一、认识人工智能

（一）人工智能的定义

人工智能（Artificial Intelligence，AI）也叫做机器智能，是指由人工制造的系统所表现出来的智能，可以概括为研究智能程序的一门科学。人工智能研究的主要目标在于研究用机器来模仿和执行人脑的某些智力功能，探究相关理论、研发相应技术，如判断、推理、识别、感知、理解、思考、规划、学习等思维活动。人工智能技术已经渗透到人们日常生活的各个方面，涉及的行业也很多，包括游戏、新闻媒体、金融等，并运用于各种领先的研究领域，如量子科学。

（二）人工智能的发展

1956年，以麦卡赛、明斯基、罗切斯特和申农等为首的一批年轻科学家一起聚会，共同研究和探讨用机器模拟智能的一系列有关问题，并首次提出了“人工智能”这一术语， “人工智能”这门新兴学科正式诞生。

1997年5月，IBM公司研制的深蓝（DEEP BLUE）计算机战胜了国际象棋大师卡斯帕洛夫。大家或许不会注意到，在一些方面，计算机帮助人进行其他原本只属于人类的工作，计算机以它的高速和准确为人类发挥着作用。

（三）人工智能的实际运用

二、认识大数据

肖磊在使用计算机时发现，网页中经常会推荐一些他曾经搜索或关注过的信息，如前段时间，他在天猫上购买了一双运动鞋，然后每次打开天猫网页时，在推荐购买区都会显示一些同类的物品。肖磊觉得很神奇，经过了解，才知道这是大数据技术的一种应用，它将用户的使用习惯、搜索习惯记录到数据库中，应用独特的算法计算出用户可能感兴趣或有需要的内容，然后将相同的类目推荐到用户眼前。

以上为大数据的典型应用案例。

（一）大数据的定义

数据是指存储在某种介质上包含信息的物理符号。在电子网络时代，随着人们生产数据的能力和数量的飞速提升，大数据应运而生。大数据是指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理、处理的数据集合，而要想从这些数据集合中获取有用的信息，就需要对大数据进行分析，这不仅需要采用集群的方法获取强大的数据分析能力，还需对面向大数据的新数据分析算法进行深入的研究。

针对大数据进行分析的大数据技术，是指为了传送、存储、分析和应用大数据而采用的软件和硬件技术，也可将其看作是面向数据的高性能计算系统。就技术层面而言，大数据必须依托分布式架构来对海量的数据进行分布式挖掘，必须利用云计算的分布式处理、分布式数据库、云存储和虚拟化技术，因此，大数据与云计算是密不可分的。

（二）大数据的发展

（三）数据的计量单位

在研究和应用大数据时，经常会接触到数据存储的计量单位，而随着大数据的产生，数据的计量单位也在逐步发生变化。MB、GB等常用单位已无法有效地描述大数据，典型的大数据一般会用到PB、EB和ZB这3种单位。

（四）大数据处理的基本流程

在处理大数据的过程中，通常需要经过采集、导入、预处理、统计分析、数据挖掘和数据展现等步骤。

（五）大数据的典型应用案例

推荐系统可以通过电子商务网站向用户提供商品信息和建议，如商品推荐、新闻推荐、视频推荐等。而实现推荐过程则需要依赖大数据，用户在访问网站时，网站会记录和分析用户的行为并建立模型，将该模型与数据库中的产品进行匹配后，才能完成推荐过程。为了实现这个推荐过程，需要存储海量的客户访问信息，并基于大量数据的分析，推荐出与用户行为相符合的内容。搜索引擎是非常常见的大数据系统，为了有效地完成互联网上数量巨大的信息的收集、分类和处理工作，搜索引擎系统大多基于集群架构，搜索引擎的发展历程为大数据研究积累了宝贵的经验。

三、认识云计算

（一）云计算的定义

云计算技术是硬件技术和网络技术发展到一定阶段出现的新的技术模型，是对实现云计算模式所需的所有技术的总称。分布式计算技术、虚拟化技术、网络技术、服务器技术、数据中心技术、云计算平台技术、分布式存储技术等都属于云计算技术的范畴，同时云计算技术也包括新出现的Hadoop、HPCC、Storm、Spark等技术。云计算技术意味着计算能力也可作为一种商品通过互联网进行流通。

云计算技术中主要包括3种角色，分别为资源的整合运营者、资源的使用者和终端客户。资源的整合运营者负责资源的整合输出，资源的使用者负责将资源转变为满足客户需求的应用，而终端客户则是资源的最终消费者。

云计算技术作为一项应用范围广、对产业影响深的技术，正逐步向信息产业等各种产业渗透，产业的结构模式、技术模式和产品销售模式等都会随着云计算技术发生深刻的改变，进而影响人们的工作和生活。

（二）云计算的发展

（三）云计算技术的特点

（四）云计算的应用

1．云安全

云安全是云计算技术的重要分支，在反病毒领域获得了广泛应用。云安全技术可以通过网状的大量客户端对网络中软件的异常行为进行监测，获取互联网中木马和恶意程序的最新信息，自动分析和处理信息，并将解决方案发送到每一个客户端。

2．云存储

云存储是一种新兴的网络存储技术，可将储存资源放到“云上”供用户存取。云存储通过集群应用、网络技术或分布式文件系统等功能将网络中大量不同类型的存储设备集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能。通过云存储，用户可以在任何时间、任何地点，将任何可联网的装置连接到云上存取数据。

3．云游戏

云游戏是一种以云计算技术为基础的在线游戏技术，云游戏模式中的所有游戏都在服务器端运行，并通过网络将渲染后的游戏画面压缩传送给用户。

云游戏技术主要包括云端完成游戏运行与画面渲染的云计算技术，以及玩家终端与云端间的流媒体传输技术。对于游戏运营商而言，只需花费服务器升级的成本，而不需要不断投入巨额的新主机研发费用；对于游戏用户而言，用户的游戏终端无须拥有强大的图形运算与数据处理能力等，只需拥有流媒体播放能力与获取玩家输入指令并发送给云端服务器的能力即可。

四、物联网技术

物联网是互联网、传统电信网等信息的承载体，它让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络。简单地说，物联网就是把所有能行使独立功能的物品，通过信息传感设备与互联网连接起来，进行信息交换，以实现智能化识别和管理。

在物联网上，每个人都可以应用电子标签联接真实的物体。通过物联网可以用中心计算机对机器、设备、人员进行集中管理和控制，也可以对家庭设备、汽车进行遥控，以及搜索设备位置、防止物品被盗等，通过收集这些小的数据，最后聚集成大数据，从而实现物和物相联。

物联网的应用

虚拟现实技术

VR（Virtual Reality）即虚拟现实，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。

虚拟现实技术主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面，其中模拟环境是指由计算机生成的实时动态的三维立体图像；感知是指一切人所具有的感知，包括视觉、听觉、触觉、力觉、运动感知，甚至嗅觉和味觉等；自然技能是指计算机对人体行为动作数据进行处理，并对用户输入作出实时响应；传感设备是指三维交互设备。

AR（Augmented Reality）即增强现实技术，是一种实时计算摄影机影像位置及角度，并赋予其相应图像、视频、3D模型的技术。增强现实技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套入现实世界，然后与之进行互动。VR技术是百分之百的虚拟世界，而AR技术则是以现实世界的实体为主体，借助数字技术让用户可以探索现实世界并与之交互。

增强现实技术包含了多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器融合、实时跟踪及注册、场景融合等多项新技术，增强现实技术与虚拟现实技术的应用领域类似。

MR（(Mediated Reality)）即介导现实或混合现实。MR技术可以看做是VR技术和AR技术的集合，VR技术是纯虚拟数字画面，AR技术在虚拟数字画面上加上裸眼现实，MR则是数字化现实加上虚拟数字画面，它结合了VR与AR的优势，利用MR技术，用户不仅可以看到真实世界，还可以看到虚拟物体，将虚拟物体置于真实世界中，让用户可以与虚拟物体进行互动。

CR（Cinematic Reality）即影像现实，是Google投资的Magic Leap提出的概念，通过光波传导棱镜设计，多角度将画面直接投射于用户的视网膜，直接与视网膜交互，产生真实的影响和效果。CR技术与MR技术的理念类似，都是物理世界与虚拟世界的集合，所完成的任务、应用的场景、提供的内容，都与MR相似，与MR技术的投射显示技术相比，CR技术虽然投射方式不同，但本质上仍是MR技术的不同实现方式。

3D打印是一种快速成型技术，以数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造三维物体。

3D打印需借助3D打印机来实现，3D打印机的工作原理是把数据和原料放进3D打印机中，机器按照程序把产品一层一层地打印出来。可用于3D打印的介质种类非常多，如塑料、金属、陶瓷、橡胶类物质等，还能结合不同介质，打印出不同质感和硬度的物品

五、“互联网 ”