计算机技术与计算思维 课件 18.前沿技术

信息技术实践《信息技术实践》课程组前沿技术课程目标1.人工智能的理解与认知2.大数据的理解与认知3.云计算的理解与认知4.物联网的理解与认知5.增强现实与虚拟现实的理解与认知1.人工智能的理解与认知理解什么是人工智能从广义上来说，人工智能(ArtificialIntelligence，AI)是指机器或系统所呈现的任何模拟人类的行为。1.人工智能的理解与认知理解什么是人工智能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，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。1.人工智能的理解与认知理解什么是人工智能人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的学科，主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机，使计算机能实现更高层次的应用。1.人工智能的层次结构人工智能的层次结构1)基础层:基础层包括大数据和计算能力，像自身能够不断产生数据的AlphaGo一样，会自己不断地产生数据和进化它的模型，硬件发展的加速则提供了计算能力的提升。2)技术层:在基础层上面是技术层，它又分为框架层(像IOS这些框架和操作系统)和算法层1.人工智能的层次结构人工智能的层次结构3)应用层:应用层中的技术方向包括语音处理、计算机视觉、自然语言处理、规划决策处理等，每个技术方向下又有多个具体子技术:其中行业应用包括自动驾驶、医疗、教育、金融等这一类的应用。12月，DeepMind公司首次利用AI帮助数学家提出了两个全新的数学猜想，登上Nature封面2.大数据的理解与认知什么是大数据大数据不仅仅是指海量数据，更多的是指这些数据都是非结构化的、残缺的、无法用传统方法进行处理的。大数据是具有海量、高增长率和多样化的信息资产，它需要全新的处理模式来增强决策力、洞察发现力和流程优化能力。2.大数据的理解与认知什么是大数据IBM公司总结了大数据的5大特征:大量(volume)、高速(velocity)、多样(variety)、低价值密度(value)和真实性(veracity)。数据具有内在价值，但在挖掘出其中的价值之前，它们并没有什么用处。另外，数据的真实性和可靠性非常重要。2.大数据的理解与认知三个阶段1)萌芽期:虽然大数据这个概念是最近才提出的，但大型数据集的起源却可追溯至19601970年。当时数据世界正处于萌芽阶段，全球第一批数据中心和首个关系数据库便是在那个时代出现的。同一时期，随着数据挖掘理论和数据库技术的逐步成熟，一批商业智能工具和知识管理技术开始被应用，如数据仓库、专家系统、知识管理系统等。2)成熟期:大数据市场迅速成长，互联网数据呈爆发式增长，大数据技术逐渐被大众熟悉和使用。2010年2月，肯尼斯·库克尔在《经济学人》上发表了长达14页的大数据专题报告《数据，无所不在的数据》。3)大规模应用期:大数据应用渗透到各行各业，大数据价值不断凸显，数据驱动决策和社会智能化程度大幅提高，大数据产业迎来快速发展和大规模应用时期，包括我国在内的世界各个国家纷纷布局大数据战略。3.云计算的理解与认知理解什么是云计算云计算是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式共享软硬件资源。美国国家标准与技术研究院(NIST)定义云计算是一种模型，它可以实现随时随地、便捷地、随需应变地从可配置计算资源共享池中获取所需的资源(例如，网络、服务器、存储、应用及服务)，资源能够快速供应并释放，使管理资源的工作量和与服务提供商的交互减小到最低限度。3.云计算的理解与认知理解什么是云计算简单来说，相比传统计算，云计算的资源获取方式，从“买”变成了“租”。所有前面提到的软硬件计算资源，全部都能租。提供资源租用服务的，就是云服务提供商。3.云计算的理解与认知云计算的特点第一，“云”具有相当的规模，在我国，云计算市场从最初的十几亿增长至目前的千亿规模，行业发展迅速。第二，“云”赋予用户前所未有的计算能力，支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。第三，“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施，使用云计算比使用本地计算机可靠。第四，“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户的需要。通俗来讲，云计算就是让计算变成像水、电、煤气一样的基础设施，人们可以像购买水、申、煤气一样购买计算服务。3.云计算的理解与认知云计算的部署模式公共云是利用互联网，面向公众提供云计算服务。私有云是利用企业内网和专网，面向单一企业或组织提供云计算服务，这些服务是不提供给公众使用的。混合云是上述两种云的组合。3.云计算的理解与认知云计算的服务类型举一个简单的例子.你和几个朋友去露营想吃烧烤，此时你需要场地、烧烤炉、木炭、火、烤架、各种烧烤食材等。倘若你只想租用场地，最终想吃到烤肉需要你自备工具、食材及付出自己的努力。这种情况可以类比基础设施即服务(aaS)，服务商只出租硬件设施，如服务器、硬盘或者网络等。第二种情况，有人可以提供烧烤炉以及烧烤工具、食材，你只需要想吃什么自已烤。这种情况可以类比平台即服务(PaaS)，服务商提供框架和基础功能。第三种情况，你可以直接买烤好的食物这就相当于云计算中的软件即服务(SaaS).如各种云储存、云文档等。不需要自己开发，直接可以使用。4.物联网的理解与认知身边的物联网4.物联网的理解与认知物联网的定义物联网（IoT,Internetofthings）即“万物相连的互联网”，是互联网基础上的延伸和扩展的网络，将各种信息传感设备与网络结合起来而形成的一个巨大网络，实现在任何时间、任何地点，人、机、物的互联互通

。4.物联网的理解与认知物联网的核心从通信对象和过程来看，物与物、人与物之间的信息交互。物联网的基本特征可概括为：整体感知、可靠传输、智能处理4.物联网的理解与认知物联网的体系结构5.增强现实与虚拟现实的理解与认知增强现实增强现实(AugmentReality，AR)技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，广泛运用了多媒体、三维建模、实时跟踪及注册、智能交互、传感等多种技术手段，将计算机生成的文字、图像、三维模型、音乐、视频等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现对真实世界的“增强”。/article/1638119.html5.增强现实与虚拟现实的理解与认知虚拟现实虚拟现实(VirtualReality，VR)技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统它利用计算机生成一种模拟环境，使用户沉浸到该环境中。VR的概念在于通过封闭式的影像空间，创造出一个完全虚拟的世界，让用户置身在这个虚拟世界中。/cn/5.增强现实与虚拟现实的理解与认知混合现实混合现实(MixedReality，MR)是一种利用计算机图像技术、传感技术与可视化穿戴技术实现数字虚拟对象与现实世界对象共存的可视化环境，能够使用户在对现实世