第21章信息时代的各种新概念

第21章信息时代的各种新概念数计学院付苏嘉信息时代的各种新概念物联网与智能家电云计算大数据时代物联网是新一代信息技术的重要组成部分，其英文名称是：“TheInternetofthings”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。物联网就是“物物相连的互联网”。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。物联网物联网的起源1990年物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机——NetworkedCokeMachine。1995年比尔盖茨在《未来之路》一书中也曾提及物联网，但未引起广泛重视。2008年11月，在北京大学举行的第二届中国移动政务研讨会“知识社会与创新2.0”提出移动技术、物联网技术的发展代表着新一代信息技术的形成，2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”，作为仅有的两名代表之一，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。当年，美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。2009年8月，温家宝“感知中国”的讲话把我国物联网领域的研究和应用开发推向了高潮，无锡市率先建立了“感知中国”研究中心，中国科学院、运营商、多所大学在无锡建立了物联网研究院，无锡市江南大学还建立了全国首家实体物联网工厂学院。物联网的概念已经是一个“中国制造”的概念，物联网已被贴上“中国式”标签。物联网作为一个新经济增长点的战略新兴产业，具有良好的市场效益，《2013-2017年中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》数据表明，2010年物联网在安防、交通、电力和物流领域的市场规模分别为600亿元、300亿元、280亿元和150亿元。2011年中国物联网产业市场规模达到2600多亿元。物联网的发展物联网的操作原理主要如下：（1）对物体属性进行标识，属性包括静态和动态的属性，静态属性可以直接存储在标签中，动态属性需要先由传感器实时探测；（2）需要识别设备完成对物体属性的读取，并将信息转换为适合网络传输的数据格式；（3）将物体的信息通过网络传输到信息处理中心，由处理中心完成物体通信的相关计算。物联网的操作原理业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网。此外，普及以后，用于动物、植物和机器、物品的传感器与电子标签及配套的接口装置的数量将大大超过手机的数量。按照对物联网的需求，需要按亿计的传感器和电子标签，这将大大推进信息技术元件的生产，同时增加大量的就业机会。物联拥有业界最完整的专业物联产品系列，覆盖从传感器、控制器到云计算的各种应用。产品服务智能家居、交通物流、环境保护、公共安全、智能消防、工业监测、个人健康等各种领域。2011年，全国物联网产业规模超过了2500亿元，预计2015年将超过5000亿元。物联网的发展趋势物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。国际电信联盟于2005年的报告曾描绘“物联网”时代的图景：当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。物联网在物流领域内的应用则比如：一家物流公司应用了物联网系统的货车，当装载超重时，汽车会自动告诉你超载了，并且超载多少，但空间还有剩余，告诉你轻重货怎样搭配；当司机在和别人扯闲话，货车会装作老板的声音怒吼“笨蛋，该发车了！”物联网的应用前景一、上海浦东国际机场防入侵系统。系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。二、ZigBee无线路灯控制系统在济南园博园应用。三、首家手机物联网落户广州，通过手机扫描条形码、二维码等方式，可以进行购物、比价、鉴别产品等功能。四、与门禁系统的结合无线物联网门禁将门点的设备简化到了极致：一把电池供电的锁具。五、与云计算的结合六、与TD结合七、与移动互联结合八、与指挥中心的结合九、物联网对食品安全的助力：肉类源头追溯系统物联网的应用实例智能家电概念：智能家电就是将微处理器、传感器技术、网络通信技术引入家电设备后形成的家电产品，具有自动感知住宅空间状态和家电自身状态、家电服务状态，能够自动控制及接收住宅用户在住宅内或远程的控制指令；同时，智能家电作为智能家居的组成部分，能够与住宅内其它家电和家居、设施互联组成系统，实现智能家居功能。智能家电与传统家电的不同，在于智能家电实现了拟人智能，产品通过传感器和控制芯片来捕捉和处理信息，除了根据住宅空间环境和用户需求自动设置和控制，用户可以根据自身的习惯进行个性化设置，另外，当智能家电与互联网连接后，其也就具备了社交网络的属性。智能家电，还可理解为物联网家电。智能家电的迅猛发展变成了一种必然趋势,其迅速发展的主要原因如下:(1)网络技术和通信技术的成熟和广泛应用。(2)信息化水平的不断提高,逐渐达到支持智能家电产业大规模发展的水平。

(3)互联网基础设施和技术条件,为智能家电的发展做了必要的准备。(4)用户对高水平的家电的需求。智能家电与传统家电的区别中国家电协会理事长姜风在接受《第一财经日报》记者采访时认为，资本市场是一个催化剂。今年以来，资本市场对智能家电高度关注。往往有了智能概念，股价就升。虽然智能家电来势汹汹，但价格偏贵、缺乏杀手级应用、互联互通困难，成为智能家电“落地”的拦路虎。用户交互、粉丝经济、大数据分析等互联网思维，正席卷家电业。有行业分析师预测，到2020年智能家电的生态产值，将从三年前的50亿元飙升至1万亿元，智能终端将增至8000亿元的市场规模，更有望实现“10年20倍”的几何式增长。智能家电要“落地”，实现大规模应用，一看价格是否为普罗大众接受；二看用户体验是否足够好，让消费者愿意为智能功能买单。但是，传统企业背负着庞大的历史包袱，在商业模式上很难做出大的改变。智能家电的现状智能家电在商业模式上，有无限的想象空间。因为用户数据是值钱的，即使家电企业硬件产品微利，甚至不赚钱，也可以通过数据运营创造新价值。比如，把顾客冰箱缺什么菜、多长时间买一次的信息，分享给超市。但在智能家电仍处于“信息孤岛”的情况下，可谓“智能易得、数据难求”，通向未来的路还很长。尤其是进入“移动互联网时代”之后，白电在联网、智能化进程方面显得“老态龙钟”。相比于已经能够跟手机等智能设备联网的黑色家电—彩电而言，空调、冰箱、洗衣机整体上的智能程度还比较低。如果消费者整套换新升级，成本自然不菲，更远非换一部智能手机那么简单。不可否认的是，多数在用家电都还称得上半新品、远未到寿终正寝之时，到底有多少消费者愿意忍痛“换新”、为其“埋单”呢？智能家电的前景概念：云计算（cloudcomputing）是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云是网络、互联网的一种比喻说法。过去在图中往往用云来表示电信网，后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。因此，云计算甚至可以让你体验每秒10万亿次的运算能力，拥有这么强大的计算能力可以模拟核爆炸、预测气候变化和市场发展趋势。用户通过电脑、笔记本、手机等方式接入数据中心，按自己的需求进行运算。云计算对云计算的定义有多种说法。对于到底什么是云计算，至少可以找到100种解释。目前广为接受的是美国国家标准与技术研究院（NIST）定义：云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。云计算常见定义云计算是通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将与互联网更相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。云计算原理(1)超大规模“云”具有相当的规模，Google云计算已经拥有100多万台服务器，Amazon、IBM、微软、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器。

(2)虚拟化云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。只需要一台笔记本或者一个手机，就可以通过网络服务来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。(3)高可靠性“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机可靠。(4)通用性云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。云计算特点(5)高可扩展性“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。(6)按需服务“云”是一个庞大的资源池，你按需购买；云可以像自来水，电，煤气那样计费。(7)极其廉价由于“云”的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成云，“云”的自动化集中式管理使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理成本，“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升，因此用户可以充分享受“云”的低成本优势

(8)潜在的危险性云计算服务除了提供计算服务外，还必然提供了存储服务。但是云计算服务当前垄断在私人机构（企业）手中，而他们仅仅能够提供商业信用。对于政府机构、商业机构（特别象银行这样持有敏感数据的商业机构）对于选择云计算服务应保持足够的警惕。云计算电厂模式阶段：电厂模式就好比是利用电厂的规模效应，来降低电力的价格，并让用户使用起来更方便，且无需维护和购买任何发电设备。效用计算阶段：1961年，人工智能之父麦肯锡在一次会议上提出了“效用计算”这个概念，其核心借鉴了电厂模式，具体目标是整合分散在各地的服务器、存储系统以及应用程序来共享给多个用户，让用户能够像把灯泡插入灯座一样来使用计算机资源，并且根据其所使用的量来付费。网格计算阶段：网格计算研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多低性能的计算机来处理，最后把这些计算结果综合起来攻克大问题。可惜的是，由于网格计算在商业模式、技术和安全性方面的不足，使得其并没有在工程界和商业界取得预期的成功。云计算阶段：云计算的核心与效用计算和网格计算非常类似，也是希望IT技术能像使用电力那样方便，并且成本低廉。但与效用计算和网格计算不同的是，现在在需求方面已经有了一定的规模，同时在技术方面也已经基本成熟了。云计算经历的几个阶段云计算环境下，软件技术、架构将发生显著变化。首先，所开发的软件必须与云相适应，能够与虚拟化为核心的云平台有机结合，适应运算能力、存储能力的动态变化;二是要能够满足大量用户的使用，包括数据存储结构、处理能力;三是要互联网化，基于互联网提供软件的应用;四是安全性要求更高，可以抗攻击，并能保护私有信息，五是可工作于移动终端、手机、网络计算机等各种环境。云计算对软件开发的影响大数据(bigdata)，或称巨量资料，指的是所涉及的资料量规模巨大到无法通过目前主流软件工具，在合理时间内达到撷取、管理、处理、并整理成为帮助企业经营决策更积极目的的资讯。(在维克托·迈尔-舍恩伯格及肯尼斯·库克耶编写的《大数据时代》中大数据指不用随机分析法（抽样调查）这样的捷径，而采用所有数据的方法）大数据的4V特点：Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多样）、veracity（真实性）。大数据大数据必然无法用单台的计算机进行处理，必须采用分布式架构。它的特色在于对海量数据进行分布式数据挖掘（SaaS），但它必须依托云计算的分布式处理、分布式数据库（PaaS）和云存储、虚拟化技术（IaaS）。随着云时代的来临，大数据（Bigdata）也吸引了越来越多的关注。《著云台》的分析师团队认为，大数据（Bigdata）通常用来形容一个公司创造的大量非结构化数据和半结构化数据，这些数据在下载到关系型数据库用于分析时会花费过多时间和金钱。大数据分析常和云计算联系到一起，因为实时的大型数据集分析需要像MapReduce一样的框架来向数十、数百或甚至数千的电脑分配工作。大数据需要特殊的技术，以有效地处理大量的容忍经过时间内的数据。适用于大数据的技术，包括大规模并行处理（MPP）数据库、数据挖掘电网、分布式文件系统、分布式数据库、云计算平台、互联网和可扩展的存储系统。大数据1Byte=8bit1KB=1,024Bytes1MB=1,024KB=1,048,576Bytes

1GB=1,024MB=1,048,576KB1TB=1,024GB=1,048,576MB1PB=1,024TB=1,048,576GB1EB=1,024PB=1,048,576TB1ZB=1,024EB=1,048,576PB1YB=1,024ZB=1,048,576EB1BB=1,024YB=1,048,576ZB1NB=1,024BB=1,048,576YB1DB=1,024NB=1,048,576BB大数据中提到的单位换算大数据的意义是由人类日益普及的网络行为所伴生的，受到相关部门、企业采集的，蕴含数据生产者真实意图、喜好的，非传统结构和意义的数据。2013年5月10日，阿里巴巴集团董事局主席马云在淘宝十周年晚会上，将卸任阿里集团CEO的职位，并在晚会上做卸任前的演讲，马云说，大家还没搞清PC时代的时候，移动互联网来了，还没搞清移动互联网的时候，大数据时代来了。大数据已经来了从海量数据中“提纯”出有用的信息，这对网络架构和数据处理能力而言也是巨大的挑战。在经历了几年的批判、质疑、讨论、炒作之后，大数据终于迎来了属于它的时代。2012年3月22日，奥巴马政府宣布投资2亿美元拉动大数据相关产业发展，将“大数据战略”上升为国家战略。奥巴马政府甚至将大数据定义为“未来的新石油”。斯诺登最近在俄罗斯声称，美国已窃取百亿计中国人短信内容。

经FBI分析，35%是节日祝福语，25%是商业广告，30%是办假证、贷款、复制手机卡、监听小三等垃圾信息。

奥巴马有点扫兴问：那“剩余的10%一定很有价值吧？”

情报局长：“报告总统，都是黄段子……”

奥巴马扼腕痛心，又问：“那微信怎么样？”

中情局长说:“35%是人生教诲感悟，25%是吃货们晒的美食，30%是养生常识。”

奥巴马急切地问：“那剩下的10%呢？”

中情局长半天埋头不语。

奥巴马再追问：”你干嘛呢?”

局长苦着脸答曰：”报告总统，我必须得转发这条微信。”

奥巴马怒不可遏：“问你剩下10%呢?你转发微信干嘛?”

中情局长答曰：“剩下10%的内容是不转发死全家的！刚才我已经转发给您了。”

奥巴马一身冷汗道：“中国人真他妈厉害啊！”说完转身就走。

中情局长追着问：“总统，您干嘛去啊？”

奥巴马急匆匆地答道：“我给普京转发过去……“

大数据已经投入使用谷歌搜索、Facebook的帖子和微博消息使得人们的行为和情绪的细节化测量成为可能。挖掘用户的行为习惯和喜好，凌乱纷繁的数据背后找到更符合用户兴趣和习惯的产品和服务，并对产品和服务进行针对性地调整和优化，这就是大数据的价值。大数据也日益显现出对各个行业的推进力。大数据时代来临首先由数据丰富度决定的。社交网络兴起，大量的UGC(互联网术语，全称为UserGeneratedContent，即用户生成内容的意思)内容、音频、文本信息、视频、图片等非结构化数据出现了。另外，物联网的数据量更大，加上移动互联网能更准确、更快地收集用户信息，比如位置、生活信息等数