物联网智能信息处理技术教学课件

物联网智能信息处理技术..6、黄金时代是在我们的前面，而不在我们的后面。7、心急吃不了热汤圆。8、你可以很有个性，但某些时候请收敛。9、只为成功找方法，不为失败找借口(蹩脚的工人总是说工具不好)。10、只要下定决心克服恐惧，便几乎能克服任何恐惧。因为，请记住，除了在脑海中，恐惧无处藏身。--戴尔．卡耐基。物联网智能信息处理技术..物联网智能信息处理技术..6、黄金时代是在我们的前面，而不在我们的后面。7、心急吃不了热汤圆。8、你可以很有个性，但某些时候请收敛。9、只为成功找方法，不为失败找借口(蹩脚的工人总是说工具不好)。10、只要下定决心克服恐惧，便几乎能克服任何恐惧。因为，请记住，除了在脑海中，恐惧无处藏身。--戴尔．卡耐基。物联网应用技术导论第q章物联服务与管理技术《物联网应用技术导论》课件物联第4章物联网服务用技术导论与管理技术丛书主鳞器主端高爱国林INTRODUCTIONONINTERNETOFTHINGSAPPLICATIONANDTECHNOLOGIESNeusoft东软电子出版社物联网应用技术导论第q章物联服务与管理技术44物联网智能信息处理技术智能信息处理指信息的储存、检索、智能化分析利用,比如利用人工智能对感知的信息作出决策和处理。物联网的智能信息处理主要针对感知的数据,而物联网的数据具有三个独特的特点1、异构性在物联网中,不仅不同的感知对象有不同类型的表征数据,即使是同一个感知对象也会有各种不同格式的表征数据。比如在物联网中为了实现对一栋写字楼的智能感知,需要处理各种不同类型的数据,如文本、图形、音频、视频,互联网上提供的相关超文本链接标记语言(HTML)等为了实现完整准确的感知,必须综合利用不同类型的数据获得全面准确信息。函数的极值是高等数学中的导数应用里一个很重要的内容，对极值概念的理解是学生学习的重要是一环.教学中，教师在讲解极值的概念时，要做到直观，并留给学生足够的思考空间，发挥他们的学习主体作用.本文在教学设计上进行了尝试.教学方案活动1：创设问题情境，引入新课（复习提问）我们应用导数来研究了函数的一种性质――单调性，知道了函数的单调性与导数的符号有着密切的联系.即设函数f（x）在闭区间[a，b]上连续，在开区间（a，b）内可导.（1）如果在（a，b）内f′（x）>0，则f（x）在[a，b]上单调增加；（2）如果在（a，b）内f′（x）f（x1），在x2、x3、x4与x5点处分别为f（x）f（x3），f（x）f（x5）.讨论：根据观察结果能否用一句话总结，从结论中教师因势利导，提出问题启发学生注意局部与整体的关系，得出极值的定义.定义1设函数f（x）在点x0的某一邻域U（x0）内有定义，如果对于去心邻域U0（x0）内的任意一点x，都有f（x）f（x0）），则称函数值f（x0）是函数f（x）的一个极大值（或极小值），x0称为函数f（x）的一个极大值点（或极小值点）.函数的极大值与极小值统称为函数的极值，使函数取得极值的点称为极值点.活动2：继续观察图形提出问题2：极大值一定比极小值大吗，为什么？回答：极大值不一定比极小值大.图中f（x2）为函数的极大值，f（x5）为函数的极小值，但f（x5）>f（x2），因为极值是局部的概念.活动3：继续观察图形提出问题3：极值点处的切线有什么特点？结合导数的几何意义，我们能得到什么样的结论？回答：如果函数可导，函数在取得极值的点处切线是水平的，即在这些点处导数为零，这也是我们今天要研究的函数极值点存在的必要条件，即定理1的内容.定理1（必要条件）设函数f（x）在x0处可导，且在x0处取得极值，则一定有f′（x0）=0.分析我们知道函数的极值就是局部的最值，而证明极值点处的导数为零，只要在极值点的某一邻域内考虑即可，那么就是证明这一邻域内的最值处导数为零，而这实际上就是费马（Fermat）引理的内容.费马简介：姓名：皮尔?德?费马生于1601年，法国律师和业余数学家.他在数学上的成就不比职业数学家差，他似乎对数论最有兴趣，亦对现代微积分的建立有所贡献.被誉为“业余数学家之王”.对学生进行思想教育：费马的故事告诉我们，在做某件事情的时候，只要努力，就可以做好.所以，我们同学中虽然有很多都是文科生，只要我们努力，也一样能学好数学.证明（略）定义2使导数的点称为函数的驻点.定理1表明：可导函数的极值点必定是驻点.提出问题4：函数的驻点一定是极值点吗，启发学生如果不是能否举个反例说明？回答：驻点不一定是极值点，例如函数f（x）=x3的驻点x=0就不是极值点.由这个反例我们知道定理1只是函数极值存在的必要条件，而不充分.提出问题5：我们还可以看到定理1中要求函数是可导的，那么函数的导数不存在的点可能是极值点吗？如果可以，能否举个例子？回答：函数的导数不存在的点也可能是极值点，例如函数f（x）=|x|在点x=0处不可导，但是极小值点.由这两个例子我们知道了函数的可能的极值点有两类：驻点及不可导的点.我们应怎样判断驻点及不可导的点是否为函数的极值点，是极大值点还是极小值点呢？这是我们将要研究的重要问题――函数极值点存在的充分条件.活动4：继续观察图形提出问题6：极大值点与极小值点左右两侧的函数的导数符号如何变化？回答：通过观察我们知道，如果在驻点及不可导点两侧函数导数的符号相反，则必然是使函数单调性改变的点，从而一定是函数的极值点.这表明，求函数极值点应先找出驻点及不可导点，然后对驻点及不可导点进行判断，哪些是极值点哪些不是极值点.根据极值的定义及函数单调性的判定法不难知道，由此我们得到下面的定理：定理2（第一充分条件）设函数f（x）在点x0处连续，且在点x0的某一邻域U（x0）（点x0可除外）内具有导数，对于x∈U0（x0），（1）若当x0，当x>x0，f′（x）x0，f′（x）>0，则f（x0）是函数f（x）的极小值；（3）若在x0两侧，f′（x）的符号相同，则f（x0）不是f（x）的极值.证明（略）由定理2，我们得出求函数极值的步骤：（1）写出函数的定义域，求出导数f′（x）；（2）求出f（x）的全部驻点和不可导点；（3）根据定理2确定这些点是不是极值点，如果是极值点，进一步确定是极大值点还是极小值点；（4）求出各极值点处的函数值，就得到函数f（x）的全部极值.下面我们就根据求极值的步骤，求出函数的极值.例1求函数f（x）=x3-3x2-9x+5的极值.解该函数的定义域为（-∞，+∞）.f′（x）=3x2-6x-9=3（x+1）（x-3）.令f′（x）=0，得驻点x1=-1，x2=3.驻点将定义域分成三部分，现列表讨论如下：x（-∞，-1）-1（-1，3）3（3，+∞）f′（x）+0-0+f（x）?J极大值?K极小值?J由表可知，函数f（x）在x=-1处取得极大值，极大值为f（-1）=10；在x=3处取得极小值，极小值为f（3）=-22.上例是对可导函数而言的，在此条件下，极值点一定是驻点，因此只要求出函数的驻点，再由定理2考察各个驻点是否为极值点就行了.但是如果函数有不可导点，就不能肯定极值点一定是驻点了，因为在导数不存在的点处，函数也可能取得极值.请看下例：例2求函数f（x）=1-（x-2）23的极值.解该函数的定义域为（-∞，+∞）.当x≠2时，f′（x）=-2313x-2；当x=2时，f′（x）不存在.当x0；当x>2时，f′（x）综合实践活动课程与其他课程相比，最大的特点在于它的实践性，这也是它对传统课程的最大挑战，同时也给我们常态化实施这门课程带来了一定的困难，再加上在农村小学开发与组织实施课程资源的复杂性、艰巨性等因素，这门亮点课程在多数农村小学还仅仅停留在课程表上。下面，我就结合自己多年一线的教学实践，谈一谈自己对农村小学开展综合实践活动的一些探索与思考。一、农村小学开展综合实践活动的现状分析（一）对课程认识不足通过问卷调查，并依据调查结果进行数据分析，发现大多数学校的教学管理人员和综合实践活动课的一线任课教师对其课程的目标、性质和内容理解很不到位，如对教学课时的安排、活动地点的选择指导、如何开发课程资源、如何开展活动等问题基本不了解，在这样的背景下，所实施的综合实践活动也就偏离了开设这门课的宗旨。另外在调查中，还发现有的学校，甚至还在借综合实践活动这门新课程提升学校的办学品位，但在实际实施过程中仅停留在上级检查时做做样子这一层次上。（二）对教材依赖性太强综合实践活动课是一种特殊的课程形态，在国家层面上只给我们制定了课程指导纲要及实施指南，没有课程标准，更没有整套的、系统的教材和教学参考书。在许多地区的自编教材中，由于编写人员所占的高度与农村小学的实际差距太大，教材能真正面向农村推广的可行性太小，而农村小学中的本类学科专家少之又少，加之教育行政部门的课程执行大多停留在表面，长期以来，任教这门课程的教师产生了一种依赖心理，在等待给定的教材，这门课就这样被忽略了。（三）农村学生自身因素的制约由于农村经济条件的落后，学生家长普遍外出务工，导致现在农村小学，绝大多数学生是留守儿童，这些学生一般与年龄较大的爷爷奶奶生活在一起，相对而言，生活区域及平时的活动范围较小，对信息的搜集整理及处理能力较弱，再加上这些爷爷辈奶奶辈的家长对这门新课程认识的不足，得不到重视，学生的正常活动都不能正常开展，因此师生对这门课程的积极性不高，从而影响了活动课的实施。二、农村小学开展综合实践活动的几点对策（一）加强理论学习，转变教师观念综合实践活动课程的特殊性，决定了它是在没有教材、没有固定模式的情况下进行，而这对于长期习惯学科教学的教师来说，无论是理念意识、还是自身能力素质都极具挑战性，因此，加强教师理论培训，转变教师教学理念是综合实践活动课常态化实施的重中之重。教师作为综合实践活动过程中的组织者、引导者、合作者，首先要有突破封闭的教材和封闭的课堂的意识，把农村生活与学生实践结合起来，其次还要做好学校、家庭、社会间的相互沟通，取得家庭及社会的支持，三者间形成合力，最终促使综合实践活动课程在农村小学得以常态化实施。（二）发挥农村优势，挖掘课程资源农村是一个充满朝气、充满生机的地方，它也是一本取之不竭、用之不尽的活教材，它的自然风光、风土人情为农村小学常态化实施综合实践活动课，提供了无限的可利用资源，而我们教师当前要做的就是要对这些可利用的课程资源进行整合、开发，使我们农村学生在农村这个大环境下，最大限度地亲近农村，从中获取知识，提高自身的综合能力。教师可立足农村的农耕文化、人文文化及地理文化开发课程资源。农村中的风土人情、劳动人民的精神文化生活、大自然美景等都可以作为活动主题，譬如“农村某地农耕文化研究”、“农村某地红白喜事风俗研究”、“关于农村农民交通安全意识的现状调查”等等。通过这些活动主题，从农村农耕文化研究、农村风俗人情研究、农村历史地理研究等维度切入，充分利用学生生在农村、长在农村的天然优势，激发学生探寻农村的欲望，增强学生热爱农村、热爱家乡的情感。（三）课内外相结合，注重实践能力综合实践活动课程最为显著的特点就是能将课内学习与课外学习很好地融合到一起，而这也正是我们教师所追求的，让学生通过课堂所学知识，并综合运用课堂所学知识，走出课堂、主动实践、亲身体验，真正实现学以致用。所以说，我们一线教师必须注重学生课内学习与课外学习实践相结合，尤其是要注重对学生课外实践能力的提升。例如开展“注意交通安全”活动，引导学生为农民讲解交通法规、识别交通标志、做交通安全义务宣传员，体验为人民服务带来的快乐；又如开展“认识秸秆焚烧的危害”这一活动，让学生走出课堂访问当地环保部门的工作人员及到卫生院采访呼吸科的医生，进行调查研究，使学生真正认识到焚烧秸秆带来的危害，增强学生的环保意识。综合实践活动课不同于语、数、英等学科，决不能单纯地依赖教师在教室内的传授，而要把校内课程资源和校外大课程资源有机地融合起来，把学校教育、家庭教育和社会教育有机地融合起来。（四）巧用乡土地理优势，丰富组织方式近年来，随着学校布局调整的深入开展，在农村小学，学生生活的村落极为分散，学生在小组课外活动时很不方便，因此，在综合实践活动过程中，老师可针对农村特有的乡土地理优势，对学生活动的具体组织形式进行重组。在校内或在学校周边开展活动时，可由学生的兴趣、特长、爱好，自由协商后成立活动小组，（下转13页）（上接5页）同时让小组的成员尽可能覆盖更多的村庄，以利于将学生按地域划分活动，保证学生课外活动顺利进行，同时这样还可以打破班级界限，以相对附近同学建立小组，不仅消除了学生课外活动可能带来的安全隐患，而且使学生互相合作，体验活动过程，分享活动收获，一举数得。总之，在农村小学常态化实施综合实践活动课，教师必须充分发挥农村优势，并最大限度地开发利用农村丰富的资源，就实避虚、因地制宜，合理指导学生开展具有农村特色的综合实践活动，让学生走出课堂，亲近大自然，为学生的健康成长提供开放的广阔空间，促使他们养成良好的个性品质，以实现综合实践活动课程育人价值的最大化。物联网应用技术导论第q章物联服务与管理技术《物联网应用技术导论》课件物联第4章物联网服务用技术导论与管理技术丛书主鳞器主端高爱国林INTRODUCTIONONINTERNETOFTHINGSAPPLICATIONANDTECHNOLOGIESNeusoft东软电子出版社物联网应用技术导论第q章物联服务与管理技术44物联网智能信息处理技术智能信息处理指信息的储存、检索、智能化分析利用,比如利用人工智能对感知的信息作出决策和处理。物联网的智能信息处理主要针对感知的数据,而物联网的数据具有三个独特的特点1、异构性在物联网中,不仅不同的感知对象有不同类型的表征数据,即使是同一个感知对象也会有各种不同格式的表征数据。比如在物联网中为了实现对一栋写字楼的智能感知,需要处理各种不同类型的数据,如文本、图形、音频、视频,互联网上提供的相关超文本链接标记语言(HTML)等为了实现完整准确的感知,必须综合利用不同类型的数据获得全面准确信息。物联网应用技术导论第q章物联服务与管理技术4.4物联网智能信息处理技术2、海量性物联网是网络和数据的海洋。在物联网中海量对象连接在起,每个对象每时每刻都在变化,表达其特征的数据也会不断地积累。如何有效地改进已有的技术和方法,或者提出新的技术和方法,从而髙效地管理和处理这些海量数据,将是从这些原始数据中提取信息并进一步融合、推理和决策的关键3、不确定性物联网中的数据具有明显的不确定性特征,主要包括数据本身的不确定性、语义匹配的不确定性和查询分析的不确定性等。为了获得客观对象的准确信息,需要去粗取精、去伪存真,以便更全面地进行表达和推理。物联网应用技术导论第q章物联服务与管理技术4.4物联网智能信息处理技术4.4.1数据库与数据存储技术在物联网应用中数据库起着记忆(数据存储)和分析(数据挖掘)的作用,因此没有数据库的物联网是不完整的目前常用数据库技术一般有关系型数据库和韭关系型数据库(比如实时数据库和NOSQL数据库)物联网应用技术导论第q章物联服务与管理技术1、关系数据库关系数据库是指采用关系模型来组织数据的数据库。简单地说,关系模型就是二维表格模型,一个关系型数据库就是由二维表及其之间的联系组成的一个数据组织。关系型数据库具有如下特点1、容易理解:二维表结构是非常贴近逻辑世界的一个概念,关系模型相对网状、层次等其它模型来说更容易理解。2、使用方便:通用的SQL语言使得操作关系型数据库非常方便程序员和数据管理员可以方便地操作数据库,而完全不必理解其底层实现3、易于维护:丰富的完整性(实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性)大大降低了数据冗余和数据不一致的概率。目前,关系数据库广泛应用于各个行业,是构建管理信息系统,存储及处理关系数据不可缺少的基础软件物联网应用技术导论第q章物联服务与管理技术2、非关系数据库1)实时数据库实时数据库(RTDB-RealTimeDataBase)是数据库系统发展的一个分支,是实时系统和数据库技术相结合的产物实时数据库对数据的实时性要求比较高,因而实时、高效、稳定是实时数据库最关键的指标。目前,实时数据库已广泛应用于电力、石油石化、交通冶金、军工、环保等行业,是构建工业生产调度监控系统、指挥系统、生产实时历史数据中心的不可缺少的基础软件。物联网的数据采集之后必须要有一个可靠的数据仓库,而时数据库可以作为支撑海量数据的数据平台。物联网应用技术导论第q章物联服务与管理技术2)NosQL数据库NOSQL也被认为是NotOnlySQL的简写,是对不同于传统的关系型数据库的数据库管理系统的统称。NOSQL不使用SQL作为查询语言,而是使用如文档型的、列存储、图型数据库等方式存储数据的模型。物联网应用技术导论第q章物联服务与管理技术与传统的关系型数据库相比,NOSQL数据库的存储数据方式发生了变化:例如,当需要存储发票的数据时,在传统的关系数据模型中