計算機(jī)導(dǎo)論-第9章-計算機(jī)新技術(shù)及應(yīng)用課件

計算機(jī)導(dǎo)論第九章計算機(jī)新技術(shù)及應(yīng)用計算機(jī)導(dǎo)論第九章計算機(jī)新技術(shù)及應(yīng)用近年來，在計算機(jī)領(lǐng)域出現(xiàn)了許多新技術(shù)和應(yīng)用，包括物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和區(qū)塊鏈等。這些新技術(shù)和應(yīng)用對我們的工作、學(xué)習(xí)、娛樂方式都產(chǎn)生了深刻的影響，同時對社會的發(fā)展也起到了重要的推動作用。本章導(dǎo)讀2近年來，在計算機(jī)領(lǐng)域出現(xiàn)了許多新技術(shù)和應(yīng)用，包了解物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)知識和應(yīng)用。了解大數(shù)據(jù)的相關(guān)知識和應(yīng)用。了解云計算的相關(guān)知識和應(yīng)用。了解人工智能的相關(guān)知識和應(yīng)用。了解虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的相關(guān)知識和應(yīng)用。了解區(qū)塊鏈的基本原理和典型應(yīng)用場景。學(xué)習(xí)目標(biāo)3了解物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)知識和應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo)3區(qū)塊鏈虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)人工智能云計算大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)目錄9.19.29.39.49.59.64區(qū)塊鏈虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)人工智能云計算大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)目錄9.1556物聯(lián)網(wǎng)又稱傳感網(wǎng)，是利用射頻識別（RFID）、傳感器、全球定位系統(tǒng)（GPS）、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

RFID是射頻識別（RadioFrequencyIdentification）的英文縮寫，

是20世紀(jì)90年代開始興起的一種自動識別技術(shù)。RFID系統(tǒng)主要由3部分組

成：電子標(biāo)簽（Tag）、閱讀器（Reader）和天線（Antenna）。其中，電子標(biāo)簽用于存儲物體的標(biāo)識信息；閱讀器用于以射頻信號方式讀取電子標(biāo)簽中的信息；天線用于發(fā)射和接收射頻信號，往往內(nèi)置在電子標(biāo)簽和閱讀器中。

傳感器也稱感應(yīng)器，是一種探測裝置，利用它可以感知物體或環(huán)境的溫度、濕度、電磁輻射或氣體成分等屬性，并將感知的信息轉(zhuǎn)換成為電信號或其他形式輸出。提示6物聯(lián)網(wǎng)又稱傳感網(wǎng)，是利用射頻識別（RFID）7物聯(lián)網(wǎng)的定義包含兩層意思：一是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，它是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；二是其用戶終端延伸和擴(kuò)展到了任何物體與物體之間，使任何物體與物體之間都可以進(jìn)行信息交換和通信。

簡而言之，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)”，如圖9-1所示。圖9-1物聯(lián)網(wǎng)示意圖7物聯(lián)網(wǎng)的定義包含兩層意思：一是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)仍8圖9-2物聯(lián)網(wǎng)的3層結(jié)構(gòu)模型物聯(lián)網(wǎng)作為一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，與其他網(wǎng)絡(luò)一樣，也有其特有的體系結(jié)構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層3個層次，如圖9-2所示。物聯(lián)網(wǎng)的3層結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的基本特征，即全面感知、可靠傳遞和智能處理。8圖9-2物聯(lián)網(wǎng)的3層結(jié)構(gòu)模型物聯(lián)網(wǎng)作為一9物聯(lián)網(wǎng)的感知層利用RFID、傳感器、攝像頭、全球定位系統(tǒng)等傳感技術(shù)和設(shè)備，隨時隨地獲取物體的屬性信息并傳輸給網(wǎng)絡(luò)層。

物體屬性包括靜態(tài)和動態(tài)兩種，其中，靜態(tài)屬性可以存儲在電子標(biāo)簽中，使用閱讀器讀?。粍討B(tài)屬性（如溫度、濕度、速度、位置等）則需要使用傳感器、攝像頭或全球定位系統(tǒng)（GPS）等實(shí)時探測。（1）感知層（2）網(wǎng)絡(luò)層通過各種網(wǎng)絡(luò)，將物體的信息實(shí)時、準(zhǔn)確地傳遞給應(yīng)用層。（3）應(yīng)用層應(yīng)用層有一個信息處理中心，用來處理從感知層得到的信息，以實(shí)現(xiàn)物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等實(shí)際應(yīng)用。9物聯(lián)網(wǎng)的感知層利用RFID、傳感器、攝像頭、10物聯(lián)網(wǎng)作為一種新興的信息技術(shù)，其應(yīng)用正在迅速向各個領(lǐng)域蔓延，從家居、醫(yī)療、物流、交通、零售、金融、工業(yè)到農(nóng)業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用無處不在。如共享單車，只要拿出手機(jī)掃一掃即可打開智能鎖騎行，這些智能鎖使用的就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。1．智能家居物聯(lián)網(wǎng)在智能家居中的應(yīng)用包括設(shè)備控制、設(shè)施控制、防盜報警等，如圖9-3所示。例如，可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將家中的設(shè)備和設(shè)施連接在一起（需要為相關(guān)設(shè)備和設(shè)施安裝傳感器、智能插座并連接到互聯(lián)網(wǎng)），然后通過智能手機(jī)遠(yuǎn)程查看、關(guān)閉或開啟這些設(shè)備和設(shè)施。此外，還可以在設(shè)備之間或人和設(shè)備之間形成智能聯(lián)動。例如，客廳門打開時，客廳燈自動開啟；人離開客廳10分鐘后，客廳燈自動關(guān)閉。圖9-3智能家居10物聯(lián)網(wǎng)作為一種新興的信息技術(shù)，其應(yīng)用正在迅112．智能醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)在智能醫(yī)療中的應(yīng)用包括病人監(jiān)控、遠(yuǎn)程醫(yī)療、醫(yī)療管理、醫(yī)院物資管理等，如圖9-4所示。例如，通過在病人身上安裝醫(yī)療傳感設(shè)備，醫(yī)生可以通過手機(jī)、平板計算機(jī)等實(shí)時掌握病人的各項(xiàng)生理指標(biāo)數(shù)據(jù)，從而更科學(xué)、合理地制訂診療方案，或者進(jìn)行遠(yuǎn)程診療。此外，我們在醫(yī)院看病時利用就診卡掛號、分診、付費(fèi)、取化驗(yàn)單、取藥等，也是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（就診卡中內(nèi)嵌有電子標(biāo)簽芯片）實(shí)現(xiàn)的。圖9-4智能醫(yī)療112．智能醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)在智能醫(yī)療中的應(yīng)用包括病123．智能物流例如，利用GPS，RFID，傳感器等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和設(shè)備，在物流過程中實(shí)現(xiàn)實(shí)時對車輛定位、運(yùn)輸物品監(jiān)控、配送跟蹤、在線調(diào)度的可視化管理。物聯(lián)網(wǎng)在智能物流中的應(yīng)用安全追蹤裝卸管理包裝管理運(yùn)輸管理配送管理物品識別庫存監(jiān)控123．智能物流例如，利用GPS，RFID，傳134．智能交通物聯(lián)網(wǎng)在智能交通中的應(yīng)用包括車輛定位與調(diào)度、交通狀況感知、交通智能化管控、停車管理等，如圖9-5所示。圖9-5智能交通例如，可以通過檢測設(shè)備（如攝像頭）自動檢測道路擁堵情況，并利用人工智能技術(shù)自動調(diào)配紅綠燈，或者向車主預(yù)告擁堵路段、推薦最佳行駛路線。134．智能交通物聯(lián)網(wǎng)在智能交通中的應(yīng)用包括車145．智能工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在智能工業(yè)中的應(yīng)用包括生產(chǎn)過程控制、供應(yīng)鏈跟蹤、生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測、產(chǎn)品質(zhì)量檢測等。

例如，鋼鐵企業(yè)利用傳感器和通信網(wǎng)絡(luò)，在生產(chǎn)過程中對產(chǎn)品的寬度、厚度、溫度等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化生產(chǎn)流程。145．智能工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在智能工業(yè)中的應(yīng)用包括生156．智能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用包括自動灌溉、自動施肥、自動噴藥、異地監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測等，如圖9-6所示。

例如，利用溫度傳感器、濕度傳感器和光線傳感器等，實(shí)時獲得大棚內(nèi)農(nóng)作物的生長環(huán)境信息，然后通過手機(jī)等設(shè)備遠(yuǎn)程操控遮光板、通風(fēng)口等設(shè)備的開啟或關(guān)閉，讓農(nóng)作物始終處于最優(yōu)的生長環(huán)境，從而提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。圖9-6智能農(nóng)業(yè)156．智能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用包括自161617大數(shù)據(jù)（BigData）也稱海量數(shù)據(jù)或巨量數(shù)據(jù)，是指數(shù)據(jù)量大到無法利用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)在合理的時間內(nèi)獲取、存儲、管理和分析的數(shù)據(jù)集合?！按髷?shù)據(jù)”一詞除用來描述信息時代產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)外，也被用來命名與之相關(guān)的技術(shù)、創(chuàng)新與應(yīng)用。提示最早提出“大數(shù)據(jù)”時代已經(jīng)到來的是全球知名咨詢公司麥肯錫。麥肯錫在2011年發(fā)布的《大數(shù)據(jù)：創(chuàng)新、競爭和生產(chǎn)力的下一個新領(lǐng)域》報告中指出：“大數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到當(dāng)今每一個行業(yè)和業(yè)務(wù)職能領(lǐng)域，成為重要的生產(chǎn)因素。人們對于海量數(shù)據(jù)的挖掘和運(yùn)用，預(yù)示著新一波生產(chǎn)率增長和消費(fèi)者盈余浪潮的到來。”17大數(shù)據(jù)（BigData）也稱海量數(shù)據(jù)或巨18大數(shù)據(jù)的四大特征（4V）海量的數(shù)據(jù)規(guī)模（Volume）快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)（Velocity）多樣的數(shù)據(jù)類型（Variety）價值密度低（Value）

（1）海量的數(shù)據(jù)規(guī)模（Volume）

2004年，全球數(shù)據(jù)總量為30EB，2005年達(dá)到50EB，2015年達(dá)到7900EB。根據(jù)國際數(shù)據(jù)資訊（IDC）公司監(jiān)測，全球數(shù)據(jù)量大約每兩年翻一番，預(yù)計到2020年，全球?qū)碛?5ZB的數(shù)據(jù)。18大數(shù)據(jù)海量的數(shù)據(jù)規(guī)模（Volume）快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)（Ve19提示大數(shù)據(jù)是隨著互聯(lián)網(wǎng)（尤其是移動互聯(lián)網(wǎng)）的普及和物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用而產(chǎn)生的。在互聯(lián)網(wǎng)中，人人都是數(shù)據(jù)制造者。此外，在物聯(lián)網(wǎng)中，各類傳感設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等每天也會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲單位之間的換算關(guān)系：1MB＝1024KB

1GB＝1024MB

1TB＝1024GB1PB＝1024TB

1EB＝1024PB

1ZB＝1024PB

（2）快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)（Velocity）指數(shù)據(jù)產(chǎn)生、流轉(zhuǎn)速度快，而且越新的數(shù)據(jù)價值越大。這就要求對數(shù)據(jù)的處理速度也要快，以便能夠及時從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)、提取有價值的信息。19提示大數(shù)據(jù)是隨著互聯(lián)網(wǎng)（尤其是移動互聯(lián)網(wǎng)）20

（3）多樣的數(shù)據(jù)類型（Variety）指數(shù)據(jù)的來源及類型多樣。大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型除傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)外，還包括大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。提示

結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)是指可以使用二維表結(jié)構(gòu)來表示的數(shù)據(jù)，一般使用傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲和管理；非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)是指數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不規(guī)則，不方便用二維表來表示的數(shù)據(jù)，包括各類文檔、網(wǎng)頁、圖像、音頻、視頻等。

（4）數(shù)據(jù)價值密度低（Value）指數(shù)據(jù)量大但價值密度相對較低，挖掘數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏的價值猶如沙里淘金。大數(shù)據(jù)正在眾多領(lǐng)域掀起變革的巨浪，但是，我們要看到，大數(shù)據(jù)的核心在于挖掘數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏的價值。例如，通過對大量數(shù)據(jù)的分析和挖掘來預(yù)測行業(yè)發(fā)展趨勢、做精準(zhǔn)營銷、優(yōu)化生產(chǎn)流程等。20（3）多樣的數(shù)據(jù)類型（Variety）提示21大數(shù)據(jù)技術(shù)是指用非傳統(tǒng)的方式對大量結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以挖掘出數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的價值的技術(shù)。

根據(jù)大數(shù)據(jù)的處理流程，可以將其關(guān)鍵技術(shù)分為5類。0304050102大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵技術(shù)大數(shù)據(jù)采集大數(shù)據(jù)可視化展現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析與挖掘大數(shù)據(jù)預(yù)處理大數(shù)據(jù)存儲與管理21大數(shù)據(jù)技術(shù)是指用非傳統(tǒng)的方式對大量結(jié)構(gòu)化和221．大數(shù)據(jù)采集對于網(wǎng)絡(luò)上各種來源的數(shù)據(jù)，包括社交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、電子商務(wù)交易數(shù)據(jù)、網(wǎng)上銀行交易數(shù)據(jù)、搜索引擎點(diǎn)擊數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)傳感器數(shù)據(jù)等，在被采集前都是零散的，沒有任何意義。大數(shù)據(jù)采集就是將這些數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)倉庫，整合在一起，以便對數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析。大數(shù)據(jù)采集包括網(wǎng)絡(luò)日志采集、網(wǎng)絡(luò)文件采集（提取網(wǎng)頁中的圖片、文本等）、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的接入等，常用的工具有Flume，Kakfa，Sqoop等。提示

網(wǎng)絡(luò)日志是記錄Web服務(wù)器接收處理請求及運(yùn)行錯誤等各種原始信息的文件。通過網(wǎng)絡(luò)日志可以清楚地得知用戶使用什么IP、在什么時間、用什么操作系統(tǒng)、用什么瀏覽器、用什么分辨率顯示器訪問了網(wǎng)站的哪個頁面，以及是否訪問成功等。221．大數(shù)據(jù)采集對于網(wǎng)絡(luò)上各種來源的數(shù)據(jù)，包232．大數(shù)據(jù)預(yù)處理由于大數(shù)據(jù)的來源和種類繁多，這些數(shù)據(jù)有殘缺的、有虛假的、有過時的，因此，想要獲得高質(zhì)量的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，必須在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量，即對大數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。大數(shù)據(jù)預(yù)處理是指將雜亂無章的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為相對單一且便于處理的結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)抽取），或者去除沒有價值甚至可能對分析造成干擾的數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)清洗），從而為后期的數(shù)據(jù)分析奠定基礎(chǔ)。232．大數(shù)據(jù)預(yù)處理由于大數(shù)據(jù)的來源和種類繁多243．大數(shù)據(jù)存儲與管理大數(shù)據(jù)存儲是指用存儲器把采集到的數(shù)據(jù)存儲起來，并建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，以便對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和調(diào)用。目前，主要采用HDFS分布式文件系統(tǒng)（HadoopDistributedFileSystem）和非關(guān)系型分布式數(shù)據(jù)庫（NoSQL）來存儲和管理大數(shù)據(jù)。

常用的NoSQL數(shù)據(jù)庫包括HBase，Redis，Cassandra，MongoDB，Neo4j等。提示由于數(shù)據(jù)量太大，即使是最好的計算機(jī)也無法單獨(dú)完成大數(shù)據(jù)的采集、預(yù)處理、存儲、分析與挖掘等工作，因此需要聚合眾多計算機(jī)的力量來完成大數(shù)據(jù)的處理。為此，需要利用分布式系統(tǒng)和并行計算等技術(shù)。

計算機(jī)集群：是一種計算機(jī)系統(tǒng)，它通過高速網(wǎng)絡(luò)將一組計算機(jī)連接起來，像一個整體一樣高度緊密地協(xié)作完成計算工作。計算機(jī)集群中的單個計算機(jī)被稱為節(jié)點(diǎn)。243．大數(shù)據(jù)存儲與管理大數(shù)據(jù)存儲是指用存儲器25

分布式系統(tǒng)：是由一組通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，為了完成共同的任務(wù)而協(xié)調(diào)工作的計算機(jī)組成的系統(tǒng)。分布式系統(tǒng)包括分布式計算與分布式存儲，作用是使用眾多計算機(jī)完成單個計算機(jī)無法完成的計算和存儲任務(wù)。其中，分布式存儲又包括分布式文件系統(tǒng)和分布式數(shù)據(jù)庫等。

并行計算：是指同時使用多個處理器來協(xié)同求解同一問題，即將被求解的問題分解成若干個部分，各部分均由一個獨(dú)立的處理器來計算。Hadoop是大數(shù)據(jù)開發(fā)的重要框架，許多廠商都圍繞Hadoop開發(fā)大數(shù)據(jù)處理工具，建立大數(shù)據(jù)技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)。谷歌、雅虎、微軟、思科、阿里巴巴等知名大數(shù)據(jù)平臺都支持Hadoop。Hadoop最核心的設(shè)計是分布式文件系統(tǒng)HDFS和分布式計算引擎MapReduce。目前，MapReduce正逐漸被新一代的計算引擎Spark取代。25分布式系統(tǒng)：是由一組通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，為了264．大數(shù)據(jù)分析與挖掘大數(shù)據(jù)分析與挖掘是指通過各種算法從大量的數(shù)據(jù)中找出潛在的有用信息，并研究數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律和相互間的關(guān)系。常用的大數(shù)據(jù)分析與挖掘技術(shù)包括Spark，MapReduce，Hive，Pig，F(xiàn)link，Impala，Kylin，Tez，Akka，Storm，S4，Mahout，MLlib等。5．大數(shù)據(jù)可視化展現(xiàn)大數(shù)據(jù)可視化展現(xiàn)是指利用可視化手段對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果用圖表或文字等形式展現(xiàn)出來，從而使讀者對數(shù)據(jù)的分布、發(fā)展趨勢、相關(guān)性和統(tǒng)計信息等一目了然，如圖9-7所示。目前，常用的大數(shù)據(jù)可視化工具有Echarts和Tableau等。圖9-7大數(shù)據(jù)可視化展現(xiàn)264．大數(shù)據(jù)分析與挖掘大數(shù)據(jù)分析與挖掘是指通27如今，大數(shù)據(jù)在各行各業(yè)的應(yīng)用無處不在，包括電商、金融、通信、物流、醫(yī)療、教育、農(nóng)業(yè)、工業(yè)制造、城市管理等。下面介紹大數(shù)據(jù)的一些典型應(yīng)用場景。1．大數(shù)據(jù)在電商行業(yè)的應(yīng)用電商企業(yè)收集大量用戶在電商網(wǎng)站或網(wǎng)絡(luò)媒體上的注冊信息、行為數(shù)據(jù)（用戶在網(wǎng)站和移動App中的瀏覽/點(diǎn)擊/發(fā)帖等行為）、交易數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)日志數(shù)據(jù)等；對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，得出不同用戶的購買能力、行為特征、心理特征、興趣愛好、家庭情況、是否單身、喜歡的社交網(wǎng)絡(luò)等；根據(jù)分析結(jié)果做精準(zhǔn)營銷、精準(zhǔn)推薦，或采用多種措施改善用戶的購物體驗(yàn)等。大數(shù)據(jù)在電商行業(yè)的典型的應(yīng)用場景27如今，大數(shù)據(jù)在各行各業(yè)的應(yīng)用無處不在，包括282．大數(shù)據(jù)在金融行業(yè)的應(yīng)用

金融行業(yè)也是大數(shù)據(jù)應(yīng)用的重點(diǎn)行業(yè)。目前，國內(nèi)不少銀行、保險公司已建立大數(shù)據(jù)平臺，開始通過大數(shù)據(jù)來驅(qū)動業(yè)務(wù)運(yùn)營。

例如，銀行通過收集并分析自身業(yè)務(wù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、客戶在社交媒體上的行為數(shù)據(jù)、客戶在電商網(wǎng)站上的交易數(shù)據(jù)、客戶的稅務(wù)數(shù)據(jù)等，可以了解不同客戶的消費(fèi)能力、信用額度和風(fēng)險偏好，從而對客戶實(shí)施精準(zhǔn)營銷、風(fēng)險管控。282．大數(shù)據(jù)在金融行業(yè)的應(yīng)用金融行業(yè)也是大數(shù)293．大數(shù)據(jù)在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用遠(yuǎn)程醫(yī)療大數(shù)據(jù)在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用疾病預(yù)防臨床應(yīng)用醫(yī)學(xué)研究醫(yī)院管理例如，利用大數(shù)據(jù)平臺收集不同的病例、治療方案和治療效果，建立針對疾病特點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫。醫(yī)生診斷病人時可以利用疾病數(shù)據(jù)庫和相關(guān)工具分析病人的疾病特征、化驗(yàn)報告和檢測報告，從而快速為病人確診，并制定適合病人的治療方案。293．大數(shù)據(jù)在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用遠(yuǎn)程醫(yī)療大數(shù)據(jù)在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用304．大數(shù)據(jù)在教育行業(yè)的應(yīng)用大數(shù)據(jù)在教育行業(yè)的應(yīng)用學(xué)生管理教學(xué)內(nèi)容教學(xué)手段教學(xué)評價優(yōu)化教學(xué)管理例如，基于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)平臺能記錄學(xué)生的作業(yè)完成情況、課堂言行、師生互動等數(shù)據(jù)，如果將這些數(shù)據(jù)匯集起來，就可以分析出學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和習(xí)慣，從而對不同學(xué)生的學(xué)習(xí)提出有針對性的建議。同時，這些數(shù)據(jù)也可以促使教師進(jìn)行教學(xué)反思，從而優(yōu)化教學(xué)。304．大數(shù)據(jù)在教育行業(yè)的應(yīng)用大數(shù)據(jù)在教育行業(yè)的應(yīng)用學(xué)生管理31例如，中國電子科技大學(xué)曾經(jīng)做過一個課題——尋找校園最孤獨(dú)的人。

他們通過校園一卡通物聯(lián)網(wǎng)，從3萬名學(xué)生中采集到了2億多條行為數(shù)據(jù)，包括選課、進(jìn)出圖書館、食堂用餐、超市購物等數(shù)據(jù)。通過對校園一卡通“一前一后刷卡”的記錄分析，可以發(fā)現(xiàn)一個學(xué)生在學(xué)校有多少知心朋友。他們通過此方式找到了800多個校園中最孤獨(dú)的人，這些人中有17%可能產(chǎn)生心理疾病，需要學(xué)校和家長重點(diǎn)予以關(guān)愛。31例如，中國電子科技大學(xué)曾經(jīng)做過一個課題——325．大數(shù)據(jù)在政務(wù)管理中的應(yīng)用在我國，政府部門掌握著全社會最大量、最核心的數(shù)據(jù)。有效地利用這些數(shù)據(jù)，將使政務(wù)管理和服務(wù)、搶險救災(zāi)等的效率進(jìn)一步提高，各項(xiàng)公共資源得到更合理的配置。例如，大數(shù)據(jù)對地震、臺風(fēng)等“天災(zāi)”救援已經(jīng)開始發(fā)揮重要作用。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以抓取氣象局、地震局的氣象歷史數(shù)據(jù)、星云圖變化歷史數(shù)據(jù)，以及城建局、規(guī)劃局等的城市規(guī)劃、房屋結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)等，然后構(gòu)建大氣運(yùn)動規(guī)律評估模型、氣象變化關(guān)聯(lián)性分析模型等，從而精準(zhǔn)地預(yù)測氣象變化，尋找最佳的救災(zāi)解決方案。325．大數(shù)據(jù)在政務(wù)管理中的應(yīng)用在我國，政府部333334云計算（CloudComputing）既是一種計算機(jī)創(chuàng)新技術(shù)，也是一種IT服務(wù)模式。

它將計算任務(wù)分布在互聯(lián)網(wǎng)上大量計算機(jī)（通常是一些大型服務(wù)器集群）構(gòu)成的資源池中，并將資源池中的資源（計算力、存儲空間、帶寬、軟件等）虛擬成一個個可任意組合、可大可小的資源集合，然后以服務(wù)的形式提供給用戶使用。傳統(tǒng)模式下，企業(yè)建立一套IT系統(tǒng)（如網(wǎng)站、信息管理系統(tǒng)）不僅需要購買各種軟硬件（如服務(wù)器），還需要專門的人員進(jìn)行部署和維護(hù)。當(dāng)企業(yè)規(guī)模擴(kuò)大時還要繼續(xù)升級軟硬件以滿足需要。而利用云計算，企業(yè)無需再購買和部署這些資源，只要按需購買云計算服務(wù)商提供的計算力、存儲空間或應(yīng)用軟件即可，從而降低成本，提高效率。34云計算（CloudComputing）既35有人將這種改變形象地比喻為從單臺發(fā)電機(jī)的自我供電模式轉(zhuǎn)向了電廠集中供電的模式。它意味著計算力也可以作為一種商品進(jìn)行流通，就像電、煤氣和自來水一樣，取用方便，按使用量付費(fèi)且費(fèi)用低廉。目前，國內(nèi)外知名的云計算服務(wù)商有亞馬遜AWS、微軟Azure、谷歌Cloud、阿里云、騰訊云、百度云等。圖9-8為阿里云網(wǎng)站。圖9-8阿里云網(wǎng)站主界面35有人將這種改變形象地比喻為從單臺發(fā)電機(jī)的自36虛擬化按需服務(wù)通用性自動化高可靠性價格低可伸縮性超大規(guī)模云計算的特點(diǎn)36虛擬化按需通用性自動化高可價格低可伸超大云計算的特點(diǎn)37

（1）超大規(guī)模一般云計算都具有超大規(guī)模的計算機(jī)集群。例如，亞馬遜AWS、微軟Azure、阿里云、谷歌云、百度云等均擁有幾十萬臺以上的服務(wù)器。云計算通過整合這些數(shù)目龐大的計算機(jī)集群，賦予用戶前所未有的計算和存儲能力。

（2）虛擬化云計算對于用戶來說好像是一個虛擬的存在，沒有具體的位置，看不到、摸不著，但在需要時，卻可以在任何時間和地點(diǎn)，利用計算機(jī)或手機(jī)等終端設(shè)備，通過互聯(lián)網(wǎng)按需獲取其提供的各種服務(wù)。

（3）高可靠性云計算通過專業(yè)、先進(jìn)的技術(shù)和管理手段，保障了服務(wù)的高可靠性。云計算提供的計算力、存儲空間等資源，比企業(yè)自己部署服務(wù)器更安全、更穩(wěn)定。37（1）超大規(guī)模（2）虛擬化38

（4）通用性云計算不針對特定的應(yīng)用，同一片“云”可以同時支撐不同的應(yīng)用運(yùn)行。

（5）可伸縮性云計算的規(guī)模和計算能力可以根據(jù)應(yīng)用需要彈性地伸縮。

（6）按需服務(wù)云計算是一個龐大的資源池，用戶可以按需購買并隨時調(diào)整其提供的資源，并像自來水、電和煤氣那樣按使用量計費(fèi)。

（7）價格低作為云計算服務(wù)商來說，云計算的公用性和通用性使資源的使用率大幅提升，從而降低了成本，可以用較低的價格提供云計算服務(wù)；作為使用云計算的企業(yè)來說，不必再負(fù)擔(dān)高昂的軟硬件購買和管理成本，即可享受超額的云計算服務(wù)。38（4）通用性（5）可伸縮性39

（8）自動化云計算不論是資源的部署、應(yīng)用和服務(wù)，還是軟硬件的管理，都主要通過自動化的方式來執(zhí)行和管理。提示

大數(shù)據(jù)和云計算的關(guān)系從技術(shù)上來看是一樣密不可分。由于大數(shù)據(jù)需要使用大量的計算機(jī)進(jìn)行處理，而最好的措施就是依托云計算進(jìn)行處理；反過來，如果沒有大數(shù)據(jù)，云計算的用武之地也將大大減少。實(shí)際上，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能都有密切聯(lián)系。智能物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)需要借助大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能；物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)的重要來源；云計算是處理大數(shù)據(jù)的主要手段；人工智能的算法依賴于大數(shù)據(jù)和云計算；人工智能的機(jī)器學(xué)習(xí)、視覺識別等是處理大數(shù)據(jù)的重要技術(shù)。因此，大部分云計算平臺除了提供計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)模塊外，還同時提供大數(shù)據(jù)、人工智能模塊。許多智能系統(tǒng)是結(jié)合上述幾種技術(shù)設(shè)計而成。39（8）自動化提示大數(shù)據(jù)和云計40基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）平臺即服務(wù)（PasS）軟件即服務(wù)（SaaS）云計算按照服務(wù)類型分為三種

（1）基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）

IaaS主要是出售計算能力、存儲和帶寬等基礎(chǔ)資源。IaaS不像傳統(tǒng)的服務(wù)器租賃商一樣出租具體的服務(wù)器實(shí)體，而是將所有服務(wù)器的計算能力和存儲能力整合成一個整體，然后劃分為一個個虛擬的實(shí)例，每個實(shí)例代表著一定的計算能力和存儲能力。購買云計算服務(wù)的企業(yè)以這些實(shí)例作為計量單位付費(fèi)，并可以根據(jù)應(yīng)用需要隨時調(diào)整租用量大小，以減少開支。40基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）平臺即服務(wù)（PasS）軟件即服41圖9-9為阿里云的彈性計算資源出售界面。圖9-9阿里云的計算資源出售界面如果企業(yè)要將網(wǎng)站部署在阿里云上，可選擇“云服務(wù)器ECS”41圖9-9為阿里云的彈性計算資源出售界面。圖42

（2）平臺即服務(wù)（PasS）

PasS主要面向軟件開發(fā)人員，它提供了完整的云端開發(fā)環(huán)境，使軟件開發(fā)者無需在本地安裝開發(fā)工具，可以直接在云端開發(fā)軟件，從而不但節(jié)省了開發(fā)者的成本和時間，而且加快了產(chǎn)品的上線速度。

（3）軟件即服務(wù)（SaaS）

SaaS主要面向企業(yè)或個人用戶，它將某些應(yīng)用軟件封裝成服務(wù)，讓用戶可以通過瀏覽器或移動APP隨時隨地使用這些服務(wù)。例如，Salesforce公司提供的在線客戶關(guān)系管理系統(tǒng)CRM，微軟公司提供的Office365辦公套件都屬于SaaS。42（2）平臺即服務(wù)（PasS）43云計算將在IT產(chǎn)業(yè)各個方面都有其用武之地，下面介紹幾個典型的應(yīng)用場景。

（1）企業(yè)云：是專門設(shè)計客戶關(guān)系管理軟件、人力資源管理軟件、數(shù)據(jù)庫軟件等企業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)給商業(yè)公司使用的云系統(tǒng)。

（2）云存儲系統(tǒng)：它通過整合網(wǎng)絡(luò)中的多種存儲設(shè)備來對外提供云存儲服務(wù)，并能管理數(shù)據(jù)的存儲、備份、復(fù)制和存檔。云存儲系統(tǒng)適合于那些需要管理和存儲海量數(shù)據(jù)的企業(yè)。

（3）大規(guī)模數(shù)據(jù)處理云：通過將數(shù)據(jù)處理軟件和服務(wù)運(yùn)行在云計算平臺上，利用云計算的計算能力和存儲能力對海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行大規(guī)模的處理，從而幫助企業(yè)快速進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)可能存在的商機(jī)和存在的問題，以做出更好、更快和更全面的決策。43云計算將在IT產(chǎn)業(yè)各個方面都有其用武之地，44

（4）云殺毒：當(dāng)發(fā)現(xiàn)有嫌疑的數(shù)據(jù)時，殺毒軟件可以將有嫌疑的數(shù)據(jù)上傳至云中，并通過云中龐大的特征庫和強(qiáng)大的處理能力來分析這個數(shù)據(jù)是否含有病毒。

（5）開發(fā)測試云：云計算可以解決開發(fā)測試過程中的棘手問題。其通過Web界面，可以預(yù)約、部署、管理和回收整個開發(fā)測試的環(huán)境；通過預(yù)先配置好（包括操作系統(tǒng)，中間件和開發(fā)測試軟件）的虛擬鏡像來快速地構(gòu)建一個個異構(gòu)的開發(fā)測試環(huán)境；通過快速備份、恢復(fù)等虛擬化技術(shù)來重現(xiàn)問題，并利用云的強(qiáng)大的計算能力來對應(yīng)用進(jìn)行壓力測試。開發(fā)測試云比較適合那些需要開發(fā)和測試多種應(yīng)用的企業(yè)和機(jī)構(gòu)。

（6）游戲云：將游戲部署至云中。目前主要有兩種應(yīng)用模式，一種是基于Web游戲模式，如使用Java、Flash和Silverlight等技術(shù)開發(fā)網(wǎng)頁游戲，這種解決方案比較適合休閑游戲；另一種是為大容量和高畫質(zhì)的專業(yè)游戲設(shè)計的，整個游戲都將在云中運(yùn)行，并將渲染完畢的游戲畫面壓縮后通過網(wǎng)絡(luò)傳送給用戶。44（4）云殺毒：當(dāng)發(fā)現(xiàn)有嫌疑的數(shù)據(jù)時，殺毒軟454546人工智能（ArtificialIntelligence，簡稱AI）是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門學(xué)科，其目標(biāo)是生產(chǎn)出能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器。具體來說，人工智能就是讓機(jī)器像人類一樣具有感知能力、學(xué)習(xí)能力、思考能力、溝通能力、判斷能力等，從而更好地為人類服務(wù)。近幾年，在移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、腦科學(xué)等新理論、新技術(shù)，以及經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展強(qiáng)烈需求的共同驅(qū)動下，人工智能的發(fā)展進(jìn)入新階段，人工智能已深深地融入我們的生活。46人工智能（ArtificialIntel47圖9-10智能機(jī)器人圖9-11自動駕駛汽車無論是手機(jī)上的指紋識別、人臉識別、導(dǎo)航系統(tǒng)、美顏相機(jī)、新聞推薦、智能搜索、語音助手、翻譯助手、垃圾郵件過濾等應(yīng)用，還是智能監(jiān)控、智能音箱、智能機(jī)器人（見圖9-10）、自動駕駛汽車（見圖9-11）、無人機(jī)，這些都與人工智能密切相關(guān)。47圖9-10智能機(jī)器人圖9-11自動駕駛汽車481．機(jī)器學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)是指使計算機(jī)能像人類一樣學(xué)習(xí)，以獲取新的知識或技能，重新組織已有的知識結(jié)構(gòu)，從而不斷改善自身性能，如圖9-12所示。人工智能的關(guān)鍵技術(shù)計算機(jī)視覺機(jī)器學(xué)習(xí)機(jī)器人技術(shù)語音識別自然語言處理生物特征識別圖9-12機(jī)器學(xué)習(xí)481．機(jī)器學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)是指使計算機(jī)能像人類一49機(jī)器學(xué)習(xí)是使計算機(jī)具有智能的根本途徑，它讓計算機(jī)不再只是通過特定的編程完成任務(wù)，而是可以通過不斷學(xué)習(xí)來掌握本領(lǐng)。機(jī)器學(xué)習(xí)主要依賴大量數(shù)據(jù)訓(xùn)練和高效的算法模型，其背后需要具有高性能計算能力的軟硬件和大量數(shù)據(jù)作為支撐。例如，給機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)一個關(guān)于交易時間、商家、地點(diǎn)、價格及交易是否正當(dāng)?shù)确矫娴男庞每ń灰仔畔⒌臄?shù)據(jù)庫，系統(tǒng)就會學(xué)習(xí)到用來預(yù)測信用卡欺詐的算法模型，而且處理的交易數(shù)據(jù)越多，模型越高效，預(yù)測結(jié)果越準(zhǔn)確。機(jī)器學(xué)習(xí)在人工智能的其他技術(shù)領(lǐng)域扮演著重要角色，包括計算機(jī)視覺、生物特征識別、自然語言處理、語音識別等。例如，在計算機(jī)視覺領(lǐng)域，它能在海量圖像中通過不斷訓(xùn)練來改進(jìn)視覺模型，從而提高識別圖像的準(zhǔn)確率。49機(jī)器學(xué)習(xí)是使計算機(jī)具有智能的根本途徑，它讓502．計算機(jī)視覺計算機(jī)視覺是指使計算機(jī)具備像人類那樣通過視覺系統(tǒng)提取、觀察、理解和識別圖像和視頻的能力，如圖9-13所示。計算機(jī)視覺相當(dāng)于人工智能的大門，包括醫(yī)療成像分析、智能監(jiān)控、自動駕駛、機(jī)器人、工業(yè)產(chǎn)品檢測等，均需要利用計算機(jī)視覺系統(tǒng)提取并識別現(xiàn)場圖像或視頻信息。計算機(jī)視覺的識別準(zhǔn)確率普遍可達(dá)90%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人類。圖9-13計算機(jī)視覺502．計算機(jī)視覺計算機(jī)視覺是指使計算機(jī)具備像513．生物特征識別生物特征識別是指根據(jù)人的生理或行為特征對人的身份進(jìn)行識別、認(rèn)證，如圖9-14所示。從應(yīng)用流程看，生物特征識別通常分為注冊和識別兩個階段。注冊階段是指通過傳感器（如攝像頭、麥克風(fēng)等）對人體的生物特征信息（如人臉、指紋、聲紋等）進(jìn)行采集并存儲；識別階段采用與注冊階段一樣的采集方式對待識別人進(jìn)行信息采集和特征提取，然后將提取的特征與存儲的特征進(jìn)行對比、分析，完成識別。圖9-14生物特征識別生物特征識別涉及的內(nèi)容十分廣泛，包括指紋、掌紋、人臉、虹膜、指靜脈、聲音、步態(tài)等。其識別過程涉及計算機(jī)視覺、語音識別、機(jī)器學(xué)習(xí)等多項(xiàng)技術(shù)。目前，生物特征識別作為重要的智能化身份認(rèn)證技術(shù)，在金融、安防、交通等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。513．生物特征識別生物特征識別是指根據(jù)人的生524．自然語言處理自然語言處理是指使計算機(jī)擁有理解、處理人類語言的能力，包括機(jī)器翻譯、語義理解、問答系統(tǒng)等。其中，利用語義理解可以自動識別文章的核心議題，自動將文章按內(nèi)容進(jìn)行分類，自動糾正文本錯誤，自動提取評論中表達(dá)的觀點(diǎn)，自動檢測文本中蘊(yùn)含的情緒特征等；利用問答系統(tǒng)可以讓計算機(jī)用自然語言（人類語言）與人交流。自然語言處理技術(shù)目前被廣泛應(yīng)用于自動翻譯（如百度翻譯）、聊天機(jī)器人（如京東的JIMI聊天機(jī)器人，如圖9-15所示）、新聞推薦（如今日頭條）、簡歷篩選、垃圾郵件屏蔽、輿情監(jiān)控、消費(fèi)者分析、競爭對手分析等。圖9-15京東聊天機(jī)器人524．自然語言處理自然語言處理是指使計算機(jī)擁535．語音識別語音識別是指將人類語音中的詞匯內(nèi)容轉(zhuǎn)換為計算機(jī)可以讀的輸入，即讓機(jī)器能聽懂“人話”。語音導(dǎo)航語音撥號語音聊天機(jī)器人室內(nèi)設(shè)備語音控制語音搜索語音購物

語音識別的應(yīng)用535．語音識別語音識別是指將人類語音中的詞匯546．機(jī)器人技術(shù)利用機(jī)器人技術(shù)可以將計算機(jī)視覺、語音識別、自動規(guī)劃等感知和認(rèn)知技術(shù)整合至極小卻高性能的傳感器、致動器及其他設(shè)計巧妙的硬件中，制造出能在各種環(huán)境中靈活處理不同任務(wù)的機(jī)器人。從應(yīng)用上看，可以將機(jī)器人分為工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人兩個類別。

（1）工業(yè)機(jī)器人

工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或其他形式的機(jī)器裝置，如圖9-16所示。它可以接受人類指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序自動運(yùn)行。工業(yè)機(jī)器人可以降低勞動力成本、提高生產(chǎn)效率，已在生產(chǎn)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。圖9-16利用工業(yè)機(jī)器人組裝汽車546．機(jī)器人技術(shù)利用機(jī)器人技術(shù)可以將計算機(jī)視55圖9-17利用服務(wù)機(jī)器人送餐

（2）服務(wù)機(jī)器人

服務(wù)機(jī)器人的定位就是服務(wù)，如圖9-17所示。從服務(wù)機(jī)器人的功能特點(diǎn)上來看，它與工業(yè)機(jī)器人的一個本質(zhì)區(qū)別在于，工業(yè)機(jī)器人的工作環(huán)境都是已知的，而服務(wù)機(jī)器人所面臨的工作環(huán)境絕大多數(shù)都是未知的，因此制造難度更大。55圖9-17利用服務(wù)機(jī)器人送餐（2）服務(wù)56人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算的應(yīng)用往往彼此交叉。例如，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中包含人工智能、大數(shù)據(jù)和云計算；大數(shù)據(jù)的應(yīng)用中包含物聯(lián)網(wǎng)、云計算和人工智能。前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了這幾種技術(shù)的一些典型應(yīng)用，下面再簡單介紹人工智能的一些典型應(yīng)用。制造人工智能的典型應(yīng)用安防交通醫(yī)療物流金融56人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算的應(yīng)用往往彼此交叉。制造571．智能制造人工智能在智能制造方面的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下兩個方面：自動識別設(shè)備工業(yè)機(jī)器人智能裝備數(shù)控機(jī)床人機(jī)交互系統(tǒng)智能生產(chǎn)集成優(yōu)化智能工廠智能設(shè)計智能管理571．智能制造人工智能在智能制造方面的應(yīng)用主582．智能金融依托大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)對金融用戶進(jìn)行畫像，提升獲客效率。通過大數(shù)據(jù)、計算力、算法的結(jié)合，搭建反欺詐、信用風(fēng)險等模型，多維度控制金融機(jī)構(gòu)的信用風(fēng)險和操作風(fēng)險，避免資產(chǎn)損失。（3）金融風(fēng)險控制（1）智能獲取客戶通過人臉識別、聲紋識別等生物識別手段，對用戶身份進(jìn)行驗(yàn)證。（4）智能客服（2）用戶身份驗(yàn)證基于自然語言處理能力和語音識別技術(shù)，建立聊天機(jī)器人客服和語音客服系統(tǒng)，降低服務(wù)成本，提升用戶服務(wù)體驗(yàn)。人工智能在金融領(lǐng)域的應(yīng)用582．智能金融依托大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)對金融用戶進(jìn)行畫像，593．智能交通智能交通是指借助現(xiàn)代科技手段和設(shè)備，將各核心交通元素連通，實(shí)現(xiàn)信息互通與共享，以及各交通元素的彼此協(xié)調(diào)、優(yōu)化配置和高效使用。如通過交通信息采集系統(tǒng)采集道路中的車輛流量、行車速度等信息，經(jīng)過信息分析處理系統(tǒng)處理后形成實(shí)時路況，決策系統(tǒng)據(jù)此調(diào)整道路紅綠燈時長；還可以通過信息發(fā)布系統(tǒng)將路況推送到導(dǎo)航軟件和廣播中，從而讓人們合理地規(guī)劃行車路線。此外，還可以通過不停車收費(fèi)系統(tǒng)（ETC），實(shí)現(xiàn)對通過ETC入口的車輛身份及信息自動采集、處理、收費(fèi)和放行，從而提高通行能力、簡化收費(fèi)管理。593．智能交通智能交通是指借助現(xiàn)代科技手段和604．智能安防智能安防技術(shù)是一種利用人工智能對視頻畫面進(jìn)行采集、存儲和分析，從中識別安全隱患并對其進(jìn)行處理的技術(shù)。智能安防與傳統(tǒng)安防的最大區(qū)別在于，傳統(tǒng)安防對人的依賴性比較強(qiáng)，非常耗費(fèi)人力，而智能安防能夠通過機(jī)器實(shí)現(xiàn)智能判斷。一類是采用畫面分割等方法對視頻畫面中的目標(biāo)進(jìn)行提取和檢測，然后利用一定的規(guī)則來判斷不同的事件并產(chǎn)生相應(yīng)的報警聯(lián)動。其應(yīng)用包括區(qū)域入侵檢測、打架檢測、人員聚集檢測、交通事件檢測等。一類是利用計算機(jī)視覺識別技術(shù)，對畫面中特定的物體進(jìn)行建模，并通過大量樣本進(jìn)行訓(xùn)練，從而識別視頻畫面中的特定物體，如車輛、人臉、人頭等。國內(nèi)智能安防分析技術(shù)主要有兩類604．智能安防智能安防技術(shù)是一種利用人工智能615．智能醫(yī)療其中，在疾病預(yù)測方面，人工智能借助大數(shù)據(jù)技術(shù)可以進(jìn)行疫情監(jiān)測，及時預(yù)測并防止疫情的進(jìn)一步擴(kuò)散；在醫(yī)療影像方面，可以利用計算機(jī)視覺等技術(shù)對醫(yī)療影像進(jìn)行分析和識別，為患者的診斷和治療提供評估方法和精準(zhǔn)診療決策。輔助診療疾病預(yù)測醫(yī)療影像識別藥物開發(fā)手術(shù)機(jī)器人人工智能在醫(yī)療方面的應(yīng)用615．智能醫(yī)療其中，在疾病預(yù)測方面，人工智能62

（1）手術(shù)機(jī)器人應(yīng)用案例

世界上最具有代表性的手術(shù)機(jī)器人是達(dá)·芬奇手術(shù)系統(tǒng)，如圖9-18所示。

達(dá)·芬奇手術(shù)系統(tǒng)分為手術(shù)臺和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端兩部分。其中，手術(shù)臺是一個有三個機(jī)械手臂的機(jī)器人，它負(fù)責(zé)對病人進(jìn)行手術(shù)。由于每個機(jī)械手臂的靈活性都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人類，而且還帶有可以進(jìn)入人體內(nèi)的攝像機(jī)，因此不僅手術(shù)的創(chuàng)口非常小，還能夠?qū)嵤┮恍┤祟惡茈y完成的手術(shù)。圖9-18利用達(dá)·芬奇手術(shù)機(jī)器人做手術(shù)62（1）手術(shù)機(jī)器人應(yīng)用案例由于63

（2）輔助診療案例在智能輔助診療的應(yīng)用中，IBMWatson是目前最成熟的案例，如圖9-19所示。IBMWatson是一個融合了自然語言處理、認(rèn)知技術(shù)、自動推理、機(jī)器學(xué)習(xí)、信息檢索等技術(shù)的人工智能系統(tǒng)，其可以在17秒內(nèi)閱讀3469本醫(yī)學(xué)專著、248000篇論文、69種治療方案、61540次試驗(yàn)數(shù)據(jù)、106000份臨床報告。

IBMWatson已通過了美國職業(yè)醫(yī)師資格考試，并部署在美國多家醫(yī)院以提供輔助診療服務(wù)。目前，IBMWatson提供診治服務(wù)的病種包括乳腺癌、肺癌、前列腺癌、膀胱癌等。圖9-19利用IBMWatson進(jìn)行輔助診療63（2）輔助診療案例64

（3）醫(yī)療影像識別案例

以色列貝斯醫(yī)學(xué)中心與哈佛醫(yī)學(xué)院合作研發(fā)的人工智能系統(tǒng)，對乳腺癌病理圖片中癌細(xì)胞的識別準(zhǔn)確率達(dá)到92%；美國企業(yè)Enlitic開發(fā)的人工智能系統(tǒng)對癌癥的檢出率超越了4位頂級的放射科醫(yī)生。64（3）醫(yī)療影像識別案例656．智能物流物流企業(yè)除利用條形碼、射頻識別技術(shù)、傳感器、全球定位系統(tǒng)等優(yōu)化和改善運(yùn)輸、倉儲、配送、裝卸等物流業(yè)基本活動外，也在嘗試使用計算機(jī)視覺及智能機(jī)器人等技術(shù)實(shí)現(xiàn)貨物自動化搬運(yùn)和揀選等，使貨物搬運(yùn)速度、揀選精度得到大幅度提升。656．智能物流物流企業(yè)除利用條形碼、射頻識別66例如，京東商城（以下簡稱京東）是國內(nèi)知名的電商企業(yè)。為壓縮物流成本，提高物流效率，京東構(gòu)建了以無人倉、無人機(jī)和無人車為三大支柱的智慧物流體系。圖9-20京東無人倉京東無人倉（見圖9-20）里主要用到了三種機(jī)器人——搬運(yùn)機(jī)器人、小型穿梭車及分揀機(jī)器人。

其中，搬運(yùn)機(jī)器人負(fù)責(zé)搬運(yùn)大型貨架，自重約100公斤，負(fù)載量達(dá)300公斤左右；小型穿梭車負(fù)責(zé)將周轉(zhuǎn)箱搬起并送到貨架盡頭的暫存區(qū)；分揀機(jī)器人配有先進(jìn)的3D視覺系統(tǒng)，可以從周轉(zhuǎn)箱中識別出客戶需要的貨物，并通過工作端的吸盤把貨物轉(zhuǎn)移到訂單周轉(zhuǎn)箱中，然后通過輸送線將訂單周轉(zhuǎn)箱傳輸至打包區(qū)；打包機(jī)器將商品打包后，一個個包裹就可以發(fā)往全國各地了。66例如，京東商城（以下簡稱京東）是國內(nèi)知名的67據(jù)了解，京東無人倉的存儲效率是傳統(tǒng)倉庫存儲效率的5倍以上。其中，分揀機(jī)器人的揀選速度可以達(dá)到3600次/小時，是傳統(tǒng)人工揀選的5倍。除無人倉外，京東還嘗試使用無人機(jī)（見圖9-21）和無人車（見圖9-22）送貨。京東無人車在行駛過程中，車頂?shù)募す飧袘?yīng)系統(tǒng)會自動檢測前方的行人、車輛等，遇到障礙物會自動避障。圖9-21京東無人機(jī)

圖9-22京東無人車67據(jù)了解，京東無人倉的存儲效率是傳統(tǒng)倉庫存儲686869虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，VR）是指利用計算機(jī)技術(shù)模擬出一個逼真的三維空間虛擬世界，使用戶完全沉浸其中，并能與其進(jìn)行自然交互，就像在真實(shí)世界中一樣。

例如，VR游戲可以讓用戶完全沉浸在游戲中，猶如身臨其境，如圖9-23所示。圖9-23VR游戲69虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，701．虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)指虛擬環(huán)境的逼真程度。理想的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境應(yīng)該使用戶真假難辨，使用戶獲得與真實(shí)環(huán)境相同的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等感官體驗(yàn)。沉浸性指用戶與虛擬環(huán)境之間可以進(jìn)行溝通和交流，并得到與真實(shí)環(huán)境一樣的響應(yīng)，即用戶在真實(shí)世界中的任何動作，均可以在虛擬環(huán)境中完整地體現(xiàn)。交互性指虛擬環(huán)境中物體按操作者的要求進(jìn)行自主運(yùn)動的程度。例如，當(dāng)受到力的推動時，物體會向力的方向移動或翻倒。自主性良好的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)應(yīng)具有的特點(diǎn)701．虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)指虛擬環(huán)境的逼真程度。理想的虛擬現(xiàn)712．虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的設(shè)備虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的設(shè)備包括建模設(shè)備、顯示設(shè)備和交互設(shè)備。其中，建模設(shè)備主要有3D掃描儀；顯示設(shè)備有普通顯示器+3D眼鏡、3D投影儀、頭戴式3D顯示器（又稱VR頭盔、VR頭顯、VR眼鏡，如圖9-24所示）等；交互設(shè)備有3D控制設(shè)備（如3D鼠標(biāo)、鍵盤、手柄等）、數(shù)據(jù)手套（見圖9-24）、位置追蹤設(shè)備、動作捕捉設(shè)備、力覺反饋設(shè)備、觸覺反饋設(shè)備（見圖9-25）、數(shù)據(jù)衣、操縱桿等。圖9-24頭戴式3D顯示器和數(shù)據(jù)手套

圖9-25頭戴式3D顯示器和觸覺反饋設(shè)備712．虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的設(shè)備虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的設(shè)備包723．虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的分類根據(jù)虛擬環(huán)境、使用目的和應(yīng)用對象的不同，可以將虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)分為以下3類。

（1）桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（DesktopVR）桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)將計算機(jī)顯示器（需使用3D眼鏡）或投影儀投影作為用戶觀察虛擬現(xiàn)實(shí)世界的窗口，用戶可以通過3D控制設(shè)備和虛擬現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行交互。桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是容易實(shí)現(xiàn)，缺點(diǎn)是參與者容易受到外界的影響，缺少完全的沉浸。723．虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的分類根據(jù)虛擬環(huán)境、使用目73

（2）沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（ImmersiveVR）沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)通常利用頭戴式3D顯示器或其他設(shè)備，把用戶的視覺、聽覺等感覺封閉起來，提供一個完全虛擬的空間，并利用位置追蹤器、數(shù)據(jù)手套、操縱桿等使用戶產(chǎn)生一種身臨其境和沉浸在虛擬空間的感覺。

（3）分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（DistributedVR）是基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，即在沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將位于不同物理位置的多個虛擬環(huán)境通過網(wǎng)絡(luò)相連，并共享信息。分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)主要應(yīng)用于遠(yuǎn)程虛擬會議、虛擬醫(yī)學(xué)會診、軍事模擬演習(xí)等領(lǐng)域。73（2）沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（Immersiv744．虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的應(yīng)用如教學(xué)仿真演示與實(shí)驗(yàn)（見圖9-26）、軍事模擬訓(xùn)練與演習(xí)（見圖9-27）、消防模擬訓(xùn)練與演練、飛機(jī)和汽車等駕駛模擬訓(xùn)練（見圖9-28）、航天模擬訓(xùn)練、外科手術(shù)模擬訓(xùn)練、建筑仿真設(shè)計與演示、產(chǎn)品仿真設(shè)計與演示（見圖9-29）、交通路況與環(huán)境仿真演示、VR影視與游戲、科學(xué)研究和工程管理可視化等。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的主要應(yīng)用藝術(shù)與娛樂可視化管理仿真設(shè)計模擬演練模擬訓(xùn)練仿真實(shí)驗(yàn)仿真演示744．虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的應(yīng)用如教學(xué)仿真演示與實(shí)驗(yàn)75圖9-26VR教學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)圖9-29VR汽車產(chǎn)品演示圖9-27VR軍事模擬訓(xùn)練圖9-28VR飛機(jī)駕駛模擬訓(xùn)練75圖9-26VR教學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)圖9-29VR汽車產(chǎn)品76例如，在汽車專業(yè)教學(xué)領(lǐng)域，當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)發(fā)動機(jī)的組成、結(jié)構(gòu)和工作原理時，傳統(tǒng)教學(xué)方法是利用圖示或放錄像的方式向?qū)W生展示相關(guān)知識，無法使學(xué)生直觀地理解和運(yùn)用；而利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，不僅可以用三維方式直觀地向?qū)W生展示發(fā)動機(jī)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)、工作原理及工作時各個零件的運(yùn)行狀態(tài)，而且可以讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行拆裝和維修發(fā)動機(jī)等實(shí)驗(yàn)，從而使教學(xué)和實(shí)驗(yàn)效果事半功倍。目前，許多學(xué)校都建立了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室。76例如，在汽車專業(yè)教學(xué)領(lǐng)域，當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)發(fā)動機(jī)77增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AugmentedReality，AR）是把真實(shí)環(huán)境和虛擬環(huán)境結(jié)合起來的一種技術(shù)。與VR不同的是，AR是在現(xiàn)實(shí)的環(huán)境中疊加虛擬內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了虛實(shí)結(jié)合。AR在用戶端無需頭戴式3D顯示器和3D鼠標(biāo)、數(shù)據(jù)手套等交互設(shè)備，只需要一個智能手機(jī)、平板計算機(jī)或AR眼鏡即可（利用AR眼鏡可同時看到現(xiàn)實(shí)環(huán)境和虛擬內(nèi)容）。AR的虛擬內(nèi)容可以是簡單的數(shù)字或文字信息，也可以是三維圖像等，用戶可以對虛擬內(nèi)容進(jìn)行移動、旋轉(zhuǎn)、縮放等操作。圖9-30為一本AR兒童書的應(yīng)用效果，用戶只需打開手機(jī)攝像功能（一些AR應(yīng)用需要利用APP實(shí)現(xiàn)），然后將攝像頭對準(zhǔn)圖書中的卡通動物，即可在手機(jī)屏幕上呈現(xiàn)卡通動物的三維影像，用戶可以直接用手與該影像互動，或利用觸摸屏移動、旋轉(zhuǎn)、縮放影像。圖9-30AR兒童書77增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AugmentedReality，AR）是把78目前，AR主要應(yīng)用于零售、教育、醫(yī)療、娛樂和游戲、廣告、軍事等領(lǐng)域。

例如，在零售領(lǐng)域，可以利用AR進(jìn)行試裝（見圖9-31）、試妝（見圖9-32），讓消費(fèi)者得到更好的購物體驗(yàn)；在教育和培訓(xùn)領(lǐng)域，可以利用AR生動地演示相關(guān)知識和應(yīng)用；在醫(yī)療領(lǐng)域做微創(chuàng)手術(shù)時，可以利用AR實(shí)時觀察手術(shù)部位，相當(dāng)于增強(qiáng)了外科醫(yī)生的視力。圖9-31AR線下試裝圖9-32AR線上試妝78目前，AR主要應(yīng)用于零售、教育、醫(yī)療、娛樂797980狹義地講，區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N按照時間順序?qū)?shù)據(jù)區(qū)塊以順序相連的方式組合成的一種鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并以密碼學(xué)方式保證的不可篡改且不可偽造的分布式賬本。廣義地講，區(qū)塊鏈技術(shù)是利用塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來驗(yàn)證與存儲數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點(diǎn)共識算法來生成和更新數(shù)據(jù)、利用密碼學(xué)方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的分布式基礎(chǔ)架構(gòu)與計算方式。區(qū)塊鏈（Blockchain）是比特幣的底層技術(shù)，像一個數(shù)據(jù)庫賬本，記載所有的交易記錄，本質(zhì)上是一個去中心化的數(shù)據(jù)庫。區(qū)塊鏈技術(shù)因其安全、便捷的特性逐漸得到了金融業(yè)的關(guān)注。80狹義地講，區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N按照時間順序?qū)?shù)據(jù)區(qū)81對賬本的一次操作，導(dǎo)致賬本狀態(tài)的一次改變，如添加一條轉(zhuǎn)賬記錄。交易（Transaction）記錄一段時間內(nèi)發(fā)生的所有交易和狀態(tài)結(jié)果，是對當(dāng)前賬本狀態(tài)的一次共識。區(qū)塊（Block）由區(qū)塊按照發(fā)生順序串聯(lián)而成，是整個賬本狀態(tài)變化的日志記錄。鏈（Chain）區(qū)塊鏈的基本概念如果把區(qū)塊鏈作為一個狀態(tài)機(jī)，則每次交易就是試圖改變一次狀態(tài)，而每次共識生成的區(qū)塊，就是參與者對于區(qū)塊中交易導(dǎo)致狀態(tài)改變的結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)。81對賬本的一次操作，導(dǎo)致賬本狀態(tài)的一次改變，如添加一條轉(zhuǎn)賬82下面以比特幣網(wǎng)絡(luò)為例，介紹區(qū)塊鏈技術(shù)的工作原理。首先，比特幣客戶端發(fā)起一項(xiàng)交易，廣播到比特幣網(wǎng)絡(luò)中并等待確認(rèn)。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)會將一些收到的等待確認(rèn)的交易記錄打包在一起（此外，還要包括前一個區(qū)塊頭部的哈希值等信息），組成一個候選區(qū)塊。然后，試圖找到一個Nonce串（隨機(jī)串）放到區(qū)塊中，使得候選區(qū)塊的哈希結(jié)果滿足一定條件（比如小于某個值）。這個Nonce串的查找需要一定的時間去進(jìn)行計算嘗試。一旦節(jié)點(diǎn)算出來滿足條件的Nonce串，這個區(qū)塊在格式上就被認(rèn)為是“合法”了，就可以嘗試在網(wǎng)絡(luò)中將它廣播出去。其他節(jié)點(diǎn)收到候選區(qū)塊，進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)確實(shí)符合約定條件了，就承認(rèn)這個區(qū)塊是一個合法的新區(qū)塊，并添加到自己維護(hù)的區(qū)塊鏈上。當(dāng)大部分節(jié)點(diǎn)都將區(qū)塊添加到自己維護(hù)的區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)上時，該區(qū)塊被網(wǎng)絡(luò)接受，區(qū)塊中所包括的交易也就得到確認(rèn)。82下面以比特幣網(wǎng)絡(luò)為例，介紹區(qū)塊鏈技術(shù)的工作83區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)從單純的技術(shù)探討走向了應(yīng)用落地的階段。國內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)大量與之相關(guān)的企業(yè)和團(tuán)隊。有些企業(yè)已經(jīng)結(jié)合自身業(yè)務(wù)摸索出了頗具特色的應(yīng)用場景，更多的企業(yè)還處于不斷探索和驗(yàn)證的階段。下面列舉幾個在未來幾年內(nèi)，可能深入應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的場景。1．金融服務(wù)區(qū)塊鏈帶來的潛在優(yōu)勢包括降低交易成本、減少跨組織交易風(fēng)險等。金融領(lǐng)域的區(qū)塊鏈應(yīng)用目前最受關(guān)注，全球不少銀行、證券、保險等金融機(jī)構(gòu)都是主力推動者。部分投資機(jī)構(gòu)也在應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)降低管理成本和管控風(fēng)險。83區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)從單純的技術(shù)探討走向了應(yīng)用落84除了眾所周知的比特幣等數(shù)字貨幣實(shí)驗(yàn)外，還有諸多金融機(jī)構(gòu)進(jìn)行了有意義的嘗試。下面分別介紹。

（1）中國人民銀行成立了“中國人民銀行數(shù)字貨幣研究所”，并深入研究了數(shù)字貨幣涉及的相關(guān)技術(shù)，包括區(qū)塊鏈技術(shù)、移動支付、可信可控云計算、密碼算法、安全芯片等。

（2）2016年6月，加拿大央行公開了正在開發(fā)基于區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)字版加拿大元（名稱為CAD幣），以允許用戶使用加元來兌換該數(shù)字貨幣。84除了眾所周知的比特幣等數(shù)字貨幣實(shí)驗(yàn)外，還有85

（3）英國央行在數(shù)字化貨幣方面進(jìn)展十分突出，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了基于分布式賬本平臺的數(shù)字化貨幣系統(tǒng)——RSCoin。

（4）2017年1月，中國郵儲銀行宣布攜手IBM推出基于區(qū)塊鏈技術(shù)的資產(chǎn)托管系統(tǒng)，是中國銀行業(yè)首次將區(qū)塊鏈技術(shù)成功應(yīng)用于核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

（5）2017年3月，日本國會通過《2017稅務(wù)改革法案》，該法案將比特幣等數(shù)字貨幣定義為貨幣等價物，可以用于數(shù)字支付和轉(zhuǎn)賬。85（3）英國央行在數(shù)字化貨幣方面進(jìn)展十分突出862．征信和權(quán)屬管理

征信和權(quán)屬的數(shù)字化管理是大型社交平臺和保險公司都夢寐以求的。目前該領(lǐng)域的主要技術(shù)問題包括缺乏足夠的數(shù)據(jù)和分析能力，缺乏可靠的平臺支持及有效的數(shù)據(jù)整合管理等。區(qū)塊鏈被認(rèn)為可以促進(jìn)數(shù)據(jù)交易和流動，提供安全可靠的支持。征信行業(yè)的門檻比較高，需要多方資源共同推動。目前，包括美國國際數(shù)據(jù)集團(tuán)（IDG）、騰訊、安永、普華永道等都已注資或進(jìn)入基于區(qū)塊鏈的征信管理領(lǐng)域，特別是跟保險和互助經(jīng)濟(jì)相關(guān)的應(yīng)用場景。862．征信和權(quán)屬管理征信和權(quán)屬的數(shù)字化管理是873．資源共享當(dāng)前，以Uber和Airbnb為代表的共享經(jīng)濟(jì)模式正在多個垂直領(lǐng)域沖擊傳統(tǒng)行業(yè)。這一模式鼓勵人們通過互聯(lián)網(wǎng)共享閑置資源。資源共享目前面臨的問題主要包括：共享過程成本過高，用戶行為評價難，共享服務(wù)管理難。區(qū)塊鏈技術(shù)為解決上述問題提供了更多的可能性。相比于依賴中間方的資源共享模式，基于區(qū)塊鏈的模式能更直接地連接資源的供給方和需求方，從而減少交易環(huán)節(jié)和成本，其透明、不可篡改的特性也有助于減少摩擦。873．資源共享當(dāng)前，以Uber和Airbnb884．貿(mào)易管理區(qū)塊鏈技術(shù)可以有效地減少自動化國際貿(mào)易和物流供應(yīng)鏈領(lǐng)域中煩瑣的手續(xù)和流程?；趨^(qū)塊鏈設(shè)計的貿(mào)易管理方案會為參與的多方企業(yè)帶來更多便利。另外，貿(mào)易中銷售和法律合同的數(shù)字化、貨物監(jiān)控與檢測、實(shí)時支付等方向都可能成為創(chuàng)業(yè)公司的突破口。類似“一帶一路”這樣創(chuàng)新的投資建設(shè)模式，會碰到來自地域、貨幣、信任等各方面的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在已經(jīng)有一些參與到一帶一路中的部門，在對區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行探索應(yīng)用。884．貿(mào)易管理區(qū)塊鏈技術(shù)可以有效地減少自動化895．物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)也是很適合應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的一個領(lǐng)域，預(yù)計在未來幾年內(nèi)會有大量應(yīng)用出現(xiàn)，特別是租賃、物流等特定場景。但目前階段，物聯(lián)網(wǎng)自身的技術(shù)局限將造成短期內(nèi)不會出現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。895．物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)也是很適合應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的9090計算機(jī)導(dǎo)論第九章計算機(jī)新技術(shù)及應(yīng)用計算機(jī)導(dǎo)論第九章計算機(jī)新技術(shù)及應(yīng)用近年來，在計算機(jī)領(lǐng)域出現(xiàn)了許多新技術(shù)和應(yīng)用，包括物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和區(qū)塊鏈等。這些新技術(shù)和應(yīng)用對我們的工作、學(xué)習(xí)、娛樂方式都產(chǎn)生了深刻的影響，同時對社會的發(fā)展也起到了重要的推動作用。本章導(dǎo)讀92近年來，在計算機(jī)領(lǐng)域出現(xiàn)了許多新技術(shù)和應(yīng)用，包了解物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)知識和應(yīng)用。了解大數(shù)據(jù)的相關(guān)知識和應(yīng)用。了解云計算的相關(guān)知識和應(yīng)用。了解人工智能的相關(guān)知識和應(yīng)用。了解虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的相關(guān)知識和應(yīng)用。了解區(qū)塊鏈的基本原理和典型應(yīng)用場景。學(xué)習(xí)目標(biāo)93了解物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)知識和應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo)3區(qū)塊鏈虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)人工智能云計算大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)目錄9.19.29.39.49.59.694區(qū)塊鏈虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)人工智能云計算大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)目錄9.195596物聯(lián)網(wǎng)又稱傳感網(wǎng)，是利用射頻識別（RFID）、傳感器、全球定位系統(tǒng)（GPS）、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

RFID是射頻識別（RadioFrequencyIdentification）的英文縮寫，

是20世紀(jì)90年代開始興起的一種自動識別技術(shù)。RFID系統(tǒng)主要由3部分組

成：電子標(biāo)簽（Tag）、閱讀器（Reader）和天線（Antenna）。其中，電子標(biāo)簽用于存儲物體的標(biāo)識信息；閱讀器用于以射頻信號方式讀取電子標(biāo)簽中的信息；天線用于發(fā)射和接收射頻信號，往往內(nèi)置在電子標(biāo)簽和閱讀器中。

傳感器也稱感應(yīng)器，是一種探測裝置，利用它可以感知物體或環(huán)境的溫度、濕度、電磁輻射或氣體成分等屬性，并將感知的信息轉(zhuǎn)換成為電信號或其他形式輸出。提示6物聯(lián)網(wǎng)又稱傳感網(wǎng)，是利用射頻識別（RFID）97物聯(lián)網(wǎng)的定義包含兩層意思：一是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，它是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；二是其用戶終端延伸和擴(kuò)展到了任何物體與物體之間，使任何物體與物體之間都可以進(jìn)行信息交換和通信。

簡而言之，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)”，如圖9-1所示。圖9-1物聯(lián)網(wǎng)示意圖7物聯(lián)網(wǎng)的定義包含兩層意思：一是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)仍98圖9-2物聯(lián)網(wǎng)的3層結(jié)構(gòu)模型物聯(lián)網(wǎng)作為一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，與其他網(wǎng)絡(luò)一樣，也有其特有的體系結(jié)構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層3個層次，如圖9-2所示。物聯(lián)網(wǎng)的3層結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的基本特征，即全面感知、可靠傳遞和智能處理。8圖9-2物聯(lián)網(wǎng)的3層結(jié)構(gòu)模型物聯(lián)網(wǎng)作為一99物聯(lián)網(wǎng)的感知層利用RFID、傳感器、攝像頭、全球定位系統(tǒng)等傳感技術(shù)和設(shè)備，隨時隨地獲取物體的屬性信息并傳輸給網(wǎng)絡(luò)層。

物體屬性包括靜態(tài)和動態(tài)兩種，其中，靜態(tài)屬性可以存儲在電子標(biāo)簽中，使用閱讀器讀??；動態(tài)屬性（如溫度、濕度、速度、位置等）則需要使用傳感器、攝像頭或全球定位系統(tǒng)（GPS）等實(shí)時探測。（1）感知層（2）網(wǎng)絡(luò)層通過各種網(wǎng)絡(luò)，將物體的信息實(shí)時、準(zhǔn)確地傳遞給應(yīng)用層。（3）應(yīng)用層應(yīng)用層有一個信息處理中心，用來處理從感知層得到的信息，以實(shí)現(xiàn)物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等實(shí)際應(yīng)用。9物聯(lián)網(wǎng)的感知層利用RFID、傳感器、攝像頭、100物聯(lián)網(wǎng)作為一種新興的信息技術(shù)，其應(yīng)用正在迅速向各個領(lǐng)域蔓延，從家居、醫(yī)療、物流、交通、零售、金融、工業(yè)到農(nóng)業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用無處不在。如共享單車，只要拿出手機(jī)掃一掃即可打開智能鎖騎行，這些智能鎖使用的就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。1．智能家居物聯(lián)網(wǎng)在智能家居中的應(yīng)用包括設(shè)備控制、設(shè)施控制、防盜報警等，如圖9-3所示。例如，可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將家中的設(shè)備和設(shè)施連接在一起（需要為相關(guān)設(shè)備和設(shè)施安裝傳感器、智能插座并連接到互聯(lián)網(wǎng)），然后通過智能手機(jī)遠(yuǎn)程查看、關(guān)閉或開啟這些設(shè)備和設(shè)施。此外，還可以在設(shè)備之間或人和設(shè)備之間形成智能聯(lián)動。例如，客廳門打開時，客廳燈自動開啟；人離開客廳10分鐘后，客廳燈自動關(guān)閉。圖9-3智能家居10物聯(lián)網(wǎng)作為一種新興的信息技術(shù)，其應(yīng)用正在迅1012．智能醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)在智能醫(yī)療中的應(yīng)用包括病人監(jiān)控、遠(yuǎn)程醫(yī)療、醫(yī)療管理、醫(yī)院物資管理等，如圖9-4所示。例如，通過在病人身上安裝醫(yī)療傳感設(shè)備，醫(yī)生可以通過手機(jī)、平板計算機(jī)等實(shí)時掌握病人的各項(xiàng)生理指標(biāo)數(shù)據(jù)，從而更科學(xué)、合理地制訂診療方案，或者進(jìn)行遠(yuǎn)程診療。此外，我們在醫(yī)院看病時利用就診卡掛號、分診、付費(fèi)、取化驗(yàn)單、取藥等，也是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（就診卡中內(nèi)嵌有電子標(biāo)簽芯片）實(shí)現(xiàn)的。圖9-4智能醫(yī)療112．智能醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)在智能醫(yī)療中的應(yīng)用包括病1023．智能物流例如，利用GPS，RFID，傳感器等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和設(shè)備，在物流過程中實(shí)現(xiàn)實(shí)時對車輛定位、運(yùn)輸物品監(jiān)控、配送跟蹤、在線調(diào)度的可視化管理。物聯(lián)網(wǎng)在智能物流中的應(yīng)用安全追蹤裝卸管理包裝管理運(yùn)輸管理配送管理物品識別庫存監(jiān)控123．智能物流例如，利用GPS，RFID，傳1034．智能交通物聯(lián)網(wǎng)在智能交通中的應(yīng)用包括車輛定位與調(diào)度、交通狀況感知、交通智能化管控、停車管理等，如圖9-5所示。圖9-5智能交通例如，可以通過檢測設(shè)備（如攝像頭）自動檢測道路擁堵情況，并利用人工智能技術(shù)自動調(diào)配紅綠燈，或者向車主預(yù)告擁堵路段、推薦最佳行駛路線。134．智能交通物聯(lián)網(wǎng)在智能交通中的應(yīng)用包括車1045．智能工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在智能工業(yè)中的應(yīng)用包括生產(chǎn)過程控制、供應(yīng)鏈跟蹤、生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測、產(chǎn)品質(zhì)量檢測等。

例如，鋼鐵企業(yè)利用傳感器和通信網(wǎng)絡(luò)，在生產(chǎn)過程中對產(chǎn)品的寬度、厚度、溫度等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化生產(chǎn)流程。145．智能工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在智能工業(yè)中的應(yīng)用包括生1056．智能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用包括自動灌溉、自動施肥、自動噴藥、異地監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測等，如圖9-6所示。

例如，利用溫度傳感器、濕度傳感器和光線傳感器等，實(shí)時獲得大棚內(nèi)農(nóng)作物的生長環(huán)境信息，然后通過手機(jī)等設(shè)備遠(yuǎn)程操控遮光板、通風(fēng)口等設(shè)備的開啟或關(guān)閉，讓農(nóng)作物始終處于最優(yōu)的生長環(huán)境，從而提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。圖9-6智能農(nóng)業(yè)156．智能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用包括自10616107大數(shù)據(jù)（BigData）也稱海量數(shù)據(jù)或巨量數(shù)據(jù)，是指數(shù)據(jù)量大到無法利用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)在合理的時間內(nèi)獲取、存儲、管理和分析的數(shù)據(jù)集合?！按髷?shù)據(jù)”一詞除用來描述信息時代產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)外，也被用來命名與之相關(guān)的技術(shù)、創(chuàng)新與應(yīng)用。提示最早提出“大數(shù)據(jù)”時代已經(jīng)到來的是全球知名咨詢公司麥肯錫。麥肯錫在2011年發(fā)布的《大數(shù)據(jù)：創(chuàng)新、競爭和生產(chǎn)力的下一個新領(lǐng)域》報告中指出：“大數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到當(dāng)今每一個行業(yè)和業(yè)務(wù)職能領(lǐng)域，成為重要的生產(chǎn)因素。人們對于海量數(shù)據(jù)的挖掘和運(yùn)用，預(yù)示著新一波生產(chǎn)率增長和消費(fèi)者盈余浪潮的到來?！?7大數(shù)據(jù)（BigData）也稱海量數(shù)據(jù)或巨108大數(shù)據(jù)的四大特征（4V）海量的數(shù)據(jù)規(guī)模（Volume）快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)（Velocity）多樣的數(shù)據(jù)類型（Variety）價值密度低（Value）

（1）海量的數(shù)據(jù)規(guī)模（Volume）

2004年，全球數(shù)據(jù)總量為30EB，2005年達(dá)到50EB，2015年達(dá)到7900EB。根據(jù)國際數(shù)據(jù)資訊（IDC）公司監(jiān)測，全球數(shù)據(jù)量大約每兩年翻一番，預(yù)計到2020年，全球?qū)碛?5ZB的數(shù)據(jù)。18大數(shù)據(jù)海量的數(shù)據(jù)規(guī)模（Volume）快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)（Ve1