信息技術基礎 課件 5.2 新一代信息技術應用

單元5新一代信息技術信息技術基礎—課程資源5.2新一代信息技術應用學習目標1.知識目標了解物聯(lián)網的基本概念和應用。了解大數(shù)據(jù)的基本概念和應用。了解云計算的基本概念和應用。了解人工智能的基本概念和應用。了解虛擬現(xiàn)實的基本概念和應用。了解區(qū)塊鏈技術的起源和應用。2.技能目標①持續(xù)不斷地學習新一代信息技術。②具有較強的新一代信息技術的應用能力。3.素養(yǎng)目標①不斷提升信息素養(yǎng)和鉆研新技術的能力。②具有為建設科技強國而奮斗的精神和斗志。③具有較強的學習能力和自主創(chuàng)新意識。信息技術基礎—課程資源5.2.1了解物聯(lián)網任務說明本任務通過認識物聯(lián)網、物聯(lián)網的主要技術和物聯(lián)網的主要應用，使學生了解物聯(lián)網的主要技術特點和主要應用領域。任務實現(xiàn)

1.認識物聯(lián)網1）物聯(lián)網的產生2005年，國際電信聯(lián)盟（ITU）正式命名了“物聯(lián)網”。2009年，IBM發(fā)布了物聯(lián)網概念戰(zhàn)略，在世界范圍引起了廣泛關注。2022年，國家工信部印發(fā)了《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，明確提出推動移動物聯(lián)網概念發(fā)展相關工程，使得物聯(lián)網概念在新一輪技術革命中的意義進一步凸顯。任務實現(xiàn)

1.認識物聯(lián)網2)物聯(lián)網的概念物聯(lián)網（InternetofThings，IoT）即“萬物相連的互聯(lián)網”，是互聯(lián)網基礎上的延伸和擴展的網絡，是指通過射頻識別（RadioFrequencyIdentification，RFID）、傳感器、無線傳感網絡、條形碼技術、網絡通信、智能嵌入、云計算、納米科技、定位系統(tǒng)等各類技術與裝置，采集任意需要互聯(lián)的物體或過程，并將采集到的光亮、熱量、電流、聲音、力學、化學、生物、位置等各種信息通過所有可能的網絡接入，最終實現(xiàn)物與人、物與物的泛在連接，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)管等功能而形成的一個巨大網絡，實現(xiàn)任何時間、任何地點，人、機、物的互聯(lián)互通。任務實現(xiàn)

2.物聯(lián)網的主要技術1）射頻識別。又稱電子標簽，是一種非接觸式的自動識別技術，由射頻電子標簽和標簽閱讀器組成。標簽閱讀器通過其天線在一定范圍內對外發(fā)送電磁波，使得接收到電磁波后的標簽內部產生感應電流，并通過標簽內部天線發(fā)送其存儲的信息。當標簽閱讀器的天線接收到來自標簽的信號時，標簽閱讀器對信號進行解碼處理，并將處理后的數(shù)據(jù)傳送給后臺系統(tǒng)處理。任務實現(xiàn)

2.物聯(lián)網的主要技術2）傳感器。指一種能夠感知被測指標并轉換成可用信號的設備或器件，可以滿足信息的存儲、處理、傳輸、記錄、顯示等要求。傳感器可以分為熱敏傳感器、氣敏傳感器、光敏傳感器、磁敏傳感器、聲敏傳感器、力敏傳感器等。任務實現(xiàn)

2.物聯(lián)網的主要技術3）無線傳感網絡。無線傳感網絡是一種通過無線通信的分布式傳感網絡，由網關節(jié)點以及空間上分散的傳感器節(jié)點組成。無線傳感網絡中的傳感器節(jié)點裝有無線電收發(fā)器、CPU和電池，傳感器節(jié)點將采集的信息經過簡單處理后發(fā)送給網關節(jié)點，網絡觀測者通過網關節(jié)點獲取數(shù)據(jù)。任務實現(xiàn)

2.物聯(lián)網的主要技術4）條形碼技術。條形碼是一種圖形化表示信息的方法，通過條形碼和相應的掃描設備能夠將信息錄入計算機中。條形碼可以分為一維條形碼和二維條形碼。任務實現(xiàn)

2.物聯(lián)網的主要技術5）嵌入式系統(tǒng)技術。指綜合了計算機軟硬件、傳感器技術、集成電路技術、電子應用技術為一體的復雜技術。如果把物聯(lián)網用人體做一個簡單比喻，傳感器相當于人的眼睛、鼻子、皮膚等感官，網絡就是神經系統(tǒng)用來傳遞信息，嵌入式系統(tǒng)則是人的大腦，在接收到信息后要進行分類處理。任務實現(xiàn)

2.物聯(lián)網的主要技術6）智能技術。通過在物體中植入智能系統(tǒng)，可以使得物體具備一定的智能性，能夠主動或被動地實現(xiàn)與用戶的溝通。1)智慧物流2)智能交通3)智能家居4)智慧農業(yè)任務實現(xiàn)

2.物聯(lián)網的主要應用5.2.1了解大數(shù)據(jù)任務說明本任務通過認識大數(shù)據(jù)和大數(shù)據(jù)的主要技術使學生了解大數(shù)據(jù)的的特點、主要技術和主要應用領域。任務實現(xiàn)

1.認識大數(shù)據(jù)1）大數(shù)據(jù)的概念麥肯錫全球研究對“大數(shù)據(jù)”的定義是：大數(shù)據(jù)（bigdata）是一種規(guī)模大到在獲取、存儲、管理、分析方面大大超出了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具能力范圍的數(shù)據(jù)集合，其意義不在于掌握龐大的數(shù)據(jù)信息，而在于對這些含有意義的數(shù)據(jù)進行專業(yè)化處理。任務實現(xiàn)

1.認識大數(shù)據(jù)2）大數(shù)據(jù)的特點數(shù)據(jù)量大是指海量、低密度的非結構化數(shù)據(jù)。處理速度快是指高速接收乃至處理數(shù)據(jù)—數(shù)據(jù)通常直接流入內存而非寫入磁盤。數(shù)據(jù)類型繁多是指數(shù)據(jù)類型眾多，例如郵件、文本、音頻和視頻、微信、微博、位置信息、網絡日志等。低價值密度是指如果不通過適當方法處理數(shù)據(jù)其價值就無法最大化體現(xiàn)。大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)量大數(shù)據(jù)類型繁多低價值密度處理速度快任務實現(xiàn)

2.大數(shù)據(jù)的主要技術大數(shù)據(jù)開發(fā)無非要干四件事情，采集、存儲、查詢、計算。大數(shù)據(jù)技術分為整體技術和關鍵技術兩個方面。1）整體技術。主要有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存取、基礎架構、數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)挖掘、模型預測和結果呈現(xiàn)等。任務實現(xiàn)

2.大數(shù)據(jù)的主要技術2）關鍵技術。①大數(shù)據(jù)采集技術。數(shù)據(jù)采集通過RFID射頻技術、傳感器以及移動互聯(lián)網等方式獲得的各種類型的結構化及非結構化的海量數(shù)據(jù)。②大數(shù)據(jù)預處理技術:大數(shù)據(jù)預處理主要完成對已接收數(shù)據(jù)的抽取、清洗等操作。任務實現(xiàn)

2.大數(shù)據(jù)的主要技術③大數(shù)據(jù)存儲及管理技術。用存儲器把采集到的數(shù)據(jù)存儲起來，建立相應的數(shù)據(jù)庫，并進行管理和調用。④大數(shù)據(jù)分析及挖掘技術。在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)上進行基于各種預測和分析的計算，從而起到預測的效果，滿足一些高別數(shù)據(jù)分析的需求。大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)存儲任務實現(xiàn)

2.大數(shù)據(jù)的主要技術⑤數(shù)據(jù)展現(xiàn)和應用。在我國，大數(shù)據(jù)重點應用于以下三大領域:商業(yè)智能、政策決策和公共服務。1)電商行業(yè)2)

金融行業(yè)3)

生物技術任務實現(xiàn)

3.大數(shù)據(jù)的主要應用電商行業(yè)大數(shù)據(jù)應用2、金融行業(yè)5.2.1了解云計算任務說明本任務通過認識云計算和云計算的主要技術使學生了解云計算的特點、主要技術和主要應用領域。任務實現(xiàn)

1.認識云計算1）云計算的概念“云”就是相應的計算機群，以及由它組成的能夠提供硬件、平臺、軟件等資源的計算網絡，通過統(tǒng)籌調用，對使用者提供所需的服務。從服務內容來看云計算服務主要有3類。①基礎設施即服務（infrastructureasaservice，IaaS）。將硬件資源打包成服務，通過Internet提供給用戶使用，并且根據(jù)用戶對資源的實際使用量或占有量進行計費。②平臺即服務（platformasaservice，PaaS）。將計算環(huán)境、開發(fā)環(huán)境等平臺作為服務提供的應用模式。③軟件即服務（softwareasaservice，SaaS）。將應用軟件統(tǒng)一部署在提供商的服務器上，通過Internet為用戶提供應用軟件服務，是目前廣泛應用的一種云計算。任務實現(xiàn)

1.認識云計算2）云計算的特點數(shù)據(jù)量大是指海量、低密度的非結構化數(shù)據(jù)。處理速度快是指高速接收乃至處理數(shù)據(jù)—數(shù)據(jù)通常直接流入內存而非寫入磁盤。數(shù)據(jù)類型繁多是指數(shù)據(jù)類型眾多，例如郵件、文本、音頻和視頻、微信、微博、位置信息、網絡日志等。低價值密度是指如果不通過適當方法處理數(shù)據(jù)其價值就無法最大化體現(xiàn)。任務實現(xiàn)

2.云計算的主要技術大數(shù)據(jù)開發(fā)無非要干四件事情，采集、存儲、查詢、計算。大數(shù)據(jù)技術分為整體技術和關鍵技術兩個方面。1）整體技術。主要有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存取、基礎架構、數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)挖掘、模型預測和結果呈現(xiàn)等。任務實現(xiàn)

2.大數(shù)據(jù)的主要技術2）關鍵技術。①大數(shù)據(jù)采集技術。數(shù)據(jù)采集通過RFID射頻技術、傳感器以及移動互聯(lián)網等方式獲得的各種類型的結構化及非結構化的海量數(shù)據(jù)。②大數(shù)據(jù)預處理技術:大數(shù)據(jù)預處理主要完成對已接收數(shù)據(jù)的抽取、清洗等操作。任務實現(xiàn)

2.大數(shù)據(jù)的主要技術③大數(shù)據(jù)存儲及管理技術。用存儲器把采集到的數(shù)據(jù)存儲起來，建立相應的數(shù)據(jù)庫，并進行管理和調用。④大數(shù)據(jù)分析及挖掘技術。在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)上進行基于各種預測和分析的計算，從而起到預測的效果，滿足一些高別數(shù)據(jù)分析的需求。大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)存儲任務實現(xiàn)

2.大數(shù)據(jù)的主要技術⑤數(shù)據(jù)展現(xiàn)和應用。在我國，大數(shù)據(jù)重點應用于以下三大領域:商業(yè)智能、政策決策和公共服務。1)電商行業(yè)2)

金融行業(yè)3)

生物技術任務實現(xiàn)

3.大數(shù)據(jù)的主要應用電商行業(yè)大數(shù)據(jù)應用2、金融行業(yè)新一代信息技術

應用5.2.4了解人工智能信息技術基礎—課程資源主講老師：李桂春5.2.4了解人工智能任務說明本任務通過認識人工智能和人工智能的主要應用使學生了解主要技術和應用領域，同時為未來應對人工智能積極做好準備。任務實現(xiàn)

1.認識人工智能1.認識人工智能1)人工智能的概念。人工智能(ArtificialIntelligence，AI)是一個以計算機科學為基礎，由計算機、心理學、哲學等多學科交叉融合的交叉學科、新興學科，研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統(tǒng)的一門新的技術科學。任務實現(xiàn)

1.認識人工智能1.認識人工智能2）人工智能研究的主要內容人工智能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(tǒng)、自然語言理解、計算機視覺、智能機器人、自動程序設計等，其中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。任務實現(xiàn)

1.認識人工智能1.認識人工智能3）如何應對人工智能人工智能的不足主要：①缺乏創(chuàng)造力。人工智能不具備進行創(chuàng)造、構思以及戰(zhàn)略性規(guī)劃的能力。②缺乏同理心。AI沒有“同情”、“關愛”之類的“感同身受”的感覺，無法在情感方面實現(xiàn)與人類的真正互動，無法給他人帶去關懷。③缺乏靈巧性。AI和機器人技術無法完成一些精確而復雜的體力工作，AI還難以很好地應對未知的或非結構化的空間。應對人工智能就要積極投入二次學習，重新學習職業(yè)技能，充分把“以人為本”的人性特質和AI善于優(yōu)化的技術優(yōu)勢深度結合起來，為適應AI新經濟下的新型工作場景做好準備。任務實現(xiàn)

2.人工智能主要技術1）機器學習（MachineLearning）。機器學習是一種讓計算機通過數(shù)據(jù)訓練來自動改進其性能的方法。主要包括監(jiān)督學習、無監(jiān)督學習、半監(jiān)督學習和強化學習等。2）計算機視覺（ComputerVision）。計算機視覺是一種讓計算機理解和解析圖像或視頻中的內容的技術。計算機視覺技術包括圖像識別、物體檢測、場景理解和圖像生成等。任務實現(xiàn)

2.人工智能主要技術3）自然語言處理（NaturalLanguageProcessing,NLP）：自然語言處理是讓計算機理解、生成和處理人類語言的技術。NLP的主要任務包括情感分析、文本分類、實體識別、關系抽取、語義分析和機器翻譯等。4）專家系統(tǒng)（ExpertSystems）。專家系統(tǒng)是一種基于人類專家知識的計算機程序。通過推理和知識庫，專家系統(tǒng)可以解決特定領域的問題，如醫(yī)學診斷、金融分析等。任務實現(xiàn)

2.人工智能主要技術5）機器人技術（Robotics）。機器人技術涉及到設計、制造和應用具有自主功能和智能行為的機器人。機器人技術在制造業(yè)、物流、醫(yī)療和家庭等領域得到廣泛應用。任務實現(xiàn)

3.人工智能主要應用①個性化推薦；②人臉識別；③無人駕駛汽車；④智能客服聊天機器人；⑤機器翻譯；⑥醫(yī)學圖像處理；⑦圖像搜索；⑧聲紋識別；⑨智能外呼機器人；⑩智能音箱。5.2.1了解虛擬現(xiàn)實任務說明本任務通過認識虛擬現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實的主要應用，使學生了解虛擬現(xiàn)實的關鍵技術和主要應用領域。任務實現(xiàn)

1.認識云計算1.認識虛擬現(xiàn)實1）虛擬現(xiàn)實的概念。虛擬現(xiàn)實（virtualreality，VR）是是仿真技術與計算機圖形學、人機接口技術、多媒體技術、傳感技術、網絡技術等多種技術的集合。2）虛擬現(xiàn)實的關鍵技術虛擬現(xiàn)實是多種技術的綜合，主要包括實時三維計算機圖形技術，廣角（寬視野）立體顯示技術，對觀察者頭、眼和手的跟蹤技術，以及觸覺/力覺反饋、立體聲、網絡傳輸、語音輸入/輸出技術等。任務實現(xiàn)

2.虛擬現(xiàn)實的主要技術1）環(huán)境建模技術。虛擬現(xiàn)實技術可以營造如同真實的虛擬環(huán)境，形成虛擬世界。2）立體聲合成與立體顯示技術。由于我們聽到的聲音到達兩只耳朵的時間和距離有所不同，我們需要靠聲音的相位差以及強度的差別來確定聲音的方向。虛擬現(xiàn)實建筑3d模型任務實現(xiàn)

2.虛擬現(xiàn)實的主要技術3）交互技術。虛擬現(xiàn)實中利用數(shù)字頭盔、數(shù)字手套等復雜的傳感器設備，三維交互技術與語音識別、語音輸入技術成為重要的人機交互手段。用虛擬現(xiàn)實技術學習交互1）虛擬現(xiàn)實醫(yī)學2）虛擬現(xiàn)實軍事航天3）虛擬現(xiàn)實工業(yè)仿真4）虛擬現(xiàn)實地理任務實現(xiàn)

3.虛擬現(xiàn)實的主要應用虛擬現(xiàn)實醫(yī)學5.2.6了解區(qū)塊鏈任務說明本任務通過認識區(qū)塊鏈、區(qū)塊鏈的主要技術和區(qū)塊鏈的主要應用，使學生了解各區(qū)塊鏈的核心技術特點、主要技術和主要應用領域。任務實現(xiàn)1.認識區(qū)塊鏈1.認識區(qū)塊鏈1）區(qū)塊鏈的概念。區(qū)塊鏈（Blockchain）是由節(jié)點參與的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，其特點是不可更改，不可偽造。區(qū)塊鏈是由一串使用密碼學方法產生的數(shù)據(jù)塊組成的，每一個區(qū)塊都包含了上一個區(qū)塊的哈希值（hash），從創(chuàng)始區(qū)塊（genesisblock）開始連接到