任務(wù)2　了解計算機新技術(shù)

隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，計算機技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展，近年來云計算、大數(shù)據(jù)、VR、AR、MR、CR、AI、3D打印和“互聯(lián)網(wǎng)+”等計算機新技術(shù)及應(yīng)用，不僅給信息技術(shù)領(lǐng)域帶來重大影響，更對社會的發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用。

1.2.1　任務(wù)描述

李偉最近使用計算機時發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)頁中經(jīng)常會推薦一些他曾經(jīng)搜索或關(guān)注過的信息；在游樂園中玩一些“身臨其境”項目。李偉覺得太神奇了，越來越多的新技術(shù)被應(yīng)用到工作和生活中，由此對計算機新興技術(shù)非常感興趣，想弄明白是怎么回事，通過各種途徑查閱資料，學(xué)習(xí)相關(guān)的知識，了解這些新技術(shù)及其應(yīng)用。

1.2.2　任務(wù)分析

要完成這項任務(wù)，首先要了解云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)及應(yīng)用；其次要明白近幾年新興計算機技術(shù)如VR等。

1.2.3　任務(wù)實施

李偉通過查閱資料后明白，原來網(wǎng)頁中經(jīng)常會推薦一些他曾經(jīng)搜索或關(guān)注過的信息是云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的結(jié)果，它將用戶的使用習(xí)慣、搜索習(xí)慣記錄到數(shù)據(jù)庫中，應(yīng)用獨特的算法計算出用戶可能對什么感興趣或?qū)κ裁从行枨?，然后將相同的類目推薦到用戶眼前?！吧砼R其境”的游樂項目是運用VR、AR等新技術(shù)來實現(xiàn)的。

1．云計算

云計算是國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是基于互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的增加、使用和交付模式。云計算通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴展且經(jīng)常是虛擬化的資源，是傳統(tǒng)計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。

云計算技術(shù)中主要包括3種角色，分別為資源的整合運營者、資源的使用者和終端客戶。資源的整合運營者負(fù)責(zé)資源的整合輸出，資源的使用者負(fù)責(zé)將資源轉(zhuǎn)變?yōu)闈M足客戶需求的應(yīng)用，而終端客戶則是資源的最終消費者。

云計算技術(shù)作為一項應(yīng)用范圍廣、對產(chǎn)業(yè)影響深的技術(shù)，正逐步向各種產(chǎn)業(yè)滲透，產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)模式、技術(shù)模式和產(chǎn)品銷售模式等都會隨著云計算技術(shù)發(fā)生深刻的改變，進(jìn)而影響人們的工作和生活。

2．認(rèn)識大數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)是指存儲在某種介質(zhì)上包含信息的物理符號。進(jìn)入電子時代后，人們生產(chǎn)數(shù)據(jù)的能力和數(shù)量得到飛速的提升，而這些數(shù)據(jù)的增加促使了大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。大數(shù)據(jù)是指無法在一定時間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理、處理的數(shù)據(jù)集合，對大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析不僅需要采用集群的方法獲取強大的數(shù)據(jù)分析能力，還需要研究面向大數(shù)據(jù)的新數(shù)據(jù)分析算法。

針對大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的大數(shù)據(jù)技術(shù)，是指為了傳送、存儲、分析和應(yīng)用大數(shù)據(jù)而采用的軟件和硬件技術(shù)，也可將其看作面向數(shù)據(jù)的高性能計算系統(tǒng)。從技術(shù)層面來看，大數(shù)據(jù)與云計算的關(guān)系密不可分，大數(shù)據(jù)采用分布式架構(gòu)對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式數(shù)據(jù)挖掘，這使它依托云計算的分布式處理、分布式數(shù)據(jù)庫、云存儲和虛擬化技術(shù)。

3．VR

VR（Virtual Reality）即虛擬現(xiàn)實，是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以使用計算機生成一種模擬環(huán)境，通過多源信息融合的交互式三維動態(tài)視景和實體行為的系統(tǒng)仿真，帶給用戶身臨其境的體驗。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要包括模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設(shè)備等方面。其中，模擬環(huán)境是指由計算機生成的實時動態(tài)的三維圖像；感知是指一切人所具有的感知，包括視覺、聽覺、觸覺、力覺、運動感知，甚至包括嗅覺和味覺等；自然技能是指計算機對人體行為動作數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并對用戶輸入做出實時響應(yīng)；傳感設(shè)備是指三維交互設(shè)備。圖1-24所示為VR眼鏡。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)將人類帶入了三維信息視角，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，人們可以全角度觀看電影、比賽、風(fēng)景、新聞等，VR游戲技術(shù)甚至可以追蹤用戶的工作行為，對用戶的移動、步態(tài)等進(jìn)行追蹤和交互，如圖1-25所示。

1.2.4　知識儲備

1．云計算技術(shù)

云計算技術(shù)是硬件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展到一定階段出現(xiàn)的新技術(shù)，是對實現(xiàn)云計算模式所需的所有技術(shù)的總稱。分布式計算技術(shù)、虛擬化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、服務(wù)器技術(shù)、數(shù)據(jù)中心技術(shù)、云計算平臺技術(shù)、分布式存儲技術(shù)等都屬于云計算技術(shù)的范疇。云計算技術(shù)意味著計算能力也可作為一種商品通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行流通。

2．云計算的特點

傳統(tǒng)計算模式向云計算模式發(fā)展如同單臺發(fā)電模式向集中供電模式的轉(zhuǎn)變，云計算是將計算任務(wù)分布在由大量計算機構(gòu)成的資源池上，使用戶能夠按需獲取計算能力、存儲空間和信息服務(wù)。與傳統(tǒng)的資源提供方式相比，云計算主要具有以下特點。

（1）可擴展性高。云計算是一種由資源低效的分散使用到資源高效的集中化使用的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)分散在不同計算機上的資源，其利用率非常低，通常會造成資源的極大浪費。而云計算將資源集中起來，資源的利用效率會大大提升。資源的集中化和資源需求的不斷提高，也對資源池的可擴張性提出了要求，因此云計算系統(tǒng)只有具備優(yōu)秀的資源擴張能力才能方便新資源的加入，有效滿足對不斷增長的資源需求。

（2）按需服務(wù)。對于用戶而言，云計算系統(tǒng)的優(yōu)點是可以適應(yīng)自身對資源不斷變化的需求。云計算系統(tǒng)按需向用戶提供資源，用戶只需為自己實際消費的資源量付費，而不必自己購買和維護(hù)大量固定的硬件資源。這不僅為用戶節(jié)約了成本，還可促使應(yīng)用軟件的開發(fā)者創(chuàng)造出更多有趣和實用的應(yīng)用。同時，按需服務(wù)讓用戶在服務(wù)選擇上具有更大的空間，用戶可以通過繳納不同的費用來獲取不同層次的服務(wù)。

（3）虛擬化。云計算利用軟件來實現(xiàn)硬件資源的虛擬化管理、調(diào)度及應(yīng)用，支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應(yīng)用服務(wù)。通過“云”這個龐大的資源池，用戶可以方便地使用網(wǎng)絡(luò)資源、計算資源、數(shù)據(jù)庫資源、硬件資源、存儲資源等，大大降低了維護(hù)成本，提高了資源的利用率。

（4）可靠性和安全性高。在云計算中，用戶數(shù)據(jù)存儲在服務(wù)器端，應(yīng)用程序在服務(wù)器端運行，計算由服務(wù)器端處理，數(shù)據(jù)被復(fù)制到多個服務(wù)器節(jié)點上。當(dāng)某一個節(jié)點任務(wù)失敗時，即可在該節(jié)點終止，再啟動另一個程序或節(jié)點，保證應(yīng)用和計算正常進(jìn)行。

（5）網(wǎng)絡(luò)化的資源接入。云計算系統(tǒng)的應(yīng)用需要網(wǎng)絡(luò)的支撐，才能為最終用戶提供服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展是推動云計算出現(xiàn)的首要動力。

3．云計算的應(yīng)用

隨著云計算技術(shù)產(chǎn)品、解決方案的不斷成熟，云計算的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷發(fā)生擴展，衍生出了云制造、教育云、環(huán)保云、物流云、云安全、云存儲、云游戲、移動云計算等各種功能，對醫(yī)藥醫(yī)療領(lǐng)域、制造領(lǐng)域、金融與能源領(lǐng)域、電子政務(wù)領(lǐng)域、教育科研領(lǐng)域的影響巨大，為數(shù)據(jù)存儲、虛擬辦公等方面也提供了非常大的便利。下面介紹常見的3種云計算應(yīng)用。

（1）云安全。

云安全是云計算的重要分支，在反病毒領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。云安全技術(shù)可以通過網(wǎng)狀的大量客戶端對網(wǎng)絡(luò)中軟件的異常行為進(jìn)行監(jiān)測，獲取互聯(lián)網(wǎng)中木馬和惡意程序的最新信息，自動分析和處理信息，并將解決方案發(fā)送到每一個客戶端。

云安全融合了并行處理、網(wǎng)格計算、未知病毒行為判斷等新興技術(shù)和概念，理論上可以把病毒的傳播范圍控制在一定區(qū)域內(nèi)，且整個云安全網(wǎng)絡(luò)對病毒的上報和查殺速度非常快，在反病毒領(lǐng)域中意義重大。但所涉及的安全問題也非常廣泛，對于最終用戶而言，需要了解云安全技術(shù)在用戶身份安全、共享業(yè)務(wù)安全和用戶數(shù)據(jù)安全等方面的問題。

①用戶身份安全。用戶登錄到云端使用應(yīng)用與服務(wù)，系統(tǒng)在確保使用者身份合法之后才為其提供服務(wù)，如果非法用戶取得了用戶身份，則會對合法用戶的數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)產(chǎn)生危害。

②共享業(yè)務(wù)安全。云計算通過虛擬化技術(shù)實現(xiàn)資源共享調(diào)用，可以提高資源的利用率，但同時共享也會帶來安全問題。云計算不僅需要保證用戶資源間的隔離，還要針對虛擬機、虛擬交換機、虛擬存儲等虛擬對象提供安全保護(hù)策略。

③用戶數(shù)據(jù)安全。數(shù)據(jù)安全問題包括數(shù)據(jù)丟失、泄露、篡改等，因此應(yīng)對數(shù)據(jù)采取復(fù)制、存儲加密等有效的保護(hù)措施，確保數(shù)據(jù)的安全。此外，賬戶、服務(wù)和通信劫持，不安全的應(yīng)用程序接口，操作錯誤等問題也會對云安全造成隱患。

云安全系統(tǒng)的建立并非輕而易舉，要想保證系統(tǒng)正常運行，不僅需要海量的客戶端、專業(yè)的反病毒技術(shù)和經(jīng)驗、大量的資金和技術(shù)投入，還應(yīng)提供開放的系統(tǒng)，讓大量合作伙伴加入。

（2）云存儲。

云存儲是一種新興的網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)，可將存儲資源放到云上供用戶存取。云存儲通過集群應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能將網(wǎng)絡(luò)中大量不同類型的存儲設(shè)備集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問功能。通過云存儲，用戶可以在任何時間、任何地點，將任何可聯(lián)網(wǎng)的裝置連接到云上存取數(shù)據(jù)。

在使用云存儲功能時，用戶只需要為實際使用的存儲容量付費，不用額外安裝物理存儲設(shè)備，減少成本。但云存儲也反映了一些可能存在的問題，例如，如果用戶在云存儲中保存重要數(shù)據(jù)，則數(shù)據(jù)安全可能存在潛在隱患，其可靠性和可用性取決于廣域網(wǎng)（WAN）的可用性和服務(wù)提供商的預(yù)防措施等級。對于一些具有特定記錄保留需求的用戶，在采用云存儲的過程中還需進(jìn)一步了解和掌握云存儲。

提示：云盤也是一種以云計算為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)，目前，各大互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也在陸續(xù)開發(fā)自己的云盤，如百度云盤等。

（3）云游戲。

云游戲是一種以云計算技術(shù)為基礎(chǔ)的在線游戲技術(shù)，云游戲模式中的所有游戲都在服務(wù)器端運行，并通過網(wǎng)絡(luò)將渲染后的游戲畫面壓縮傳送給用戶。

云游戲技術(shù)主要包括云端完成游戲運行與畫面渲染的云計算技術(shù)，以及玩家終端與云端間的流媒體傳輸技術(shù)。對于云游戲運營商而言，只需花費服務(wù)器升級的成本，而不需要不斷投入巨額的新主機研發(fā)費用；對于游戲玩家而言，玩家的游戲終端無須擁有強大的圖形運算與數(shù)據(jù)處理能力等，只需擁有基本的流媒體播放能力與獲取玩家輸入指令并發(fā)送給云端服務(wù)器的能力即可。

4．大數(shù)據(jù)處理的基本流程

大數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)源類型多種多樣，在不同的場合通常需要使用不同的處理方法。在處理大數(shù)據(jù)的過程中，通常需要經(jīng)過采集、導(dǎo)入、預(yù)處理、統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)展現(xiàn)等步驟。在合適的工具輔助下，對不同類型的數(shù)據(jù)源進(jìn)行融合、取樣和分析，按照一定的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一存儲數(shù)據(jù)，并通過去噪等數(shù)據(jù)分析技術(shù)對其進(jìn)行降維處理，然后進(jìn)行分類或群集，最后提取信息，選擇可視化方式將結(jié)果展示給終端用戶。

（1）數(shù)據(jù)抽取和集成。數(shù)據(jù)的抽取和集成是大數(shù)據(jù)處理的第一步，從抽取數(shù)據(jù)中提取關(guān)系和實體，經(jīng)過關(guān)聯(lián)和聚合等操作，按照統(tǒng)一定義的格式對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。如基于物化或數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)方法的引擎（Materialization or ETL Engine）、基于聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫或中間件方法的引擎（Federation Engine or Mediator）和基于數(shù)據(jù)流方法的引擎（Stream Engine）均是現(xiàn)有主流的數(shù)據(jù)抽取和集成方式。

（2）數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)分析是大數(shù)據(jù)處理的核心步驟，在決策支持、商業(yè)智能、推薦系統(tǒng)、預(yù)測系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。在從異構(gòu)的數(shù)據(jù)源中獲取了原始數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入一個集中的大型分布式數(shù)據(jù)庫或分布式存儲集群，進(jìn)行一些基本的預(yù)處理工作，然后根據(jù)自己的需求對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如數(shù)據(jù)挖掘、機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等。

（3）數(shù)據(jù)解釋和展現(xiàn)。在完成數(shù)據(jù)的分析后，應(yīng)該使用合適的、便于理解的展示方式將正確的數(shù)據(jù)處理結(jié)果展示給終端用戶，可視化和人機交互是數(shù)據(jù)解釋的主要技術(shù)。

5．大數(shù)據(jù)的典型應(yīng)用案例

在以云計算為代表的技術(shù)創(chuàng)新背景下，收集和處理數(shù)據(jù)變得更加簡便，國務(wù)院在印發(fā)的《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》中系統(tǒng)地部署了大數(shù)據(jù)發(fā)展工作，通過各行各業(yè)的不斷創(chuàng)新，大數(shù)據(jù)也將創(chuàng)造更多價值，下面對大數(shù)據(jù)典型應(yīng)用案例進(jìn)行介紹。

（1）高能物理。高能物理是一個與大數(shù)據(jù)聯(lián)系十分緊密的學(xué)科?？茖W(xué)家往往要從大量的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)一些小概率的粒子事件，如比較典型的離線處理方式，由探測器組負(fù)責(zé)在實驗時獲取數(shù)據(jù)，而最新的LHC實驗每年采集的數(shù)據(jù)高達(dá)15PB。高能物理中的數(shù)據(jù)不僅海量，而且沒有關(guān)聯(lián)性，要從海量數(shù)據(jù)中提取有用的事件，就可以使用并行計算技術(shù)對各個數(shù)據(jù)文件進(jìn)行較為獨立的分析處理。

（2）推薦系統(tǒng)。推薦系統(tǒng)可以通過電子商務(wù)網(wǎng)站向用戶提供商品信息和建議，如商品推薦、新聞推薦、視頻推薦等。而實現(xiàn)推薦過程則需要依賴大數(shù)據(jù)，用戶在訪問網(wǎng)站時，網(wǎng)站會記錄和分析用戶的行為并建立模型，將該模型與數(shù)據(jù)庫中的產(chǎn)品進(jìn)行匹配后，才能完成推薦過程。為了實現(xiàn)這個推薦過程，需要存儲海量的客戶訪問信息，并基于大量數(shù)據(jù)的分析，推薦出與用戶行為相符合的內(nèi)容。

（3）搜索引擎系統(tǒng)。搜索引擎系統(tǒng)是常見的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，為了有效地完成互聯(lián)網(wǎng)上數(shù)量巨大的信息的收集、分類和處理工作，搜索引擎系統(tǒng)大多基于集群架構(gòu)。搜索引擎系統(tǒng)的發(fā)展歷程為大數(shù)據(jù)研究積累了寶貴的經(jīng)驗。

6．其他新興技術(shù)

（1）AR。

增強現(xiàn)實技術(shù)（Augmented Reality，AR）是一種實時計算攝像機影像位置及角度，并賦予其相應(yīng)圖像、視頻、3D模型的技術(shù)。增強現(xiàn)實技術(shù)的目標(biāo)是在屏幕上把虛擬世界套入現(xiàn)實世界，然后與之互動。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是百分之百的虛擬世界，而增強現(xiàn)實技術(shù)則是以現(xiàn)實世界的實體為主體，借助數(shù)字技術(shù)讓用戶可以探索現(xiàn)實世界并與之交互。虛擬現(xiàn)實看到的場景、人物都是虛擬的，增強現(xiàn)實技術(shù)看到的場景、人物半真半假，現(xiàn)實場景和虛擬場景的結(jié)合需借助攝像頭進(jìn)行拍攝，在拍攝畫面的基礎(chǔ)上結(jié)合虛擬畫面進(jìn)行展示和互動。

增強現(xiàn)實技術(shù)包含多媒體、三維建模、實時視頻顯示及控制、多傳感器融合、實時跟蹤及注冊、場景融合等多項新技術(shù)。增強現(xiàn)實技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域類似，如尖端武器、飛行器的研制與開發(fā)、數(shù)據(jù)模型的可視化、虛擬訓(xùn)練、娛樂與藝術(shù)等。但增強現(xiàn)實技術(shù)對真實環(huán)境進(jìn)行增強顯示輸出的特性，使其在醫(yī)療、軍事、古跡復(fù)原、工業(yè)維修、網(wǎng)絡(luò)視頻通信、電視轉(zhuǎn)播、娛樂游戲、旅游展覽、建設(shè)規(guī)劃等領(lǐng)域的表現(xiàn)更加出色。

（2）MR。

混合現(xiàn)實（Mixed Reality，MR）技術(shù)可以看作VR技術(shù)和AR技術(shù)的集合，VR技術(shù)是純虛擬數(shù)字畫面，AR技術(shù)在虛擬數(shù)字畫面上加上裸眼現(xiàn)實，MR技術(shù)則是數(shù)字化現(xiàn)實加上虛擬數(shù)字畫面，它結(jié)合了VR技術(shù)與AR技術(shù)的優(yōu)勢。利用MR技術(shù)，用戶不僅可以看到真實世界，還可以看到虛擬物體，將虛擬物體置于真實世界中，讓用戶與虛擬物體進(jìn)行互動。

（3）CR。

影像現(xiàn)實（Cinematic Reality，CR）是Google投資的Magic Leap提出的概念，通過光波傳導(dǎo)棱鏡設(shè)計，多角度將畫面直接投射于用戶的視網(wǎng)膜，直接與視網(wǎng)膜交互，產(chǎn)生真實的影響和效果。CR技術(shù)與MR技術(shù)的理念類似，都是物理世界與虛擬世界的集合，所完成的任務(wù)、應(yīng)用的場景、提供的內(nèi)容，都與MR技術(shù)相似，與MR技術(shù)的投射顯示技術(shù)相比，CR技術(shù)雖然投射方式不同，但本質(zhì)上仍是MR技術(shù)的不同實現(xiàn)方式。

（4）AI。

人工智能（Artificial Intelligence，AI）是計算機科學(xué)的一個分支，是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新興技術(shù)科學(xué)。具體來說，人工智能技術(shù)的應(yīng)用就是研究智能的實質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能模擬人類做出反應(yīng)的智能機器，如機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。人工智能涉及計算機科學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)和語言學(xué)等學(xué)科，幾乎包括自然科學(xué)和社會科學(xué)的所有學(xué)科。人工智能與思維科學(xué)的關(guān)系是實踐和理論的關(guān)系，人工智能處于思維科學(xué)的技術(shù)應(yīng)用層次，是一個應(yīng)用分支。人工智能可以模擬人的意識、思考信息的過程，它不是人的智能，但能像人一樣思考，也可能超過人的智能。

人工智能在現(xiàn)代社會中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在機器視覺、指紋識別、人臉識別、視網(wǎng)膜識別、虹膜識別、掌紋識別、專家系統(tǒng)、自動規(guī)劃、智能搜索、定理證明、博弈、自動程序設(shè)計、智能控制、機器人學(xué)、語言和圖像理解、遺傳編程等方面。

人工智能在計算機上的實現(xiàn)主要有以下兩種方法。

①工程學(xué)方法（Engineering Approach）。即采用傳統(tǒng)的編程技術(shù)，使系統(tǒng)呈現(xiàn)智能效果，不考慮所用方法是否與人或生物相同，如文字識別、計算機下棋等。

②模擬法（Modeling Approach）。該方法不僅注重效果，還要求實現(xiàn)方法與人或生物機體所用的方法相同或類似，例如，遺傳算法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。遺傳算法模擬人類或生物的遺傳進(jìn)化機制，而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則是模擬人類或生物大腦中神經(jīng)細(xì)胞的活動方式。

采用工程學(xué)方法時，需要人工詳細(xì)編寫程序邏輯，如果內(nèi)容復(fù)雜，角色數(shù)量和活動空間增加，相應(yīng)的邏輯就會更復(fù)雜（按指數(shù)式增長），人工編程會非常煩瑣，容易出錯。若采用模擬法，則編程者為每一個角色設(shè)計一個智能系統(tǒng)進(jìn)行控制，這個智能系統(tǒng)剛開始能完成的操作非常簡單，但能漸漸地適應(yīng)環(huán)境，應(yīng)付各種復(fù)雜情況。利用模擬法實現(xiàn)人工智能，要求編程者具有生物學(xué)的思考方法，入門難度大，但應(yīng)用范圍廣，且無須詳細(xì)規(guī)定角色的活動規(guī)律，應(yīng)用于復(fù)雜問題時，通常會比工程學(xué)方法更省力。

（5）3D打印。

3D打印技術(shù)是一種快速成型技術(shù)，以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造三維物體。

3D打印需借助3D打印機來實現(xiàn)，3D打印機的工作原理是把數(shù)據(jù)和原料放進(jìn)3D打印機中，機器按照程序把產(chǎn)品一層一層地打印出來?？捎糜?D打印的介質(zhì)種類非常多，如塑料、金屬、陶瓷、橡膠類物質(zhì)等，還能結(jié)合不同介質(zhì)，打印出不同質(zhì)感和硬度的物品，如圖1-26所示。

3D打印技術(shù)作為一種新興的技術(shù)，在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，可在產(chǎn)品制造的過程中直接使用3D打印技術(shù)打印出零部件。同時，3D打印技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計、建筑、工程施工、汽車、航空航天、醫(yī)療、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程等領(lǐng)域都有所應(yīng)用。

（6）“互聯(lián)網(wǎng)+”。

“互聯(lián)網(wǎng)+”即“互聯(lián)網(wǎng)+各個傳統(tǒng)行業(yè)”的簡稱，它利用信息通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)平臺，讓互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)進(jìn)行深度融合，創(chuàng)造出新的發(fā)展業(yè)態(tài)。“互聯(lián)網(wǎng)+”是一種新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形態(tài)，它充分發(fā)揮了互聯(lián)網(wǎng)在社會資源配置中的優(yōu)化和集成作用，將互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新成果深度融合于經(jīng)濟(jì)、社會的各領(lǐng)域中，以提升全社會的創(chuàng)新力和生產(chǎn)力，形成更廣泛的以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)設(shè)施和實現(xiàn)工具的新經(jīng)濟(jì)發(fā)展形態(tài)。

“互聯(lián)網(wǎng)+”是從當(dāng)前信息化發(fā)展的核心特征中提取出來的，并與工業(yè)、商業(yè)和金融業(yè)等服務(wù)行業(yè)全面融合。實現(xiàn)這一融合的關(guān)鍵在于創(chuàng)新，只有創(chuàng)新才能讓其具有真正價值和意義，因此，“互聯(lián)網(wǎng)+”是創(chuàng)新2.0下的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展新業(yè)態(tài)，是知識社會創(chuàng)新2.0推動下的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展新形態(tài)的演進(jìn)。

①“互聯(lián)網(wǎng)+”的主要特征。

“互聯(lián)網(wǎng)+”主要有以下幾項特征。

a．跨界融合。利用互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)進(jìn)行變革、開放和重塑融合，使創(chuàng)新的基礎(chǔ)更堅實，實現(xiàn)群體智能，縮短研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化的路程。

b．創(chuàng)新驅(qū)動。創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展是互聯(lián)網(wǎng)的特質(zhì)，適合我國目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，而用互聯(lián)網(wǎng)思維來變革、求發(fā)展，也更能發(fā)揮創(chuàng)新的力量。

c．重塑結(jié)構(gòu)。在新時代的信息革命、全球化中，互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)打破了原有的各種結(jié)構(gòu)，使得權(quán)力、議事規(guī)則、話語權(quán)不斷在發(fā)生變化?；ヂ?lián)網(wǎng)+社會治理、虛擬社會治理與傳統(tǒng)的社會結(jié)構(gòu)有很大的不同。

d．尊重人性。對人性最大限度的尊重、對人體驗的敬畏和對人創(chuàng)造性發(fā)揮的重視是互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的根本所在。

e．開放生態(tài)。生態(tài)的本身是開放的，而“互聯(lián)網(wǎng)+”就是要把孤島式創(chuàng)新連接起來，讓研發(fā)由市場決定，讓創(chuàng)業(yè)者有機會實現(xiàn)價值。

f．連接一切。連接是有層次的，可連接性也可能有差異，導(dǎo)致連接的價值相差很大，但連接一切是“互聯(lián)網(wǎng)+”的目標(biāo)。

g．法制經(jīng)濟(jì)?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”是建立在以市場經(jīng)濟(jì)為基礎(chǔ)的法制經(jīng)濟(jì)之上的，它更加注重對創(chuàng)新的法律保護(hù)，增加了對知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)范圍，使全世界對于虛擬經(jīng)濟(jì)的法律保護(hù)更加趨向于共通。

②“互聯(lián)網(wǎng)+”對消費模式的影響。

互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)的融合，對消費者主要有以下影響。

a．滿足了消費需求，使消費具有互動性。在“互聯(lián)網(wǎng)+消費”模式中，互聯(lián)網(wǎng)為消費者和商家搭建了快捷且實用的互動平臺，供給方直接與需求方互動，省去中間環(huán)節(jié)，直接形成消費流通環(huán)節(jié)。同時，消費者還可通過互聯(lián)網(wǎng)直接將自身的個性化需求提供給供給方，親自參與到商品和服務(wù)的生產(chǎn)中，生產(chǎn)者則根據(jù)消費者對產(chǎn)品外形、性能等要求提供個性化商品。

b．優(yōu)化了消費結(jié)構(gòu)，使消費更具有合理性?；ヂ?lián)網(wǎng)提供的快捷選擇、快捷支付的舒適性，讓消費者的消費習(xí)慣進(jìn)入享受型和發(fā)展型消費的新階段。同時，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)有利于實現(xiàn)空間分散、時間錯位之間的供求匹配，從而可以更好地提高供求雙方的福利水平，優(yōu)化升級基本需求。

c．?dāng)U展了消費范圍，使消費具有無邊界性。首先，消費者在商品服務(wù)的選擇上沒有了范圍限制，互聯(lián)網(wǎng)有無限的商品來滿足消費者的需求；其次，互聯(lián)網(wǎng)消費突破了空間的限制；再次，消費者的購買效率得到了充分的提高；最后，互聯(lián)網(wǎng)提供的信息是無邊界的。

d．改變了消費行為，使消費具有分享性?；ヂ?lián)網(wǎng)的時效性、綜合性、互動性和使用便利性使得消費者能方便地分享商品的價格、性能、使用感受，這種信息體驗對消費模式轉(zhuǎn)型也發(fā)揮著越來越重要的作用。

e．豐富了消費信息，使消費具有自主性?；ヂ?lián)網(wǎng)把產(chǎn)品、信息、應(yīng)用和服務(wù)連接起來，使消費者可以方便地找到同類產(chǎn)品的信息，并根據(jù)其他消費者的消費心得、消費評價做出是否購買的決定，強化了消費者自由選擇、自主消費的權(quán)益。

③“互聯(lián)網(wǎng)+”的典型應(yīng)用案例。

a．“互聯(lián)網(wǎng)+”是為了促進(jìn)更多的互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)業(yè)項目誕生的，從而無須再耗費人力、物力和財力去研究與實施行業(yè)轉(zhuǎn)型。

b．“互聯(lián)網(wǎng)+通信”。互聯(lián)網(wǎng)與通信行業(yè)的融合產(chǎn)生了即時通信工具，如QQ、微信等。互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)并不會徹底顛覆通信行業(yè)，反而會促進(jìn)運營商進(jìn)行相關(guān)業(yè)務(wù)的變革升級。

c．“互聯(lián)網(wǎng)+購物”?；ヂ?lián)網(wǎng)與購物進(jìn)行融合產(chǎn)生了一系列的電商購物平臺，如淘寶、京東等。互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)讓消費者能夠更加舒適地消費，足不出戶便能買到自己需要的物品。

d．“互聯(lián)網(wǎng)+飲食”?；ヂ?lián)網(wǎng)與飲食行業(yè)的融合產(chǎn)生了一系列美食App，如美團(tuán)、大眾點評等。

e．“互聯(lián)網(wǎng)+出行”?；ヂ?lián)網(wǎng)與交通行業(yè)的融合產(chǎn)生了低碳交通工具，如摩拜等。雖然這種低碳交通工具目前在全世界不同的地方仍存在爭議，但通過把移動互聯(lián)網(wǎng)和傳統(tǒng)的交通出行相結(jié)合，改善了出行方式，增加了車輛的使用率，推動了互聯(lián)網(wǎng)共享經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

f．“互聯(lián)網(wǎng)+交易”?；ヂ?lián)網(wǎng)與金融交易行業(yè)融合，產(chǎn)生了快捷支付工具，如支付寶、微信支付等。

g．“互聯(lián)網(wǎng)+企業(yè)政府”。互聯(lián)網(wǎng)將交通、醫(yī)療、社保等一系列政府服務(wù)融合在一起，讓原來需要繁雜手續(xù)才能辦理的業(yè)務(wù)通過互聯(lián)網(wǎng)完成，這既節(jié)省了時間，也提高了效率。例如，阿里巴巴和騰訊等互聯(lián)網(wǎng)公司通過自有的云計算服務(wù)逐漸為地方政府搭建政務(wù)數(shù)據(jù)后臺，形成了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)池，實現(xiàn)對政務(wù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。

1.2.5　任務(wù)強化

（1）進(jìn)入天貓、京東等購物平臺，搜索自己喜愛的商品，體驗一下網(wǎng)站是否在利用云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)推送同類商品。

（2）在網(wǎng)上查看VR、AR、MR、CR、AI、3D打印等計算機新技術(shù)的典型應(yīng)用，無人駕駛汽車的實現(xiàn)需要哪些技術(shù)？