项目八 新一代信息技术概述（课件）《信息技术》（电子工业出版社）

※ 了解新一代信息技术的定义。 ※ 了解新一代信息技术的应用。 ※ 了解新一代信息技术的发展趋势。 项目八 新一代信息技术概述 1 任务一 人工智能技术 2 一、人工智能的定义 1. 人工智能的基本概念 “人工智能”一词最早出现在 1956 年,科学家运用数理逻辑和计算机的成果,提出关于形式化计算和处理的理论。 它是通过模拟人类某些智能行为的基本方法和技术,构造具有一定智能的人工系统,让计算机去完成需要人的智力才能胜任的工作。 同时,“图灵奖”获得者麦卡锡提议用“人工智能”作为学科的名称,将“人工智能”定义为制造智能机器的科学与工程,标志着人工智能学科的诞生。 2. 图灵测试 计算机学家图灵在 1950 年发表论文《计算机与智能》,提出了“机器能思考吗”这个问题,第一次提出“机器思维”的概念,预言了创造出具有真正智能的机器的可能性,还从行为主义的角度对智能问题给出了定义。 他认为,如果一台机器能够与人类展开对话(通过电传设备)而不被辨别出其机器身份,那么称这台机器具有智能。 这就是著名的“图灵测试”。 3 二、科技文体的分类 1 2 3 4 5 人机对话 智能金融 智能医疗 智能安防 自动驾驶 人机对话系统经历了语音助手、聊天机器人和面向场景的任务执行 3 个阶段 人工智能技术在金融业中不仅用于服务客户,支持授信、各类金融交易和金融分析中的决策,还用于风险防控和监督 智能医疗在辅助诊疗、疾病预测、医疗影像辅助诊断、药物开发、精神健康及可穿戴设备等方面发挥了重要作用 利用人工智能对视频、图像进行存储和分析,进而识别安全隐患,并对其进行处理是智能安防与传统安防的最大区别 随着科技的不断发展和进步,一批互联网高科技企业以人工智能的视角切入自动驾驶领域 4 三、人工智能产业的发展趋势 分布式计算平台的广泛部署和应用,增大了线上服务的应用范围。 同时,人工智能技术的发展和新产品的不断涌现,如智能家居、智能机器人、自动驾驶汽车等,为智能服务带来新的渠道和传播模式,从而使得线上服务和线下服务的融合进程加快,促进多产业升级 1. 智能服务呈现线下和线上的无缝结合 人工智能的应用领域还处于专用阶段,目前主要用于完成具体任务,覆盖范围有限,产业化程度有待提高。 但随着智能家居、智慧物流等产品的推出,人工智能的应用终将进入面向复杂场景、处理复杂问题、提高社会生产效率和生活质量的新阶段 2. 智能化应用场景从单一向多元发展 5 任务二 大数据技术 6 一、大数据的定义 麦肯锡全球研究所对大数据的定义: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,具有海量的数据规模、快速的数据流转、多样的数据类型和价值密度低 4 个特征。 研究机构 Gartner 对大数据的定义:大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来适应海量、高增长率和多样化的信息资产。 7 二、大数据的特点 01 指数据量大,包括采集、存储和计算的量都非常大 大体量 03 指处理速度快,时效性高 高速度 05 指真实性,即大数据来自现实生活,因此能够保证一定的真实性 准确性 04 大数据价值密度相对较低 低价值密度 02 大数据可以包括网络日志、音频、视频、图片、地理位置信息等多种类型 多种类 关于大数据的特点,IBM 提出,大数据具有“5V”特点,即 Volume(大体量)、Variety (多种类)、Velocity(高速度)、Value(低价值密度)、Veracity(准确性)。 5V 中的每一项都代表着大数据与传统数据之间的区别。 8 三、大数据技术的应用 许多国家的政府部门和国际组织都认识到了大数据的重要作用,纷纷将开发利用大数据作为夺取新一轮竞争制高点的重要着力点 1. 政务大数据 在电子商务、金融机构、医疗、能源、交通、制造业甚至跨行业领域,大数据的应用无处不在 2. 行业大数据 9 任务三 云计算技术 10 一、云计算技术的定义 云计算技术是以互联网技术为支撑,接入一个可扩展的共享物理或虚拟资源池的服务模式,用户可以按需购买应用服务。 计算机资源系统包含许多类型,如网络服务器、存储容量、计算能力、软件应用等。 云计算可以有效地节约资源,用户用多少资源就可以购买多少资源。 云计算技术架构一般分为 IaaS、PaaS 和 SaaS 三层。 三层之间是松耦合关系,IaaS 层向PaaS 层提供基础的计算能力,而 PaaS 层向 SaaS 层提供基础的技术能力。 11 二、云计算技术的应用 通信行业利用云计算技术获取用户信息,优化改善服务质量,为用户提供优质服务 1. 云计算技术在通信行业的应用 云计算技术可以通过加密技术提升网络数据的安全性,运用加密技术对网络用户上传的信息数据提升加密等级,其中的信息只有具备权限的使用者才可查询 2. 云计算技术在计算机安全存储中的应用 12 任务四 物联网技术 13 一、物联网技术的定义 物联网是在互联网基础上的延伸和扩展,它是通过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,在任何时间和地点都能实现人、机、物的互联互通。 1999 年,麻省理工学院建立了“自动识别中心”,提出“万物皆可通过网络互联”的观点,阐明了物联网的基本含义。 2005 年,在信息社会世界峰会(WSIS) 上,国际电信联盟( ITU) 发布了《 ITU 互联网报告2005:物联网》,正式提出了“物联网”的概念。 其中指出,无所不在的“物联网”通信时代即将来临,世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过互联网进行信息交换。 物联网的定义是,通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任意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。 14 一、物联网技术的定义 指利用无线射频识别、传感器、定位器和二维码等,随时对物体进行信息采集和获取 1. 全面感知 指通过网络对接收到的感知信息进行实时远程传送,实现信息的交互和共享,并进行各种有效的处理 2. 可靠传输 指利用模糊识别、云计算等各种智能计算技术,对随时接收到的跨行业、跨地域、跨部门的海量信息和数据进行分析处理 3. 智能处理 物联网具有全面感知、可靠传输和智能处理 3 个主要特征。 15 二、物联网技术的应用 (1)列车车厢的管理 (2)第二代身份证 (3)高校学生卡 (4)ETC 收费系统 1. 在生活领域的应用 (1)设备监控 (2)设备和基础设施维护 (3)物流查询和追踪 (4)机器管理库存 (5)识别危险网站 (6)无人驾驶卡车 2. 在其他领域的应用 16 三、物联网技术的发展趋势 (1)传统产业智能化升级将驱动物联网应用进一步深化 (2)消费物联网应用市场潜力将逐步释放 (3)新型智慧城市全面落地实施将带动物联网规模应用和开环应用 1. 新机遇 (1)产业整合和引领能力不足 (2)物联网安全问题日益突出 (3)标准体系仍不完善 2. 新挑战 17 任务五 5G 技术 18 一、5G 技术的定义 5G 技术是具有高速率、低时延和大连接特点的第 5 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 技术的主要目标可概括为“增强宽带、万物互联”。 5G 应用被划分为 3个典型的场景:增强型的移动宽带,海量连接的机器通信,以及高可靠、低时延的物联网应用。 19 二、 5G 技术的应用 医疗关系到个体的切身利益,但是优质医疗资源分配不均、跨地区就诊难等问题导致医疗服务与看病需求之间不匹配。 在此背景下,5G 技术将凭借其特有的优势助力智慧医疗方案的实施,打破时空局限 1. 5G 技术在医疗中的应用 在对通信的实时性及可靠性的需求下,5G技术将协助实现可知可感的基础设施、数据决策和管理系统的搭建,助力车路协同网络发展 2. 5G 技术在交通中的应用 20 任务六 虚拟现实技术 21 一、虚拟现实技术的定义 虚拟现实不仅具有一般计算机所具有的视觉感知,还有听觉感知、触觉感知、运动感知 (1)多感知性 指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度 (2)存在感 指参与者对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度 (3)交互性 指虚拟环境中物体依据各自的模型和规则,按用户的要求进行自主运动的程度 (4)自主性 虚拟现实技术是利用计算机生成一种模拟环境(如飞机驾驶舱、操作现场等),通过多种传感设备使用户“投入”到该环境中,实现用户与该环境直接进行自然交互的技术,也是一种可以创建和体验虚拟环境的计算机系统技术。 虚拟现实技术有以下 4 个主要特征。 22 二、虚拟现实技术的应用 在航空领域利用虚拟现实技术,飞行员可以对某些飞行动作进行模拟 1. 虚拟现实技术在航空航天上的应用 虚拟现实技术能够为学生提供生动、逼真的学习环境,学生能够成为虚拟环境中的一名参与者,扮演一个角色 2. 虚拟现实技术在现代教学领域的应用 虚拟现实技术可用于解剖教学、复杂手术过程的规划,在手术过程中提供操作和信息上的辅助,预测手术结果及远程医疗等 3. 虚拟现实技术在医疗卫生领域的应用 23 三、虚拟现实技术的发展趋势 分支一 分支二 分支三 发展 方向 目的是获取实际环境的三维数据,并根据应用的需要,利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型 (1)动态环境建模技术 建模是一个比较繁复的过程,它的建立需要开发人员花费大量的时间和精力。 为了解决这个问题,可以考虑将虚拟现实技术与智能技术、语音识别技术结合起来 (3)智能化的语音虚拟现实建模 三维图形的生成技术已较成熟,而关键是如何“实时生成”。 在不降低图形质量和复杂程度的前提下,提高刷新频率将是重要的发展方向 (2)实时三维图形生成和显示技术 虚拟现实技术遵循“低成本、高性能”的发展趋势,从软件、硬件上分别展开,有以下主要发展方向。 24 任务七 区块链技术 25 一、区块链技术的定义 从狭义上讲,区块链是将数据区块按时间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。 从广义上讲,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、利用密码学的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基础架构和应用模式。 26 二、区块链技术的特点 01 与传统中心化业务相比,区块链的去中心化特性强调了去除“中心”的概念 去中心化 03 由于使用区块链技术的网络是一种全民参与记账(数据记录),共同维护账本的系统,因此数据一旦形成共识被大家记录,篡改的成本将极其高昂 不可篡改性 05 区块链具备脚本代码系统,如区块链智能合约技术,区块链网络的参与成员可以自行创建与自身业务关联的智能合约 可编程性 04 区块链在数据存储方面采用带有时间戳的链式区块结构存储数据,而通过时间戳可以保证区块数据存储的存在性 可追溯性 02 基于去中心化的特性构建的区块链网络,需要借助共识性实现网络中的数据同步 共识性 27 三、 区块链技术的分类 公有链为对所有用户开放的区块链技术,任何人都可以参与此类区块链技术构建的网络,在网络中没有权限设定,也没有身份认证。 参与成员不但可以在公有链中开展业务操作,而且可以查看所有的数据,公有链中的数据是完全透明的 1. 公有链 私有链技术构建的网络安全中心化且不对外开放。 使用此类区块链技术主要是为了借助区块链的特有功能,如不可篡改、加密存储实现关键业务 2. 私有链 联盟链是介于公有链和私有链之间的一种区块链技术。是目前区块链技术应用落地实践的热点,也是期望最大的区块链应用形态 3. 联盟链 28 四、区块链技术的应用 使用区块链可以将多个金融机构的支付系统加入同一区块链网络中,借助区块链的特性在没有第三方机构的情况下实现业务转账 1. 区块链在跨境结算中的应用 在区块链网络架构下,供应链的所有参与方将作为区块链的成员加入网络。 一方面由于区块链事先以智能合约的方式约定了业务相关流程,网络成员必须遵照约定开展工作,不存在数据篡改的问题;另一方面,借助区块链的去中心化账本技术,保证了区块链所有成员的数据互通,让数据公开透明,保证网络中成员地位的平等 2. 区块链在供应链中的应用 29 感谢您的观看指导 30 $$