第十二章 信息系统
一.信息管理
- 信息系统：帮助我们组织和分析数据的软件。
二.电子制表软件
- 电子制表软件：允许用户用单元格组织和分析数据的程序。
- 单挑格：电子数据表中用于存放数据或公示的元素。
| - | A | B | C | D |
|---|---|---|---|---|
| 1 | ||||
| 2 | ||||
| 3 | ||||
| 4 | ||||
| 5 |
1.电子数据公式
- 电子数据表函数：电子制表软件提供可用于公式的计算函数。
- 范围：用端点指定的一组连续单元格。
2.单元数据表分析
- 模拟假设分析：修改电子数据表中假设的值，以观察假设的变化对相关数据有什么影响。
3.数据库管理系统
数据管理系统(DBMS)由下列几部分构成：
- 物理数据库--存放数据的文件的集合
- 数据库引擎--支持对数据库内容的访问和修改的软件。
- 数据库模式--存储在数据库中的数据的逻辑结构的规约。
- 数据库：结构化的数据集合。
- 数据库管理系统：由物理数据库，数据库引擎和数据库模式构成的软件和数据的组合。
- 查询：从数据库检索数据的请求。
- 模式：数据库中的数据的逻辑结构的规约。
三.1.关系模型
- 关系模型：用表组织数据和数据之间的关系的数据库模型。
- 表：数据库记录的集合
- 记录：构成一个数据库实体的相关的域的集合。
- 域：数据库记录中的一个值。
- 键：在表的所有记录中唯一标识一个数据库记录的一个或多个域。
2.关系
记录表示的是独立的数据库对象，记录的域是这些对象的属性。
3.结构化查询语言
- 结构化查询语言：用于管理和查询数据的综合性关系数据库语言。
4.数据库设计
- 实体关系建模：设计关系数据库的常用方法。
- ER图：ER模型的图形化表示。
- 基数约束：在ER图中，一次客厅存在于实体间的关系的数量。
一般的基数关系有三种： - 一对一
- 一对多
- 多对多
四.电子商务
- 电子商务：使用万维网买卖物品及服务的过程。
第十三章 人工智能
1.思维机
- 人工智能：研究对人类思想建模和应用人类智能的计算机系统的学科。
1.图灵测试
- 图灵测试：一种行为方法，用于判断一个计算机是否是智能的。
- 弱等价性：两个系统基于其结果的等价性。
- 强等价性：两个系统基于其结果和实现这种结果的处理方法的等价性。
- Loebner:正式的图灵测试，每年举行一次。
- 聊天机器人：用于执行人机对话的程序。
2.AI问题的各个方面
- 知识表示--用于表示知识以便计算机系统能够用来解决智能问题的技术。
- 专家系统--嵌入人类专家知识的计算机系统。
- 神经网络--模拟人脑处理的计算机系统。
- 自然语言处理--处理人类用来交流的语言的问题。
- 机器人学--关于机器人的研究。
二.知识表示
表示一个对象或事件所需的知识会根据情况而有所不同。针对要解决的问题，我们需要特定的信息。
1.语义网
- 语义网：表示对象之间关系的知识表示法。
2.检索树
- 检索树：表示对抗性情况中的所有选择的结构。
- 深度优先法：优先沿着树的路径向下检索，而不是优先横向检索每层的检索法。
- 广度检索法：优先横向检索树的每层，而不是优先于向下检索特定的路径的检索法。
三.专家系统
- 基于知识的系统：使用特定信息集合的软件。
- 专家系统：基于人类专家的软件系统。
- 基于规则的系统：基于一套if-then规则的软件系统。
- 推理机：处理规则得出结论的软件。
四.神经网络
- 人工神经网络：尝试模拟人体神经网络的计算机知识表示法。
1.生物神经网络
生物神经元具有多个输入触角和一个主输出触角（轴突）。
2.人工神经网络
- 有效权：人工神经元中输入值和相应的权的乘积之和。
- 训练：调制神经网络中的权和阈值以实现想要的结果和过程。
五.自然语言处理
- 语音识别：用计算机来识别人类所讲的话。
- 自然语言理解:用计算机对人类传达的信息做出合理的解释。
- 语音合成：用计算机制造出人类的语音。
- 自然语言：人们用于交流的语言，如英语。
1.语音合成
- 音素：任何指定的语言中的基本声音单元的集合。
2.语音识别
- 声波纹：表示人声随着时间推移的频率变化的图。
3.自然语言理解
- 词法二义性:由于单词具有多种含义而造成的二义性。
- 句法二义性：由于句子的构造方式有多种而造成的二义性。
- 指代二义性：由于代词可以指代多个对象而造成的二义性。
六.机器人学
研究机器人的科学。机器人可分为两个大类：固定机器人和可移动机器人。
1.感知-规划-执行范型
可移动机器人学研究的是能相对于环境移动并具有一定自治能力 机器人。
2.包孕体系结构
赋予机器人一套简单的行为。
3.物理部件
- 传感器：负责收集周围的数据。
- 执行器：负责移动机器人。
- 计算部件：负责给执行器发送指令。
第十四章 模拟、图形学、游戏和其他应用
一.什么是模拟
- 模拟：设计复杂系统的模型并为观察结果而对该模型进行的实验。
1.复杂系统
系统是那种只能凭直觉理解而很难定义的术语。
2.模型
- 模型：真实系统的抽象，是系统中的对象和管理这些对象相互作用的规则的表示。
3.构造模型
- 连续模拟：把时间看作是连续的，用一组反映特征集合中的关系的微分方程表示时间的变化。
- 离散事件模拟：由实体、属性和事件构成。表示真实系统中必须明确定义的对象。
二.特殊模型
这一节我们将讨论三种模拟模型
1.排队系统
这是一种离散事件模型，它使用随机数表示事件的到达和持续。由服务器和等待服务的对象队列构成。队列是先进先出的FIFO结构。
2.气象模型
一种连续模拟。以时间相关的流体力学和热力学的偏微分方程为基础，这些方程变量包括两个水平风速、垂直风速、气温、气压和水汽浓度。
3.计算生物学
- 计算生物学：一种通过计算机、应用数学以及统计学的知识解决生物学问题的交叉性学科。
- 生物信息学：一种将信息技术应用到分子生物学的学科，涉及对生物信息在计算机和网路中的查询、存储、操作、分析以及几何可视化。
- 计算基因组：对基因组序列进行解密。
- 蛋白质结构预测：尝试进行三维的蛋白质序列建模，这在实验中还尚未被实现。
4.其他模型
每个计算机程序都是一种模拟，因为程序表示的是在问题求解阶段设计的解决方案的模型。
5.必要的计算能力
更新、更大、更快的计算机使科学家们能够在更短时间内解决更大范围中更复杂的数据系统。
三.计算机图形学
图形是由红、绿、蓝值定义的一组像素值。
1.光的工作原理
根据光线的波长，视锥可以分为长、中、短三种。分别对应红、绿、蓝。
2.物体形状
物体形状也会影响物体的外观。
3.光模拟
在图形学中，许多技术用于模拟光和物体之间的交互。
4.复杂对象的建模
简单物体的形状可以用简单的数学对象和曲面建模。而复杂对象建模即在合理时间内生成一个自然现象的真实模拟。
5.让物体动起来
图形学研究人员利用人类和动物运动的研究结果阿里开发能够自动生成更自然的运动的系统。
四.游戏
- 计算机游戏：计算机模拟的虚拟世界。
1.游戏的历史
- 游戏玩法:玩家在游戏过程中交互与体验的类型。
2.创建虚拟世界
- 游戏引擎：创造计算机游戏的软件系统。
其具有以下功能：
- 渲染图形的引擎
- 提供碰撞检测和动态仿真从而解决被模拟物体力学特征问题的物理引擎
- 声音生成单元
- 独立于游戏驱动代码的脚步语言
- 人工智能算法
- 动画
- 场景图。一种利用图形场景来表示空间场景的通用数据结构。
3.游戏设计与开发
游戏的设计过程从一个概念开始，最好是一个从来没有人看到过的概念
4.游戏编程
当所有设计决策已经做出时，程序员将开始编写代码从而创造游戏中的虚拟世界。