信息技术 课件 第5章 新一代信息技术概述

新一代信息技术概述信息技术010203极速倍增的大数据

触手可及的云计算感知万物的物联网04引领未来的人工智能050607沟通世界的移动通信信用的基石----区块链东方的曙光----量子信息内容纲要01极速倍增的大数据PARTONE01极速倍增的大数据国际权威研究机构Gartner认为：大数据是指需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。了解大数据的概念麦肯锡全球研究所给出的定义：大数据是一种规模大到在获取、存储、管理、分析方面大大超出了传统数据库软件工具能力范围的数据集合。01极速倍增的大数据认识大数据的特性规模性（Volume）A价值性（Value）C多样性（Variety）B高速性（Velocity）D随着信息化技术的高速发展，数据开始爆发性增长。大数据通常处理的数量级已经从TB（1024G）级别发展到PB（1024TB）甚至EB（1024PB）级别。大数据的多样性主要表现在数据来源多、数据类型多及数据之间关联性强三个方面。多样性的数据对数据的处理能力提出了更高的要求。大数据背后潜藏的价值巨大，但其中有价值的数据所占比例较小，而大数据真正的价值体现在从海量的数据中，挖掘出对未来趋势与模式预测分析有价值的数据。处理速度快，时效性要求高是大数据高速性的重要体现。这是大数据区分于传统数据挖掘最显著的特征。01极速倍增的大数据探索大数据的应用金融领域医疗领域电信领域能源领域制造领域安全领域商业领域交通领域……01极速倍增的大数据大数据的应用场景02触手可及的云计算PARTTWO02触手可及的云计算云计算是一种通过网络访问可扩展的、灵活的物理或虚拟共享资源池，并可按需自助获取和管理资源的技术模式。通俗地说，云计算是以互联网为中心，通过网站上提供的快速且安全的计算服务与数据存储，让每一个互联网用户都可以使用的基于网络的庞大计算资源与数据中心。了解云计算超大规模按需服务虚拟化通用性高可靠性极其廉价02触手可及的云计算云计算的特点02触手可及的云计算云计算的应用领域金融云医疗云制造云教育云云社交云会议云存储云安全……03感知万物的物联网PARTTHREE03感知万物的物联网物联网就是物物相连的互联网。物联网通过射频识别（RFID）、传感器、全球定位系统、激光扫描等信息感知设备，按约定的协议，将任意物体与互联网连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网把“时间、地点、主体、内容”这四者联系起来，为人们的生产和生活提供便捷。认知物联网03感知万物的物联网物联网的三大特征全面感知感知是指对客观事物的信息直接获取并进行认知和理解的过程。物联网利用传感器、RFID技术、二维码等获取和采集物体的信息。可靠传递数据传递的稳定性和可靠性是保证物-物相连的关键。物联网通过无线通信与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递给用户。智能处理物联网可以实现对各个物品进行智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等功能。物联网通过云计算、人工智能等技术，对海量数据进行分析和处理，对物品实施智能化的控制。03感知万物的物联网物联网的层次架构感知层利用RFID、传感器、二维码等自动识别技术随时随地，及时准确地获取物体的信息网络层通过各种电信网络与互联网的融合技术（如蓝牙、ZigBee、WiFi、GPS等），将物体的信息实时准确地传递与交互应用层把感知层采集到的信息通过软件和算法进行处理，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等实际应用03感知万物的物联网物联网的应用场景智能家居智慧交通工业物联网农业物联网……03感知万物的物联网物联网的应用场景04引领未来的人工智能

PARTFOUR04引领未来的人工智能人工智能是研究、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技术科学。人工智能亦称机器智能，通俗地说，人工智能就是通过计算机程序来呈现人类智能的技术。人工智能需要通过一个载体来表现，这个载体可以是机器人，也可以是一台计算机。人工智能的概念04引领未来的人工智能人工智能的关键技术机器学习、神经网络和深度机器学习是一种自动将模型与数据匹配，并通过训练模型对数据进行“学习”的技术。神经网络是机器学习的一种更为复杂的形式，是一种模拟人脑的网络。最复杂的机器学习形式是深度学习，是通过很多等级的特征和变量来预测结果的深度神经网络模型。自然语言处理利用人类交流所使用的自然语言与机器进行交互通讯的技术。使得计算机能够读取并理解自然语言所表达的信息。使计算机既能理解自然语言文本的意义，也能以自然语言文本来表达给定的意图、思想等基于规则的专家系统从人类领域专家那里获得知识，并用来解决只有领域专家才能解决的困难问题。模拟人类专家求解问题的思维过程，以解决领域内的各种问题。机器人机器人是一种能够通过编程和自动控制来执行诸如作业或移动等任务的机器。机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人的工作。04引领未来的人工智能人工智能的典型应用机器视觉人脸识别智能控制专家系统……04引领未来的人工智能不同形态的机器人04引领未来的人工智能人脸识别05沟通世界的移动通信PARTFIVE05沟通世界的移动通信移动通信是移动体之间或移动体与固定体之间的通信，是一种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。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，目前已经迈入第五代，第六代也在研发过程中，成为改变世界的重要技术之一。移动通信的概念移动通信技术是利用移动台、基站、移动交换等技术，对通信网络内的移动终端设备进行连接，以实现语音和数据传输。移动通信的发展对人类社会的政治、经济和文化都产生了深刻的影响，在移动通信技术、特别是移动互联网技术的支持下，人们随时随地的音视频通讯、网上购物、在线影视，乃至自动驾驶等，均已成为现实。05沟通世界的移动通信5G是最新一代蜂窝移动通信技术，5G传输的是极高频电磁波（毫米波）。5G并不是独立的、全新的无线接入技术，而是对现有无线接入技术（包括2G、3G、4G和WiFi）的技术演进，以及新增的补充性无线接入技术集成后解决方案的总称。从某种程度上讲，5G将是一个真正意义上的融合网络。以融合和统一的标准，提供人与人、人与物以及物与物之间高速、安全和自由的联通。5G通信技术05沟通世界的移动通信5G的技术特点高速度5G通信技术数据传输速率高，其平均传输速度可以达到1Gbps，峰值速率甚至可以达到10Gbps泛在网5G使用微基站，即小型基站，能覆盖末梢通信，使得任何角落都能连接网络信号低功耗5G产品可以大幅降低能耗，使低功率电池续航时间提高10倍以上低时延3G网络时延约100毫秒，4G网络时延约20~80毫秒，5G网络时延下降到1~10毫秒。5G对于时延的终极要求是1毫秒万物互联5G的互联性可以使各种设备成为智能设备。5G通信网络能够支持每平方公里600万个设备的接入重构体系5G智能互联网必须保证安全。在5G的网络构建过程中，从底层解决安全问题，引入安全机制、信息加密、网络管控等等05沟通世界的移动通信5G的典型应用车联网与自动驾驶远程手术智能电网05沟通世界的移动通信5G的改变社会06信用的基石----区块链PARTSIX06信用的基石----区块链狭义而言，区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并以密码学方式保证不可篡改和不可伪造的分布式账本。初识区块链广义而言，区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。06信用的基石----区块链区块链的特性去中心化区块链是分布式存储的，不存在中心点，任意节点的权利和义务都是均等的。各个节点实现了信息自我验证、传递和管理。去中心化是区块链最本质的特征开放性区块链是一个开放的系统，所有数据对其上每个节点都公开透明，任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据，整个系统信息高度透明独立性区块链采用基于协商一致的规范和协议，整个区块链系统不依赖第三方。所有节点能够在系统内自动安全地验证、交换数据安全性信息一旦经过验证并添加到区块链，就会被永久地存储起来，无法改变。具有高度可靠性和不可篡改性，避免了主观人为的数据变更准匿名性区块链上面没有个人的信息，因为这些都是加密的。各区块节点的身份信息不需要公开或验证，信息传递可以匿名进行06信用的基石----区块链区块链的应用领域金融领域物流领域服务领域保险领域……06信用的基石----区块链区块链示意图07东方的曙光----量子信息PARTSEVEN07东方的曙光----量子信息一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子。通俗地说，量子是能表现出某物质或物理量特性的最小单元。量子的概念量子信息是关于量子系统“状态”所带有的物理信息。它是通过量子系统的各种特性，进行计算、编码和信息传输的全新信息方式，也是走在时代前沿的量子力学与信息科学的交叉领域。量子信息的概念07东方的曙光----量子信息量子信息的发展方向量子计算量子计算是利用量子独特的“量子态叠加性”实现的。在量子力学中，一个量子比特可以既是0又是1，也就是处于0和1的叠加态。量子计算机就是利用量子比特的这种性质进行计算的，由于处理的是处于叠加态的量子比特，可以采用同步并行的方式进行。量子加密量子加密是利用“量子不可克隆”特性实现的。利用这种量子不可克隆性，可以进行一种理论上绝对安全的加密。可以把量子加密比喻成一块无比坚固的盾牌，在理论上永远不可能被攻破。量子传输量子传输是利用“量子态纠缠性”实现的。所谓“量子纠