信息管理学基础信息管理技术

第六章信息管理技术信息管理技术概述信息获取与处理技术信息组织与存储技术信息检索与传播技术信息传输与安全技术本章要学习的内容6.1概述语言的产生文字的创造印刷术的发明电信技术的运用计算机技术的普及-----进入新的信息技术革命的高潮从属地位-----〉主导地位每一项信息技术自问世起就一直在推动人类的发展什么是技术？技术是人类有目的地改变现实世界(包括自然界、人类社会和人类思维)形成的知识系统人类的科学史是以技术史开始的1C

简单地认为信息技术就是计算机技术（包括硬件和软件技术），这是早些时候一些人对信息技术的片面理解。2C计算机技术和通讯技术是整个信息技术的核心。如果说计算机技术是现代社会的“大脑”，那么通信技术就是现代社会的“中枢神经系统”。3C

现代信息技术主要包括信息处理技术、通讯技术、控制技术等。有人认为控制技术不应单列为一项，因为它只是计算机的一项功能。事实上，控制是使信息发挥作用，完成人类改造世界活动的基本前提。

4C

信息技术是指获取、传递、处理和存储、以及利用信息的技术。感测技术是信息的采集技术，对应于人的感觉器官；通讯技术是信息的传递技术，对应于人的神经系统；计算机技术是信息的处理和存储技术，对应于人的思维器官；控制技术是信息的使用技术，对应于人的执行器官。对于信息管理领域来说，信息处理技术和通信技术是最重要的两种信息技术工具。

更为全面的是钟义信教授提出的信息技术四基元，即感测技术、通信技术、计算机和智能技术、控制技术。他指出，通信技术和计算机与智能技术处在整个信息技术的核心位置，感测技术和控制技术则是核心与外部世界之间的接口。没有通信技术和计算机与智能技术，信息技术就失去了基本的意义；没有感测技术和控制技术，信息技术就失去了基本的作用：一方面没有信息的来源，另一方面也失去了信息的归宿。可见，信息技术的“四基元”是一个完整的体系。信息技术的含义信息技术是收集、处理、存储和传递信息的技术，是扩展人类信息器官功能的一类技术。

信息器官人体信息器官的功能拓展信息器官功能的信息技术

感觉器官获取信息感测技术神经系统传递信息通信技术思维器官加工/再生信息信息处理技术效应器官使用信息控制技术

信息技术的含含义信息技术群包包括：信息处理技术术、感测技术术、通信技术术、控制技术术（主体）、微电子技术、、激光技术、、生物技术、、机械技术（（支持技术））、新材料、、新能量技术术（基础性技技术）等。未来的技术趋趋势：以计算机技术术为核心的现现代信息处理理技术与通信信技术、感测测技术和控制制技术融合在在一起，形成成智能信息环环境系统。目前：信息息处理技术和和通信技术（（推动社会信信息化进程；；信息管理的的两种重要信信息技术工具具）信息技术的作作用推动社会生产产力的变革社会生产力？？劳动工具--标志性的要要素原始人类没没有明确的的劳动工具农业时代人人力操纵畜畜力驱动简简单工具拓拓展执行行器官功能工业时代劳劳动工具重重大改进、蒸汽机、内燃燃机、电力相相继发明明拓展执行行器官望远镜、显微微镜、电报、、电话拓展展了感觉器官官和神经系统统功能信息时代信信息处理理、通信、感感测、控制技技术形成成了一体化、、智能化、信信息化的劳动动工具体系（（重要的是拓拓展了劳动动者的脑力）），形成了信信息时代的社社会生产力模模型信息技术的作作用促进产业结构构的变革促进新兴产业业的产生人类社会发展展过程中，每每一时代都存存在着对社会会产业结构和和经济结构的的变革有影响响的新技术群群---社会会主导技术狩猎技术、农农业技术、工工业技术（旧旧，人类体能能的延伸）、、信息技技术（新，推推动信息产业业和信息经济济发展的核心心力量）改造传统产业业变革生产方式式、管理体制制、经营模式式生产过程自动动化、管理决决策智能化、、商业贸易电电子化服务业迅速发发展改变人类生活活方式soho电话、电子通通讯、在线购购物。。。提高人类社会会开发利用信信息资源的能能力人类信息器官官基本功能局局限性信息技术信息技术的问问题信息污染计算机病毒侵犯知识产权权网络犯罪等等信息技术的发发展规律（1）信息技技术辅人律---以满足足人类需要为为中心内容：为了满足社会会实践的需要要，人类创建建了各种各样样的信息技术术，还在不断断地发展和创创新信息技术术以适应社会会需要的发展展变化。需要信息技术术？---扩扩展人类信息息器官的固有有功能围绕人类需要要这个中心发发展时，不是是齐头并进的的。根据社会实践践活动的需要要创造的。定律表明了信信息技术的目目的、性质、、任务、功能能及它存在和和发展的价值值（2）信息技技术拟人律---以节约约物质和能量量为动力人类自身进化化过程中三部部曲执行器官的进进化---〉〉感觉器官、、语言器官和和传导神经系系统的进化---〉思维维器官的进化化信息技术的辅辅人功能也租租遵循同样的的逻辑次序，，螺旋式上升升信息技术的发发展，遵循人人类自身进化化的路线前进进巧合？？---省力法法则和熵增加加原理在起作作用（熵：系统状状态的一种量量度）通过拟人的手手段达到辅人人的目的定律揭示了信信息技术的发发展路线，决决定了信息技技术延长和扩扩展人类信息息器官功能的的内容和方向向（3）信息技技术共生律----以人人类信息运动动规律为依据据人类的生存和和发展需要信信息技术的帮帮助信息技术的发发展更需要人人类的指导人与信息技术术的功能互补补---在信息技术的的发展过程中中，必须根据据人类信息运运动的客观规规律求得人与与信息技术的的和谐统一，，实现人机共共生。理解：信息技技术的本质（（辅人），发发展模式（拟拟人）----〉人机共共生人的信息能力力与信息技术术互相结合、、补偿：计算机的高速速度、精度《《---弥补补----》》人的智慧共生关系中：：人处于主导导地位共生结果：人人的总体信息息能力得到了了进一步的加加强(4)信息技技术倍增率（（标志：摩尔尔定律）1965Fairchild半半导体公司工工程师GordenMoore“工艺技术的的不断进步会会使计算机性性能保持几何何级数的增长长，大约18个月，芯片片上的晶体管管数目就会翻翻一番，但价价格依旧。””1965年Moore，RobertNoyce，，AndyGrove----〉intel公司司1971年2250个晶体管时时钟频率率：108Khz4位微微处理器40041998年750万万个450Mhz32位位PetiumⅡⅡ1.7G64PetiumⅣⅣ201110亿亿●狭义的信息息技术只包括括信息技术中中的主体技术层次和应用技术层次，它们可可以直接延长长、扩展人类类信息器官的的功能●广义信息技技术还包括两两个外围层次次，即基础技技术层次和支支撑技术层次次■主体层次（（或称主体技技术）▲通信技术和和计算机技术术▲感测技术和和控制技术■应用层次（（即应用技术术）■支撑技术层层次■基础技术层层次信息技术的层层次和体系主体技术基础技术支撑技术应术用技信息技术层次次支撑技术层次次▲信息技术要要通过支撑技技术才能实现现▼机械信息技技术——用机械技技术实现的信信息技术，如如算盘、计算算尺、手摇计计算机和电动动计算机等▼电子信息技技术——用电子技技术实现的信信息技术，如如广播电视、、电话电报和和电子计算机机▼激光信息技技术——用激光技技术实现的信信息技术，如如激光光纤通通信、激光控控制和激光计计算机；▼空间信息技技术——用空间技技术实现的信信息技术，如如通信卫星和和行星探测器器等▼生物信息技技术——用生物技技术实现的信信息技术，如如生物传感器器和生物计算算机等基础技术层次次是指提高信息息技术性能、、水平所依赖赖的新材料和和新能量技术术▲电子信息技术术▲激光信息技术术◆基础技术层层次和支撑技技术层次尽管管很重要，但但只有在某些些特定条件下下才能称它们们为信息技术术，这时所说说的信息技术术就是广义的的■不把制造集集成电路的技技术笼统称为为信息技术，，只把利用集成成电路制造电电子计算机、、通信系统或或传感器等的的技术称为信信息技术，这时它被全全面地用于扩扩展人的信息息器官的功能能■不把激光器器的制造技术术都称为信息息技术，只有有当激光器被被用做某种信信息设备中的的一部分时，，才能称其为为信息技术6.2信信息获取与处处理技术为了获取更多多的信息，人人们制造了各各种仪器。其其中的一些仪仪器既能获取取信息，也能能传递和处理理信息。雷达为了获取更多多的信息，人人们制造了各各种仪器。其其中的一些仪仪器既能获取取信息，也能能传递和处理理信息。射电望远镜为了获取更多多的信息，人人们制造了各各种仪器。其其中的一些仪仪器既能获取取信息，也能能传递和处理理信息。为了获取更多多的信息，人人们制造了各各种仪器。其其中的一些仪仪器既能获取取信息，也能能传递和处理理信息。为了获取更多多的信息，人人们制造了各各种仪器。其其中的一些仪仪器既能获取取信息，也能能传递和处理理信息。为了获取更多多的信息，人人们制造了各各种仪器。其其中的一些仪仪器既能获取取信息，也能能传递和处理理信息。为了获取更多多的信息，人人们制造了各各种仪器。其其中的一些仪仪器既能获取取信息，也能能传递和处理理信息。感感测技术一般原理可用用下图来表示示：信息获取技术术敏感器换能器显示器感测对象图中敏感器的的作用在于对对事物的某种种动状态及运运动方式能够够产生灵敏的的感受。换能能器的作用是是把这种运动动状态及运动动方式的原始始能量形式转换为便于观察和和计量的能量量形式。显示示器的作用是是把转换后的的能量大小及及其变化以可可见或可闻等等方式表现出出来。通常把把敏感器和换换能器结合起起来称为传感感器(transducer)。敏感器换能器显示器感测对象现在人们已经经有了种类极极其丰富的感感测技术系统统，可以对自自然界和社会会领域众多对对象的运动状状态及其变化化方式进行感感知和测量，，大大扩展了了人的感觉器器官的功能。。传感器(transducer)是一种检测装装置，能感受受到被测量的的信息，并能能将检测感受受到的信息，，按一定规律律变换成为电电信号或其他他所需形式的的信息输出，，以满足信息息的传输、处处理、存储、、显示、记录录和控制等要要求。它是实实现自动检测测和自动控制制的首要环节节。物理传感器应用的是物理理效应，诸如如压电效应，，磁致伸缩现现象，离化、、极化、热电电、光电、磁磁电等效应。。被测信号量量的微小变化化都将转换成成电信号。化学传感器包括那些以化化学吸附、电电化学反应等等现象为因果果关系的传感感器，被测信信号量的微小小变化也将转转换成电信号号。以其输出信号号为标准可将将传感器分为为：模模拟传感器———将被测量量的非电学量量转换成模拟拟电信号。数数字传传感器——将将被测量的非非电学量转换换成数字输出出信号(包括括直接和间接接转换)。

开关关传感器———当一个被测测量的信号达达到某个特定定的阈值时，，传感器相应应地输出一个个设定的低电电平或高电平平信号。压力传感器pressuretransducer光电传感器photoelectrictransducer遥感卫星这是20世纪纪60年代兴兴起的一种探探测技术，是是根据电磁波波的理论，应应用各种传感感仪器对远距距离目标所辐辐射和反射的的电磁波信息息，进行收集集、处理，并并最后成像，，从而对地面面各种景物进进行探测和识识别的一种综综合技术。目前利用人造造卫星每隔18天就可送送回一套全球球的图像资料料。利用遥感感技术，可以以高速度、高高质量地测绘绘地图。遥感技术英文名称：remotesensingtechnology定义1：从地面到高空空各种对地球球、天体观测测的遥感综合合性技术的总总称。由遥感感平台、遥感感仪器、信息息处理、接收收与分析应用用等组成。应用学科：地理学（一级学科））；遥感应用用（二级学科科）定义2：在一定距离以以外不直接接接触物体而通通过该物体所所发射和反射射的电磁波来来感知和探测测其性质、状状态和数量的的技术。应用学科：资源科技（一一级学科）；；资源信息学学（二级学科科）遥感技术(remotesensingtechnology)是一种将感测测技术与通信信技术相结合合的高级感测测技术。利用遥感技术术，不直接与与目标物接触触就可感知它的性质和状状态。根据探测电磁磁辐射方式的的不同①主动遥感activeremotesensing②被动遥感passiveremotesensing根据电磁辐射射波长范围的的不同①紫外遥感ultravioletremotesensing②可见光遥感感visualremotesensing③红外遥感infraredremotesensing④微波遥感micro-waveremote

sensing⑤多波段遥感感multi-bandremotesensing遥测技术telemetry遥测技术是也也一种将感测测技术与通信信技术相结合合的高级感测测技术。利用遥测技术术，可以对被被测对象的某某些参数进行行远距离测量。我们由感受器所接收的信息通过脑部分析后是否有可能产生误差？图中的圆圈有有没有变形？？图A中心的圆形是是否比图B中心的圆形大大?柱子是圆的还还是方的？数一数，这里里有几个黑点点？看一看，画面面是静的还是是动的？信息处理技术术信息处理技术术（信息技术术群的核心））---基本本功能相当于于人脑的思维维功能人类最古老的的信息处理技技术：有关““计算”的技技术（算盘盘、计算尺））简洁，速度和和准确性方面面缺陷例：美国1880年的的人口调查人人工处理5000万人人数据量10年完成1887美美统统计计学家家H。Hotlerith提提出机机读卡卡片概概念设设计计了““人口口调查查机””每分钟钟处理理50—80穿穿孔卡卡片-----〉1890年年人人口调调查3年年完成成1896年年创创立制制表机机器公公司-----〉国国际商商用机机器公公司穿孔卡卡片缺缺点：：内部部数据据传输输需人人工干干预计算机机使数数据输输入/输出出不再再需要要人工工干预预计算机机与其其他数数据处处理机机器最最大的的区别别：本身有有可以以改变变的指指令，，指导导它自自动执执行信信息处处理步步骤因此：：现代代信息息处理理技术术的发发展史史就是是一部部计算算机技技术的的发展展史计计算算机技技术的的发展展1833英英国剑剑桥桥大学学教教授CharlesBabbage提出出计算算机的的理论论雏形形1936年年剑剑桥大大学AlanTuring提提出出了通通用数数字计计算机机的模模型此后陆陆续续展开开研制制机电计计算机机电电磁磁继电电器控控制内内部操操作算算术术计数数器机机械械式的的第一代代：电电子子管计计算机机1945年年底第第一台台通通用电电子数数字计计算机机ENIAC（（投资资60万美美元））美美国宾宾夕法法尼亚亚大学学莫尔尔学院院18800个个电子子管7万万个电电阻1万万个电电容50万万个接接头耗耗电电140千千瓦5000次次/秒秒不具备备储存存程序序的能能力通通过过外接接电路路板输输入1949年年世世界上上第一一台储储存程程序的的计算算机ENSAC由英英国剑剑桥大大学M.V.Wilkes研制制成功功第二代代：晶晶体体管计计算机机1956S.Cray第第一台台晶体体管计计算机机---1605高级程程序设设计语语言（（Fortran,COBOL,Basic)出现现----〉计计算机机应用用方便便第三代代：：集成成电路路计算算机1958集集成成电路路问世世1964IBM360系列列的混混合固固体逻逻辑集集成电电路计计算机机（投投资5亿美美元））---为为首发发展大大型机机同时小小型型机开开发代代表表产品品：：DEC公公司PDP—8,PDP——10,PDP——11向电路路元件件小型型化方方向发发展降降低低了制制造费费用、、提高高了计计算速速度和和存储储效率率计算机机应用用范围围扩展展到----〉〉办公公室事事务处处理、、工业业控制制领域域第四代代：：大大规模模和超超大规规模集集成电电路计计算机机1971Intel公公司发发明明微处处理器器4004+TI公公司生生产的的超级级计算算机““高级级科学学计算算机””标标志技术上上向巨巨型化化和微微型化化发发展PC出出现1978PC产品品APPLEⅡⅡ问问世建建立立了个个人电电脑的的标准准1980IBM选选择DOS此此年年8088微微处理理器---〉开开发发式体体系结结构的的IBMPC标志--桌桌面计计算机机走向向主流流1982Columbia数据据产品品公司司和Compaq先先后制制造出出IBMPc的兼兼容机机Pc使使计算算机在在全世世界得得以普普及计算机机技术术的总总趋势势：体积缩缩小、、速度度提高高、费费用下下降、、可靠靠性增增强性能价价格比比的增增长令令人吃吃惊计算机机应用用的主主流数数值值计算算---〉〉信息息处理理目前：：数值值计算算占10%过过程控控制占占5%80%信息息处理理计算机机应用用技术术人工智智能技技术电脑““聪聪明的的笨蛋蛋”AI技技术的的研究究目的的实现AI的的途径径（1）面面向功功能的的专家家系统统；（（2））面向向结构构模拟拟的神神经计计算机机专家系系统：：特定定领域域以人人类专专家水水平去去解决决困难难问题题的计计算机机程序序“全智智全能能”系系统===〉专专家系系统数据库库技术术DB：：按一一定的的数据据模型型在计计算机机系统统中组组织、、存储储和使使用的的相互互联系系的数数据集集合数据集集合+DBMS层次、、网状状、关关系（（1970）数数据库库；70年年代后后期的的关系系数据据库产产品DW、、OLAP、DM多媒体体技术术文、图图、声声、影影集成成处理理的技技术虚拟现现实多媒媒体体技技术术是是一一种种迅迅速速发发展展的的综综合合性性电电子子信信息息技技术术“多多媒媒体体””是是指指能能够够同同时时获获取取、、处处理理、、存存储储和和展展示示两两个个以以上上不不同同类类型型信信息息媒媒体体的的技技术术，，这这些些信信息息媒媒体体包包括括文文字字、、声声音音、、图图形形、、图图像像、、动动画画、、视视频频等等多多媒媒体体技技术术文字声音图形图像动画视频1.文本本文本本是是以以文文字字和和各各种种专专用用符符号号表表达达的的信信息息形形式式，，它它是是现现实实生生活活中中使使用用得得最最多多的的一一种种信信息息存存储储和和传传递递方方式式。。文文本本主主要要用用于于对对知知识识的的描描述述性性表表示示，，如如阐阐述述概概念念、、定定义义、、原原理理和和问问题题以以及及显显示示标标题题、、菜菜单单等等内内容容。。如如Word文文字字处处理理软软件件编编辑辑出出的的““DOC”文文件件，，记记事事本本和和写写字字板板的的““TXT”文文件件等等。。2.图像像图像像是是多多媒媒体体软软件件中中最最重重要要的的信信息息表表现现形形式式之之一一，，它它是是决决定定一一个个多多媒媒体体软软件件视视觉觉效效果果的的关关键键因因素素。。3.动画画动画画是是利利用用人人的的视视觉觉暂暂留留特特性性，，快快速速播播放放一一系系列列连连续续运运动动变变化化的的图图形形图图像像，，也也包包括括画画面面的的缩放放、、旋旋转转、、变变换换、、淡淡入入淡淡出出等特特殊殊效效果果。。通通过过动动画画可可以以把把抽抽象象的的内内容容形形象象化化。。存存储储动动画画的的文文件件格格式式有有FLC、、MMM、、GIF、SWF等。4.声音音声音音是是人人们们用用来来传传递递信信息息、、交交流流感感情情最最方方便便、、最最熟熟悉悉的的方方式式之之一一。。在在多多媒媒体体中中声声音音基基本本上上分分为为音音乐乐和和音音效效两两类类。。5.视频频影影像像视频频影影像像具具有有时时序序性性与与丰丰富富的的信信息息内内涵涵，，常常用用于于交交待待事事物物的的发发展展过过程程。。视视频频非非常常类类似似于于我我们们熟熟知知的的电影影和和电电视视，有有声声有有色色，，在在多多媒媒体体中中充充当当重重要要的的角角色色。。视视频频文文件件的的存存储储格格式式有有AVI、、MPG、、MOV等。。多媒媒体体技技术术基基础础图像像技技术术简简介介主流流图像像文件件的的格格式式简简介介（1））BMP格格式式（2））GIF格格式式（3））JPEG格格式式（4））JPEG2000格格式式（5））TIFF格格式式（6））SVG格格式式多媒媒体体技技术术基基础础音频频技技术术简简介介主流流音频频文件件的的格格式式简简介介（1））CD格格式式（2））WAV格格式式（3））MP3格格式式（4））WMA格格式式多媒媒体体技技术术基基础础视频频技技术术简简介介主流流视频频文件件的的格格式式简简介介（1））AVI格格式式（2））MPEG格格式式（3））WMV格格式式（4））RM格格式式（5））RMVB格格式式常见见的的压压缩缩媒媒体体文文件件与与流流媒媒体体文文件件文件格式扩展名媒体类型客户端播放器软件流媒体服务器压缩媒体文件先下载才能播放.mov视频.mpg视频.mp3音频.avi视频流媒体文件边下载边播放微软.ASF视频WindowsMediaPlayerWindowsMediaServerRealServer.WMA音频RealNetworks.RM视频RealOnePlayer.RA音频.RP文本.RT文本苹果.MOV视频QuickTimePlayer.QT视频Macromedia.SWFFLASH动画FlashPlayerRealNetworks和Macromedia.RF动画Vivo.VIV动画流媒媒体体技技术术的的应应用用领领域域非计计算算机机系系统统信信息息收收集集处处理理技技术术（1））摄摄影影、、声声像像技技术术摄影影、、声声像像技技术术是是近近代代声声学学、、电电影影和和电电视视技技术术的的综综合合性性运运用用，，通通过过画画面面和和音音响响来来表表达达内内在在含含义义的的方方法法和和设设备备。。涉及及对对语语言言、、音音响响和和画画面面加加工工处处理理，，电电影影胶胶片片制制作作和和电电视视录录像像制制作作等等技技术术。。（2））激激光光信信息息处处理理技技术术激光光信信息息处处理理，是是利利用用光光进进行行记录录、、记记忆忆、、信信息息采采集集和和处处理理以及及机机器器的的控制制，籍籍以以对对人人的的视视觉觉、、听听觉觉和和头头脑脑提提供供帮帮助助的的一一种种工工程程技技术术。。激光光信信息息处处理理包包括括：：激光印刷全息照相光学存储光计算激光光全全息息照照片片英女女王王的的全全息息照照片片全息息照照相相的的特特点点⒈它它是是一一个个十十分分逼逼真真的的立立体体像像。。它它和和观观察察到到的的实实物物完完全全一一样样，，具具有有相相同同的的视视觉觉效效应应。。⒉可可以以把把全全息息照照片片分分成成若若干干小小块块，，每每一一块块都都可可以以完完整整地地再再现现原原来来的的物物像像（（孙孙悟悟空空似似的的分分身身术术））。。⒊同同一一张张底底片片上上，，经经过过多多次次曝曝光光后后，，可可以以重重叠叠许许多多像像，，而而且且每每一一个个像像又又能能不不受受其其他他像像的的干干扰扰而而单单独独地地显显示示出出来来，，即即一一张张底底板板能能同同时时记记录录许许多多景景物物。。⒋全全息息照照片片易易于于复复制制。。普通通光光再再现现、、彩彩色色立立体体电电视视、、彩彩色色立立体体电电影影等等。。（3））复复印印与与传传真真技技术术复印印和和传传真真在日日常常信信息息处处理理过过程程中中比比较较常常用用的的办办公公管管理理设设备备和和技技术术。。复印印技技术术主要要实实现现的的是是图图像像文文字字资资料料的的采采集集功功能能传真真技技术术指的的是是先先经经过过它它的的扫扫描描系系统统把文文字字变变成成光光信信号号,再由由内内部部的的调制制解解调调器转转换换为为电信信号号,然然后后经经过过电电话话线线传传输输到到其其它它地地方方另另一一台台传真真机机上,用用它它的的调制制解解调调器转转换换电电信信号号为为电电压压不不同同的的电电信信号号的的感热热头头上,再再打印印出出相相应应文文字字的处处理理技技术术。。人人工工智智能能技技术术人工工智智能能技技术术-----用用计计算算机机模模拟拟人人类类处处理理信信息息的的能能力力，，使使计计算算机机能能显显示示出出人人类类智智能能行行为为的的技技术术。。人工工智智能能学学科科研研究究的的主主要要内内容容包包括括：：知知识识表表示示、、自自动动推推理理和和搜搜索索方方法法、、机机器器学学习习和和知知识识获获取取、、知知识识处处理理系系统统、、自自然然语语言言理理解解、、计计算算机机视视觉觉、、智智能能机机器器人人、、自自动动程程序序设设计计等等方方面面。。智能和人人工智能能智能就是智慧和能力，是个体有目的的行为、合理的思维以及有效地适应环境的综合性能力。人工智能，通过对人类智力活动奥秘的探索与记忆思维机理的研究，来开发人类智力活动的潜能、探讨用各种机器模拟人类智能的途径的一门学科。在定义智智慧时，，英国科科学家图图灵做出出了贡献献，如果果一台机机器能够够通过称称之为图图灵实验验的实验验，那它它就是智智慧的，，图灵实实验的本本质就就是让人人在不看看外型的的情况下下能不能能区别是是机器的的行为还还是人的的行为时时，这个个机器就就是智慧慧的。对于计算算机人士士而言，，获得图图灵奖就就等于物物理学家家获得诺诺贝尔奖奖一样，，图灵在在理论上上奠定了了计算机机产生的的基础人工智能能的主要要技术知识获取取与表示示技术--KBE技术术及其在在产品设设计中的的应用；；作者者：彭彭颖红等等著；；出版版社：：上海交交通大学学出版社社出版时间间：2007-7-1知识库技技术推理技术术---五色房子子问题，四色定定理搜索与数数据挖掘掘技术智能接口口技术知识获取取和知识识表示知识获取取技术是为获取取和存储储知识库库中的所所有信息息、数据据、规则则、案例例和关系系等元素素的一组组程序……知识的表表示就是对人人类知识识的一种种描述，，把知识识表示成成计算机机能够处处理的数据结构构。对知识进进行表示示的过程就是把知识编码码成某种数据结构构的过程程。知识表示示方法谓词逻辑辑表示法法产生式表表示法语义网络络表示法法框架表示示法面向对象象表示法法状态空间间表示法法与/或树树表示法法谓词逻辑辑表示法法例：设有下列列事实性知知识：张晓辉是是一名计计算机系系的学生生，但他他不喜欢欢编程序序。李晓鹏比比他父亲亲长得高高。用谓词公式式表示这些些知识。。解第一步：定义谓词词：COMPUTER(x)：x是计计算机系系的学生生LIKE(x，，y)：x喜欢欢yHIGHER(x，y)：x比y长得高高定义个体体：张晓辉(zhangxh)，，编程序序(programming)，李李晓鹏(1ixp)，，函数father(lixp)表表示李晓晓鹏的父父亲。第三步：根据语语义，用用逻辑连接符将它们连连接起来来，就得得到了表表示上述述事实性知知识的谓词公式式：COMPUTER(zhangxh)∧～LIKE(zhangxh，programming)HIGHER(1ixp，father(1ixp))第二步：将个体体代入谓谓词中：：COMPUTER(zhangxh)，，～LIKE(zhangxh，programming)，，HIGHER(lixp，father(lixp))例如:规则1：if该动物有有羽毛then该动物是是鸟规则2：if该动物是是鸟and有长脖子子and有长腿and不会飞then该动物是是鸵鸟产生式表表示法语义网络络表示法法---情情况和动动作的表表示例：一只名名叫“神神飞”的的小燕子子从三月月到十一一月占有一个巢。。专家系统统的语义义网络智能系统专家思维专家知识困难问题专家系统是一种能解决具有能模拟例6.1下面面是一个个描述““教师””的框架架：框架名:<教师师>类属:<知识分分子>工作:范范围:(教学，，科研)缺省:教教学性别:(男，女女)学历:(中师，，高师)类型:(<小学学教师>，<中中学教师师>，<大学教教师>)框架表示示法例3.12“教室””框架。。框架名：：<教室>墙数：窗数：门数：座位数：：前墙：<墙框架架>后墙：<墙框架架>左墙：<墙框架架>右墙：<墙框架架>门：<门框架架>窗：<窗框架架>黑板：<黑板框框架>天花板：：<天花板板框架>地板：<地板框框架>讲台：<讲台框框架>例6.6下面面是面向向对象程程序设计计语言C++中中一个雇雇员类和和经理类类的定义义。classEmployee{privite:char*Name;intAge;intSalary;=public:Employee(char*name，，intage，intsalary);~Employee();面向对象象表示法法};Employee∷Employee(char*name，，intage，intsalary){Name=newchar［［strlen(name)］;strcpy(Name，name);Age=age;Salary=salary;=}=Employee∷~Employee(){DeleteName;=}VoidEmployee∷Change(intage，intsalary){Age=age;Salary=salary;}VoidEmployee∷Retire(){if(Age>60)Deletethis;}以上是雇员类类的定义，用用此定义就可可生成一个雇雇员类的实例例，即雇员对对象。与／或树表示示举例每一种知识表示方法法都有其相应的的专用实现语语言。例如，，支持谓词逻逻辑的语言有有PROLOG和LISP，专门支支持产生式的的语言有OPS5，专门门支持框架的的语言有FRL，支持面向对象表示示的语言有Smalltalk、、C++和Java等，，支持神经网网络表示的语语言有AXON。推理技术---自动推理理地图四色定理(Fourcolortheorem)最最先是由一位位叫古德里（（FrancisGuthrie）的英国大大学生提出来来的。四色问问题的内容是是：“任何一一张地图只用用四种颜色就就能使具有共共同边界的国国家着上不同同的颜色。””用数学语言言表示，即““将平面任意意地细分为不不相重叠的区区域，每一个个区域总可以以用1，2，，3，4这四四个数字之一一来标记，而而不会使相邻邻的两个区域域得到相同的的数字。”这这里所指的相相邻区域，是是指有一整段段边界是公共共的。如果两两个区域只相相遇于一点或或有限多点，，就不叫相邻邻的。因为用用相同的颜色色给它们着色色不会引起混混淆。数据挖掘，也可以称为数数据库中的知知识发现(KnowledgeDiscoveryinDatabase，简称称KDD)，，是从大量数数据中提取出出可信、新颖颖、有效并能能被人理解的的模式的高级级处理过程。。数据挖掘的重重要性就来源源于数据仓库库中巨大的数数据量。数据挖掘技术术从一开始就就是面向应用用的。它不仅仅是面向特定定数据库的简简单检索查询询调用，而且且要对这些数数据进行统计、分析、、综合和推理理，以指导实际际问题的求解解，发现事物物间的相互关关联，甚至利利用已有的数数据对未来的的活动进行预测。数据挖掘:多多种技术的的融合数据挖掘数据库技术统计学机器学习模式识别算法其他技术可视化WhyDataMining?--潜潜在的应用数据库分析和和决策支持市场分析和管管理市场营销,顾顾客关系管管理,菜篮子子分析,cross销销售,市市场细化.风险分析和管管理天气预报,顾顾客消费习习惯,保险险业,质量量控制,竞争争分析等等.诈骗预测和管管理智能查询回答答Intelligentqueryanswering12/31/202290DM应用：市市场分析和管管理供分析的数据据源在哪里?信用卡业务,信誉卡,优惠券,顾客投诉诉,大众生生活方式研究究.市场营销Targetmarketing:寻找典型消费费者的聚类，，他们有相同同的特征：偏偏好、收入水水平、消费习习惯等等.Determinecustomerpurchasingpatternsovertime:Conversionofsingletoajointbankaccount:marriage,etc.Cross-marketanalysis销售产品之间间的关联基于相关信息息的预测12/31/202291DM应用：：市场分析析和管理Customerprofiling数据采掘可可以告诉你你什么类型型的顾客买买什么样的的产品(聚类或分分类).确认顾客需需求为不同顾客客确认最好好的产品预测什么因因素会吸引引新顾客提供简报各种多维简简报;统计简报(数据的的主要趋势势和变化)12/31/202292DM应用：：企业分析析和风险管管理财政计划和和资产评估估:资金流动分分析和预测测为资产评估估提供意外外索赔分析析cross-sectionalandtimeseriesanalysis(financial-ratio,trendanalysis,etc.)资源规划:对资源和消消耗进行简简要说明和和比较Competition:Monitorcompetitorsandmarketdirections(CI:competitiveintelligence).市场细化把把消费者分分类，对其其采取基于于分类的价价格策略.在有竞争力力的市场的的中应用价价格策略(e.g.,REPSOLgaschainstationinSpain).12/31/202293DM应用：：风险探测测和管理应用:在医疗保健健、零售业业、信用卡卡服务、电电信业（电电话卡欺诈诈）等方面面.思路:用历史数据据为欺诈行行为建模，，用数据采采掘来帮助助识别类似似事件。例子:AutoInsurance:detectagroupofpeoplewhostageaccidentstocollectoninsuranceMoneyLaundering:detectsuspiciousmoneytransactions(USTreasury'sFinancialCrimesEnforcementNetwork)MedicalInsurance:detectprofessionalpatientsandringofdoctorsandringofreferences12/31/2022DM应用：：其他应用用体育IBMAdvancedScout分析析NBA比赛统统计(篮篮板,助攻,和犯犯规)，为为纽约尼克克斯队和迈迈阿密热队队赢得了长长足的进步步。天文CalTech和和thePalomarObservatory在数数据采掘的的帮助下发现了22个星星体。InternetWebSurf-AidIBMSurf-Aid为为Web提供了数数据采掘算算法，可以存取与与市场相关关的记录日日志，以以发现顾客的嗜好好和行为记记录，分析Web营销的的成效，改改进Web站点的的组织，等等等。12/31/202295NBA教练练如何布阵阵以提升获获胜机会？？美国著名的的国家篮球球队NBA的教练，，利用IBM公司提提供的数据据挖掘工具具临场决定定替换队员员。想象你你是NBA的教练，，你靠什么么带领你的的球队取得得胜利呢？？当然，最最容易想到到的是全场场紧逼、交交叉扯动和和快速抢断断等具体的的战术和技技术。但是是今天，NBA的教教练又有了了他们的新新式武器：：数据挖掘掘。大约20个NBA球队使使用了IBM公司司开发的数数据挖掘应应用软件AdvancedScout系统来来优化他们们的战术组组合。例如如Scout就因为为研究了魔魔术队队员员不同的布布阵安排，，在与迈阿阿密热队的的比赛中找找到了获胜胜的机会。。主要的KDD技术关联规则的的挖掘分类知识的的挖掘基于决策树树的分类聚类分析知识发现(KDD)过程程数据挖掘——知识发现现过程的核核心数据清理数据集成数据库数据仓库知识任务相关的的数据选择数据挖掘模式评估关联规则的的挖掘关联规则的的挖掘(例例子分析)关联规则的的挖掘(例例子分析续续)关联规则的的挖掘(挖掘结果果的应用)R1：烤鸭鸭面饼、面酱酱。支持度度40%，，置信度为为66.6%R2：面饼烤鸭、面酱酱。支持度40%，置置信度为66.6%R3：面酱面饼、烤鸭鸭。支持度40%，置置信度为50%KDD结果果不一定是是因果关系系。运用之之妙成乎于于人。例如∶用R1，将将烤鸭降价价以促销面面饼、面酱酱，很可能能会破产用R2将将面饼降降价，以促促销烤鸭，，可能会发发财；用R3，引引不起顾客客的热情。。分类知识的的挖掘例住房分配(监督下分分类SupervisedClassification））(1)输入∶训练数据据集(符合群众利利益或领导意图)分类知识的的挖掘(住住房分配例例子分析)(2)输出从训练数据据中"发现现"出一个个分房计分公公式(知识)(3)调用特征选选择过程.比较较张三与张张C，李李四与李D王五与王E发现身高高、体重与与住房无关关，删去(4)交互互生成加权权机制Total=∑PiFi，其中Fi为各条件量化值，Pi为加权值，，总分为应住住面积。(5)根根据训练数数据，调整整加权。例例如张三三及类似与与张三条件件的应住85平方米米等等。，，使得在训训练集中各各记录的∑∑PiFi刚好好在在应应住住面面积积的的分分数数段段中中。。(6)用用测测试试数数据据测测试试和和修修改改公公式式Total=∑∑PiFi分类类知知识识的的挖挖掘掘(住住房房分分配配例例子子分分析析续续)(7)公式式Total=∑∑PiFi就是是从从数数据据中中“挖挖””出出来来的的分分类类知知识识，可可以以推推广广使使用用。。KDD先先从从实实践践中中来来，，然然后后，，用用到到实实践践中中去去。。基于于决决策策树树的的分分类类(信息息增增益益(熵熵)理论论较较深深)例高高校校招招生生德德智智体体三三标标准准(门门限限值值)。。决决策策树树德不合合格格0.1%智(总总分分)99.9%不合合格格60%体39.9%不合合格格6.9%录取取33%基于于决决策策树树的的分分类类(高高考考招招生生例例，，续续)上述述决决策策树树把把德育育放放在在第第一一位位。绝绝大大多多数数考考生生都都符符合合标标准准。。第第一一节节点点(德德育育)分分流流后后，，候候选选空空间间并并未未迅迅速速减减少少(信息息增增益益小)如果果把把智智育育节节点点提提前前，，可可在在第第一一步步将将候候选选集集缩缩小小到到1/3，，提提高高整整个个系系统统效效率率。。事实实上上的的招招生生过过程程采采用用了了这这一一方方法法。。决策策树树分分类类技技术术研研究究节节点点集集的的选选择择，，节节点点的的次次序序，，门门限限值值的的确确定定公公式式等等等等，，其其目目的的是是使使分分类类比比较较准准确确，，比比较较快快。。智能能接接口口技技术术文字字识识别别语音音识识别别图像像识识别别人脸脸表表情情识识别别手语语识识别别视线线跟跟踪踪技技术术生物物特特征征识识别别…人脸脸表表情情识识别别------科学学家家用用计计算算机机分分析析““全全世世界界最最有有名名的的微微笑笑””科学学家家用用计计算算机机分分析析了了《《蒙蒙娜娜丽丽莎莎》》显显示示的的““全全世世界界最最有有名名的的微微笑笑””，，认认为为蒙蒙娜娜丽丽莎莎确确实实在在笑笑，，因因为为她她的的面面部部表表情情包包含含了了快快乐乐、、厌厌恶恶、、恐恐惧惧和和愤愤怒怒四四种种情情绪绪，，快快乐乐的的成成分分远远远远超超过过其其他他成成分分。。分分析析结结果果显显示示，，蒙蒙娜娜丽丽莎莎的的微微笑笑中中，，带带有有83%的的快快乐乐，，9%的的厌厌恶恶，，6%的的害害怕怕以以及及2%的的气气愤愤。。这这说说明明，，蒙蒙娜娜丽丽莎莎脸脸上上的的主主要要情情绪绪是是快快乐乐。。思考考：：这这个个技技术术可可以以用用在在哪哪方方面面？？6.3信信息息组组织织与与存存储储技技术术1.文文件件存存储储系系统统1)文文件件的的基基本本概概念念文文件件组组织织技技术术数据项:是最基本的不可分的数据单位，也是文件中可使用的数据的最小单位。记录：是数据项的集合，是文件中可存取数据的基本单位。文件：是记录的集合。信息息的的组组织织层层次次数据据的的组组织织一般般分分为为数据据项项、、记记录录、、文文件件和数据据库库四个个层层次次:1.数据项是具有确定逻辑意义的数据的最小单位。是不可再分的数据单位。2.记录是具有一定关系的数据项的一个集合。3.文件是同类记录的有序集合。4.数据库是存储起来的相关数据的集合。2)文文件件的的组组织织文件件的的组组织织方方法法：：(1)顺序序文文件件：物物理理顺顺序序和和逻逻辑辑顺顺序序相相一一致致。。(2)索引文件：保存一个索索引来指示关关键字与记录录地址之间的的对应关系，，索引是按关关键字顺序存存放的，而文文件本身可按按顺序也可不不按顺序存放放。记录区按按关键字顺序序排列的称索引顺序文件件，记录区不按按关键字顺序序排列的称为为索引非顺序文文件，简称索引文文件。(3)直接存取文件件：寻找一个均均匀的杂凑函函数(又称Hash函数数)，实现关关键字到地址址的转换，然然后进行直接接存取。存取取速度快，节节省存储空间间；缺点是不不易找到理想想的Hash函数。3)文件系统统文件系统：计算机中用用来管理外存存上的数据的的子系统。一个命名了的的数据集合称称为一个文件。文件与应用程程序紧密相关关，不同的应用用程序独立地地定义和处理理自己所要用用的文件。文件系统的缺缺陷：①数据共享性差差，冗余度大大。不同的应用程程序使用相同的文件时，会出现重复定义、重重复存储。②数据不一致性性。数据的冗余余给数据的修修改和维护带带来了困难。。③数据独立性差差。当文件的结结构改变，也也要修改应用用程序的数据据处理部分。。④数据结构化程程度低。文件之间是是孤立的，从从整体上看是是无结构的，，因此很难对对数据进行合合理的组织以以适应不同应应用的需要。。2数据管理理技术数据管理的主主要任务：实现对数据的的合理组织、、维护和存取取，处理好应用程程序与数据之之间的关系。。数据管理大致致经历了三个个阶段：人工管理阶段文件系统数据库系统（1）人工管管理阶段20世纪50年代中期以以前，也就是是计算机应用用于业务管理理之前的阶段段。数据管理的主主要特点是：：数据不在计算机中长期保存没有软件系统对数据进行管理一组数据对应于一个应用程序（2）文件系系统计算机用于管管理，有了了专门管理数数据的软件。。数据管理工作作的特点：数据按一定的规则组织成文件后，可对文件进行反复的查询、修改、插入、删除等操作程序与数据之间有了一定的独立性。文件不易扩充，修改维护还比较费时。数据共享有限，冗余度仍然较大，空间浪费严重等（3）数据库库系统处理数据量的的增加，产生生了专门的数数据管理软件件，实现对数数据的管理工工作。数据管管理方面具有有如下特点：：能够描述各数据元素间数据集合间的关系具有最小的数据冗余，节省存储空间，减少重复。具有较好的数据共享性。允许多用户并发地使用数据库中的数据，以最好的方式去满足多用尸的需要。具有较好的数据独立性对数据进行统一的管理和控制。数数据库技术术如前所述，数数据是信息的的具体化、形象象化，是表示信息息的物理符号号。在信息系系统中，要对对大量的数据据进行处理，，首先就要弄弄清现实世界界中事物及事物间间的联系是怎样的，然然后再逐步分分析、变换，，得到系统可可以处理的表表现形式。对客观世界的的认识、描述述是一个逐步深入的过程。数据库管理系系统的功能结结构(1)数据定义功能：DBMS能够提供数据定义语言(DDL)，提供相应的建库机制(2)数据操纵功能(DCL):实现数据的插入、修改、删除、查询、统计等数据存取操作的功能(3)数据库的建立和维护功能:是指数据的载入、转储、重组织及数据库恢复功能。(4)数据库的运行管理功能1概念模型型是对信息世界界的管理对象、属性及联系等信息的描述述形式。它不考虑计算机机实现，客观地反映映所研究问题题中的信息及及信息联系的的模型，是对对现实世界的的真实反应。实体可以指实际的东西，也可以指概念性的东西属性是实体(事物)的某一方面的性质或特性联系是指客观存在的事物之间的相互关系，通常是指实体集与实体集之间的关系。l.概念模型型的要素2.两个实体体集之间相互互联系的方式式一对多联系（1:n）一对一联系（1:1）多对多联系（m:n）3.E-R模型E-R方法是是一种信息结构的图图示法，它主要描述实体集之之间的联系。通常用长方形表示实体集；；用椭圆形表示实体集的的属性，用菱形表示实体集间间的联系。常见数据模型型层次模型(HierarchicalModel)层次模型的数数据结构是一一种树型结构构网状模型(NetworkMod