『壹』 什麼是信息科技
多媒體是計算機和視頻技術的結合,實際上它是兩個媒體;聲音和圖像,或者用現在的術語:音響和電視。多媒體本身有兩個方面,和所有現代技術一樣它是由硬體和軟體,或機器和思想混合組成。可以將多媒體技術和功能在概念上區分為控制系統和信息。 多媒體之所以能夠實現是依靠數字技術。多媒體代表數字控制和數字媒體的匯合,電腦是數字控制系統,而數字媒體是當今音頻和視頻最先進的存儲和傳播形式。事實上有人就簡單地認為多媒體是電腦和電視的結合。電腦的能力達到實時處理電視和聲音數據流的水平,這時多媒體就誕生了。多媒體電腦需要具有比主流電腦更強的能力,多媒體電腦決定了主流電腦的發展。區別普通電腦和多媒體電腦的主要東西是音效卡和只讀光碟驅動器。光碟是多媒體的主要存儲和交換媒體。沒有這種方便的光碟,電腦工業就無法銷售構成多媒體節目的幾百兆位元組的音頻、可視的和文字的數據,你也無法買到多媒體。
現在可以回答什麼是多媒體。它不只是一件東西,而是包括許多東西的復雜的組合:硬體、軟體和這兩者相遇時的界面。不,我們還忘了一件最重要的事情.多媒體還包括你。咳,就是!對於多媒體,你不再是一個被動的觀眾,你可以控制,可以交互作用,可以讓它按你的需要去做。在一個報告中,你可以不管那些無用的東西而直接進入重要的數據,可以將感興趣的全世界的報告和圖片收集匯編到一起。這就是多媒體的力量和它與傳統媒體(如書本和電視)的區別所在。
多媒體能做什麼?它展示信息、交流思想和抒發情感。它讓你看到、聽到和理解其他人的思想。也就是說,它是一種通訊的方式。聲音、圖像、圖形、文字等被理解為承載信息的媒體而稱為多媒體其實並不準確,因為這容易跟那些承載信息進行傳輸、存儲的物質媒體(也有人稱為介質),如電磁波、光、空氣波、電流、磁介質等相混淆。但是,現在多媒體這個名詞或術語幾乎已經成為文字、圖形、圖像和聲音的同義詞,也就是說,一般人都認為,多媒體就是聲音、圖像與圖形等的組合,所以在一般的文章中也就一直沿用這個不太准確的詞。目前流行的多媒體的概念,主要仍是指文字、圖形、圖像、聲音等人的器官能直接感受和理解的多種信息類型,這已經成為一種較狹義的多媒體的理解。
在計算機和通信領域,我們所指的信息的正文、圖形、聲音、圖像、動畫,都可以稱為媒體。從計算機和通信設備處理信息的角度來看,我們可以將自然界和人類社會原始信息存在的式---數據、文字、有聲的語言、音響、繪畫、動畫、圖像(靜態的照片和動態的電影、電視和錄像)等,歸結為三種最基本的媒體:聲、圖、文。傳統的計算機只能夠處理單媒體---「文」,電視能夠傳播聲、圖、文集成信息,但它不是多媒體系統。通過電視,我們只能單向被動地接受信息,不能雙向地、主動地處理信息,沒有所謂的交互性。可視電話雖然有交互性,但我們僅僅能夠聽到聲音,見到談話人的形象,也不是多媒體。所謂多媒體,是指能夠同時採集、處理、編輯、存儲和展示兩個或以上不同類型信息媒體的技術,這些信息媒體包括文字、聲音、圖形、圖像、動畫和活動影像等。
在日常生活中,被稱為媒體的東西有許多,如蜜蜂是傳播花粉的媒體、蒼蠅是傳播病菌的媒體。但准確地說,這些所謂的「媒體」是傳播媒體,並非我們所說的多媒體中的「媒體」,因為這些傳播媒體傳播的都是某種物質實體,而文字、聲音、圖像、圖形這些都不是物質實體,它們只是客觀事物某種屬性的表面特徵,是一種信息表示方式。我們在計算機和通信領域所說的「媒體」,是信息存儲、傳播和表現的載體,並不是一般的媒介和媒質。
從概念上准確地說,多媒體中的「媒體」應該是指一種表達某種信息內容的形式,同理可以知道,我們所指的多媒體,應該是多種信息的表達方式或者是多種信息的類型,自然地,我們就可以用多媒體信息這個概念來表示包含文字信息、圖形信息、圖像信息和聲音信息等不同信息類型的一種綜合信息類型。
總之,由於信息最本質的概念是客觀事物屬性的表面特徵,其表現方式是多種多樣的,因此,較為准確而全面的多媒體定義,就應該是指多種信息類型的綜合。
這些媒體可以是圖形、圖像、聲音、文字、視頻、動畫等信息表示形式,也可以是顯示器、揚聲器、電視機等信息的展示設備,傳遞信息的光纖、電纜、電磁波等中介媒質,還可以是存儲信息的磁碟、光碟、磁帶等存儲實體。
[編輯本段]多媒體的特點
多媒體技術有以下幾個主要特點:
(1)集成性 能夠對信息進行多通道統一獲取、存儲、組織與合成。
(2)控制性 多媒體技術是以計算機為中心,綜合處理和控制多媒體信息,並按人的要求以多種媒體形式表現出來,同時作用於人的多種感官。
(3)交互性 交互性是多媒體應用有別於傳統信息交流媒體的主要特點之一。傳統信息交流媒體只能單向地、被動地傳播信息,而多媒體技術則可以實現人對信息的主動選擇和控制。
(4)非線性 多媒體技術的非線性特點將改變人們傳統循序性的讀寫模式。以往人們讀寫方式大都採用章、節、頁的框架,循序漸進地獲取知識,而多媒體技術將藉助超文本鏈接(Hyper Text Link)的方法,把內容以一種更靈活、更具變化的方式呈現給讀者。
(5)實時性 當用戶給出操作命令時,相應的多媒體信息都能夠得到實時控制。
(6)信息使用的方便性 用戶可以按照自己的需要、興趣、任務要求、偏愛和認知特點來使用信息,任取圖、文、聲等信息表現形式。
(7)信息結構的動態性 「多媒體是一部永遠讀不完的書」,用戶可以按照自己的目的和認知特徵重新組織信息,增加、刪除或修改節點,重新建立鏈。
1.多媒體的定義
「多媒體」一詞譯自英文「Multimedia」,而該詞又是由mutiple和media復合而成的。媒體(medium)原有兩重含義,一是指存儲信息的實體,如磁碟、光碟、磁帶、半導體存儲器等,中文常譯作媒質;二是指傳遞信息的載體,如數字、文字、聲音、圖形等,中文譯作媒介。所以與多媒體對應的一詞是單媒體(Monomedia),從字面上看,多媒體就是由單媒體復合而成的啦。
多媒體技術從不同的角度有著不同的定義。比如有人定義「多媒體計算機是一組硬體和軟體設備;結合了各種視覺和聽覺媒體,能夠產生令人印象深刻的視聽效果。在視覺媒體上,包括圖形、動畫、圖像和文字等媒體,在聽覺媒體上,則包括語言、立體聲響和音樂等媒體。用戶可以從多媒體計算機同時接觸到各種各樣的媒體來源」。還有人定義多媒體是「傳統的計算媒體----文字、圖形、圖像以及邏輯分析方法等與視頻、音頻以及為了知識創建和表達的互動式應用的結合體」。概括起來就是:多媒體技術,即是計算機互動式綜合處理多媒體信息----文本、圖形、圖像和聲音,使多種信息建立邏輯連接,集成為一個系統並具有交互性。簡言之,多媒體技術就是具有集成性、實時性和交互性的計算機綜合處理聲文圖信息的技術(這句話的三性可是精髓哦!)。多媒體在我國也有自己的定義,一般認為多媒體技術指的就是能對多種載體(媒介)上的信息和多種存儲體(媒介)上的信息進行處理的技術。
2.多媒體的關鍵技術
由於多媒體系統需要將不同的媒體數據表示成統一的結構碼流,然後對其進行變換、重組和分析處理,以進行進一步的存儲、傳送、輸出和交互控制。所以,多媒體的傳統關鍵技術主要集中在以下四類中:數據壓縮技術、大規模集成電路(VLSI)製造技術、大容量的光碟存儲器(CD-ROM)、實時多任務操作系統。因為這些技術取得了突破性的進展,多媒體技術才得以迅速的發展,而成為像今天這樣具有強大的處理聲音、文字、圖像等媒體信息的能力的高科技技術。
但說到當前要用於互聯網路的多媒體關鍵技術,有些專家卻認為可以按層次分為媒體處 理與編碼技術、多媒體系統技術、多媒體信息組織與管理技術、多媒體通信網路技術、多媒 體人機介面與虛擬現實技術,以及多媒體應用技術這六個方面。而且還應該包括多媒體同步 技術、多媒體操作系統技術、多媒體中間件技術、多媒體交換技術、多媒體資料庫技術、超 媒體技術、基於內容檢索技術、多媒體通信中的QoS管理技術、多媒體會議系統技術、多媒 體視頻點播與交互電視技術、虛擬實景空間技術等等。
3.一般多媒體系統的組成部分
一般的多媒體系統由如下四個部分的內容組成:
多媒體硬體系統、多媒體操作系統、媒體處理系統工具和用戶應用軟體。
★ 多媒體硬體系統:包括計算機硬體、聲音/視頻處理器、多種媒體輸入/輸出設備及信號轉換裝置、通信傳輸設備及介面裝置等。其中,最重要的是根據多媒體技術標准而研製生成的多媒體信息處理晶元和板卡、光碟驅動器等。
★ 多媒體操作系統:或稱為多媒體核心系統(Multimedia kernel system),具有實時任務調度、多媒體數據轉換和同步控制對多媒體設備的驅動和控制,以及圖形用戶界面管理等。
★ 媒體處理系統工具:或稱為多媒體系統開發工具軟體,是多媒體系統重要組成部分。
★ 用戶應用軟體:根據多媒體系統終端用戶要求而定製的應用軟體或面向某一領域的用戶應用軟體系統,它是面向大規模用戶的系統產品。
表示媒體的各種編碼數據在計算機中都是以文件的形式存儲的,是二進制數據的集合。文件的命名遵循特定的規則,一般由主名和擴展名兩部分組成,主名與擴展名之間用"."隔開,擴展名用於表示文件的格式類型。
多媒體信息的類型及特點
(1)文本 文本是以文字和各種專用符號表達的信息形式,它是現實生活中使用得最多的一種信息存儲和傳遞方式。用文本表達信息給人充分的想像空間,它主要用於對知識的描述性表示,如闡述概念、定義、原理和問題以及顯示標題、菜單等內容。
(2)圖像 圖像是多媒體軟體中最重要的信息表現形式之一,它是決定一個多媒體軟體視覺效果的關鍵因素。
(3)動畫 動畫是利用人的視覺暫留特性,快速播放一系列連續運動變化的圖形圖像,也包括畫面的縮放、旋轉、變換、淡入淡出等特殊效果。通過動畫可以把抽象的內容形象化,使許多難以理解的教學內容變遷生動有趣。合理使用動畫可以達到事半功倍的效果。
(4)聲音 聲音是人們用來傳遞信息、交流感情最方便、最熟悉的方式之一。在多媒體課件中,按其表達形式,可將聲音分為講解、音樂、效果三類。
(5)視頻影像 視頻影像具有時序性與豐富的信息內涵,常用於交待事物的發展過程。視頻非常類似於我們熟知的電影和電視,有聲有色,在多媒體中充當起重要的角色。
[編輯本段]多媒體的系統
多媒體計算機系統不是單一的技術,而是多種信息技術的集成,是把多種技術綜合應用到一個計算機系統中,實現信息輸入、信息處理、信息輸出等多種功能。
一個完整的多媒體計算機系統由多媒體計算機硬體和多媒體計算機軟體兩部分組成。
一、 多媒體計算機的硬體
多媒體計算機的主要硬體除了常規的硬體如主機、軟盤驅動器、硬碟驅動器、顯示器、網卡之外,還要有音頻信息處理硬體、視頻信息處理硬體及光碟驅動器等部分。
(1)音頻卡(Sound Card) 用於處理音頻信息,它可以把話筒、錄音機、電子樂器等輸入的聲音信息進行模數轉換(A/D)、壓縮等處理,也可以把經過計算機處理的數字化的聲音信號通過還原(解壓縮)、數模轉換(D/A)後用音箱播放出來,或者用錄音設備記錄下來。
(2)視頻卡(Video Card) 用來支持視頻信號(如電視)的輸入與輸出。
(3)採集卡 能將電視信號轉換成計算機的數字信號,便於使用軟體對轉換後的數字信號進行剪輯處理、加工和色彩控制。還可將處理後的數字信號輸出到錄像帶中。
(4)掃描儀 將攝影作品、繪畫作品或其它印刷材料上的文字和圖像,甚至實物,掃描到計算機中,以便進行加工處理。
(5)光碟機 分為只讀光碟機(CD-ROM)和可讀寫光碟機(CD-R,CD-RW),可讀寫光碟機又稱刻錄機。用於讀取或存儲大容量的多媒體信息。
[編輯本段]多媒體的軟體
多媒體計算機的操作系統必須在原基礎上擴充多媒體資源管理與信息處理的功能。
多媒體編輯工具包括字處理軟體、繪圖軟體、圖像處理軟體、動畫製作軟體、聲音編輯軟體以及視頻編輯軟體。
多媒體應用軟體的創作工具(Authoring Tools)用來幫助應用開發人員提高開發工作效率,它們大體上都是一些應用程序生成器,它將各種媒體素材按照超文本節點和鏈結構的形式進行組織,形成多媒體應用系統。Authorware、Director、Multimedia Tool Book等都是比較有名的多媒體創作工具。
[編輯本段]多媒體的教學
教學模式是指完成教學任務的教與學的一種範式,它包括教的模式和學的模式及有關的教學策略。
(1)課堂演播教學模式(課堂講解教學模式) 這種教學模式在課堂教學中主要有兩種方式:教學呈現和模擬演示。
(2)個別化教學模式 個別化教學模式的多媒體課件一般包括:介紹部分、教學控制、激發動機、教學信息的呈現、問題的應答、應答的診斷、應答反饋及補救、結束。與個別化教學模式相對應的多媒體課件有兩類:多媒體教材和教輔類電子讀物。
(3)計算機模擬 模擬教學模式所涉及的問題有:基本模型、模擬的呈現與表現問題、系統的反應及反饋。
(4)探索式教學模式 探索式教學模式一般由以下幾個環節組成:確定問題、創設教學情境、探索學習、反饋、學習效果評價。 制約因素主要有:漫遊(Wandering)和迷向(Disorientation)。
(5)協作化教學模式
(6)基於網際網路的遠程教學模式
多媒體計算機教學系統
一、 多媒體計算機教學硬體環境
(1)課堂演示教室
(2)網路教室
(3)現代教學資源中心與電子閱覽室
(4)校園網
多媒體計算機教學軟體系統
(1)多媒體素材製作軟體
文字處理:記事本、寫字板、Word、WPS
圖形圖像處理:PhotoShop、CorelDraw、Freehand
動畫製作:AutoDesk Animator Pro、3DS MAX、Maya、Flash
聲音處理:Ulead Media Studio、Sound Forge、Cool Edit、Wave Edit
視頻處理:Ulead Media Studio、Adobe Premiere
(2)創作工具
編程語言:Visual Basic、Visual C++、Delphi
多媒體寫作系統:Authorware、Director、Tool Book、Flash
(3)多媒體計算機教學軟體
各種可用於課堂教學、輔導、演示的教學課件
『貳』 信息科技是什麼
就是信息技術http://ke..com/view/3226.htm
信息技術(Information Technology,簡稱IT),是主要用於管理和處理信息所採用的各種技術的總稱。它主要是應用計算機科學和通信技術來設計、開發、安裝和實施信息系統及應用軟體。它也常被稱為信息和通信技術(Information and Communications Technology, ICT)。主要包括感測技術、計算機技術和通信技術。
對於信息技術,人們從不同的角度會有不同的描述:
1、信息技術是指有關信息的收集、識別、提取、變換、存儲、處理、檢索、檢測、分析和利用等的技術(http://database。cpst。net。cn)。
2、信息技術是指利用電子計算機和現代通訊手段獲取、傳遞、存儲、處理、顯示信息和分配信息的技術(《新華詞典》,商務印書館,2001年修訂版)。
3、我國有些專家學者認為,信息技術是指研究信息如何產生、獲取、傳輸、變換、識別和應用的科學技術。
……
信息技術的研究包括科學,技術,工程以及管理等學科,這些學科在信息的管理,傳遞和處理中的應用,相關的軟體和設備及其相互作用。
信息技術的應用包括計算機硬體和軟體,網路和通訊技術,應用軟體開發工具等。計算機和互聯網的普及以來,人們日益普遍的使用計算機來生產、處理、交換和傳播各種形式的信息(如書籍、商業文件、報刊、唱片、電影、電視節目、語音、圖形、影像等)。
在企業,學校和其它組織中,信息技術體系結構是一個為達成戰略目標而採用和發展信息技術的綜合結構。它包括管理和技術的成分。其管理成分包括使命、職能與信息需求、系統配置、和信息流程;技術成分包括用於實現管理體系結構的信息技術標准、規則等。由於計算機是信息管理的中心,計算機部門通常被稱為「信息技術部門」。有些公司稱這個部門為「信息服務」(IS)或「管理信息服務」(MIS)。另一些企業選擇外包信息技術部門,以獲得更好的效益。
具體來講,信息技術主要包括以下幾方面技術:
1、感測與識別技術 它的作用是擴展人獲取信息的感覺器官功能。
它包括信息識別、信息提取、信息檢測等技術。這類技術的總稱是「感測技術」。它幾乎可以擴展人類所有感覺器官的感測功能。感測技術、測量技術與通信技術相結合而產生的遙感技術,更使人感知信息的能力得到進一步的加強。
信息識別包括文字識別、語音識別和圖形識別等。通常是採用一種叫做「模式識別」的方法。
2、信息傳遞技術 它的主要功能是實現信息快速、可靠、安全的轉移。
各種通信技術都屬於這個范疇。廣播技術也是一種傳遞信息的技術。由於存儲、記錄可以看成是從「現在」向「未來」或從「過去」向「現在」傳遞信息的一種活動,因而也可將它看作是信息傳遞技術的一種。
3、信息處理與再生技術 信息處理包括對信息的編碼、壓縮、加密等。
在對信息進行處理的基礎上,還可形成一些新的更深層次的決策信息,這稱為信息的「再生」。信息的處理與再生都有賴於現代電子計算機的超凡功能。
4、信息施用技術 是信息過程的最後環節。它包括控制技術、顯示技術等。
信息技術是人們用來獲取信息,傳輸信息,保存信息和分析,處理信息的技術。信息就在我們身邊:春暖花開,是春天到來的信息,五穀豐登,是秋天的信息……
【資格認證】
國際信息化人才資格認證證書
國際信息化人才資格認證證書是由國際信息化認證協會頒發的資格認證證書,此項目融合社會上國際知名廠商的認證項目與一體,創立的國家認可的廠商中立的認證培訓體系,打造的一艘聚萬家之長,容百川之勢的培訓行業的航空母艦,是國內首次也是唯一廠商中立的普及型國際認證證書,具有極高的權威性及國家政府認可度。
國際信息化人才資格認證大綱共分兩大類:
一.信息化商務管理類;
二.信息化技術工程類;
其中:
商務管理類包括:物流管理師、營銷師、職業經理人、電子商務師、電子政務師、信息行政管理師、項目管理師、人力資源師、項目數據分析師
21世紀商務管理類信息技術人才: 不僅要有深厚廣泛的技術基礎,還要有各行業的信息及商務分析處理能力,能夠讓技術來適應市場,讓傳統行業應用好信息技術。但目前這方面的人才還是相當缺泛的。因為技術人群主要是80後佔多,頁這類人群商務知識少,商業分析能力低,而80年前的正好相反。
技術工程類包括:計算機維修師、現代信息網絡辦公師、平面設計師、網頁設計製作師、3D設計師、AutoCAD建築建模設計師、PRO/E專業模具設計師、軟體開發工程師、網路管理工程師、資料庫開發工程師、網路安全工程師、網路綜合布線工程師
計算機技術還在不斷發展中,目前已出現人工智慧(AI)
AI(Artificial Intelligence,人工智慧) 。「人工智慧」一詞最初是在1956 年Dartmouth學會上提出的。從那以後,研究者們發展了眾多理論和原理,人工智慧的概念也隨之擴展。人工智慧是一門極富挑戰性的科學,從事這項工作的人必須懂得計算機知識,心理學和哲學。人工智慧是包括十分廣泛的科學,它由不同的領域組成,如機器學習,計算機視覺等等,總的說來,人工智慧研究的一個主要目標是使機器能夠勝任一些通常需要人類智能才能完成的復雜工作。但不同的時代、不同的人對這種「復雜工作」的理解是不同的。例如繁重的科學和工程計算本來是要人腦來承擔的, 現在計算機不但能完成這種計算, 而且能夠比人腦做得更快、更准確, 因之當代人已不再把這種計算看作是「需要人類智能才能完成的復雜任務」, 可見復雜工作的定義是隨著時代的發展和技術的進步而變化的, 人工智慧這門科學的具體目標也自然隨著時代的變化而發展。它一方面不斷獲得新的進展, 一方面又轉向更有意義、更加困難的目標。目前能夠用來研究人工智慧的主要物質手段以及能夠實現人工智慧技術的機器就是計算機, 人工智慧的發展歷史是和計算機科學與技術的發展史聯系在一起的。除了計算機科學以外, 人工智慧還涉及資訊理論、控制論、自動化、仿生學、生物學、心理學、數理邏輯、語言學、醫學和哲學等多門學科。
人工智慧學科研究的主要內容包括:知識表示、自動推理和搜索方法、機器學習和知識獲取、知識處理系統、自然語言理解、計算機視覺、智能機器人、自動程序設計等方面。
知識表示是人工智慧的基本問題之一,推理和搜索都與表示方法密切相關。常用的知識表示方法有:邏輯表示法、產生式表示法、語義網路表示法和框架表示法等。
常識,自然為人們所關注,已提出多種方法,如非單調推理、定性推理就是從不同角度來表達常識和處理常識的。
問題求解中的自動推理是知識的使用過程,由於有多種知識表示方法,相應地有多種推理方法。推理過程一般可分為演繹推理和非演繹推理。謂詞邏輯是演繹推理的基礎。結構化表示下的繼承性能推理是非演繹性的。由於知識處理的需要,近幾年來提出了多種非演澤的推理方法,如連接機制推理、類比推理、基於示例的推理、反繹推理和受限推理等。
搜索是人工智慧的一種問題求解方法,搜索策略決定著問題求解的一個推理步驟中知識被使用的優先關系。可分為無信息導引的盲目搜索和利用經驗知識導引的啟發式搜索。啟發式知識常由啟發式函數來表示,啟發式知識利用得越充分,求解問題的搜索空間就越小。典型的啟發式搜索方法有A*、AO*演算法等。近幾年搜索方法研究開始注意那些具有百萬節點的超大規模的搜索問題。
機器學習是人工智慧的另一重要課題。機器學習是指在一定的知識表示意義下獲取新知識的過程,按照學習機制的不同,主要有歸納學習、分析學習、連接機制學習和遺傳學習等。
知識處理系統主要由知識庫和推理機組成。知識庫存儲系統所需要的知識,當知識量較大而又有多種表示方法時,知識的合理組織與管理是重要的。推理機在問題求解時,規定使用知識的基本方法和策略,推理過程中為記錄結果或通信需設資料庫或採用黑板機制。如果在知識庫中存儲的是某一領域(如醫療診斷)的專家知識,則這樣的知識系統稱為專家系統。為適應復雜問題的求解需要,單一的專家系統向多主體的分布式人工智慧系統發展,這時知識共享、主體間的協作、矛盾的出現和處理將是研究的關鍵問題。
一、人工智慧的歷史
人工智慧(AI)是一門極富挑戰性的科學,從事這項工作的人必須懂得計算機知識,心理學和哲學。人工智慧是包括十分廣泛的科學,它由不同的領域組成,如機器學習,計算機視覺等等,總的說來,人工智慧的目的就是讓計算機這台機器能夠象人一樣思考。這可是不是一個容易的事情。 如果希望做出一台能夠思考的機器,那就必須知識什麼是思考,更進一步講就是什麼是智慧,它的表現是什麼,你可以說科學
家有智慧,可你決不會說一個路人什麼也不會,沒有知識,你同樣不敢說一個孩子沒有智慧,可對於機器你就不敢說它有智慧了吧,那麼智慧是如何分辨的呢?我們說的話,我們做的事情,我們的想法如同泉水一樣從大腦中流出,如此自然,可是機器能夠嗎,那麼什麼樣的機器才是智慧的呢?科學家已經作出了汽車,火車,飛機,收音機等等,它們模仿我們身體器官的功能,但是能不能模仿人類大腦的功能呢?到目前為止,我們也僅僅知道這個裝在我們天靈蓋裡面的東西是由數十億個神經細胞組成的器官,我們對這個東西知之甚少,模仿它或許是天下最困難的事情了。
在定義智慧時,英國科學家圖靈做出了貢獻,如果一台機器能夠通過稱之為圖靈實驗的實驗,那它就是智慧的,圖靈實驗的本質 就是讓人在不看外型的情況下不能區別是機器的行為還是人的行為時,這個機器就是智慧的。不要以為圖靈只做出這一點貢獻就會名垂表史,如果你是學計算機的就會知道,對於計算機人士而言,獲得圖靈獎就等於物理學家獲得諾貝爾獎一樣,圖靈在理論上奠定了計算機產生的基礎,沒有他的傑出貢獻世界上根本不可能有這個東西,更不用說什麼網路了。
科學家早在計算機出現之前就已經希望能夠製造出可能模擬人類思維的機器了,在這方面我希望提到另外一個傑出的數學家,哲學家布爾,通過對人類思維進行數學化精確地刻畫,他和其它傑出的科學家一起奠定了智慧機器的思維結構與方法,今天我們的計算機內使用的邏輯基礎正是他所創立的。
我想任何學過計算機的人對布爾一定不會陌生,我們所學的布爾代數,就是由它開創的。當計算機出現後,人類開始真正有了一個可以模擬人類思維的工具了,在以後的歲月中,無數科學家為這個目標努力著,現在人工智慧已經不再是幾個科學家的專利了,全世界幾乎所有大學的計算機系都有人在研究這門學科,學習計算機的大學生也必須學習這樣一門課程,在大家不懈的努力下,現在計算機似乎已經變得十分聰明了,剛剛結束的國際象棋大賽中,計算機把人給勝了,這是人們都知道的,大家或許不會注意到,在一些地方計算機幫助人進行其它原來只屬於人類的工作,計算機以它的高速和准確為人類發揮著它的作用。人工智慧始終是計算機科學的前沿學科,計算機編程語言和其它計算機軟體都因為有了人工智慧的進展而得以存在。
現在人類已經把計算機的計算能力提高到了前所未有的地步,而人工智慧也在下世紀領導計算機發展的潮頭,現在人工智慧的發展因為受到理論上的限制不是很明顯,但它必將象今天的網路一樣深遠地影響我們的生活。
在世界各地對人工智慧的研究很早就開始了,但對人工智慧的真正實現要從計算機的誕生開始算起,這時人類才有可能以機器的實現人類的智能。AI這個英文單詞最早是在1956年的一次會議上提出的,在此以後,因此一些科學的努力它得以發展。人工智慧的進展並不象我們期待的那樣迅速,因為人工智慧的基本理論還不完整,我們還不能從本質上解釋我們的大腦為什麼能夠思考,這種思考來自於什麼,這種思考為什麼得以產生等一系列問題。但經過這幾十年的發展,人工智慧正在以它巨大的力量影響著人們的生活。
讓我們順著人工智慧的發展來回顧一下計算機的發展,在1941年由美國和德國兩國共同研製的第一台計算機誕生了,從此以後人類存儲和處理信息的方法開始發生革命性的變化。第一台計算機的體型可不算太好,它比較胖,還比較嬌氣,需要工作在有空調的房間里,如果希望它處理什麼事情,需要大家把線路重新接一次,這可不是一件省力氣的活兒,把成千上萬的線重新焊一下我想現在的程序員已經是生活在天堂中了。
終於在1949發明了可以存儲程序的計算機,這樣,編程程序總算可以不用焊了,好多了。因為編程變得十分簡單,計算機理論的發展終於導致了人工智慧理論的產生。人們總算可以找到一個存儲信息和自動處理信息的方法了。
雖然現在看來這種新機器已經可以實現部分人類的智力,但是直到50年代人們才把人類智力和這種新機器聯系起來。我們注意到旁邊這位大肚子的老先生了,他在反饋理論上的研究最終讓他提出了一個論斷,所有
人類智力的結果都是一種反饋的結果,通過不斷地將結果反饋給機體而產生的動作,進而產生了智能。我們家的抽水馬桶就是一個十分好的例子,水之所以不會常流不斷,正是因為有一個裝置在檢測水位的變化,如果水太多了,就把水管給關了,這就實現了反饋,是一種負反饋。如果連我們廁所里的裝置都可以實現反饋了,那我們應該可以用一種機器實現反饋,進而實現人類智力的機器形式重現。這種想法對於人工智慧早期的有著重大的影響。
在1955的時候,香農與人一起開發了The Logic TheoriST程序,它是一種採用樹形結構的程序,在程序運行時,它在樹中搜索,尋找與可能答案最接近的樹的分枝進行探索,以得到正確的答案。這個程序在人工智慧的歷史上可以說是有重要地位的,它在學術上和社會上帶來的巨大的影響,以至於我們現在所採用的方法思想方法有許多還是來自於這個50年代的程序。
1956年,作為人工智慧領域另一位著名科學家的麥卡希(就是右圖的那個人)召集了一次會議來討論人工智慧未來的發展方向。從那時起,人工智慧的名字才正式確立,這次會議在人工智慧歷史上不是巨大的成功,但是這次會議給人工智慧奠基人相互交流的機會,並為未來人工智慧的發展起了鋪墊的作用。在此以後,工人智能的重點開始變為建立實用的能夠自行解決問題的系統,並要求系統有自學習能力。在1957年,香農和另一些人又開發了一個程序稱為General Problem Solver(GPS),它對Wiener的反饋理論有一個擴展,並能夠解決一些比較普遍的問題。別的科學家在努力開發系統時,右圖這位科學家作出了一項重大的貢獻,他創建了表處理語言LISP,直到現在許多人工智慧程序還在使用這種語言,它幾乎成了人工智慧的代名詞,到了今天,LISP仍然在發展。
在1963年,麻省理工學院受到了美國政府和國防部的支持進行人工智慧的研究,美國政府不是為了別的,而是為了在冷戰中保持與蘇聯的均衡,雖然這個目的是帶點火葯味的,但是它的結果卻使人工智慧得到了巨大的發展。其後發展出的許多程序十分引人注目,麻省理工大學開發出了SHRDLU。在這個大發展的60年代,STUDENT系統可以解決代數問題,而SIR系統則開始理解簡單的英文句子了,SIR的出現導致了新學科的出現:自然語言處理。在70年代出現的專家系統成了一個巨大的進步,他頭一次讓人知道計算機可以代替人類專家進行一些工作了,由於計算機硬體性能的提高,人工智慧得以進行一系列重要的活動,如統計分析數據,參與醫療診斷等等,它作為生活的重要方面開始改變人類生活了。在理論方面,70年代也是大發展的一個時期,計算機開始有了簡單的思維和視覺,而不能不提的是在70年代,另一個人工智慧語言Prolog語言誕生了,它和LISP一起幾乎成了人工智慧工作者不可缺少的工具。不要以為人工智慧離我們很遠,它已經在進入我們的生活,模糊控制,決策支持等等方面都有人工智慧的影子。讓計算機這個機器代替人類進行簡單的智力活動,把人類解放用於其它更有益的工作,這是人工智慧的目的,但我想對科學真理的無盡追求才是最終的動力吧。
二、人工智慧的應用領域
1、問題求解。
人工智慧的第一大成就是下棋程序,在下棋程度中應用的某些技術,如向前看幾步,把困難的問題分解成一些較容易的子問題,發展成為搜索和問題歸納這樣的人工智慧基本技術。今天的計算機程序已能夠達到下各種方盤棋和國際象棋的錦標賽水平。但是,尚未解決包括人類棋手具有的但尚不能明確表達的能力。如國際象棋大師們洞察棋局的能力。另一個問題是涉及問題的原概念,在人工智慧中叫問題表示的選擇,人們常能找到某種思考問題的方法,從而使求解變易而解決該問題。到目前為止,人工智慧程序已能知道如何考慮它們要解決的問題,即搜索解答空間,尋找較優解答。
2、邏輯推理與定理證明。
邏輯推理是人工智慧研究中最持久的領域之一,其中特別重要的是要找到一些方法,只把注意力集中在一個大型的資料庫中的有關事實上,留意可信的證明,並在出現新信息時適時修正這些證明。對數學中臆測的題。定理尋找一個證明或反證,不僅需要有根據假設進行演繹的能力,而且許多非形式的工作,包括醫療診斷和信息檢索都可以和定理證明問題一樣加以形式化,因此,在人工智慧方法的研究中定理證明是一個極其重要的論題。
3、自然語言處理。
自然語言的處理是人工智慧技術應用於實際領域的典型範例,經過多年艱苦努力,這一領域已獲得了大量令人注目的成果。目前該領域的主要課題是:計算機系統如何以主題和對話情境為基礎,注重大量的常識——世界知識和期望作用,生成和理解自然語言。這是一個極其復雜的編碼和解碼問題。
4、智能信息檢索技術。
受"()*+ (*) 技術迅猛發展的影響,信息獲取和精化技術已成為當代計算機科學與技術研究中迫切需要研究的課題,將人工智慧技術應用於這一領域的研究是人工智慧走向廣泛實際應用的契機與突破口。
5、專家系統。
專家系統是目前人工智慧中最活躍、最有成效的一個研究領域,它是一種具有特定領域內大量知識與經驗的程序系統。近年來,在「 專家系統」或「 知識工程」的研究中已出現了成功和有效應用人工智慧技術的趨勢。人類專家由於具有豐富的知識,所以才能達到優異的解決問題的能力。那麼計算機程序如果能體現和應用這些知識,也應該能解決人類專家所解決的問題,而且能幫助人類專家發現推理過程中出現的差錯,現在這一點已被證實。如在礦物勘測、化學分析、規劃和醫學診斷方面,專家系統已經達到了人類專家的水平。成功的例子如:PROSPECTOR系統發現了一個鉬礦沉積,價值超過1億美元。DENDRL系統的性能已超過一般專家的水平,可供數百人在化學結構分析方面的使用。MY CIN系統可以對血液傳染病的診斷治療方案提供咨詢意見。經正式鑒定結果,對患有細菌血液病、腦膜炎方面的診斷和提供治療方案已超過了這方面的專家。
三、人工智慧理論的數學化趨勢越來越突出
在現代科技高速發展的今天,許多科技理論都有賴於數學提供證明,有賴於數學對其的模擬。人工智慧的發展也不例外,如何把人們的思維活動形式化、符號化,使其得以在計算機上實現,就成為人工智慧研究的重要課題。在這方面,邏輯的有關理論、方法、技術起著十分重要的作用,它不僅為人工智慧提供了有力的工具,而且也為知識的推理奠定了理論基礎。人工智慧中用到的邏輯可概括地分為兩大類。一類是經典命題邏輯和一階謂詞邏輯,其特點是任何一個命題的真值或者是「真」,或者是「假」,二者必居其一。這一類問題可以用數學里的經典邏輯理論來解決。世界上事物千差萬別,形形色色,除了確定性的事物或概念外,更廣泛存在的是不確定性的事物或概念。這些不確定的事物是無法用經典邏輯理論來解決的。因此我們需要發展新的數學工具來表示這些問題。目前在人工智慧中對不確定性的事物或概念是通過運用多值邏輯、模糊理論及概率來描述、處理的。多值邏輯、模糊理論及概率雖然都是通過在〔!,"〕上取值來刻畫不確定性,但三者之間又存在著很大區別。多值邏輯是通過在真(")與假(!)之間增加了若干中介真值來描述事物為真的程度的,但它把各個中介真值看作是彼此完全分立的,界限分明。而模糊理論認為不同的中介真值之間沒有明確的界限,表現了不同中介值相互貫通、滲透的特徵,從而更好地反映了不確定性的本質。概率用來度量事件發生的可能性,而事件本身的含義是明確的,只是在一定的條件下它可能不發生,它與模糊理論是從兩個不同的角度來描述不確定性的,因而有人稱模糊理論描述了事物內在的不確定性,而概率描述的是事物外在的不確定性。由上可以看出,數學使得人工智慧能很好的模擬人類智能,大大推動了人工智慧的向前發展。現在人工智慧中還有一些問題用現在的數學很難表示出來,相信在數學知識不斷發展之後,這些問題能很快得到解決。
五、人工智慧的發展現狀及前景
目前絕大多數人工智慧系統都是建立在物理符號系統假設之上的。在尚未出現能與物理符號系統假設相抗衡的新的人工智慧理論之前,無論從設計原理還是從已取得的實驗結果來看,SOAr 在探討智能行為的一般特徵和人類認知的具體特徵的艱難征途上都取得了有特色的進展或成就,處在人工智慧研究的前沿。
80 年代,以Newell A 為代表的研究學者總結了專家系統的成功經驗,吸收了認知科學研究的最新成果,提出了作為通用智能基礎的體系結構Soar。目前的Soar 已經顯示出強大的問題求解能力。在Soar中已實現了30 多種搜索方法,實現了若干知識密集型任務(專家系統) ,如RI 等。rOOks 提出了人工智慧的一種新的途徑。它認為無需概念或者說無需符號表示,智能系統的能力可以逐步進化。在它的研究中突出4 個概念:(1) 所處的境遇 機器人不涉及抽象的描述,而是處在直接影響系統的行為的境地。(2) 具體化 機器人有軀干,有直接來自周圍世界的經驗,他們的感官起作用後立即會有反饋。(3) 智能 智能的來源不僅僅是限於計算裝置,也是由於與周圍進行交互的動態決定。(4) 浮現 從系統與周圍世界的交互以及有時候系統的部件間的交互浮現出智能。
五、結語
人工智慧不單單需要邏輯思維與模仿,科學家們對人類大腦和神經系統研究得越多,他們越加肯定:情感是智能的一部分,而不是與智能相分離的。因此人工智慧領域的下一個突破可能不僅在於賦予計算機更多的邏輯推理能力,而且還要賦予它情感能力。許多科學家斷言,機器的智能會迅速超過阿爾伯特·愛因斯坦和霍金的智能之和。到下世紀中葉,人類生命的本質也會發生變化。神經植入將增強人類的知識和思考能力,並且開始向一種復合的人/機關系過渡,這種復合關系將使人類逐漸停止對生物機體的需求。大量非常微小的機器人將在大腦的感覺區里占據一席之地,並且創造出真假難辨的虛擬現實的模擬效果。
人工智慧的實現,不是天方夜譚。雖然會很辛苦,但是沒有人規定只有人類可以思考。就像是生命的不同表現形式,動物,植物,微生物,是不同的生命的形式。人類可以以未知的方式思考,計算機也可以以另一種(並非一定要和人相同的)形式思考。
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AI ( Artificial Intelligence ):人工智慧。就是指計算機模模擬實世界的行為方式與人類思維與游戲的方式的運算能力。那是一整套極為復雜的運算系統與運算規則。
『叄』 信息科技是什麼課
信息科技是全新的獨立課程科目。
信息科技課程圍繞數據、演算法、網路、信息處理、信息安全、人工智慧六條邏輯主線,設計義務教育全學段內容模塊與跨學科主題。
信息科技的課程理念如下:
1.反映數字時代正確育人方向
2.構建邏輯關聯的課程結構
3.遴選科學原理和實踐應用並重的課程內容
4.倡導真實性學習
5.強化素養導向的多元評價
信息科技科目的考核如下:
(1) 考試形式:
要根據本地區實際情況釆取靈活多樣的學業水平考試形式,如紙筆測試、上機實踐、自適應測評等。
(2) 命題原則:
根據學業水平考試的性質和目的,命題應遵循以下基本原則:堅持素養立意、嚴格依標命題、創新試題形式
(3) 題目命制:
具體試題的命制,需要按照「明確測評指標一預估試題的難度水平一確定測評題目的類型一確定試題情境和任務一確定測評題目的評分標准」的流程來進行。
信息科技課程標准
信息科技在義務教育階段覆蓋一年級至九年級的全部年級階段。按照義務教育階段學生的認知發展規律,統籌安排各學段學習內容:小學低年級注重生活體驗。
小學中高年級初步學習基本概念和基本原理,並體驗其應用;初中階段深化原理認識,探索利用信息科技手段解決問題的過程和方法。