教科版高中信息技术必修第三章3.3信息的智能化加工课件

信息的智能化加工 3.3 信息的智能化加工 • 　一、智能和人工智能 • 　　1．在历史发展的过程中，人类依靠自身的智慧，发明 和创造了许多机器，使得人类从繁重的体力和脑力劳动中 解放出来。 • 　　例1：《列子.汤问》中记载，公元前900多年前的西 周时期，周穆王曾在路上遇到一个叫偃师的匠人。他献给 周穆王一个“机器人”。该“机器人“能走路、唱歌、跳 舞，致使周穆王误以为是个真人。 • 　　例2：亚历山大时代的古希腊人发明了一种自动机，它 以水、空气和蒸汽压力为动力的会动的雕像，它可以自己 开门，还可以借助蒸气唱歌。 • 　　思考：为什么目前的计算机不具备人脑的高度智能？ • 　　原因：目前的计算机还不具备人脑的高度智能，缺乏 自适应、自学习、自优化等能力，只能被动地按照人们事 先设计好的程序进行工作。 • 1997年5月11日，星期一，在国际象棋人机大战最后一局较量中， IBM超级计算机“深蓝”将棋盘上的一个兵走到C4的位置时，人类有史 以来最伟大的棋手——前苏联国际象棋世界冠军卡斯帕洛夫不得不沮丧 地承认自己输了。世纪末的一场人机大战最终以计算机3.5比2.5的总比 分取胜并赢得70万美元的奖金。 • 在前5局比赛中，卡斯帕罗夫先拔头筹，紧接着“深蓝”扳回一局。 之后双方连续3局战平，各积2.5分。因此最后一局比赛就成为关键一仗， 格外引人瞩目。这局比赛，“深蓝”执白以王兵开局。卡斯帕罗夫背水 一战，开始依然采取稳扎稳打的战略，构筑防线。但他有步棋走错了顺 序，白棋乘机在第八步用以“象”换“卒”的方法赢得了先手 。 • 第十八步，卡斯帕罗夫用杀伤力最强的“皇后”交换对方的“车” 和“象”，看似不很吃亏，但盘面上自己的一个“象”或“车”有可能 丢掉。等计算机又将一“兵”拱进一步之后，卡斯帕罗夫再也无心恋战， 投子认输。输棋之后，卡斯帕罗夫很快起身，耸了耸肩，作出无可奈何 的样子离开了棋室。 • “深蓝”和卡斯帕罗夫曾于1996年交过手，结果卡斯帕罗夫以4：2 战胜了“深蓝”。经过一年多的改进，“深蓝”有了更深的功力，因此 又被称为“更深的蓝”。“更深的蓝”与一年前的“深蓝”相比具有了 非常强的进攻性，在和平的局面下也善于捕捉杀机。 • IBM公司将“深蓝”与棋王卡斯帕罗夫作了有趣的对比——身高： 卡斯帕罗夫5英尺10英寸，“深蓝”6英尺5英寸；体重：卡斯帕罗夫176 磅，“深蓝”1.4吨；年龄：卡斯帕罗夫34岁，“深蓝”4岁；每秒行棋 速度：卡斯帕罗夫2步，“深蓝”2亿步。 • 2．智能的概念 • 　　⑴狭义：仅指人类智能，指人在认识和改造客观世界的活动 中，由思维过程和脑力活动所体现出来的智慧和能力。 • 　　包含三个方面： • 　　思维能力：记忆、联想、推理、计算、分析、比较、判断、 决策、规划、学习、探索等 • 　　感知能力：能够通过视觉、听觉、触觉等感知客观世界，获 得各种信息 • 　　行为能力：能够通过口、手、足等器官对外界的刺激做出反 应，采取行动 • 　　⑵广义：包括人类智能、人工智能和集成智能。 • 　　共性：①智能的基本要素是“信息”；②智能是普遍存在的， 人、动物、机器都可能有智能； • 　　③智能是多层的，可分为高层智能、中层智能、基层智能 • 　　④智能是进化的； ⑤智能是相对的； ⑥智能是智能系统的 整体功能 实践题： • 1．哑巴虽然不会说话，但他会用手势表达自 己的想法，这是智能的（ ）方面。 • A．思维能力 B．感知能力 C．行为能力 • 2．福尔摩斯是一个侦探家，他破了许多案子， 他运用了智能的（ ）方面。 • A．思维能力 B．感知能力 C．行为能力 人工智能（AI） • ⑴概念：利用计算机来模拟或实现人类智能。 • ⑵诞生时间：1956年，美国的一批来自数学、心理学、神经 学、信息论和计算机科学等方面的专家学者，在达特莫斯大 学召开了一次研讨会，正式提出了“人工智能”这一术语。 • ⑶人工智能的实质是人造的智能，它主要是对人脑思维机理 的模拟。 • ⑷人工智能的研究方法：结构模拟、功能模拟和行为模拟 • ⑸人工智能是计算机科学的一个分支，是一门研究运用计算 机模拟和延伸人脑功能的综合性学科；是一门涉及数学、计 算机科学、控制论、信息学、心理学、哲学等学科的交叉和 边缘学科；研究处于信息技术的前沿，它的研究、应用和发 展在一定程序上决定着计算机技术的发展方向。 • 4.为何需要人工智能？ • ①研究人工智能成了当前信息化社会的迫切需求 • ②智能化也是自动化发展的必然趋势 • ③研究人工智能也有助于探索人类自身的奥秘 • 5．人工智能的目标 • ⑴近期目标：实现机器智能（部分地或者在一定程序 上实现机器的智能） • ⑵远期目标：制造智能机器（使计算机具有看、听、 说、写等感知交互功能，具有联想、推理、理解、学 习等高级思维能力，有分析问题、解决问题和发明创 造的能力） • 　周穆王的“机器人”是人工智能的（ ）目标；“深 蓝”大战在一定程度上实现人工智能的（ ）目标。 • 　　A．远期 B．近期 利用人工智能技术加工信息 （人工智能技术应用） 1．模式识别 • 例：阿里巴巴对着山洞的门一念“芝麻开门”，山洞的门就 打开了，再念“芝麻关门”，山洞的门又自动关上了。 • 科幻片《X战警》中，“X教授”只要在实验室门口一站，实 验室的门就会自动打开，并且发出声音欢迎教授的到来，而 其他人则没法进去。 • 国内某些厂家生产的PDA，给人们提供了一个微型书写板和 笔，使得信息的输入更符合人们的自然习惯。 • 此类技术的目标是利用计算机来模拟人的各种识别能力，包 括对文字、声音、图形、图像、人物和物体等进行自动识别。 ⑴语音识别（如：Office语音识别 工具、ViaVoice） • 　　工作原理：首先在计算机中存放所有字词 的读音，建立一个样本数据库，然后通过话筒 将用户说话的声音输入计算机；计算机将输入 的声音和数据库中的所有声音样本逐一进行对 照，找出最接近的声音样本，最终确定输入的 声音是哪些字或词。 ⑵指纹识别 • 　　利用指纹来鉴定人的身份，可以克服证件、 签字、照片、密码、钥匙、印鉴等容易假冒、 丢失、遗忘、被资的缺点。 • 　　如：浙江省公安厅使用北大自动指纹识别 系统，建立了100多万人的指纹库，检索一个 现场只需4分钟。 • 　　指纹识别结合生物扫描技术，可以识别指 纹的平面图像特征，可以对指纹表皮下的毛细 血管的分布特征以及手指的三维图像特征进行 识别。 ⑶联机手写输入 • 　　PDA是一种袖珍型电子记事本，它 提供一个小型书写板和一支电子笔，可 以将约会时间、地点、通讯地址、电话 号码以及一些重要的数据写入PDA。 • 　　比利时的科学家研制出一种能认识 自己主人的“智能笔”，它可以向计算 机输入文字，而且是一种可靠性极高的 签字笔。 ⑷光学字符识别（OCR技术） • 　　在邮件的自动分拣中，可以使用 OCR和光学条码识别、人工辅助识别等 手段相结合来完成邮政编码的阅读。 • 实践：按照课本第48页实践题目的操作 要求，完成模式识别的第一、第二两个 小题。（在D盘的手写识别软件中） • 1．阿里巴巴的咒语在技术目标是利用计算机模拟人的 （ ）能力，科幻片《X战警》在技术目标是利用计算机 模拟人的（ ）能力，PDA在技术目标是利用计算机模 拟人的（ ）能力。 • 　　A．文字 B．声音 C．图形 D．图像 E．人物 F．物体 • 　　2．浙江省公安厅使用北大自动指纹识别系统，这 是模式识的（ ）。 • 　　A．指纹识别 B．语音识别 C．光学字符识别 • 　　3.Handingit-Recog是一种（ ）软件，扫描仪是 一种（ ）识别。 • 　　A．语音识别 B．光学字符识 C．手写识写 2．机器翻译 • 　　——利用计算机把一种自然语言转变成另 一种自然语言的过程。 • 　　¤词典翻译类软件：提供一部方便的电子 词典 • 　　¤汉化翻译类软件：提供英文软件的汉化、 网上在线翻译，操作系统的汉化以及全文翻译 等功能 • 　　¤专业翻译软件：为专业化的行业用户服 务的 • 　　如：金山快译、译星、万能对译。 • 3．智能机器人 • 　　　　工作原理：智能机器人可以根据感觉 到的信息，进行独立识别、推理，并做出判断 和决策，不用人的参与就可以完成一些复杂的 工作。 • 例：http://alice.pandorabots.com/，与机 器人ALICE展开对话。 • 　　4．计算机博弈，如：国际象棋、中国象 棋、围棋、五子棋、跳棋 • 　　5．智能代理技术（Agent） • 　　代表：一种具有智能的实体，这种实体具 有自主性、反应性、适应性和社会性等基本特 性。 • 1．Office软件中有一个“大眼夹”，有时它 翻跟头，表明它有（ ）特性；用户插入图片， 它会提示信息，表明它有（ ）特性。 • 　　A．自主性 B．反应性 C．适应性 D．智 能性 E．社会性 F．主动性 • 　　2．金山杀毒软件里有一只金毛狮子，它 在（ ）情况下发出警报提醒用户。 • 　　A．自我玩耍 B．睡大觉 C．发现可疑病 毒 D．软件升级 • 6．其他应用：智能家电电器、车辆导航 系统、智能游戏程序、智能手术刀 • 　　车辆导航系统：采用了GPS全球定 位技术、GIS地理信息技术、GSM短信 息、现代无线通讯技术 谢谢