信息技术 课件 单元5 新一代信息技术

单元5新一代信息技术汇报内容02人工智能03目录云计算01大数据04量子信息05移动通信0607物联网区块链新一代信息技术新一代信息技术概述新一代信息技术概述：近10年来，以移动互联网、社交网络、云计算、大数据为特征的第三代信息技术架构蓬勃发展。概括地说，新一代信息技术，“新”在网络互联的移动化和泛在化、信息处理的集中化和大数据化、信息服务的智能化和个性化。本书中所说的新一代信息技术，是以人工智能、量子信息、移动通信、物联网、区块链等为代表的新兴技术。它既是信息技术的纵向升级，也是信息技术之间及其与相关产业的横向融合。本单元中将分别对这些技术进行介绍。更为详细的相关知识内容，将在拓展模块中进行学习。新一代信息技术（一）大数据1.什么是大数据技术大数据技术是21世纪最具时代标志的技术之一。国务院发布的《促进大数据发展行动纲要》中提出“大数据是以容量大、类型多、存取速度快、应用价值高为主要特征的数据集合”。简单的说，大数据就是将海量碎片化的信息数据能够及时地进行筛选、分析，并最终归纳、整理出我们需要的资讯。随着社会的发展,技术的不断进步,人们驾驭和管理业务范围逐步扩大,特别是互联网出现以后,社交网络、社交商务平台，上的数据、图像、声音及视频的数据增长量远远大于传统的管理系统中运行的结构性数据的数量。由于这部分数据的涌现,管理组织中的对象从一般的数据管理发展到大数据管理。大数据（1）数据的基本知识数据是各种符号,如字符、数字、声音、图片动画和视频多媒体等,数据也是原始事实,要保证其原始性和真实性,通过后期加工才有意义。信息是人们为了某种需求而对原始数据加工重组后形成的有意义、有用途的数据。在信息的基础上提炼和总结成具有普遍指导意义的内容,包括共性规律、理论和模型模式方法等,称为知识。运用知识,结合经验创造性地预测未来解释现象和问题洞见未来成为智慧。从数据到智慧的步步升级也是从认识局部到认识整体,从描述过去或现在到预测未来的过程。表明了从数据到信息到知识再到智慧的阶梯式递进方式。大数据大数据的定义大数据一般的数据定义是基于信息技术发展早期的信息系统里数据库中的数据，或管理本地的数据或驾驭远程的数据库。到了近几年，管理模式不断创新，社会网络的出现、跨界数据管理，以及物联网增长，都催生了大数据的出现。大数据（BigData）或称巨量资料,是指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。或定义为，指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合,是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。技术特点大数据大数据有4个层面特点，也可将其归纳为4个V——Volume、Variety、Value.Velocity。IBM则提出大数据的5V特点:Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多样）、Value（低价值密度）和Veracity（真实性）。数据体量巨大(大量)(Volume)从TB级别跃升到PB级别，数据体量巨大。从TB级别跃升到EB级别(1TB=1024GB;1PB=1024TB;1EB=1024PB)。数据类型繁多（多样)(Variety)。例如，网络日志、视频、图片和地理位置信息等。价值密度低(value)。价值密度低，商业价值高。以视频为例，在连续不间断的监控过程中，可能有用的数据仅仅有1~2秒。处理速度快(Velocity)。由通常的离线处理变为在线处理，由在线事务处理(OLTP)变为在线分析处理(OLAP)。数据是永远在线的，是随时能调用和计算的，这是大数据区别于传统数据最大的特征2.技术特点技术特点大数据大数据有4个层面特点，也可将其归纳为4个V——Volume、Variety、Value.Velocity。IBM则提出大数据的5V特点:Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多样）、Value（低价值密度）和Veracity（真实性）。数据体量巨大(大量)(Volume)从TB级别跃升到PB级别，数据体量巨大。从TB级别跃升到EB级别(1TB=1024GB;1PB=1024TB;1EB=1024PB)。数据类型繁多（多样)(Variety)。例如，网络日志、视频、图片和地理位置信息等。价值密度低(value)。价值密度低，商业价值高。以视频为例，在连续不间断的监控过程中，可能有用的数据仅仅有1~2秒。处理速度快(Velocity)。由通常的离线处理变为在线处理，由在线事务处理(OLTP)变为在线分析处理(OLAP)。数据是永远在线的，是随时能调用和计算的，这是大数据区别于传统数据最大的特征2.技术特点大数据的典型应用大数据（1）大数据在个人生活中的应用大数据时代，每个人都是数据的生产者，5G时代更是大数据时代，它将使得工业4.0、人工智能、无人驾驶和智慧城市发生翻天覆地的变化，改变人与自然、人与人、人与社会的关系。（2）大数据在企业中的应用大数据时代，企业应用从以软件编程为主转变为以数据为中心。（3）大数据在政府部门中的运用智慧政府平台架构有助于提升政府服务和监管效率、降低政府决策成本，并为政务智能的研究和应用提供新的思路。（二）人工智能人工智能人工智能（ArtificialIntelligence），英文缩写为AI，人工智能在20世纪开始出现，如图所示，它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，伴随着科技产业的发展，人工智能技术也在不断发展中，如图所示。人工智能不是人的智能，但能像人那样思考、也可能超过人的智能。人工智能的定义人工智能的技术特点人工智能人工智能是从人工知识表达到大数据驱动的知识学习技术。人工智能是从分类型处理的多媒体数据转向跨媒体的认知、学习、推理，这里讲的“媒体”不是新闻媒体，而是界面或者环境。人工智能是从追求智能机器到高水平的人机、脑机相互协同和融合。人工智能是从聚焦个体智能到基于互联网和大数据的群体智能，它可以把很多人的智能集聚融合起来变成群体智能。人工智能高反应效率、高运算速度、以知识为对象，研究知识的获取、表示和使用人工智能的典型应用人工智能

3.个人助理让电脑帮助人类完成一些事情，达到高效、安全等目的。现在生活中最常见的就是手机中的个人助理和智能音箱，现在各大IT公司也开发了具备自己特色的产品，如小度机器人度智能交（百互机器人）、苹果Siri（苹果智能语音助手）、微软Cortana（微软开发人工智能助理）。4、无人驾驶汽车无人驾驶车系统是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，是充分考虑车路合一、协调规划的车辆系统，也是智能交通系统的重要组成部分。无人驾驶汽车利用传感器技术、信号处理技术、通讯技术和计算机技术等，通过集成视觉、激光雷达、超声传感器、微波雷达、GPS、里程计、磁罗盘等多种车载传感器来辨识汽车所处的环境和状态，并根据所获得的道路信息、交通信号的信息、车辆位置和暲碍物信息做出分析和判断，向主控计算机发出期望控制，控制车辆转向和速度，从而实现无人驾驶车辆依据自身意图和环境的拟人驾驶。人工智能应用的范围很广，包括：计算机科学，金融贸易，医药，诊断，重工业，运输，远程通讯，在线和电话服务，法律，科学发现，玩具和游戏，音乐等诸多方面。人工智能的典型应用人工智能1.语音识别语音识别技术就是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高技术，语音识别技术主要包括特征提取技术、模式匹配准则及模型训练技术三个方面。语音识别技术所涉及的领域包括:信号处理、模式识别、概率论和信息论、发声机理和听觉机理、人工智能等。计算机视觉计算机视觉是一门研究如何使机器“看”的科学，更进一步的说，就是是指用摄影机和电脑代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量等机器视觉，并进一步做图形处理，用电脑处理成为更适合人眼观察或传送给仪器检测的图像。人工智能应用的范围很广，包括：计算机科学，金融贸易，医药，诊断，重工业，运输，远程通讯，在线和电话服务，法律，科学发现，玩具和游戏，音乐等诸多方面。云计算（三）云计算狭义上讲，云计算就是一种提供资源的网络，使用者可以随时获取“云”上的资源，按需求量使用，并且可以看成是无限扩展的，只要按使用量付费就可以，“云”就像自来水厂一样，我们可以随时接水，并且不限量，按照自己家的用水量，付费给自来水厂就可以。从广义上说，云计算是与信息技术、软件、互联网相关的一种服务，这种计算资源共享池叫做“云”，云计算把许多计算资源集合起来，通过软件实现自动化管理，只需要很少的人参与，就能让资源被快速提供。也就是说，计算能力作为一种商品，可以在互联网上流通，就像水、电、煤气一样，可以方便地取用，且价格较为低廉。1.什么是云计算云计算是继互联网、计算机后在信息时代又一种新的革新，“云”实质上就是一个网络，云计算的服务类型分为三类：基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)和软件即服务(SaaS)，如图5-14所示。近几年来，云计算也正在成为信息技术产业发展的战略重点，全球的信息技术企业都在纷纷向云计算转型。云计算这个概念首次在2006年8月的搜索引擎会议上提出，成为了互联网的第三次革命。云计算的技术特点（三）云计算云计算是一种全新的商业模式，其核心部分是数据中心，它使用的硬件设备主要是成千上万的工业标准服务器，其基本原理是，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，从而大大提高信息的访问速度。云计算的可贵之处在于高灵活性、可扩展性和高性比等，与传统的网络应用模式相比，其具有如下优势与特点：虚拟化技术

动态可扩展

性价比高可扩展性按需部署

灵活性高

可靠性高云计算的典型应用（三）云计算云计算这个概念从提出到今天，取得了飞速的发展与翻天覆地的变化。现如今，云计算被视为计算机网络领域的一次革命，因为它的出现，社会的工作方式和商业模式也在发生巨大的改变，云计算技术已经融入现今的社会生活。存储云医疗云金融云教育云量子信息（四）量子信息量子信息（Quantuminformation），如图5-18所示，指以量子力学基本原理为基础、通过量子系统的各种相干特性（如量子并行、量子纠缠和量子不可克隆等），进行计算、编码和信息传输的全新信息方式。量子信息最常见的单位是为量子比特(qubit)——也就是一个只有两个状态的量子系统。量子信息（四）量子信息2.量子信息的技术特点信息一旦量子化，由于信息载体的微观特性，量子化的信息更加多样，这些微观特征主要表现在：量子间会相互影响。量子在特定环境下可以处于较稳定的量子纠缠状态，对其中某个子系统内进行某种操作会影响其他的子系统。量子的状态可以叠加，我们可以同时对这些叠加的信息做操作，这样相当于同时处理多个信息，实现真正的并行处理。量子不可克隆。量子信息的典型应用（四）量子信息量子信息的典型应用量子特性在信息领域中有着独特的功能，在提高运算速度、确保信息安全、增大信息容量和提高检测精度等方面可能突破现有的经典信息系统的极限，现在主要应用在计算机、通信和密码学领域中。量子计算机量子通信量子密码术移动通信移动通信1.什么是移动通信移动通信(MobileCommunication)是移动体之间的通信，或移动体与固定体之间的通信。移动体可以是人，也可以是汽车、火车、轮船、收音机等在移动状态中的物体。移动通信是进行无线通信的现代化技术，这种技术是电子计算机与移动互联网发展的重要成果之一。移动通信技术经过第一代、第二代、第三代、第四代技术的发展，目前，已经迈入了第五代发展的时代(5G移动通信技术)，这也是目前改变世界的几种主要技术之一。移动通信移动通信

移动通信的技术特点1.移动性。保持物体在移动状态中的通信,必须是无线通信,或无线通信与有线通信的结合.2.电波传播条件复杂。因移动体可能在各种环境中运动,电磁波在传播时会产生反射、折射、绕射、多普勒效应等现象,产生多径干扰、信号传播延迟和展宽等效应.3.系统和网络结构复杂。它是一个多用户通信系统和网络,必须使用户之间互不干扰,能协调一致地工作.此外,移动通信系统还应与市话网、卫星通信网、数据网等互连，整个网络结构复杂。4.要求频带利用率高、设备性能好.移动通信移动通信3.移动通信的典型应用1.校园网校园网是为学校师生提供教学、科研和综合信息服务的宽带多媒体网络2.医疗领域目前主要有：教育与通知（短信服务SMS）、远程数据采集、远程监控、针对医疗工作者的交流与培训、疾病与流行病传播跟踪及诊断与治疗支持。3.5G5G，即第五代移动通信技术（英语：5thGenerationMobileCommunicationTechnology简称5G）是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，是实现人机物互联的网络基础设施什么是物联网物联网物联网（InternetofThings，IoT）起源于传媒领域，是信息科技产业的第三次革命。物联网是指通过信息传感设备，按约定的协议，将任何物体与网络相连接，物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能。什么是物联网物联网物联网（InternetofThings，IoT）起源于传媒领域，是信息科技产业的第三次革命。物联网是指通过信息传感设备，按约定的协议，将任何物体与网络相连接，物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能。物联网2.物联网的技术特点1）物联网是各种感知技术的广泛应用。2）物联网是一种建立在互联网上的泛在网络。3）物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网物联网的典型应用物联网有许多广泛的用途，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、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。2.区块链的技术特点

区块链区块链（BlockChain）是一个信息技术领域的术语，区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式，如图5-30所示。区块链起源于比特币，比特币是一种P2P形式的虚拟的加密数字货币。点对点的传输意味着一个去中心化的支付系统。区块链是一个分布式的共享账本和数据库，具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点，它是一个共享数据库，存储于其中的数据或信息。简单地说，区块链就是一种去中心化的分布式账本数据库，在区块链系统中，系统中的每个人都可以有机会参与记账。什么是区块链区块链去中心化。区块链上的每一方都可以访问整个数据库及其完整的历史记录。没有单一方控制数据或信息。每一方都可以直接验证其交易合作伙伴的记录，而无需中间人。去中心化是区块链最突出最本质的特征。开放性。区块链技术是开源的，除了交易各方的私有信息被加密外，区块链的数据对所有人开放，任何人都可以通过公开的接口查