大学信息技术基础教程课件 主题1 数字智能时代

主题1数字智能时代目录页contents1.1信息技术及其发展1.2智能计算与大模型基础1.3智能时代的风险于挑战123选题背景及意义ONE1.1信息技术及其发展信息技术的基本概念信息技术是应用计算机科学和通讯技术来设计、开发、安装和部署信息系统与应用软件的技术。信息技术的发展历程从古代的象形文字到现代的云计算和大数据，信息技术不断演进，推动社会进步。1.1信息技术及其发展1.1.1信息技术发展历史1.古代信息技术语言作为信息传递的最初形式，促进了人类社会的形成和发展。语言的利用文字的出现使信息记录成为可能，人类文明得以跨越时空传承。文字的发明造纸术和印刷术的发明极大地促进了知识的保存和传播。造纸术与印刷术电报机、电话机、传真机、收音机、电视机近代信息技术的发展以电为主，实现了信息的远距离快速传递。1.1.1信息技术发展历史2.近代信息技术3.现代信息技术现代信息技术是产生、转换、存储、加工和传输数字、文字、声音、图像信息的现代高新技术。定义电子技术、计算机技术、通信技术是现代信息技术的三大支柱。核心技术教育、医疗、金融、交通等领域广泛应用现代信息技术。应用领域1.1.1信息技术发展历史定义云计算是基于互联网的计算方式，通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解。特点动态扩展性、虚拟化、按需服务、高可靠性是云计算的四大特点。服务层次IaaS、PaaS、SaaS是云计算的三个主要服务层次。1.云计算1.1.2

现代信息技术1.云计算大数据分析电子商务社交媒体应用场景1.1.2

现代信息技术定义数据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。特点海量数据规模、快速数据流转、多样数据类型、低价值密度。数据素养数据获取与处理能力、数据分析与决策能力、信息化型与法律意识。2.大数据1.1.2

现代信息技术物联网的体系结构在业界普遍被认为有三个层次：感知层、网络层和应用层。体系结构物联网是指通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。定义智慧制造智慧农业智慧家庭主要应用3.物联网1.1.2

现代信息技术5G、人工智能、AR/VR、移动支付是移动互联网的发展趋势。移动互联网的应用领域非常广泛，主要包括游戏、沟通、观看视频、阅读书籍、社交和支付交易等。移动互联网主要具备移动性、便携性、即时性、私密性等特点。移动互联网是移动通信和互联网的结合，它将移动通信和互联网二者结合起来，成为一个整体。4.移动互联网定义特点应用领域发展趋势1.1.2

现代信息技术定义人工智能是由人制造出来的机器或计算机所表现出来的智能。核心技术机器学习、知识图谱、自然语言处理、计算机视觉、人机交互、生物特征识别、虚拟现实和增强现实、搜索技术等是人工智能的主要技术。应用范围问题求解、逻辑推理、模式识别5.人工智能1.1.2

现代信息技术区块链实质上就是一个分布式的共享账本和数据库，是包含分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的一种新型应用模式。定义数字货币供应链管理公共服务应用领域去中心化、不可篡改、可追溯性、共识机制是区块链的主要特性。主要特性6.区块链1.1.2

现代信息技术7.边缘计算边缘计算是一种分布式计算方式，即在网络边缘侧的智能网关上就近处理采集到的数据，而不需要将大量数据上传到远端的核心管理平台。定义车联网是边缘计算的典型应用，通过边缘服务器分析道路的拥挤程度、充电桩的使用情况、车辆维修点的排队情况等，从而动态调整智能信号灯的绿信比，引导车辆行驶至相对空闲的道路，选择排队较少的充电桩及车辆维修点。典型应用减少数据传输延迟提高处理效率优势1.1.2

现代信息技术量子计算是一种利用量子力学原理进行信息处理和计算的新型计算模式。量子比特、量子叠加原理是量子计算的基本概念。中国在量子计算领域取得了显著成果，如构建了255个光子的量子计算原型机“九章三号”，刷新了光量子信息技术的世界纪录。8.量子计算1.1.2

现代信息技术TWO1.2智能计算与大模型基础科幻作品中的AI形象对比在科幻电影《超能陆战队》中，“大白”是温暖的医疗助手，给人带来关怀与帮助。而《终结者》系列中的“杀手AI”，则展现了人工智能潜在的毁灭性威胁。AI对社会结构的潜在影响AI可能加剧社会贫富差距，需关注弱势群体的就业与教育机会。在医疗、教育等关键领域，AI的辅助应用应注重公平性和可及性。现实中AI技术的伦理思考技术伦理层面，需平衡创新与风险，确保AI发展符合人类价值观。社会影响方面，就业结构调整、隐私保护、数据安全等挑战亟待解决。科幻与现实中的AI形象1.2智能计算与大模型基础通用计算装置阶段20世纪40-50年代，计算机诞生，为AI发展奠定基础，如ENIAC的出现。这一时期计算机主要用于数值计算，计算能力有限，但开启了自动化计算时代。逻辑推理专家系统阶段20世纪70-80年代，专家系统如医疗诊断系统MYCIN出现，模拟专家决策。MYCIN通过逻辑推理辅助医生诊断疾病，准确率达70%以上，推动AI应用拓展。深度学习与大数据阶段21世纪初，深度学习技术兴起，依赖大数据训练，推动图像识别、语音识别突破。2012年，AlexNet在ImageNet竞赛中夺冠，将图像识别错误率从26%降至16%。大模型计算系统阶段2020年后，大模型如GPT-3、ChatGPT、Sora出现，具备强大语言生成能力。GPT-3参数量达1750亿，能生成高质量文本，推动自然语言处理技术飞跃。四个发展阶段概述1.2.1

人工智能及应用1956年达特茅斯会议1956年，达特茅斯会议首次提出“人工智能”概念，标志AI学科诞生。约翰·麦卡锡等科学家参会，共同探讨AI发展方向，开启AI研究热潮。深度学习技术的突破2012年，深度学习在图像识别领域取得突破，推动AI技术快速发展。深度学习算法不断优化，如ResNet等架构出现，提升模型性能与效率。大模型时代的开启2020年，OpenAI发布GPT-3，开启大模型时代，引发全球关注。大模型在自然语言处理、文本生成等领域展现强大能力，推动AI应用拓展。关键里程碑事件1.2.1

人工智能及应用通过文心一言、通义千问、智谱清言等大模型，详细查询和了解智能计算的四个发展阶段及其特征，以及人工智能的四个主要发展方向，并从中寻求与自己的专业和未来工作方向的融合方式。人工智能自诞生之日起，便寄托了人类对智能世界的无限憧憬。探索通用人工智能(ArtificialGeneralIntelligence,AGI)的道路，既充满挑战也饱含争议。我们何时能揭示大脑如何产生意识？这不仅是科学界的难题，也是推动AI发展的钥匙。请通过学习和实践给出你自己的答案。实践探索1.2.1

人工智能及应用三大支柱01算法机器学习与深度学习02算力AI芯片并行计算能力如A100GPU达312TFlops03数据高质量训练数据集ImageNet含超1500万张图像1.2.2

智能计算系统CPU负责通用计算任务，AI芯片如寒武纪、英伟达GPU提供加速计算。异构计算架构融合CPU与AI芯片，提升系统整体性能与能效比。01Python语言因其简洁性与丰富的库，成为AI开发首选语言。TensorFlow、PyTorch等框架提供高效开发工具，简化模型构建与训练流程。02CUDA工具包为GPU编程提供支持，加速深度学习模型训练与推理。JupyterNotebook等工具方便开发者进行代码编写、调试与结果展示。03硬件架构：CPU与AI芯片协同软件生态：开发框架与工具开发工具：提升开发效率1.2.2

智能计算系统系统组成架构1.2.2

智能计算系统实践探索尝试通过大模型进一步了解智能计算系统的特点;利用百度、知乎等网站，查询智能计算系统的软、硬件组成,以提升自己对人工智能发展三要素（算法、算力和数据）的理解。大语言模型如ChatGPT，基于Transformer架构，通过无监督学习理解语言。模型通过注意力机制捕捉文本上下文关系，生成连贯、准确的文本内容。AIGC即人工智能生成内容，以大语言模型为核心，驱动文本、图像、音频等生成。通过模型学习海量数据，生成符合人类语言与艺术风格的内容，拓展创意边界。模型训练与优化过程模型训练需海量数据与强大算力，通过预训练与微调提升性能。微调阶段针对特定任务优化模型，使其在特定领域表现更佳。大语言模型的作用与机制AIGC的定义与内涵定义与核心技术1.2.3

AIGC应用文本生成应用新闻写作领域，AIGC可快速生成新闻稿件，提高新闻生产效率。翻译领域，AIGC提供高质量翻译服务，支持多语言文本转换。图像音频视频生成图像生成方面，AIGC可实现风格转换，将照片转换为艺术风格图像。音频生成领域，AIGC可用于语音合成，生成自然流畅的语音内容。多模态交互应用多模态交互中，AIGC实现个性化推荐，结合用户行为与偏好提供服务。例如，电商平台通过多模态交互为用户推荐商品，提升用户体验。应用领域与案例1.2.3

AIGC应用01随着GPU、TPU等AI芯片的发展，算力大幅提升，支持大模型训练。算力提升使模型参数量不断增加，提升模型性能与生成能力。算力提升的支撑作用海量数据为模型训练提供素材，提升模型对语言与艺术的理解。数据多样性与质量影响模型生成内容的准确性和多样性。大数据积累的价值Transformer架构的出现推动深度学习技术突破，提升模型性能。模型训练与优化技术不断进步，如预训练与微调技术，提升模型适应性。深度学习技术的突破商业模式创新推动AIGC技术应用拓展，如内容创作、广告营销等领域。企业通过AIGC技术提升内容生产效率，降低创作成本，创造商业价值。商业模式创新的驱动030204技术推动因素分析1.2.3

AIGC应用清晰指令明确代码语言、功能需求提供参考文献增强生成准确性

拆分复杂任务分步执行

允许模型“思考”逐步推理

结合外部工具数据搜索、代码引擎

系统测试变更优化提示词组合

0102030504061.2.3

AIGC应用写作原则与方法1.2.3

AIGC应用CO-STAR框架应用CO-STAR框架的构成Style与Tone的调整Audience与Response的考量Audience（受众）：考虑受众特点，调整内容难度与表达方式。Response（响应）：根据用户反馈优化提示词，提升生成效果。Style（风格）：根据需求调整生成内容的风格，如正式、口语等。Tone（语气）：控制生成内容的语气，如友好、严肃等，提升用户体验。Context（上下文）：明确任务背景，为模型提供语境信息。Objective（目标）：清晰定义任务目标，引导模型生成符合需求的内容。分隔符的作用与示例使用###、===、>>>>>等分隔符，清晰分隔任务步骤与内容。示例：在代码生成任务中，用###分隔不同模块的代码，提升可读性。分隔符对复杂任务生成的效果分隔符可提升复杂任务生成效果，使模型更清晰理解任务结构。例如，在多模态生成任务中，用分隔符区分文本与图像生成步骤。0102分隔符使用技巧1.2.3

AIGC应用模型“幻觉”现象模型“幻觉”指输出错误答案，如将9.9误写为9.11，影响内容准确性。通过优化模型训练数据与算法，减少“幻觉”现象发生。物理世界模拟精度不足在文生视频领域，模型对物理世界模拟精度不足，影响生成效果。结合物理引擎与深度学习技术，提升模型对物理世界的理解与模拟。技术优化与改进方向持续优化模型架构与训练算法，提升模型性能与生成能力。加强多模态融合技术研究，提升模型对复杂场景的理解与生成。技术挑战与应对1.2.3

AIGC应用价值观偏见与错误言论模型可能因训练数据偏差产生价值观偏见，输出错误言论。通过数据清洗与标注，减少训练数据中的偏见，提升模型公正性。有害内容生成风险模型可能被诱导生成有害内容，如暴力、恐怖等，需加强监管。建立内容审核机制，结合技术手段与人工审核，防止有害内容传播。数据隐私与安全问题模型训练与应用涉及大量数据，数据泄露与滥用风险需关注。加强数据加密与访问控制，保护用户隐私与数据安全。010302伦理风险与问题1.2.3

AIGC应用安全监管技术发展发展安全监管技术，实时监测模型输出，防止有害内容生成。例如，通过内容过滤算法识别并阻止有害内容传播。国产大模型的自主可信建设创建自主可信的国产大模型，提升核心技术掌控力。国产大模型在数据安全、价值观引导等方面更具优势，符合国内需求。用户的批判性思维培养用户需保持批判性思维，对模型生成内容进行甄别与判断。提升用户数字素养，使其正确使用AIGC技术，避免误导与滥用。应对措施与策略1.2.3

AIGC应用使用腾讯智影制作《静夜思》数字人微课视频，体验AIGC技术应用。创建专属智能体，配置知识库与API接口，探索智能体开发流程。学生实践任务安排调研智能计算四阶段特征，结合专业规划职业方向。例如，计算机专业学生可关注大模型开发与优化，传媒专业学生可探索内容创作应用。调研与规划职业方向在实践过程中，注意数据安全与隐私保护，遵守相关法律法规。遇到技术问题及时查阅资料或寻求帮助，不断积累实践经验。实践过程中的注意事项实践任务与指导1.2.3

AIGC应用THREE1.3智能时代的风险与挑战数据的保密性、完整性与可用性信息安全旨在保护数据不被未授权访问，确保数据准确无误且随时可用。例如，银行系统通过加密技术保障用户资金信息的安全存储与传输。计算机安全的多维度防护包括病毒防护、防火墙设置以及数据备份，防范硬件损坏与非法访问。某企业因定期备份数据，在遭受勒索病毒攻击后迅速恢复业务。网络安全的用户意识挑战网络安全需防范外部攻击，但用户安全意识薄弱常成漏洞。调查显示，超60%的网络安全事件因用户疏忽如弱密码、随意点击链接引发。信息安全的核心定义1.3.1

信息安全加密技术可将数据转化为不可读形式，身份认证如指纹、人脸、区块链确保访问合法。某政务平台采用区块链身份认证，杜绝身份冒用，保障政务数据安全。加密与身份认证技术定期备份数据并在系统故障时快速恢复，保障业务连续性。一电商企业因数据备份完善，在服务器故障后2小时内恢复交易，减少损失。数据备份与恢复策略实时监测网络异常流量，及时发现并阻止入侵行为。某金融机构通过入侵检测系统，成功拦截多次针对客户账户的黑客攻击。入侵检测与防御系统信息安全的关键技术1.3.1

信息安全01个人信息泄露事件频发网络安全防护的紧迫性02商业机密外泄与不良内容传播03信息安全的现实威胁1.3.1

信息安全网络诈骗的常见手段色情犯罪的传播途径隐私侵犯的常见形式虚假App诱导转账，如陈某案例，损失巨大。2024年，网络诈骗案件数量较2023年增长30%，涉案金额超百亿元。低俗内容通过直播与社交平台传播，影响恶劣。某地警方破获色情直播案件，涉案人员超千人，观看人数达百万。数据兜售与舆情操纵，严重侵犯个人与企业权益。某明星隐私数据被兜售，引发舆论风波，对其生活与事业造成严重影响。典型犯罪类型分析1.3.1

信息安全犯罪应对措施探讨犯罪预防的长效机制0102问题探讨1.3.1

信息安全社交媒体AI常滥用用户行为数据，引发隐私担忧。某社交平台因滥用用户数据被罚超10亿美元，用户隐私保护成全球关注焦点。招聘AI因数据偏见导致就业机会不公，加剧社会不平等。某企业招聘AI被曝歧视女性与少数族裔，引发社会争议，企业声誉受损。医疗诊断AI决策过程不可解释，影响医生与患者信任。某医院使用医疗AI诊断系统，因无法解释诊断依据，引发患者质疑与投诉。数据隐私的滥用问题数据偏见的公平性问题黑箱问题的决策困境技术层面的挑战1.3.2

人工智能的问题和挑战自动驾驶事故责任划分模糊，引发法律与伦理争议。某自动驾驶汽车事故后，责任归属成焦点，车企、软件商与保险公司相互推诿。责任归属的模糊困境阿西洛马人工智能原则强调伦理优先，禁止AI军备竞赛。该原则获全球多国认可，推动AI发展回归伦理轨道，保障人类利益。人工智能的伦理原则紧急情况下乘客与行人的选择，考验伦理底线。调查显示，超70%的人在自动驾驶道德困境中难以做出抉择，凸显伦理困境复杂性。道德困境的选择难题伦理层面的挑战1.3.2

人工智能的问题和挑战法律层面挑战跨国冲突各国监管差异导致数据跨境合规问题立法滞后AI生成内容版权争议0102社会层面的挑战1.3.2

人工智能的问题和挑战0102失业风险自动化冲击传统岗位，需职业转型社会分化技术受益不均，城乡教育资源差异03人类价值观和自主性AI依赖削弱人类决策能力在大学生活中，许多学生会借助智能学习平台，如在线课程平台、学习管理系统等，来辅助学习和完成作业。这些平台利用A