智能信息处理——绪论.ppt

《智能信息处理——绪论.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能信息处理——绪论.ppt（43页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 智能信息处理智能信息处理第一章第一章 绪绪 论论主主 讲：讲：滕召胜滕召胜时时 间：间：2012年年9月月17日日 19:00地地 点：点：电气楼电气楼 305第一页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理相关信息滕召胜滕召胜电气与信息工程学院，电气楼电气与信息工程学院，电气楼309Tel:88823333 13007313355Email:第二页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理相关信息参考教材参考教材信息智能处理技术信息智能处理技术毕晓君毕晓君电子工业出版社电子工业出版社2010第三页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理智能可以是名词，也可以

2、是形容词。智能可以是名词，也可以是形容词。用用作作名名词词，智智能能是是指指人人类类所所能能进进行行的的脑脑力力劳劳动动，包包括括感感觉觉、认认知知、记记忆忆、联联想想、计计算算、推推理理、判判断断、决决策策、抽抽象、概括象、概括用用作作形形容容词词，智智能能的的意意义义是是：人人一一样样的的、聪聪明明的的、灵灵活活的的、柔性的、自学习的、自组织的、自适应的、自治的柔性的、自学习的、自组织的、自适应的、自治的智智能能理理论论的的研研究究包包括括两两方方面面：其其一一是是对对智智能能的的产产生生、形形成成和和工工作作的的机机制制的的直直接接研研究究；其其二二是是研研究究如如何何利利用用人人工工的

3、的方方法法模拟、延伸和扩展智能。模拟、延伸和扩展智能。什么是智能？什么是智能？第四页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理 信息是指各个事物运动的状态及状态变化的方式。信息是指各个事物运动的状态及状态变化的方式。消息是指包含信息的语言、文字、符号和图像。消息是指包含信息的语言、文字、符号和图像。信号是消息的物理体现，是信息的载荷子或载体。信号是消息的物理体现，是信息的载荷子或载体。对对人人类类而而言言，五五官官感感受受信信息息，是是信信息息接接收收器器。然然而而，大大量量的的信信息息是是我我们们的的五五官官不不能能直直接接感感受受的的，人人类类正正通通过过各各种种手手段，发明各种

4、仪器来感知它们，发现它们。段，发明各种仪器来感知它们，发现它们。信信息息是是可可以以交交流流的的，还还可可以以被被储储存存和和使使用用。读读过过的的书书，听听到到的音乐，看到的事物，想到或者做过的事情，都是信息。的音乐，看到的事物，想到或者做过的事情，都是信息。什么是信息、消息、信号？什么是信息、消息、信号？第五页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理信信息息技技术术就就是是感感测测技技术术、通通信信技技术术、计计算算机机技技术术和和控控制技术。制技术。信信息息技技术术研研究究如如何何利利用用感感测测技技术术获获取取信信息息、通通信信技技术传递信息、计算机技术处理信息、控制技术利

5、用信息。术传递信息、计算机技术处理信息、控制技术利用信息。四四大大技技术术各各司司其其职职，但但从从技技术术要要素素层层次次上上看看，它它们们又又互相包含、相互交叉、相互融合。互相包含、相互交叉、相互融合。当当今今的的信信息息技技术术在在记记忆忆能能力力、计计算算能能力力等等方方面面已已经经超超过过人人脑脑，但但在在文文字字识识别别、语语音音识识别别、图图像像识识别别、模模糊糊判判断断、模模糊推理等方面还远远逊色于人脑。糊推理等方面还远远逊色于人脑。信息技术的发展方向是智能化。信息技术的发展方向是智能化。什么是信息技术？什么是信息技术？第六页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理

6、1.1 计算机与人类大脑计算机与人类大脑能能够够使使用用工工具具是是人人类类的的重重要要特特征征。人人们们对对于于体体力力上上胜胜过过他他们们的的机机器器司司空空见见惯惯，然然而而，当当IBM的的计计算算机机（Deep Blue）打打败败国国际际象象棋棋大大师师 Kasparov 的的时时候候，许许多多人人坐坐不不住住了了：计计算算机机如如此此聪聪明明，它它们们能能力力的的成成长长会会失失去去控控制制，最最终危害人类吗？终危害人类吗？实实际际上上，胜胜过过人人类类棋棋手手的的计计算算机机，无无非非是是按按照照程程序序设设计计者者事事先先规规定定的的算算法法行行事事，是是编编程程者者的的算算法法

7、胜胜了了国国际际象象棋棋大师。大师。第七页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理所所谓谓算算法法，就就是是求求解解问问题题的的步步骤骤。比比如如求求两两个个数数相相除除的的余余数数，首首先先要要判判断断这这两两个个数数哪哪一一个个大大；然然后后用用大大数数减减去去小小数数；如如果果得得到到的的结结果果仍仍大大于于小小数数，就就用用结结果果再再减减一一次次小小数数；重重复复判判断断当当前前的的结结果果和和小小数数的的大大小小关关系系，只只要要大大于于小小数数，就就继继续续做做减减法法，直到结果小于小数；最后的结果就是余数。直到结果小于小数；最后的结果就是余数。同样地，两个数相乘也可

8、以分解成多次这样的简单运算。同样地，两个数相乘也可以分解成多次这样的简单运算。由由于于计计算算机机每每秒秒可可以以执执行行很很多多次次简简单单运运算算，它它们们在在求求解解两两个个6位位数数相相乘乘这这样样的的问问题题上上，可可以以轻轻而而易易举举地地超超过过人人，做做得得比比人人快得多。快得多。1.1 计算机与人类大脑计算机与人类大脑第八页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理 根根据据局局面面求求解解下下一一步步棋棋怎怎么么走走最最终终取取胜胜的的概概率率最最大大又又比比两两个个数数相相乘乘难难得得多多，胜胜过过国国际际象象棋棋大大师师的的计计算算机机需需要要很很快快的的CP

9、U、很很大大的的数数据据库库容容量量和和精精巧巧的的算算法法。但但分分开开来来看看，算算法法的的每每一一步步仍仍是是些些简简单单的的运运算算，计计算算机机的的智智能能也也完完全全构构筑筑在在这些简单运算的机械堆积上。这些简单运算的机械堆积上。1.1 计算机与人类大脑计算机与人类大脑第九页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理 心心理理活活动动的的最最高高层层级级是是思思维维策策略略，中中间间一一层层是是初初级级信信息息处处理理，最最低低层层级级是是生生理理过过程程，即即中中枢枢神神经经系系统统、神神经经元元和和大大脑的活动，与此相应的是计算机程序、语言和硬件。脑的活动，与此相应的

10、是计算机程序、语言和硬件。研研究究认认知知过过程程的的主主要要任任务务是是探探求求高高层层次次思思维维决决策策与与初初级级信信息息处处理理的的关关系系，并并用用计计算算机机程程序序来来模模拟拟人人的的思思维维策策略略水水平平，而用计算机语言模拟人的初级信息处理过程。而用计算机语言模拟人的初级信息处理过程。这是智能信息处理的起源！这是智能信息处理的起源！1.1 计算机与人类大脑计算机与人类大脑第十页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理 人类信息活动的五次巨大的变革：人类信息活动的五次巨大的变革：语语言言：标标志志着着人人类类信信息息活活动动的的范范围围和和效效率率的的飞飞跃跃性性

11、提提高高，人类的信息活动从具体走向抽象。人类的信息活动从具体走向抽象。文文字字：文文字字打打破破了了时时间间和和空空间间的的限限制制，使使信信息息可可以以传传得得更更久久，传得更远，实现了信息的共享。传得更远，实现了信息的共享。印印刷刷术术：使使人人类类信信息息传传递递的的速速度度和和范范围围急急剧剧扩扩展展，信信息息存存储能力进一步加强，初步实现了广泛的信息共享储能力进一步加强，初步实现了广泛的信息共享电磁波利用：电磁波利用：电信革命的实现，是人类划时代的进步。电信革命的实现，是人类划时代的进步。计计算算机机与与网网络络技技术术：计计算算机机、网网络络技技术术、通通信信技技术术的的结结合合，

12、使使信息处理第一次达到了一体化和自动化。信息处理第一次达到了一体化和自动化。1.2 智能信息处理技术的发展智能信息处理技术的发展第十一页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理早期的信息传递方式早期的信息传递方式喇叭：喇叭：最早的传声工具，至今还可以见到。最早的传声工具，至今还可以见到。击击鼓鼓传传声声：在在公公元元前前35000年年开开始始有有鼓鼓，用用来来传传送送消消息息；各各个城市都有鼓楼。个城市都有鼓楼。烽烽火火台台：中中国国古古代代用用于于传传递递军军事事情情报报，利利用用火火与与烟烟传传递递信信息：狼烟。息：狼烟。长长跑跑：纪纪念念一一位位2000多多年年前前为为传传送

13、送捷捷报报而而牺牺牲牲的的英英雄雄设设立立。公公元元前前490年年，希希腊腊军军队队在在马马拉拉松松平平原原击击退退波波斯斯王王大大流流士士一一世世军军队队的的入入侵侵，传传令令兵兵菲菲迪迪皮皮茨茨一一口口气气从从马马拉拉松松镇镇跑跑到到首首都都雅雅典典报报告告喜喜讯讯，当当他他跑跑完完42195米米的的路路程程，赶赶到到雅雅典典广广场场说完说完“我们胜利了我们胜利了”后，就精疲力竭倒地而死。后，就精疲力竭倒地而死。1.2 智能信息处理技术的发展智能信息处理技术的发展第十二页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理驿站：驿站：传递书信、文书、奏报等。传递书信、文书、奏报等。风筝：风

14、筝：在古代是传递消息和作为侦察的用具。在古代是传递消息和作为侦察的用具。信信鸽鸽和和信信猴猴：在在通通信信技技术术高高度度发发达达的的今今天天，信信鸽鸽仍仍有有用用武武之之地地；瑞瑞士士军军队队训训育育出出传传递递集集成成电电路路芯芯片片的的信信鸽鸽，保保密密性性极高；信鸽甚至有可能成为特种通信兵。极高；信鸽甚至有可能成为特种通信兵。灯灯塔塔：用用于于指指引引航航向向。公公元元前前280年年古古埃埃及及人人在在亚亚历历山山大大城城对对面面的的法法罗罗斯斯岛岛上上修修筑筑的的法法罗罗斯斯灯灯塔塔被被誉誉为为古古代代世世界界七七大大奇奇观之一。到观之一。到1984年初，灯塔已超过年初，灯塔已超过5

15、5000座。座。通通信信塔塔：18世世纪纪，法法国国利利用用塔塔顶顶上上竖竖起起一一根根木木柱柱和和木木柱柱上上安装的水平横杆组成的构形传递信息。安装的水平横杆组成的构形传递信息。旗语：旗语：主要用于古代航海船只之间的通信。主要用于古代航海船只之间的通信。1.2 智能信息处理技术的发展智能信息处理技术的发展第十三页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理 控控制制论论之之父父维维纳纳在在1940年年写写给给朋朋友友的的一一封封信信中中，对对现代计算机的设计提出了现代计算机的设计提出了5条原则：条原则：（1）不是模拟式，而是数字式；）不是模拟式，而是数字式；（2）由电子元件构成，尽量

16、减少机械部件；）由电子元件构成，尽量减少机械部件；（3）采用二进制，而不是十进制；）采用二进制，而不是十进制；（4）内部存放计算表；）内部存放计算表；（5）在计算机内部存贮数据。）在计算机内部存贮数据。1.2 智能信息处理技术的发展智能信息处理技术的发展第十四页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理 维维纳纳考考虑虑、发发现现了了计计算算机机与与大大脑脑工工作作的的相相似似性性。维维纳纳认认为为计计算算机机是是一一个个进进行行信信息息处处理理和和信信息息转转换换的的系系统统，只只要要这这个个系系统统能能得得到到数数据据，机机器器本本身身就就应应该该能能做做几几乎乎任任何何事事情情

17、。而而且且计计算算机机本本身身并并不不一一定定要要用用齿齿轮轮、导导线线、轴轴、电机等部件制成。电机等部件制成。麻麻省省理理工工学学院院的的一一位位教教授授为为了了证证实实维维纳纳的的这这个个观观点点，甚至用石块和卫生纸卷制造过一台简单的能运行的计算机。甚至用石块和卫生纸卷制造过一台简单的能运行的计算机。1.2 智能信息处理技术的发展智能信息处理技术的发展第十五页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理 1950年年，计计算算机机理理论论的的奠奠基基人人阿阿伦伦图图灵灵发发表表了了一一篇篇题题为为计计算算机机和和智智力力的的著著名名文文章章，提提出出了了一一个个检检验验计计算算机机

18、是是否否在在“思思维维”的的方方法法，后后来来被被称称为为“图图灵灵测测试试”或或者者“图灵检验图灵检验”。图图灵灵预预言言2000年年到到来来之之前前就就会会有有计计算算机机通通过过图图灵灵测测试试：检检验验者者分分别别与与一一个个真真实实的的人人和和一一台台计计算算机机进进行行问问答答，通通过过两两者者回回答答的的信信息息来来评评判判谁谁到到底底是是人人。如如果果检检验验者者通通过过一一段段过过程程比比如如几几个个小小时时的的问问答答，还还无无法法区区分分到到底底谁谁是是人人，那那么么被被检检验验的的计计算算机机就通过了测试，被认为能够就通过了测试，被认为能够“思维思维”。1.2 智能信息

19、处理技术的发展智能信息处理技术的发展第十六页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理图图灵灵的的预预言言没没有有实实现现，计计算算机机虽虽然然被被叫叫做做电电脑脑，它它们们的的表表现现仍仍和和大大脑脑相相去去甚甚远远。几几十十年年来来计计算算机机的的速速度度变变快快、容容量量增增大大、种种类类变变多多、应应用用越越来来越越广广泛泛，计计算算技技术术是是否否像像一一条条青青虫虫，不不断断长大，但是一直没有羽化成蝶？长大，但是一直没有羽化成蝶？伴伴随随着着计计算算机机技技术术的的发发展展，智智能能信信息息处处理理技技术术得得到到了了飞飞速速发发展展，上上世世纪纪50年年代代以以后后产产

20、生生了了模模糊糊信信息息处处理理、人人工工神神经经网网络络、信信息息融融合合等等一一批批仿仿人人智智能能信信息息处处理理方方法法，促促进进了了智智能能技技术术的的发发展。展。1.2 智能信息处理技术的发展智能信息处理技术的发展第十七页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理 智智能能信信息息处处理理的的发发展展与与应应用用，促促进进了了人人工工智智能能技技术术的的发发展展，包包括括语语言言处处理理、自自动动定定理理证证明明、智智能能数数据据检检索索系系统统、视视觉觉系系统统、问问题题求求解解、人人工工智智能能方方法法、程程序序语语言言、自自动动程程序设计等。序设计等。40多多年年来

21、来，智智能能信信息息处处理理已已经经显显示示出出强强大大威威力力，例例如如，计计算算机机数数学学工工具具、下下棋棋软软件件、集集成成电电路路设设计计分分析析工工具具、人人类类自自然然语语言言合合成成、情情报报检检索索、疾疾病病诊诊断断、太太空空飞飞行器测控、水下机器人测控等。行器测控、水下机器人测控等。1.3 智能信息处理的应用智能信息处理的应用第十八页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理 1976年年7月月，美美国国的的阿阿佩佩尔尔（K.Appel）等等人人合合作作解解决决了长达了长达124年之久的难题年之久的难题四色定理。四色定理。他他们们用用三三台台大大型型计计算算机机，

22、花花去去1200小小时时CPU时时间间，并并对对中中间间结结果果进进行行人人为为反反复复修修改改500多多处处。四四色色定定理理的的成成功功证证明明曾轰动计算机界。曾轰动计算机界。1.3 智能信息处理的应用智能信息处理的应用第十九页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理 1997年年，DeepBlue的的硬硬件件系系统统采采用用了了32节节点点的的大大规规模模并并行行结结构构，每每个个节节点点由由8片片专专用用的的处处理理器器同同时时工工作作，这这样样，系系统统由由256个个处处理理器器组组成成了了一一个个高高速速并并行行计计算算机机系系统统；研研究小组又不断完善了博弈的程序。究

23、小组又不断完善了博弈的程序。Deep Blue发发展展为为高高水水平平的的博博弈弈大大师师，在在国国际际象象棋棋比比赛赛规规定定的的每每步步棋棋限限时时3分分钟钟里里，可可以以推推演演1000-2000亿亿步步棋棋局局。Garry Kasparov的的思思考考速速度度是是200步步/分分。1997年年5月月11日日，Deep Blue以以3.5 2.5战胜了战胜了Garry Kasparov。1.3 智能信息处理的应用智能信息处理的应用第二十页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理可可量量度度:信信息息可可采采用用某某种种度度量量单单位位进进行行度度量量，并并进进行行信信息息编码

24、。如现代计算机使用的二进制。编码。如现代计算机使用的二进制。可可识识别别：信信息息可可采采取取直直观观识识别别、比比较较识识别别和和间间接接识识别别等等多多种方式来把握。种方式来把握。可可转转换换：信信息息可可以以从从一一种种形形态态转转换换为为另另一一种种形形态态。如如自自然然信信息息可可转转换换为为语语言言、文文字字和和图图像像等等形形态态，也也可可转转换换为为电电磁磁波波信信号号或或计算机代码。计算机代码。可可存存储储：信信息息可可以以存存储储。大大脑脑就就是是一一个个天天然然信信息息存存储储器器。人人类类发发明明的的文文字字、摄摄影影、录录音音、录录像像以以及及计计算算机机存存储储器器

25、等等都都可可以以进进行信息存储。行信息存储。1.4 信息的基本特征信息的基本特征第二十一页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理可可处处理理：人人脑脑就就是是最最佳佳的的信信息息处处理理器器。人人脑脑的的思思维维功功能能可可以以进进行行决决策策、设设计计、研研究究、写写作作、改改进进、发发明明、创创造造等等多多种种信信息息处处理理活活动动。计计算算机机也也具具有有信信息息处处理理功功能。能。可可传传递递：信信息息传传递递是是与与物物质质和和能能量量的的传传递递同同时时进进行行的的。语语言言、表表情情、动动作作、报报刊刊、书书籍籍、广广播播、电电视视、电电话话等等是人类常用的信息传

26、递方式。是人类常用的信息传递方式。可可再再生生：信信息息经经过过处处理理后后，可可以以其其他他形形式式再再生生。如如自自然然信信息息经经过过人人工工处处理理后后，可可用用语语言言或或图图形形等等方方式式再再生生成成信信息息。输输入入计计算算机机的的各各种种数数据据文文字字等等信信息息，可可用用显显示示、打打印、绘图等方式再生成信息。印、绘图等方式再生成信息。1.4 信息的基本特征信息的基本特征第二十二页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理可可压压缩缩：信信息息可可以以进进行行压压缩缩，可可以以用用不不同同的的信信息息量量来来描描述述同同一一事事物物。人人们们常常常常用用尽尽可可

27、能能少少的的信信息息量量描描述述一一件件事事物物的的主要特征。主要特征。可利用：可利用：信息具有一定的实效性和可利用性。信息具有一定的实效性和可利用性。可共享：可共享：信息具有扩散性，因此可共享。信息具有扩散性，因此可共享。1.4 信息的基本特征信息的基本特征第二十三页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理 信息科学技术：信息社会的基石信息科学技术：信息社会的基石 自自然然界界和和人人类类社社会会的的一一切切活活动动都都在在产产生生信信息息。信信息息是是客客观观事事物物状状态态和和运运动动特特征征的的一一种种普普遍遍形形式式，是是人人类类社社会会、经经济活动的重要资源。济活动的重

28、要资源。信信息息科科学学技技术术的的发发展展改改变变了了人人们们的的生生产产、生生活活方方式式，真正实现了真正实现了“天涯若比邻天涯若比邻”的理想。的理想。社社会会的的各各个个部部分分通通过过网网络络系系统统连连接接成成一一个个整整体体，由由高高速速大大容容量量光光线线和和通通讯讯卫卫星星群群以以光光速速和和宽宽频频带带地地传传送送信信息息，从从而而使社会信息化、网络化和数字化。使社会信息化、网络化和数字化。1.5 信息的作用信息的作用第二十四页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理1.5 信息的作用信息的作用 1946年年2月月14日，由日，由 18,000个电子管组成的第一台

29、通用电个电子管组成的第一台通用电子计算机诞生于子计算机诞生于Moore School，Univ.of Pennsylvania。大大小小：长长24m，宽宽6m，高高2.5m；速速度度：5000次次/sec；重重量量：30吨吨；功功率：率：140kW；平均无故障运行时间：平均无故障运行时间：7min第二十五页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理信息处理面临的问题：信息处理面临的问题：人类已经进入人类已经进入“信息化社会信息化社会”、“数字化社会数字化社会”；信信息息爆爆炸炸致致使使信信息息存存量量指指数数递递增增。信信息息处处理理能能力力的的增增长长远远远远赶不上信息量的增长；赶

30、不上信息量的增长；信信息息不不但但在在量量上上呈呈爆爆炸炸趋趋势势，而而且且信信息息结结构构越越来来越越复复杂杂，处理越来越困难；处理越来越困难；信信息息越越来来越越多多，但但是是信信息息的的利利用用率率越越来来越越低低，人人们们被被埋埋没没在在数据和信息的海洋之中，不知所措；数据和信息的海洋之中，不知所措；1.6 信息处理面临的问题与解决方法信息处理面临的问题与解决方法第二十六页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理Internet的的发发展展开开拓拓了了人人类类的的“视视界界”和和交交流流范范围围，但但无无序序成长和恶意产生的成长和恶意产生的“垃圾信息垃圾信息”带来了很多的问

31、题；带来了很多的问题；海海量量信信息息分分布布在在广广阔阔的的信信息息网网络络上上，各各节节点点间间为为了了使使用用它它们们必必须须相相互互通通信信，而而且且（活活的的）人人参参与与其其中中，确确定定的的、模模糊糊的的、连连续续的的、时时断断时时续续的的、有有规规律律的的、随随机的机的使问题更加复杂化；使问题更加复杂化；信信息息的的安安全全问问题题：国国家家安安全全、银银行行/金金融融系系统统的的安安全全、个个人通信的安全人通信的安全信息处理速度问题。信息处理速度问题。1.6 信息处理面临的问题与解决方法信息处理面临的问题与解决方法第二十七页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理

32、解决方法：解决方法：在在物物理理实实现现上上不不断断探探求求新新思思想想、新新原原理理和和新新方方法法，使使各各种种信信息息领域元器件的性能不断提高领域元器件的性能不断提高电子技术；电子技术；计计算算机机、网网络络等等的的体体系系结结构构和和处处理理逻逻辑辑不不断断改改进进，发发明明和设计出各种新型的硬件系统；和设计出各种新型的硬件系统；创创造造优优良良的的信信息息处处理理方方法法和和高高效效的的计计算算方方法法，不不断断提提高高系系统统的处理效率；的处理效率；不不断断创创新新，使使软软件件的的理理论论和和技技术术迅迅速速改改进进，设设计计和和实实现现切切实实可可用用的的软软件件系系统统，包包

33、括括各各种种系系统统软软件件、中中间间软软件件、应应用用软件；软件；1.6 信息处理面临的问题与解决方法信息处理面临的问题与解决方法第二十八页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理实实现现信信息息在在更更广广阔阔的的范范围围内内快快速速、可可靠靠、安安全全、随随时时随随地地地地传输传输通信技术；通信技术；为为不不断断增增长长的的、海海量量的的、各各种种类类型型的的信信息息提提供供快快速速、可可靠靠和安全的存储设备和安全的存储设备存储技术；存储技术；研研究究人人的的视视觉觉、听听觉觉、生生理理、心心理理等等机机制制，以以及及大大脑脑结结构构和和功功能能，在在计计算算机机上上进进行行

34、模模拟拟，制制造造出出机机器器感感知知和和人人工智能，使信息处理技术更加智能化工智能，使信息处理技术更加智能化智能科学；智能科学；以以上上高高新新技技术术问问题题，正正好好都都是是我我院院老老师师和和研研究究生生正正在在学学习习和和研研究究的的问问题题，其其中中智智能能化化的的信信息息处处理理方方法法是是本本课课程程要学习的基本内容。要学习的基本内容。1.6 信息处理面临的问题与解决方法信息处理面临的问题与解决方法第二十九页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理智智能能信信息息处处理理技技术术是是研研究究信信息息的的获获取取（收收集集）、表表示示（组组织织）、存存储储、处处理理、

35、传传输输（包包括括发发送送、路路由由、接接收收）、利利用及其数学用及其数学/物理物理/生物学理论的一门科学技术。生物学理论的一门科学技术。智智能能信信息息处处理理技技术术是是集集数数学学、物物理理学学、电电子子学学、通通信信技技术术、计计算算机机科科学学技技术术、智智能能科科学学技技术术以以及及测测控控理理论论与与技技术术于于一一体体的交叉学科。的交叉学科。1.7 信息科学技术研究的基本内容信息科学技术研究的基本内容第三十页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理信息获取的研究包括：感知、采集、融合等。信息获取的研究包括：感知、采集、融合等。信息表示的研究包括：信息表示的研究包括：

36、表示形式：表示形式：物理表示物理表示/生化表示生化表示/符号表示；符号表示；表示形态：表示形态：静态静态/动态；动态；表表示示介介质质：声声、电电、光光、磁磁、量量子子、纸纸、视视觉觉、听听觉觉、嗅嗅觉、味觉、触觉等可感知物质；觉、味觉、触觉等可感知物质；组织形式：组织形式：简单信息简单信息/复杂信息。复杂信息。信息的存储根据表示介质的不同而有不同的存储形式。信息的存储根据表示介质的不同而有不同的存储形式。1.7 信息科学技术研究的基本内容信息科学技术研究的基本内容第三十一页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理信信息息处处理理内内容容十十分分广广泛泛，包包括括放放大大、去去噪噪

37、、去去伪伪、滤滤波波、排排序序、分分类类、聚聚类类、检检索索、计计算算、转转换换、识识别别、判判定定、分析、综合、决策等等。分析、综合、决策等等。信信息息传传输输包包括括协协议议、编编码码（打打包包）、调调制制、发发送送、路路由由、接接收收、解解码码（解解包包）、解解调调、交交换换、通通信信的的带带宽宽、误误码码率率、可可靠性、安全性和质量（靠性、安全性和质量（QOS）等等。等等。信信息息利利用用的的范范围围也也十十分分广广泛泛，它它是是比比“信信息息处处理理”更更高高层层次次的的信信息息应应用用，包包括括控控制制、决决策策、预预测测、估估计计、优优化化（寻寻优优）、监监视视、可可视视化化、监

38、监听听、仿仿真真、仿仿生生、心心理理、生生理理等等等。等。1.7 信息科学技术研究的基本内容信息科学技术研究的基本内容第三十二页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理信息技术的数学理论包括：信息技术的数学理论包括：信息论（编码、度量、特性、传播、可靠性等）；信息论（编码、度量、特性、传播、可靠性等）；数数理理逻逻辑辑和和算算法法论论计计算算机机体体系系结结构构和和程程序序的的数数学学理理论；论；人工智能理论（知识处理、学习、机器人等）；人工智能理论（知识处理、学习、机器人等）；计算智能（模糊计算、神经计算、进化计算等）；计算智能（模糊计算、神经计算、进化计算等）；数学建模理论；数

39、学建模理论；优化的数学理论；优化的数学理论；通信协议的数学理论。通信协议的数学理论。1.7 信息科学技术研究的基本内容信息科学技术研究的基本内容第三十三页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理信息技术的物理学理论包括：信息技术的物理学理论包括：电子学理论；电子学理论；量子理论量子理论/光量子理论；光量子理论；微电子学理论；微电子学理论；纳米电子学理论。纳米电子学理论。1.7 信息科学技术研究的基本内容信息科学技术研究的基本内容第三十四页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理信息技术的生物学理论包括：信息技术的生物学理论包括：生物信息论；生物信息论；遗传学和基因理论；

40、遗传学和基因理论；脑科学；脑科学；生物物理学；生物物理学；生物化学。生物化学。1.7 信息科学技术研究的基本内容信息科学技术研究的基本内容第三十五页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理摩尔定律即电子定律摩尔定律即电子定律微微电电子子制制造造工工艺艺技技术术每每3年年前前进进一一代代，集集成成电电路路的的集集成成度翻两番。度翻两番。超摩尔定律即光子定律超摩尔定律即光子定律光信息技术水平每光信息技术水平每9个月翻一番。个月翻一番。迈特卡夫定律迈特卡夫定律网络的价值以联网设备数的平方关系而增加。网络的价值以联网设备数的平方关系而增加。1.8 信息领域的三定律信息领域的三定律第三十六页

41、，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理1.8 信息领域的三定律信息领域的三定律10 G1 G100 M10 M1 M100 K10 K1 K0.1 K19701980199020002010半导体销售量半导体销售量第三十七页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理 1.8 信息领域的三定律信息领域的三定律1.E+91.E+81.E+71.E+61.E+51.E+41.E+370 74 78 82 86 90 94 98 2002i8080:6,000i8080:6,000m68000:68,000m68000:68,000PowerPC601:2,800,000Pow

42、erPC601:2,800,000PentiumPro:5,500,000PentiumPro:5,500,000i4004:2,300i4004:2,300M6800:M6800:4,0004,000i8086:28,000i8086:28,000i80286:134,000i80286:134,000m68020:190,000m68020:190,000i80386DX:275,000i80386DX:275,000m68030:273,000m68030:273,000i80486DX:1,200,000i80486DX:1,200,000m68040:1,170,000m68040:

43、1,170,000Pentium:3,300,000Pentium:3,300,000PowerPC604:3,600,000PowerPC604:3,600,000PowerPC620:6,900,000PowerPC620:6,900,000“Itanium”:15,950,000Itanium”:15,950,000Pentium II:7,500,000Pentium II:7,500,000芯片上的体管数目芯片上的体管数目芯片上的体管数目芯片上的体管数目 微处微处微处微处理器性能：每三年翻两番理器性能：每三年翻两番理器性能：每三年翻两番理器性能：每三年翻两番第三十八页，编辑于星期五：

44、十点 一分。智能信息处理智能信息处理19701980199020002010100 G10 GGiga100 M10 MMegaKiloPeak Peak Advertised Advertised Performance Performance(PAP)(PAP)微处理器的速度微处理器的速度Real AppliedReal AppliedPerformance Performance(RAP)(RAP)41%Growth41%Growth1.8 信息领域的三定律信息领域的三定律第三十九页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理IT:Info-Technology，信息技术信息技术

45、BT:Bio-Technology，生物技术生物技术NT:Nano-Technology，纳米技术纳米技术当今社会的三大热门技术当今社会的三大热门技术第四十页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理5000 4000 3000 2000 1000 0 1000 2000 3000 4000石器时代石器时代 35000年年铜器时代铜器时代 1800年年铁器时代铁器时代 3200年年硅器时代硅器时代XX 年？年？3000BC 1200BC 1968结结 束束 语语第四十一页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理结结 束束 语语第四十二页，编辑于星期五：十点 一分。智能信息处理智能信息处理2000年：电子信息产业已经为世界第一大产业。年：电子信息产业已经为世界第一大产业。硅硅是是地地球球上上除除氧氧以以外外含含量量最最丰丰富富的的元元素素，但但它它现现在在已已经经成成为为知知识识创创新新的的载载体体，价价值值千千金金。这这是是典典型型的的“点点石石成成金金”。至至少少在在今今后后50年年，信信息息科科学学技技术术及及其其产产业业仍仍会会高高速速发发展。展。现代化要靠信息化的驱动。现代化要靠信息化的驱动。结结 束束 语语第四十三页，编辑于星期五：十点 一分。