单元7 新一代信息技术（课件）-《信息技术》同步教学（电子工业出版社）

1 单元7 新一代 信息技术 学习目标 PART.01 知识目标 了解大数据的概念、特征、关键技术和典型应用。 01 了解云计算的概念、特征、关键技术和典型应用。 02 了解人工智能的概念、关键技术和典型应用。 03 了解物联网、VR技术、区块链、移动互联技术和5G技术等的概念、 特征、关键技术和典型应用。 04 技能目标 会用八爪鱼采集器采集数据。 01 会上传文件到网盘，会下载和分享网盘文件。 02 会使用百度AI体验中心小程序中的文字识别、图像识别、语音识别 等功能解决日常遇到的问题。 03 会生成二维码分享信息。 04 能识别现实中用到的VR虚拟现实技术。 05 素质目标 1、感悟新一代信息技术在中国各领域的发展变化与巨大成就 2、领会中国梦与个人梦的关系 3、进一步坚定“四个自信”。 学习任务 PART.02 学习任务 任务2 使用云盘存储 任务3 体验百度AI 任务4 生成二维码分享信息 任务5 体验虚拟现实技术 运用和产品开发 任务1 采集网页数据 知识链接 PART.03 知识链接 1 大数据技术 2 云计算技术 3 人工智能技术 4 物联网技术 5 VR虚拟现实技术 6 其他新技术 区块链 移动互联网技术 5G技术 大数据技术----大数据的概念 大数据（ Big data ），是指无法在可承受的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来适应海量、高增长率和多样化的信息资产。 大数据技术----大数据的特征 04 价值（Value） 01 大量（Volume） 02 多样（Variety） 03 高速（Velocity） 05 准确性（Veracity） 大数据技术----大数据系统 大数据系统 当前大数据系统主要有Google和Hadoop。 Google是大数据时代的奠基者，其大数据技术架构一直是互联网公司争相学习和研究的重点，它拥有全球最强大的搜索引擎，为全球用户提供基于海量数据的实时搜索服务， Hadoop是一个开源分布式计算平台，是一个可以更容易开发和运行处理大规模数据的软件平台，用户可以利用Hadoop轻松地组织计算机资源，从而搭建自己的分布式计算平台，并且可以充分利用集群的计算和存储能力，完成海量数据的处理。 大数据技术----大数据典型应用 医疗大数据 舆情监控大数据 金融大数据 交通大数据 电商大数据 医疗大数据 01 02 03 04 05 06 大数据典型应用 大数据技术----大数据关键技术 数据分析与挖掘 数据可视化 数据预处理 数据采集 数据存储与管理 01 02 03 04 05 大数据关键技术 大数据技术 大数据的信息处理模式，无论对政府管理调控，还是对企业经营决策，都是重要的工具，它可以使政府和企业对市场信息树立起更强的洞察力和决策力，但同时也面临信息安全挑战。 大数据的机遇、挑战与未来 知识链接----云计算技术 04 云计算的服务类型 01 云计算的概念 02 云计算的特点 03 云计算部署模式 05 云计算的关键技术 06 云计算典型应用 07 云计算的机遇、挑战与未来 云计算技术----云计算的概念 云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络、服务器、存储、应用软件、服务），这些资源能够被快速提供，而只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。 云计算的概念 云计算的提出和广泛应用使使用者将IT资源的“买”转换为“租”，从而深刻改变了人们使用IT的形式。 云计算技术----云计算的特点 超大规模 虚拟化 高可靠性 通用性好 高可扩展性 按需服务 性价比高 具有潜在的危险性 云计算技术----云计算部署模式 公共云 私有云 混合云 部署云计算服务的模式有公共云、私有云和混合云三大类。 云计算技术----云计算的服务类型 云计算架构是一个面向服务的架构，云计算包括3个层次的服务： 基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。 这3种服务代表了不同的云服务模式，分别在基础设施层、平台层和应用层实现，共同构成云计算的整体架构，云计算架构还包括用户接口（针对每个层次的云计算服务提供相应的访问接口）和云计算管理（对所有层次云计算服务提供管理功能）这两个模块。 云计算的服务类型 云计算技术----云计算的关键技术 04 数据管理技术 01 虚拟化技术 02 分布式数据存储技术 03 并行编程技术 05 云平台技术 云计算技术----云计算典型应用 04 云安全 01 云存储 02 云服务 03 云物联 05 云办公 云计算 云计算 云计算技术----云计算的机遇、挑战与未来 云计算 云的使用提供了许多机会，它使服务能够在不了解其基础架构的情况下使用。云计算使用规模经济，可以不自己购买资源，成本可以通过按需定价，因此可能降低创业公司的支出成本。 云计算的使用意味着对其他公司的依赖，这可能会限制灵活性和创新，另外安全性可能被证明是一个大问题，因为它仍然不清楚外部数据的安全性如何，并且在使用这些服务时数据的所有权并不总是很清楚。 当前，我国云计算的应用正从互联网行业向政府、金融、工业、交通、物流、医疗健康等传统行业渗透，各大云计算厂商纷纷进军行业云市场，行业云进入到了群雄争霸的“战国时代”。 知识链接----人工智能技术 1 3 2 4 人工智能定义 人工智能典型应用 人工智能关键技术 人工智能的机遇、挑战与未来 定义3 定义2 人工智能技术----人工智能定义 定义1 人工智能是一种技艺，创造机器来执行人需要智能才能完成的工作。 ——雷•库兹威尔（Ray Kurzweil） 人工智能是那些与人的思维、决策、问题求解和学习等有关活动的自动化。 ——贝尔曼（Richard E.Bellman） 人工智能是研究智能行为的学。 它的最终目的是建立自然智能实体行为的理论和指导创造具有智能行为的人工制品。这样一来，人工智能可有两个分支，科学人工智能和工程人工智能。 ——尼尔森（Nils Nilsson） 人工智能技术----人工智能定义 整体上来说，人工智能是一门研究如何利用人工的方法和技术，在机器上模仿、延伸和扩展人类智能的学科。 人工智能技术----人工智能关键技术 （1）模式识别与感知交流 图像识别 语音识别 自然语言处理 （2）机器学习与知识发现 （3）机器推理知识图谱 知识表示与机器推理 知识图谱 人工智能技术----人工智能典型应用 01 智能聊天助理 02 智能交通 03 智能图像处理 04 智能搜索引擎 05 智能机器翻译 06 智慧医疗 07 智慧金融 08 专家系统 09 自动驾驶技术 人工智能技术 从未来发展来看，作为一门交叉科学，人工智能技术涉及到社会学、信息学、控制学、仿生学等众多领域，既是生命科学的精髓，更是信息科学的核心，具有光明的发展前景。 但是，我们也要看到，虽然人工智能技术给人类社会带来了极大的便利，但同样也存在着诸多风险挑战。例如，人类将面临着技术、信任、法律、道德等一系列问题。 人工智能的机遇、挑战与未来 知识链接----物联网技术 物联网的概念 物联网典型应用 物联网的体系结构及核心技术 物联网技术----物联网的概念 从字面上解释，物联网就是“物物相连的互联网”，但到目前为止还没有一个精确且被公认的定义。 国际电信联盟发布的互联网报告中，对物联网做了定义，即通过二维码识读设备、射频识别装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 物联网的概念 物联网技术----物联网的体系结构及核心技术 从技术架构上来看，物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。 感知层的主要作用是感知和识别对象，用于获取状态信号（模拟或数字信号）。感知识别是物联网的核心技术，具体的技术有自动识别技术、RFID技术、无线传感网、定位技术等技术。 物联网的体系结构及核心技术 物联网技术----物联网的体系结构及核心技术 网络层的主要作用是把感知层数据接入互联网，供上层服务使用。包括Internet、移动通信技术、5G、IPv6、Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、LoRa、NB-IoT、60G毫米波通信、Li-Fi等技术。 应用层的主要功能是把感知和传输来的信息进行分析和处理，做出正确的控制和决策，实现智能化的管理、应用和服务。应用层的关键技术包括：M2M、云计算、数据挖掘、中间件等。 物联网的体系结构及核心技术 物联网技术----物联网典型应用 物联网用途广泛，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、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、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。 知识链接----VR虚拟现实技术 虚拟现实关键技术 虚拟现实的应用及发展趋势 虚拟现实技术的特点 虚拟现实开发引擎 VR技术的概念 虚拟现实眼镜 01 02 03 04 05 06 VR虚拟现实技术 VR虚拟现实技术----VR技术的概念 虚拟现实是利用现有信息技术和高性能计算机平台动态创建各种逼真环境并实时渲染，以一种立体呈现的方式模仿并融合人类的视听触嗅味觉和前庭觉等，给体验者提供一种直接的、可交互的虚拟环境和自然的交互体验。 在虚拟现实环境中，使用者可以体验到现实生活中不存在的或者难以接触到的场景，获得直观的体验或感官的享受。 VR技术的概念 VR虚拟现实技术 ----虚拟现实技术的特点 （1）交互性。交互性是指人可以通过外部设备，利用身体和大脑的协同去对模拟现实的环境进行体验和感知，虚拟现实下的交互性，是一种更高级更真实的相对交互，即人对模拟环境进行感知反馈，模拟环境在接收到人的反馈信号后，也给出一定的反馈，二者呼应。 VR虚拟现实技术 ----虚拟现实技术的特点 （2）沉浸感。沉浸感是指用户在虚拟的环境场景下，会感觉自身身处虚拟场景一般，用户的听觉、视觉等感官都会进行感知和反馈，还可以和周边的物体进行互动，就如同在实际的世界一般。 VR虚拟现实技术 ----虚拟现实技术的特点 （3）构想性。构想性也称想象性，是指用户在模拟的环境中依靠自身对现实世界的认知理解，然后做出相对应的对虚拟环境的反馈，想象力的基础是现实里已经形成的现有概念，然后在此基础上，需要用户发挥主观能动性，去对虚拟世界的反馈做出解答，从而形成新的概念。 VR虚拟现实技术 虚拟现实眼镜 从产品类型来看，VR眼 镜分为外接式、移动式 和一体式三类。 VR虚拟现实技术 ----虚拟现实眼镜 （1）外接式VR眼镜。外接式提供了一个性能良好的VR眼镜和控制设备，传感器反应迅速，画面显示清晰，不过需要连接到电脑、手机等设备上，由电脑、手机来完成运算。 VR虚拟现实技术 ----虚拟现实眼镜 （2）移动式VR眼镜。移动式VR眼镜的结构简单、价格低廉，只要放入手机即可观看，使用方便，但效果一般，适合入门级用户购买。 VR虚拟现实技术 ----虚拟现实眼镜 （3）一体式VR眼镜。一体式顾名思义就是包括主机、VR眼镜、控制器等一套设备，具备独立的运算、输入、输出功能，无须借助任何输入输出设备，就可以在虚拟的世界里尽情感受3D立体感带来的视觉冲击。此类产品携带使用方便，市场售价普遍在3000元左右，适合消费级用户购买。 VR虚拟现实技术 ----虚拟现实关键技术 （1）三维建模。三维建模是虚拟现实开发中的基础技术，相关从业人员通常使用Maya、3D Max以及ZBrush等软件完成角色、物件、场景的建模、UV拆分、角色绑定等工作。完成的模型在开发引擎导入到项目资源当中，即可进行三维场景的搭建与交互设计。 VR虚拟现实技术 ----虚拟现实关键技术 （2）图像处理。三维建模生成的是白模，需要通过进一步的材质、贴图绘制对其进行美化和仿真效果的加强。材质、贴图制作主要采用图像处理软件来完成，例如Substance Painter、Photoshop、Body Paint 3D、Mari、3DCoat等图像处理软件。 VR虚拟现实技术 ----虚拟现实关键技术 （３）编程语言。虚拟现实交互功能的实现需要通过编程实现，采用的主要编程语言包括C/C++、C#、JavaScript等，不同的开发引擎支持的编程语言不一样。以Unity3D为例，支持两种开发语言C#和JavaScript。 VR虚拟现实技术----虚拟现实开发引擎 虚拟现实开发引擎主要用于综合虚拟现实项目的开发，是集合了三维场景搭建、界面交互程序设计、后台数据管理等多种技术虚拟现实开发平台。主流的开发引擎主要有UE4、Unity3D、GLUT-OpenGL Utility Toolkit 、Virtools等。 VR虚拟现实技术 VR已不仅仅被关注于计算机图像领域，它已涉及更广的领域，如电视会议、网络技术和分布计算技术，并向分布式虚拟现实发展。虚拟现实技术已成为新产品设计开发的重要手段，例如，地产漫游、网上看房等。 虚拟现实产品的发展趋势，首先VR将会与AI技术结合，使其特征由3I成为4IE，即VR系统会具有智能和自我演进演化特征；其次在VR 建模技术方面，会从目前以几何、物理建模为主向几何、物理、生理、行为、智能建模发展；再次在交互技术与设备方面会出现一些颠覆性技术，如光场全息显示、实时同声翻译、触感温湿感交互和味觉体验等。 虚拟现实的应用及发展趋势 知识链接----其他新技术 区块链 5G技术 移动互联网技术 其他新技术----区块链（BT） 2008年中本聪第一次提出了区块链的概念，在随后的几年中，区块链成为了电子货币比特币的核心组成部分。从科技层面来看，区块链涉及数学、密码学、互联网和计算机编程等很多科学技术问题。从应用视角来看，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。 区块链主要有去中心化、开放性、独立性、安全性和匿名性等特征。 区块链的关键技术包括分布式账本、非对称加密、共识机制和智能合约等技术。 区块链（BT） 其他新技术----移动互联网技术 移动互联网是移动通信和互联网融合的产物，是互联网的技术、平台、商业模式和应用与移动通信技术结合并实践的活动的总称。移动互联网的核心是互联网，因此一般认为移动互联网是桌面互联网的补充和延伸，传统互联网的接入设备主要是PC，即个人电脑，移动互联网的接入设备主要是移动终端，如手机、Pad等。 与传统互联网相比较，移动互联网具有应用轻便、具有定位功能、高便捷性、安全性更加复杂和私密性等特点。 移动互联网技术 其他新技术----5G技术 第五代移动通信技术（5th Generation Mobile Communication Technology，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。 5G具有以下6个特点：高速度、泛在网、低功耗、低时延、万物互联和重构安全体系。 5G的关键技术包括5G无线关键技术和5G网络关键技术。5G的应用场景主要是工业领域、车联网与自动驾驶、能源领域、医疗领域、文旅领域和5G消息等。 5G技术 谢 谢！ $$