,并按實(shí)際使用情況進(jìn)行付費(fèi)。Sales自給出的定義
云計(jì)算就是種更友好的業(yè)務(wù)運(yùn)行模式,在這種模式中,用戶的應(yīng)用程序運(yùn)行在共享的數(shù)據(jù)中心,用戶只需要通過登錄和個性化定制就可以使用這些數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用程序。美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NationalInstituteofStandardsandTechnology,NST)給出的定義
云計(jì)算是種無處不在、便捷且按需對一個共享的可配置計(jì)算資源(包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、應(yīng)用和服務(wù))進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訪問的模式,它能夠通過最少量的管理及與服務(wù)提供商的互動實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源的迅速供給和釋放。該定義是目前較為公認(rèn)的云計(jì)算的定義。云計(jì)算技術(shù)概述2云計(jì)算的概念“云”是一些可以自我維護(hù)和管理的虛擬計(jì)算資源,通常是一些大型服務(wù)器集群,包括計(jì)算服務(wù)器、存儲服務(wù)器和寬帶資源等。云計(jì)算將計(jì)算資源集中起來,并通過專門軟件實(shí)現(xiàn)自動管理,無須人為參與。用戶可以動態(tài)申請部分資源,支持各種應(yīng)用程序的運(yùn)轉(zhuǎn),無須為煩瑣的細(xì)節(jié)而煩惱,能夠更加專注于自己的業(yè)務(wù),有利于提高效率、降低成本和技術(shù)創(chuàng)新。云計(jì)算的核心理念是資源池,這與早在2002年就提出的網(wǎng)格計(jì)算池(ComputingPool〕的概念非常相似。網(wǎng)格計(jì)算池將計(jì)算和存儲資源虛擬為一個可以任意組合和分配的集合,池的規(guī)??梢詣討B(tài)擴(kuò)展,分配給用戶的處理能力可以動態(tài)回收重用。這種模式能夠大大提高資源的利用率,提升平臺的服務(wù)質(zhì)量。云計(jì)算技術(shù)概述2云計(jì)算的概念之所以稱為“云”,是因?yàn)樗谀承┓矫婢哂鞋F(xiàn)實(shí)中云的特征:云一般都較大;云的規(guī)??梢詣討B(tài)伸縮,它的邊界是模糊的;云在空中飄忽不定,無法也無須確定它的具體位置,但它確實(shí)存在于某處。之所以稱為“云",還因?yàn)樵朴?jì)算的鼻祖之一亞馬遜公司為網(wǎng)格計(jì)算池取了一個新名稱“彈性計(jì)算云”(ElasticComputingCloud),并取得了商業(yè)上的成功。有人將這種模式比喻為從單臺發(fā)電機(jī)供電模式轉(zhuǎn)向了電廠集中供電的模式。它意味著計(jì)算能力也可以作為種商品進(jìn)行流通,就像煤氣、水和電一樣,取用方便,費(fèi)用低廉。最大的不同在于,它是通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸?shù)?。云?jì)算技術(shù)概述2云計(jì)算的概念云計(jì)算是并行計(jì)算(ParallelComputing)、分布式計(jì)算(DistributedComputing)和網(wǎng)格計(jì)算(GridComputing)的發(fā)展,或者說是這些計(jì)算科學(xué)概念的商業(yè)實(shí)現(xiàn)。云計(jì)算是虛擬化(Virtualization)、效用計(jì)算(UtilityComputing)、面向服務(wù)的架構(gòu)(Servi阻OrientedArchitecture,SOA)等概念混合演進(jìn)并躍升的結(jié)果。云計(jì)算技術(shù)概述3云計(jì)算的特點(diǎn)165432云計(jì)算的特點(diǎn)按需付費(fèi)降低使用成本。虛擬資源池為用戶提供彈性服務(wù)。平臺模塊化設(shè)計(jì)體現(xiàn)了高可擴(kuò)展性。計(jì)算資源集成提高設(shè)備計(jì)算能力。分布式數(shù)據(jù)中心保證了系統(tǒng)的容災(zāi)能力。軟硬件相互隔離減少設(shè)備依賴性。云計(jì)算技術(shù)概述4云計(jì)算的服務(wù)分類云計(jì)算按照服務(wù)類型大致可以分為三類:基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(InfrastructureasaService,IaaS)平臺即服務(wù)(PlatformasaService,PaaS)將軟件即服務(wù)(Softwareasaservice,SaaS)。云計(jì)算技術(shù)概述4云計(jì)算的服務(wù)分類IaaS將硬件設(shè)備等基礎(chǔ)資源封裝成服務(wù)供用戶使用,如亞馬孫云計(jì)算AWS(AmazonWebServices)的彈性計(jì)算云EC2和簡單存儲服務(wù)歸。在IaaS環(huán)境中,用戶相當(dāng)于在使用裸機(jī)和磁盤,既可以讓它運(yùn)行Windows,也可以讓它運(yùn)行Linux,因而幾乎可以做任何想,做的事情,但用戶必須考慮如何才能讓多臺機(jī)器協(xié)同工作。運(yùn)行IaaS的服務(wù)器規(guī)模達(dá)到幾十萬臺之多,因而可以認(rèn)為用戶能夠申請的資源幾乎是無限的。同時,IaaS是由公眾共享的,因而具有更高的資源使用效率。AWS提供了在節(jié)點(diǎn)之間互通消息的接口簡單隊(duì)列服務(wù)SQS(SimpleQueueService)。IaaS最大的優(yōu)勢在于它允許用戶動態(tài)申請或釋放節(jié)點(diǎn),按使用量計(jì)費(fèi)。云計(jì)算技術(shù)概述4云計(jì)算的服務(wù)分類PaaS對資源的拍象層次更進(jìn)步,它提供用戶應(yīng)用程序的運(yùn)行環(huán)境,典型的如GoogleAppEngine"微軟的云計(jì)算操作系統(tǒng)MicrosoftWindowsAzure也可大致歸入這一類。PaaS自身負(fù)責(zé)資源的動態(tài)擴(kuò)展和容錯管理,用戶應(yīng)用程序不必過多考慮節(jié)點(diǎn)間的配合問題。用戶的自主權(quán)降低,必須使用特定的編程環(huán)境并遵照特定的編程模型。這有點(diǎn)像在高性能集群計(jì)算機(jī)里進(jìn)行MPI編程,只適用于解決某些特定的計(jì)算問題。云計(jì)算技術(shù)概述4云計(jì)算的服務(wù)分類Saas的針對性更強(qiáng),它將某些特定應(yīng)用軟件功能封裝成服務(wù),如Salesforce公司提供的在線客戶關(guān)系管理CRM(ClientRelationshipManagement)服務(wù)。SaaS既不像PaaS那樣提供計(jì)算或存儲資源類型的服務(wù),也不像IaaS那樣提供運(yùn)行用戶自定義應(yīng)用程序的環(huán)境,它只提供某些專門用途的服務(wù)供用戶調(diào)用。04人工智能概述PARTFOUR1人的基本智能人有哪些基本智能呢?美國哈佛大學(xué)心理學(xué)教授霍華德·加德納通過研究,認(rèn)為人的基本智能可分為八種類型:語言智能、邏輯數(shù)理智能、音樂智能、空間智能、運(yùn)動智能、人際關(guān)系智能、自省智能和自然觀察者智能。從大腦的活動方式來看,人類的基本智能有記憶能力、計(jì)算能力、學(xué)習(xí)能力和推理能力。1人的基本智能人的些智能是基本智能綜合的結(jié)果,那么人有哪些綜合智能?常見的聽覺、視覺和運(yùn)動控制就是一種綜合智能,它們幫助人類感知外界環(huán)境并能做出相應(yīng)的反應(yīng)。聽覺能力是一種基于聽覺器官(耳朵)感知的,并經(jīng)記憶、推理等綜合作用而產(chǎn)生的聲音辨識能力。1人的基本智能視覺能力是基于視覺器官(眼睛)感知的,并經(jīng)記憶、推理綜合而產(chǎn)生的認(rèn)知能力。視覺是人最重要的綜合智能,研究表明人對外部的感知80%來自視覺。1人的基本智能運(yùn)動控制能力是人從聽覺、視覺、觸覺感知后并經(jīng)大腦推理而控制肢體產(chǎn)生期望的運(yùn)動的能力。運(yùn)動控制是人重要的綜合智能,它是人經(jīng)聽覺、視覺、觸覺感知后對外部的自主反應(yīng)行為。2什么是人工智能搞清楚了人有哪些智能后,就可以為人工智能下定義:人工智能(ArtificialIntelligence,AI)是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是人的視覺、聽覺、運(yùn)動控制等綜合智能的一種模仿。從嚴(yán)格的科學(xué)意義上說,AI的起源來自英國數(shù)學(xué)家阿蘭·圖靈的一篇論文《機(jī)器能思考嗎》。它被認(rèn)為是人工智能的開篇之作,在這篇論文中圖靈提出了著名“TuringTest”方法。簡單地說,就是位測試者分別與一臺計(jì)算機(jī)和人進(jìn)行交談,而測試者事先并不知道哪一個被測者是人,哪一個是計(jì)算機(jī),如果交談后測試者分不出哪一個被測者是人,哪一個是計(jì)算機(jī),則可以認(rèn)為這臺計(jì)算機(jī)具有智能。人工智能的發(fā)展概況1人工智能的起源人工智能概念的誕生是在1956年的Dartmouth會議(會議上的專家們見圖)上,它從一開始就是交叉學(xué)科的產(chǎn)物。與會者有數(shù)學(xué)家、邏輯學(xué)家、認(rèn)知學(xué)家、心理學(xué)家、神經(jīng)生理學(xué)家和計(jì)算機(jī)科學(xué)家。在Dartmouth會議上,MarvinMinsky的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬器、JohnMcCarthy的搜索法,以及HerbertSimon和AllenNewell的定理證明器是3大亮點(diǎn)。人工智能的發(fā)展概況2人工智能概念的誕生人工智能的發(fā)展概況3人工智能的發(fā)展歷程人工智能發(fā)展的簡歷人工智能的發(fā)展概況3人工智能的發(fā)展歷程一、起步發(fā)展期:1956年-20世紀(jì)60年代初人工智能概念被提出后,相繼取得了一批令人矚目的研究成果,如機(jī)器定理證明、跳棋程序等,掀起人工智能發(fā)展的第一個高潮。人工智能的發(fā)展概況3人工智能的發(fā)展歷程二、反思發(fā)展期20世紀(jì)60年代20世紀(jì)70年代初人工智能發(fā)展初期的突破性進(jìn)展大大提升了人們對人工智能的期望,人們開始嘗試更具挑戰(zhàn)性的任務(wù),并提出了一些不切實(shí)際的研發(fā)目標(biāo)。然而,接二連三的失敗和預(yù)期目標(biāo)的落空,使人工智能的發(fā)展步入低谷。人工智能的發(fā)展概況3人工智能的發(fā)展歷程三、應(yīng)用發(fā)展期20世紀(jì)70年代初一20世紀(jì)80年代中期20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的專家系統(tǒng)能夠模擬人類專家的知識和經(jīng)驗(yàn)解決特定領(lǐng)域的問題,實(shí)現(xiàn)了人工智能從理論研究走向?qū)嶋H應(yīng)用、從般推理與策略探討轉(zhuǎn)向運(yùn)用專門知識的重大突破。專家系統(tǒng)在醫(yī)療、化學(xué)、地質(zhì)等領(lǐng)域的應(yīng)用取得成功,推動了人工智能步入應(yīng)用發(fā)展的新高潮。人工智能的發(fā)展概況3人工智能的發(fā)展歷程四、低迷發(fā)展期20世紀(jì)80年代中期20世紀(jì)90年代中期隨著人工智能的應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大,專家系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域狹窄、缺乏常識性知識、知識獲取困難、推理方法單一、缺乏分布式功能、難以與現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫兼容等問題逐漸暴露出來。人工智能的發(fā)展概況3人工智能的發(fā)展歷程五、穩(wěn)步發(fā)展期20世紀(jì)90年代中期2010年由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特別是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,加速了人工智能的創(chuàng)新研究,促使人工智能技術(shù)進(jìn)一步走向?qū)嵱没?997年國際商業(yè)機(jī)器公司研制的深藍(lán)超級計(jì)算機(jī)戰(zhàn)勝了國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫,2008年國際商業(yè)機(jī)器公司又提出“智慧地球”的概念。人工智能的發(fā)展概況3人工智能的發(fā)展歷程六、蓬勃發(fā)展期2011年至今隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、旦聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的發(fā)展,泛在感知數(shù)據(jù)和圖形處理器等計(jì)算平臺推動了以深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為代表的人工智能技術(shù)飛速發(fā)展,大幅跨越了科學(xué)與應(yīng)用之間的“技術(shù)鴻溝”,人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從“不能用、不好用”到“可以用”的技術(shù)突破,迎來爆發(fā)式增長的新高潮。人工智能的發(fā)展概況4人工智能發(fā)展的現(xiàn)狀面向特定任務(wù)(比如下圍棋)的專用人工智能系統(tǒng)由于任務(wù)單、需求明確、應(yīng)用邊界清晰、領(lǐng)域知識豐富、建模相對簡單,形成了人工智能領(lǐng)域的單點(diǎn)突破,在局部智能水平的單項(xiàng)測試中可以超越人類智能。從可應(yīng)用性看,人工智能大體可分為專用人工智能和通用人工智能。通用人工智能技術(shù)尚處于起步階段。人的大腦是個通用的智能系統(tǒng),能舉反三、融會貫通,可處理視覺、昕覺、判斷、推理、學(xué)習(xí)、思考、規(guī)劃、設(shè)計(jì)等各類問題,可謂“一腦萬用”。真正意義上完備的人工智能系統(tǒng)應(yīng)該是個通用的智能系統(tǒng)。人工智能的發(fā)展概況4人工智能發(fā)展的現(xiàn)狀目前,雖然專用人工智能領(lǐng)域己取得突破性進(jìn)展,但是通用人工智能領(lǐng)域的研究與應(yīng)用仍然任重而道遠(yuǎn),人工智能總體發(fā)展水平仍處于起步階段。當(dāng)前的人工智能系統(tǒng)在信息感知、機(jī)器學(xué)習(xí)等“淺層智能”方面進(jìn)步顯著,但是在概念抽象和推理決策等“深層智能”方面的能力還很薄弱。人工智能的發(fā)展概況4人工智能發(fā)展的現(xiàn)狀總體上看,目前的人工智能系統(tǒng)可謂有智能沒智慧、有智商沒情商、會計(jì)算不會“算計(jì)”、有專才而無通才。人工智能依舊存在明顯的局限性,依然還有很多“不能”,與人類智慧還相差甚遠(yuǎn)。促使人工智能蓬勃發(fā)展的技術(shù)。人工智能的發(fā)展概況4人工智能發(fā)展的現(xiàn)狀盡管人工智能目前還處于初級階段,但人工智能領(lǐng)域的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)如火如荼。全球產(chǎn)業(yè)界充分認(rèn)識到人工智能技術(shù)引領(lǐng)新一輪產(chǎn)業(yè)變革的重大意義,紛紛調(diào)整發(fā)展戰(zhàn)略。創(chuàng)新生態(tài)布局成為人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略高地。
信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展史,就是新老信息產(chǎn)業(yè)巨頭搶灘布局信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)的更替史。目前,智能科技時代的信息產(chǎn)業(yè)格局還沒有形成壟斷,因此全球科技產(chǎn)業(yè)巨頭都在積極推動人工智能技術(shù)生態(tài)的研發(fā)布局,全力搶占人工智能相關(guān)產(chǎn)業(yè)的制高點(diǎn)。人工智能的發(fā)展概況4人工智能發(fā)展的現(xiàn)狀人工智能的社會影響日益凸顯。一方面,人工智能作為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的核心力量,正在推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級換代,驅(qū)動“無人經(jīng)濟(jì)”快速發(fā)展,在智能交通、智能家居、智能醫(yī)療等民生領(lǐng)域產(chǎn)生了積極的正面影響;另一方面,個人信息和隱私保護(hù)、人工智能創(chuàng)作內(nèi)容的知識產(chǎn)權(quán)、人工智能系統(tǒng)可能存在的歧視和偏見、無人駕駛系統(tǒng)的交通法規(guī)、腦機(jī)接口和人機(jī)共生的科技倫理等問題已經(jīng)顯現(xiàn)出來,需要快速提供解決方案。人工智能的發(fā)展概況4人工智能發(fā)展的現(xiàn)狀從專業(yè)角度看,促使人工智能蓬勃發(fā)展的主要因素有:(1)以深度學(xué)習(xí)為代表的AI理論的突破,可以使AI的可信度達(dá)到工程實(shí)用標(biāo)準(zhǔn);(2)數(shù)字化時代大數(shù)據(jù)的積累,可以為AI學(xué)習(xí)訓(xùn)練提供海量數(shù)據(jù)資源:(3)GPU為代表的計(jì)算硬件的飛速發(fā)展,可以滿足AI學(xué)習(xí)訓(xùn)練的海量計(jì)算。人工智能的發(fā)展概況5人工智能發(fā)展的未來(1)計(jì)算機(jī)處理的信息由字符信息向圖像信息發(fā)展AI是計(jì)算機(jī)發(fā)展的產(chǎn)物,然而現(xiàn)階段AI正在引導(dǎo)著計(jì)算機(jī)信息處理方式的變化,與傳統(tǒng)信息處理方式相比較,有4方面的顯著變化:(2)計(jì)算機(jī)語言從形式化語言向自然語言發(fā)展(3)計(jì)算機(jī)由機(jī)器計(jì)算向機(jī)器學(xué)習(xí)發(fā)展(4)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)工作主要包括存儲、檢索、計(jì)算、分析和利用等,而現(xiàn)在面向大數(shù)據(jù)要進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘,提取更有價值的信息加以利用。人工智能的發(fā)展概況5人工智能發(fā)展的未來這種計(jì)算機(jī)信息處理方式的變化,將大大促進(jìn)人工智能的發(fā)展。人工智能發(fā)展由低到高的三個階段是機(jī)器感知、機(jī)器學(xué)習(xí)和機(jī)器思維,目前人工智能處于機(jī)器學(xué)習(xí)階段,具備初級推理能力,主要特征表現(xiàn)為對現(xiàn)有事物的認(rèn)知、判斷,而未來的人工智能可以像人一樣進(jìn)行高級推理,并能夠進(jìn)行決策創(chuàng)新。人工智能的發(fā)展概況6國家人工智能的發(fā)展戰(zhàn)略國家人工智能發(fā)展規(guī)劃解讀(1)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》主要內(nèi)容包括人工智能發(fā)展水平和相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的預(yù)估。人工智能的發(fā)展概況6國家人工智能的發(fā)展戰(zhàn)略國家人工智能行動目標(biāo)解讀(2)在《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》的基礎(chǔ)上,工業(yè)和信息化部制定了《促進(jìn)新代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計(jì)劃(2018-2020年)》。人工智能的發(fā)展概況6國家人工智能的發(fā)展戰(zhàn)略(1)人工智能重點(diǎn)、產(chǎn)品規(guī)?;l(fā)展,智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)水平大幅提升,智能服務(wù)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)規(guī)?;瘧?yīng)用,智能無人機(jī)等產(chǎn)品具有較強(qiáng)全球競爭力,醫(yī)療影像輔助診斷系統(tǒng)等擴(kuò)大臨床應(yīng)用,視頻圖像識別、智能活音、智能翻譯等產(chǎn)品達(dá)到國際先進(jìn)水平。(2)人工智能整體核心基礎(chǔ)能力顯著增強(qiáng),智能傳感器技術(shù)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)突破,設(shè)計(jì)、代工、封測技術(shù)達(dá)到國際水平,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),并在重點(diǎn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?;瘧?yīng)用,開源開發(fā)平臺初步具備支撐產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的能力。國家人工智能行動目標(biāo)解讀(2)人工智能的發(fā)展概況6國家人工智能的發(fā)展戰(zhàn)略(3)智能制造深化發(fā)展,復(fù)雜環(huán)境識別、新型人機(jī)交互等人工智能技術(shù)在關(guān)鍵技術(shù)裝備中加快集成應(yīng)用,智能化生產(chǎn)、大規(guī)模個性化定制、預(yù)測性維護(hù)等新模式的應(yīng)用水平明顯提升,重點(diǎn)工業(yè)領(lǐng)域智能化水平顯著提高。(4)人工智能產(chǎn)業(yè)支撐體系基本建立,建成并開發(fā)定規(guī)模的高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)資源庫、標(biāo)準(zhǔn)測試數(shù)據(jù)集,人工智能標(biāo)準(zhǔn)體系、測試評估體系及安全保障體系框架初步建立,智能化網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施體系逐步形成,產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境更加完善。國家人工智能行動目標(biāo)解讀(2)1人工智能的定義人工智能是個內(nèi)涵和外延都很豐富的概念,在工程上也有不同的定義,這里給出部分典型的定義。定義I:AI是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。(經(jīng)典)定義2:AI是智能機(jī)器所執(zhí)行的通常與人類智能有關(guān)的智能行為,如感知、判斷、推理、證明、識別、理解、思考、規(guī)劃、學(xué)習(xí)和決策等思維活動。定義3:AI是像人一樣思考、像人一樣行動、像人一樣適應(yīng)環(huán)境的智能機(jī)器系統(tǒng)。通過不同的定義可以讓我們更好地理解人工智能的內(nèi)涵。人工智能的內(nèi)涵2人工智能的研究內(nèi)容人工智能研究的主要內(nèi)容包括以下幾點(diǎn):(1)人類智能的表達(dá)模式:認(rèn)知建模、知識表示、知識推理是對人類智能模式的一種抽象(2)人類智能的模擬實(shí)現(xiàn).機(jī)器感知、機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器推理、機(jī)器行為則是對人類智能的一種模擬實(shí)現(xiàn)。(3)構(gòu)建擬人、類人、超越人的智能系統(tǒng)通過建模、學(xué)習(xí)可以在擬人、類人和超越人的不同層次建立起智能系統(tǒng)。人工智能的內(nèi)涵2人工智能的研究內(nèi)容目前,人工智能研究與應(yīng)用的熱點(diǎn)主要包括機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺、自然語言處理、模式識別、專家系統(tǒng)、機(jī)器人與自動化等領(lǐng)域。人工智能的內(nèi)涵3人工智能的主流學(xué)派在人工智能的研究領(lǐng)域,從研究方法和關(guān)注的側(cè)重點(diǎn)不同,可以分為三大主流學(xué)派:(1)符號主義學(xué)派(2)連接主義學(xué)派(3)行為主義學(xué)派人工智能的內(nèi)涵4機(jī)器的感知與記憶人工智能的內(nèi)涵這里所說的機(jī)器是指具有計(jì)算機(jī)功能的電子設(shè)備或機(jī)器人,機(jī)器若有智能,首先要具備對外界的感知能力,并能對感知結(jié)果進(jìn)行記憶,一種是輸入式感知(如鍵盤、鼠標(biāo)和觸屏等),一種是傳感式感知,采用聲音傳感器、視覺傳感器、觸覺傳感器等實(shí)現(xiàn)擬人感知。4機(jī)器的感知與記憶人工智能的內(nèi)涵例如,機(jī)器人通過聲音、視覺和觸覺來感知外部環(huán)境,并能夠記憶這些信號,在之后的行動中做出適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)。5機(jī)器的學(xué)習(xí)與理解人工智能的內(nèi)涵機(jī)器的學(xué)習(xí)與理解是指機(jī)器根據(jù)現(xiàn)存的歷史數(shù)據(jù),利用有效算法進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)的結(jié)果將作為建立的模型被記憶保存,同時用于新數(shù)據(jù)的分析與辨識,是機(jī)器推理、決策的基礎(chǔ)。6機(jī)器的推理與決策人工智能的內(nèi)涵機(jī)器的推理與決策是指機(jī)器在經(jīng)過樣本數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)后,建立了有效的模型和知識庫,然后就可以根據(jù)推理規(guī)則對新獲取的信息進(jìn)行分析、判斷,并給出預(yù)測或決策。從宏觀上看,人工智能應(yīng)用覆蓋了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、教育和民生等眾多領(lǐng)域。人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域人工智能從技術(shù)層面看,與其直接相關(guān)的領(lǐng)域包括機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺、自然語言處理、模式識別、專家系統(tǒng)和機(jī)器人及自動化。人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域1基于視覺的人工智能的應(yīng)用基于視覺的人工智能的應(yīng)用十分廣泛,如生物特征識別是人工智能應(yīng)用的重要領(lǐng)域,主要包括人臉識別、指紋識別和虹膜識別。人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域1基于視覺的人工智能的應(yīng)用人臉識別:是基于人的臉部特征信息進(jìn)行身份識別的種生物識別技術(shù)。指紋識別:是指通過比較不同指紋的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)來進(jìn)行鑒別的生物識別技術(shù),可用于身份鑒定。虹膜識別:是通過對比虹膜圖像特征之間的相似性來確定人們的身份。目標(biāo)檢測與識別目標(biāo)檢測的任務(wù)是找出圖像中所有感興趣的目標(biāo)(物體),確定它們的位置和大小。人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域2智能工業(yè)機(jī)器人將傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人配備上視覺、聽覺、觸覺等傳感器,讓機(jī)器人具備感知能力,并通過多傳感器的反饋實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主操控,大大提高了機(jī)器人的智能化水平。人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域2智能工業(yè)機(jī)器人由于聽覺、視覺和運(yùn)動仿生技術(shù)的進(jìn)步,催生出了多種智能服務(wù)機(jī)器人,如基于語音識別與自然語言理解和視覺識別的迎賓機(jī)器人、送餐機(jī)器人、護(hù)理機(jī)器人和學(xué)習(xí)機(jī)器人。人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域3人工智能在醫(yī)療上的應(yīng)用近年來,人工智能技術(shù)與醫(yī)療健康領(lǐng)域的融合不斷加深,隨著語音交互、計(jì)算機(jī)視覺和認(rèn)知計(jì)算等技術(shù)的逐漸成熟,人工智能的應(yīng)用場景越發(fā)豐富,人工智能技術(shù)也逐漸成為影響醫(yī)療行業(yè)發(fā)展,提升醫(yī)療服務(wù)水平的重要因素。其應(yīng)用方向主要包括醫(yī)療影像輔助診斷、自動配藥、機(jī)器人手術(shù)、遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷等。人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域4人工智能在行業(yè)智慧化中的應(yīng)用當(dāng)今社會,"行業(yè)+AI”己經(jīng)形成了智慧化行業(yè)模式,當(dāng)AI賦能范圍較小時稱為智能,范圍較大時稱為智慧,如智慧工廠、智慧校園等。AI的應(yīng)用正在使我們的行業(yè)和社會智慧化。交通+AI形成智慧交通,工廣+AI形成智慧工廠,家居+AI形成智能家居等。人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域4人工智能在行業(yè)智慧化中的應(yīng)用產(chǎn)業(yè)智慧化是指某個產(chǎn)業(yè)中的企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營自動化、智能化程度普遍大幅提高。產(chǎn)業(yè)智慧化是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高級階段,涉及包括農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通、物流、旅游等在內(nèi)的眾多行業(yè)。智慧產(chǎn)業(yè)或創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)為人的創(chuàng)意對資源整合與資源再生起主導(dǎo)作用,也表現(xiàn)為通過創(chuàng)意對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的提升整合作用。智慧產(chǎn)業(yè)或創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)是知識產(chǎn)業(yè)的延伸,本質(zhì)上仍然屬于知識產(chǎn)業(yè),有人說是繼信息產(chǎn)業(yè)之后的第五產(chǎn)業(yè)。人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域5聽覺和自然語言處理的應(yīng)用(1)(2)自然語言處理(NaturalLanguageProcessing,NLP)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能領(lǐng)域的一個重要分支,是門融合了語言學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)的新興學(xué)科,這一學(xué)科的研究涉及自然語言,即人們?nèi)粘J褂玫恼Z言,所以它與語言學(xué)的研究有著密切的聯(lián)系,但又有重要的區(qū)別。自然語言處理并不是般性地研究自然語言,而在于研制能有效地實(shí)現(xiàn)自然語言通信的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),特別是軟件系統(tǒng)。自然語言處理屬于人工智能的個子領(lǐng)域,是指用計(jì)算機(jī)對自然語言的形、音、義等信息進(jìn)行處理,即對學(xué)、詞、句、篇章的輸入、輸出、識別、分析、理解、生成等的操作和加工。它將對計(jì)算機(jī)和人類的交互方式產(chǎn)生許多重要的影響。人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域5聽覺和自然語言處理的應(yīng)用人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域5聽覺和自然語言處理的應(yīng)用(1)機(jī)器翻譯
機(jī)器翻譯的效率高、成本低,滿足了全球各國多語言信息快速翻譯的需求。(2)甄別垃圾郵件
垃圾郵件過濾器已成為抵御垃圾郵件的第一道防線。(3)文本情感分析
情感分析作為一種常見的自然語言處理方法,讓我們能夠從大量數(shù)據(jù)中識別和搜集相關(guān)信息,理解更深層次含義。(4)自動問答
自動問答是指利用計(jì)算機(jī)自動回答用戶所提出的問題以滿足用戶的需求。(5)個性化推薦
可以依據(jù)大數(shù)據(jù)和歷史行為記錄,預(yù)測用戶對給定物品的評分或偏好,實(shí)現(xiàn)對用戶意圖的精準(zhǔn)理解。AI作為一種理論、一種方法、一種技術(shù),與新一代信息技術(shù)有著密切的關(guān)系。一方面AI以“+”的方式滲入到信息技術(shù)的各個領(lǐng)域,為信息產(chǎn)業(yè)賦能;另一方面新一代信息技術(shù)為AI提供硬作資源、數(shù)據(jù)資源和環(huán)境資源的支撐,使AI應(yīng)用的深度和廣度不斷拓展。新一代信息技術(shù)與人工智能的關(guān)系當(dāng)今信息化的四大板塊分別是物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算,它們之間是一個整體,有著本質(zhì)的聯(lián)系,具有融合的特質(zhì)和趨勢。云計(jì)算是一個計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲、通信的工具與平臺,物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能必須依托云計(jì)算的分布式處理、分布式數(shù)據(jù)庫和云存儲、虛擬化技術(shù)才能形成行業(yè)級應(yīng)用。新一代信息技術(shù)與人工智能的關(guān)系通過物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生、收集海量的數(shù)據(jù)存儲在云平臺,再通過大數(shù)據(jù)分析,以更高形式的人工智能提取云計(jì)算平臺存儲的數(shù)據(jù)為人類提供更好的服務(wù)。有效、合法、合理地收集、利用、保護(hù)大數(shù)據(jù),是人工智能應(yīng)用時代的基本要求。AI與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)也是IT技術(shù)領(lǐng)域的三大熱點(diǎn)。新一代信息技術(shù)與人工智能的關(guān)系新一代信息技術(shù)與人工智能的關(guān)系人工智能是基于大數(shù)據(jù)的支持和采集,運(yùn)用于人工設(shè)定的特定性能和運(yùn)算方式來實(shí)現(xiàn)的,大數(shù)據(jù)一是通過不斷采集、沉淀、分類等方式行成的數(shù)據(jù)積累。人工智能技術(shù)立足于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),同時發(fā)展出多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),從而可以進(jìn)行深度機(jī)器學(xué)習(xí)。人工智能未來將是掌控神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與多神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其構(gòu)建模型的大腦,云計(jì)算可以看作是大腦指揮下的對于大數(shù)據(jù)的處理與應(yīng)用系統(tǒng)。人工智能離不開大數(shù)據(jù),更是基于云計(jì)算平臺完成深度學(xué)習(xí)進(jìn)化的。人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算是這個時代重要的創(chuàng)新產(chǎn)物,高速并行運(yùn)算、海量數(shù)據(jù)、更優(yōu)化的算法共同促成了人工智能發(fā)展的突破。010203040505新一代信息技術(shù)、人工智能與社會PARTFIVE人類社會、物理世界、信息空間構(gòu)成了當(dāng)今社會的三元世界體系。這個三元世界之間的關(guān)聯(lián)與交互,決定了社會信息化的特征和程度。新一輪信息革命本質(zhì)上是由信息生產(chǎn)、交換、分配和消費(fèi)方式變化引起的社會生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系的巨大變革,它的影響是全方位、長周期的。生產(chǎn)力的發(fā)展史就是人類不斷通過技術(shù)進(jìn)步解放自己的歷史,每次產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命都給人類生產(chǎn)生活帶來巨大而深刻的影響。新一輪信息革命對生產(chǎn)方式的深刻影響,表現(xiàn)為信息化帶來的產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線革命性變化和商業(yè)模式突破性創(chuàng)新,進(jìn)而形成信息技術(shù)驅(qū)動下的產(chǎn)業(yè)范式變遷、企業(yè)組織形態(tài)重構(gòu)及就業(yè)和消費(fèi)方式變化。新一代信息技術(shù)對社會發(fā)展和生產(chǎn)生活方式轉(zhuǎn)變的推動1生產(chǎn)方式的智能化新一代信息技術(shù)對社會發(fā)展和生產(chǎn)生活方式轉(zhuǎn)變的推動1生產(chǎn)方式的智能化(1)生產(chǎn)方式智能化。
互聯(lián)網(wǎng)作為創(chuàng)新最活躍、賦能最顯著的產(chǎn)業(yè),正加速向各產(chǎn)業(yè)尤其是制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈、價值鏈滲透,推動制造業(yè)發(fā)生深刻變革。(2)產(chǎn)業(yè)形態(tài)數(shù)字化。
隨著信息化深入發(fā)展,我們正在經(jīng)歷從管理數(shù)字化、業(yè)務(wù)數(shù)字化向產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)變的階段。數(shù)字化不僅促進(jìn)形成新的產(chǎn)業(yè)形態(tài),而且推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向更高級產(chǎn)業(yè)形態(tài)轉(zhuǎn)型升級。(3)產(chǎn)業(yè)組織平臺化。
在新輪信息革命浪潮下,平臺企業(yè)正在成為一種新的組織形態(tài)。新一代信息技術(shù)對社會發(fā)展和生產(chǎn)生活方式轉(zhuǎn)變的推動1生產(chǎn)方式的智能化0102這些變革也會對勞動就業(yè)產(chǎn)生影響。生產(chǎn)方式智能化、產(chǎn)業(yè)形態(tài)數(shù)字化、產(chǎn)業(yè)組織平臺化,都會在微觀和宏觀層面極大地提升生產(chǎn)效率和全社會資源配置效率。0304加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)。提高勞動者的適應(yīng)性就業(yè)能力。(1)智能家居新一代信息技術(shù)對社會發(fā)展和生產(chǎn)生活方式轉(zhuǎn)變的推動2生活方式的智慧化智能家居是在互聯(lián)網(wǎng)影響之下物聯(lián)化的體現(xiàn)。(2)智能穿戴新一代信息技術(shù)對社會發(fā)展和生產(chǎn)生活方式轉(zhuǎn)變的推動2生活方式的智慧化智能穿戴又名可穿戴設(shè)備,是應(yīng)用穿戴式技術(shù)對日常穿戴進(jìn)行智能化設(shè)計(jì),開發(fā)出可以穿戴的設(shè)備的總稱,如眼鏡、手套、手表、服飾及鞋等。有兩個明顯的應(yīng)用方向,一是運(yùn)動健康方向,另一個是醫(yī)療保健。(3)智能汽車新一代信息技術(shù)對社會發(fā)展和生產(chǎn)生活方式轉(zhuǎn)變的推動2生活方式的智慧化智能車輛是一個集環(huán)境感知、規(guī)劃J決策、多等級輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng),它集中運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代傳感、信息融合、通信、人工智能及自動控制等技術(shù),是典型的高新技術(shù)綜合體。智能汽車是一種正在研制的新型高科技汽車,這種汽車不需要人去駕駛,人只舒服地坐在車上享受這種高科技的成果就行了。大數(shù)據(jù)時代的個人隱私保護(hù)當(dāng)今個人信息的數(shù)字化方便了管理、各種交流和服務(wù),但個人隱私的泄露機(jī)會也大大增加;更令人擔(dān)憂的是,很多互聯(lián)網(wǎng)公司都擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力,通過對用戶的衣食住行、家庭職業(yè)等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,能夠精準(zhǔn)地描繪出一個人的“數(shù)據(jù)畫像”,讓人毫無隱私可言。根據(jù)《移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序信息服務(wù)管理規(guī)定》,手機(jī)軟件提供者應(yīng)當(dāng)建立健全用戶信息安全保護(hù)機(jī)制,收集、使用個人信息應(yīng)遵循合法、正當(dāng)、必要原則,并經(jīng)用戶同意。大數(shù)據(jù)時代不能變成一個沒有隱私、沒有禁忌的時代,相反,應(yīng)該更加注重保護(hù)隱私。信息安全保護(hù)盡快跟上網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的步伐,有關(guān)部門要加強(qiáng)立法打擊、技術(shù)防范,社會公眾也要提高風(fēng)險防范意識。大數(shù)據(jù)時代,個人信息保護(hù)非常重要,不論是政府部門還是商業(yè)機(jī)構(gòu),在使用個人信息時都要有相應(yīng)的使用政策,征得個人同意。大數(shù)據(jù)時代的個人隱私保護(hù)如今,數(shù)據(jù)濫用與泄露、跨境數(shù)據(jù)存儲與傳輸已經(jīng)成為十分突出的問題。醫(yī)療、金融、保險、交通、社交等領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)用戶,其個人信息被非法收集、獲取、販賣和利用事件頻發(fā),甚至形成了“黑色產(chǎn)業(yè)鏈”,讓不法分子大發(fā)橫財(cái)。一方面為政務(wù)管理、業(yè)務(wù)發(fā)展等需要,政府、企業(yè)等可能會對個人信息進(jìn)行收集利用和分析;另一方面,發(fā)生在個人信息的收集、存儲、利用等環(huán)節(jié)中的不當(dāng)操作和網(wǎng)絡(luò)攻擊,極易引發(fā)數(shù)據(jù)竊取、隱私泄露等網(wǎng)絡(luò)安全問題,不僅侵害個人隱私,也可能威脅人身和財(cái)產(chǎn)安全、社會穩(wěn)定甚至國家安全。大數(shù)據(jù)時代的個人隱私保護(hù)大數(shù)據(jù)互聯(lián)網(wǎng)時代如何有效保護(hù)個人隱私呢?1要加強(qiáng)隱私保護(hù)專門立法在互聯(lián)網(wǎng)時代,隱私保護(hù)的相關(guān)條文來自于2017年6月1日正式實(shí)施的《中華人民共和國網(wǎng)絡(luò)安全法》其中強(qiáng)調(diào)了中國境內(nèi)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者對所收集到的個人信息所應(yīng)承擔(dān)的保護(hù)責(zé)任和違規(guī)處罰措施。目前,我國己發(fā)布網(wǎng)絡(luò)安全國家標(biāo)準(zhǔn)215項(xiàng),有力支撐了圈際網(wǎng)絡(luò)安全保障工作。大數(shù)據(jù)時代的個人隱私保護(hù)2個人信息保護(hù)規(guī)范,管理與保護(hù)并重在現(xiàn)有法律體系框架下,個人信息權(quán)利的行使并不能僅由信息權(quán)利人自己完成,而是主要借助數(shù)據(jù)企業(yè)、國家相關(guān)主管機(jī)構(gòu)等信息持有和管理人的行為而實(shí)現(xiàn)。我國許多現(xiàn)行的個人信息法律規(guī)范,均呈現(xiàn)出法律義務(wù)創(chuàng)設(shè)及法律責(zé)任前置的特征,旨在對可能出現(xiàn)的侵犯個人信息的行為進(jìn)行提前預(yù)防,對個人信息的各種利用主體的行為創(chuàng)設(shè)基本的行為規(guī)范。個人在信息提供、分享、交互、加工、分析等各個環(huán)節(jié)中,只能具有有限的知情權(quán)和修改權(quán),而失去了對全部信息產(chǎn)生、變化和反饋過程的終極控制權(quán)。大數(shù)據(jù)時代的個人隱私保護(hù)3識別信息泄露渠道,有效提高防范意識社交軟件。網(wǎng)上購物。注冊登記。網(wǎng)上調(diào)查。人工智能與社會倫理人工智能發(fā)展不僅僅是一場席卷全球的科技革命,更是一場規(guī)??涨扒覍θ祟愇拿鲙砬八从械纳钸h(yuǎn)影響的社會倫理實(shí)驗(yàn)。當(dāng)下專家們已經(jīng)提出人工智能的社會、倫理與未來研究的重要課題。僅從科學(xué)和技術(shù)的角度研究人工智能還不夠,還需要引入哲學(xué)、社會學(xué)、倫理和未來研究等方面的研究。在人工智能快速發(fā)展過程中,其對社會和未來的影響,要有倫理和哲學(xué)的關(guān)注,應(yīng)與科技哲學(xué)密切結(jié)合,以促使人工智能的健康發(fā)展。人工智能與社會倫理人工智能迅猛發(fā)展,全世界都十分重視人工智能和對人工智能的倫理考量??尚刨嚨娜斯ぶ悄鼙仨氉⒅貎牲c(diǎn):第一,發(fā)展人工智能應(yīng)尊重基本人權(quán)、基本的規(guī)章制度、核心的原則和價值觀。第二,在技術(shù)上應(yīng)當(dāng)是安全可靠的,要避免因?yàn)榧夹g(shù)的不足造成意外的傷害。謝謝觀看第三章新一代信息技術(shù)基礎(chǔ)新一代信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)01信息論P(yáng)ARTONE信息的基本概念信息是對客觀事物的反映,從本質(zhì)上看信息是對社會、自然界的事物特征、現(xiàn)象、本質(zhì)及規(guī)律的描述。信息技術(shù)(簡述)是完成信息獲取、傳輸、處理、存儲、輸出和應(yīng)用的技術(shù)。信息技術(shù)是指利用電子計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代通信手段實(shí)現(xiàn)獲取信息、傳遞信息、存儲信息、處理信息和顯示信息等的相關(guān)技術(shù)。信息傳遞的結(jié)構(gòu)信息傳遞的結(jié)構(gòu)信源:信息的來源,信息可以是文字、語言、圖像等。信源產(chǎn)生的信息可以是離散的,也可以是連續(xù)的。信息是隨機(jī)發(fā)生的。信宿:信息的接收者。信道:傳遞信息的通道。干擾源:系統(tǒng)各部分引入的干擾。信源編碼:對信源輸出的信號進(jìn)行變換,求得有效性D信道編碼:對信源編碼后的信號進(jìn)行變換,提高其抗干擾性,求得可靠性。調(diào)制:將信道編后的信號的傳輸方式轉(zhuǎn)換為適合信道傳輸?shù)姆绞?。譯碼:編碼的逆變換,其中心問題是研究各種可實(shí)現(xiàn)的解調(diào)和譯碼方法、加密/解密。信息的度量一條信息的信息量與其不確定性有著直接的關(guān)系??梢哉J(rèn)為,信息量就等于不確定性的多少。那么如何量化信息量的度量呢?來看一個例子,大家都很關(guān)心誰會是世界杯足球賽的冠軍。假如你錯過了看世界杯比賽,賽后你問一個知道比賽結(jié)果的觀眾“哪支球隊(duì)是冠軍”?他不愿意直接告訴你,而讓你猜,并且你每猜一次,他要收一元錢才肯告訴你是否猜對了,那么你需要掏多少錢才能知道誰是冠軍呢?你可以為球隊(duì)編號,從1到32,然后提問.“冠軍球隊(duì)在1~16號中嗎?”假如他告訴你猜對了,你會接著問:“冠軍在1~8號中嗎?”假如他告訴你猜錯了,你自然知道冠軍隊(duì)在9~16號中。這樣只需要五次你就能知道哪支球隊(duì)獲得冠軍。所以,誰是世界杯冠軍這條消息的信息量只值5塊錢。信息的度量當(dāng)然,香農(nóng)不是用錢,而是用“比特”(Bit)這個概念來度量信息量。一比特是一位二進(jìn)制數(shù),在計(jì)算機(jī)中,一個字節(jié)就是8比特。在上面的例子中,這條消息的信息量是5比特。如果有朝一日有64支球隊(duì)進(jìn)入決賽階段的比賽,那么“誰是世界杯冠軍”的信息量就是6比特,因?yàn)橐嗖乱淮?。讀者可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn),信息量的比特?cái)?shù)和對數(shù)函數(shù)log有關(guān):log32=5,log64=6。信息的度量有些讀者會發(fā)現(xiàn)實(shí)際仨可能不需要猜五次就能猜出誰是冠軍,因?yàn)橄裎靼嘌?、巴西、德國、意大利這樣的球隊(duì)奪得冠軍的可能性比日本、南非、韓國等球隊(duì)大得多。因此,第一次猜測時不需要把32支球隊(duì)等分成兩個組,而是把少數(shù)幾支最可能奪冠的球隊(duì)分成組,把其他球隊(duì)分成另一組。然后猜測冠軍球隊(duì)是否在那幾支熱門隊(duì)中。重復(fù)這樣的過程,根據(jù)奪冠概率對余下候選球隊(duì)分組,直至找到冠軍隊(duì)。這樣,也許三次或四次就猜出結(jié)果。因此,當(dāng)每支球隊(duì)奪冠的可能性(概率)不等時,“誰是世界杯冠軍”的信息量比5比特少。香農(nóng)指出,它的準(zhǔn)確信息量應(yīng)該是:其中,Pl,P2,…,P32分別是這32支球隊(duì)奪冠的概率。香農(nóng)把它稱為“信息熵”,一般用符號H表示,單位是比特。信息的度量我們知道,常用的漢字大約有7000個。假如每個字等概率,那么大約需要13比特(即13位二進(jìn)制數(shù)〉表示一個漢字。但漢字的使用頻率不是均等的。實(shí)際上,前10%的漢字占常用文本的95%
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