這是一個關(guān)于計算機技術(shù)前沿課件PPT模板，主要介紹計算機硬件的發(fā)展、高性能計算、現(xiàn)代操作系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展。知識框架第1章 概述第2章 計算機硬件的發(fā)展 第3章 高性能計算第4章 現(xiàn)代操作系統(tǒng)第5章 計算機網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)第6章 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展第7章 數(shù)據(jù)挖掘及其應(yīng)用 知識概要計算機科學(xué)面臨的問題計算機學(xué)科概述計算機學(xué)科的特點基本學(xué)科能力計算機學(xué)科發(fā)展和分支學(xué)科的劃分計算機科學(xué)與其他學(xué)科之間的關(guān)系計算機科學(xué)發(fā)展的趨勢六大科學(xué)理論的突破量子力學(xué)相對論宇宙大爆炸模型 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)板塊構(gòu)造理論計算機科學(xué) 21世紀計算機科學(xué)和信息技術(shù)發(fā)展的新取向更加重視技術(shù)的多樣性、開放性和個性化更加重視計算機技術(shù)惠及大眾更加重視生態(tài)和環(huán)境影響更加重視醫(yī)學(xué)及與人類健康有關(guān)的科學(xué)技術(shù)將更加重視計算機科學(xué)的交叉研究更加重視與人文藝術(shù)的結(jié)合更加重視計算機科學(xué)與信息技術(shù)倫理道德方面的研究和對社會作用的法制化管理與監(jiān)督計算機科學(xué)（Computer Science）計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科，簡稱計算機科學(xué) ACM/IEEE-CS 的專家們認為，目前已經(jīng)無法繼續(xù)用計算機學(xué)科來稱謂它，而改稱其為計算學(xué)科（Computing Discipline）計算機科學(xué)（Computer Science） Wikipedia：與計算相關(guān)的多種學(xué)科的集合，包括理論和實際兩方面：涉及信息和計算的理論基礎(chǔ)、語言理論、算法分析和開發(fā)、計算系統(tǒng)的實現(xiàn)、計算機圖形學(xué)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)通信等。美國的網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)研究與發(fā)展國家辦公室：計算系統(tǒng)和計算的語義研究，歡迎點擊下載計算機技術(shù)前沿課件PPT模板哦。

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知識框架第1章 概述第2章 計算機硬件的發(fā)展 第3章 高性能計算第4章 現(xiàn)代操作系統(tǒng)第5章 計算機網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)第6章 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展第7章 數(shù)據(jù)挖掘及其應(yīng)用 知識概要計算機科學(xué)面臨的問題計算機學(xué)科概述計算機學(xué)科的特點基本學(xué)科能力計算機學(xué)科發(fā)展和分支學(xué)科的劃分計算機科學(xué)與其他學(xué)科之間的關(guān)系計算機科學(xué)發(fā)展的趨勢六大科學(xué)理論的突破量子力學(xué)相對論宇宙大爆炸模型 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)板塊構(gòu)造理論計算機科學(xué) 21世紀計算機科學(xué)和信息技術(shù)發(fā)展的新取向更加重視技術(shù)的多樣性、開放性和個性化更加重視計算機技術(shù)惠及大眾更加重視生態(tài)和環(huán)境影響更加重視醫(yī)學(xué)及與人類健康有關(guān)的科學(xué)技術(shù)將更加重視計算機科學(xué)的交叉研究更加重視與人文藝術(shù)的結(jié)合更加重視計算機科學(xué)與信息技術(shù)倫理道德方面的研究和對社會作用的法制化管理與監(jiān)督計算機科學(xué)（Computer Science）計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科，簡稱計算機科學(xué) ACM/IEEE-CS 的專家們認為，目前已經(jīng)無法繼續(xù)用計算機學(xué)科來稱謂它，而改稱其為計算學(xué)科（Computing Discipline）計算機科學(xué)（Computer Science） Wikipedia：與計算相關(guān)的多種學(xué)科的集合，包括理論和實際兩方面：涉及信息和計算的理論基礎(chǔ)、語言理論、算法分析和開發(fā)、計算系統(tǒng)的實現(xiàn)、計算機圖形學(xué)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)通信等。美國的網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)研究與發(fā)展國家辦公室：計算系統(tǒng)和計算的語義研究。美國計算機學(xué)會（ACM）：計算機和算法過程的研究，包括它們的原理、它們的硬件和軟件設(shè)計、它們的應(yīng)用以及它們對社會的影響。計算機科學(xué)怎樣成為一種科學(xué)？ 1.1 計算機科學(xué)面臨的問題計算機科學(xué)教育缺乏創(chuàng)新，計算機課程體系的陳舊針對學(xué)生特別是本科學(xué)生的培養(yǎng)上，充分強調(diào)以興趣為主大學(xué)提供的是一種機會，讓學(xué)生自己做真正喜歡的事情從狹義工具論到計算思維的轉(zhuǎn)變計算機和信息科技的普及實際上是在全社會傳播一種計算思維計算思維是一種普適的思維，是每個人的基本技能計算機科學(xué)人才的匱乏企業(yè)、政府等部門都需要計算機人才德智體合格，在團隊精神、敬業(yè)態(tài)度、工作能力等方面都能勝任計算思維計算思維強調(diào)一切皆可計算，從物理世界到人類社會模擬，從人類社會再到智能活動，都可認為是計算的某種形式。計算思維是概念化思維，是人的思維，是數(shù)學(xué)和工程互補融合的思維，是面向所有人的思維。 1.2 計算機科學(xué)概述計算機學(xué)科的特點基本學(xué)科能力計算機學(xué)科發(fā)展和分支學(xué)科的劃分計算機科學(xué)與其他學(xué)科之間的關(guān)系 1.2.1 計算機學(xué)科的特點根本問題 Nicklaus Wirth：在較高的認識層次上，硬件和軟件是一樣的。計算機學(xué)科的根本問題：什么能、且如何被有效地自動計算�；�本特征計算機學(xué)科具有“理論、抽象、設(shè)計”三個學(xué)科形態(tài) 1.2.2 基本學(xué)科能力計算思維能力算法設(shè)計與分析能力程序設(shè)計與實現(xiàn)能力系統(tǒng)分析、開發(fā)與應(yīng)用能力 1.2.3 計算機學(xué)科發(fā)展和分支學(xué)科的劃分計算機科學(xué)（Computer Science）計算機工程（Computer Engineering）軟件工程（Software Engineering）信息技術(shù)（Information Technology）信息系統(tǒng)（Information System） 1．計算機科學(xué)（Computer Science）計算機科學(xué)研究的范圍很廣，從理論和算法基礎(chǔ)到機器人開發(fā)、計算機視覺、智能系統(tǒng)、生物信息等。主要包括：尋找求解計算問題的有效方法構(gòu)建使用計算機的新方法軟件的設(shè)計與實現(xiàn) 2．計算機工程（Computer Engineering）設(shè)計和構(gòu)建計算機系統(tǒng)和基于計算機的系統(tǒng)，包括研究硬件、軟件、通信以及它們之間的交互。學(xué)科內(nèi)容集中在傳統(tǒng)的電子工程、數(shù)學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域的理論、原理和實踐。強調(diào)的是硬件而不是軟件，而且具有很強的工程特性。 3．軟件工程（Software Engineering）軟件工程的主要目標是開發(fā)系統(tǒng)模型和按時并在有限預(yù)算下生產(chǎn)高質(zhì)量軟件的可靠技術(shù)。軟件工程尋找計算機科學(xué)中科學(xué)與工程原理的結(jié)合，探討以工程的規(guī)范有效地開發(fā)和管理軟件系統(tǒng)。 4．信息技術(shù)（Information Technology）信息技術(shù)主要用于管理和處理信息所采用的各種技術(shù)的總稱。它主要是應(yīng)用計算機科學(xué)和通信技術(shù)來設(shè)計、開發(fā)、安裝和實施信息系統(tǒng)及應(yīng)用軟件。與信息系統(tǒng)學(xué)科的重點在于“信息”相對，信息技術(shù)學(xué)科的重點在于“技術(shù)”。 5．信息系統(tǒng)（Information System）信息系統(tǒng)學(xué)科可以理解為是基于技術(shù)的商務(wù)開發(fā)該學(xué)科強調(diào)信息技術(shù)中的“信息”，而將“技術(shù)”看成是產(chǎn)生、處理和分發(fā)所需的工具。他們面對的信息系統(tǒng)一般都是龐大和復(fù)雜的，既要懂技術(shù)，又要明白組織因素，知道如何有效地利用這類系統(tǒng)。 1.3 計算機科學(xué)發(fā)展的趨勢 “高”：性能越來越高，速度越來越快提高器件速度并行處理 “廣”：計算機的無處不在網(wǎng)絡(luò)化與向各個領(lǐng)域的滲透普適計算（Pervasive Computing） “深”：信息的智能化發(fā)展 知識概要計算機發(fā)展的歷史回顧我國計算機發(fā)展史新型計算機的發(fā)展 CPU和GPU的發(fā)展 1 計算機發(fā)展的歷史回顧早期計算機：機械式計算工具、機電式計算機 1 計算機發(fā)展的歷史回顧電子管、晶體管和集成電路 電子計算機的誕生 1 計算機發(fā)展的歷史回顧現(xiàn)代計算機發(fā)展歷程第一代電子管計算機（1945─1956）第二代晶體管計算機 (1956─1963) 第三代集成電路計算機 (1963─1971) 第四代大規(guī)模集成電路計算機 (1971至今) 2 我國計算機發(fā)展史第一代電子管計算機研制（1958─1964） 第二代晶體管計算機研制（1965─1972） 2 我國計算機發(fā)展史第三代中小規(guī)模集成電路計算機研制（1973─20世紀80年代初） 第四代超大規(guī)模集成電路計算機研制（80年代中期至今） 3 新型計算機的發(fā)展 DNA計算機 光計算機 4 CPU和GPU的發(fā)展 CPU的發(fā)展 Intel 4004和8080 Intel 8086、Intel 80286、Intel 80386、Intel 80486 Intel Pentium Intel Pentium MMX Intel Pentium Pro Intel Pentium II Intel Celeron（賽揚） Intel Pentium III Intel Pentium IV 雙核處理器 4 CPU和GPU的發(fā)展多核計算的發(fā)展趨勢多核技術(shù)的發(fā)展 ---多核上將集成更多結(jié)構(gòu)簡單、低功耗的核心。 ---異構(gòu)多核是一個重要的方向。 ---多核上應(yīng)用可重構(gòu)技術(shù) ---多核的功率和熱管理 ---片上多核處理器時代的到來多核計算的發(fā)展 4 CPU和GPU的發(fā)展 GPU的發(fā)展 GPU簡介 --- Graphic Processing Unit，中文翻譯為“圖形處理器” --- GPU是顯示卡的“心臟”，也就相當于CPU在電腦中的作用 ---20 世紀60-70年代，受硬件條件的限制，圖形顯示器只是計算機輸出的一種工具 ---20世紀80年代初期，出現(xiàn)GE（Geometry Engine）為標志的圖形處理器 ---20世紀90年代，NVIDIA進入個人電腦3D市場 4 CPU和GPU的發(fā)展 GPU的發(fā)展 NVIDIA GPU的發(fā)展 GPU通用計算 4 CPU和GPU的發(fā)展 CPU和GPU的融合 ---Intel推出了在單芯片上集成X86 CPU和DirectX引擎的Fusion系列處理器，AMD稱這種融合了傳統(tǒng)CPU和GPU功能的處理器為APU ---AMD第一款Fusion APU系列處理器是Llano處理器 第3章 高性能計算高性能計算概述世界各地超級計算機中心的發(fā)展概況高性能計算機的發(fā)展高性能計算機關(guān)鍵技術(shù)與挑戰(zhàn)推薦閱讀 1 高性能計算概述 什么是高性能計算 -高性能計算（High Performance Computing）是計算機科學(xué)的一個分支，研究并行算法和開發(fā)并行軟件，致力于研制高性能計算機（High Performance Computer） -高性能計算技術(shù)主要是指從體系結(jié)構(gòu)、并行算法和軟件開發(fā)等方面研究開發(fā)高性能計算系統(tǒng)的技術(shù) 1 高性能計算概述 發(fā)達國家在高性能計算方面的發(fā)展 --- “戰(zhàn)略計算機計劃” --- “高性能計算和通信（HPCC）” ---“先進模擬和計算（ASC）” 我國高性能計算的發(fā)展 “天河一號” 由國防科技大學(xué)于2009年10月研制推出，目在國家級超級計算天津中心投入運營，為天津市乃至環(huán)渤海地區(qū)的生物制藥、新能源新材料、航空航天裝備研制等新興產(chǎn)業(yè)服務(wù)。 曙光“星云” 曙光“星云（Nebulae）”高性能系統(tǒng)，是我國自主研發(fā)的首款實測性能超千萬億次超級高性能計算機，該系統(tǒng)于2011年底落戶深圳，為我國華南、港澳乃至全國用戶提供計算和信息服務(wù)。 2 世界各地超級計算中心的發(fā)展概況美國國家超級計算應(yīng)用中心日本東京工業(yè)大學(xué)全球科學(xué)信息與計算中心 德國Jülich超級計算中心英國Edinburgh大學(xué)超級計算中心 上海超級計算中心中國科學(xué)院超級計算中心 3 高性能計算機的發(fā)展高性能計算機的發(fā)展過程 1976年、1982年，Cray Research Inc 分別推出Cray-1型的單向量計算機，其速度僅為133MFlops，以及行向量處理Cray X-MP機型，其速度為941MFlops，處理器數(shù)是4個。 1988年，John L. Gustafson（古斯塔夫森）在Communications of the ACM（《ACM通訊》）上發(fā)表了一個加速比公式：s = f + p ( 1 – f ) 1993年克雷公司推出的Cray T3D，其峰值速度達21.4GFlops 1997年，Intel公司推出世界上第一臺萬億次（TeraFlops）機器──ASCI Red，其速度為1.068TFlops 2002年，日本NEC公司推出“地球模擬器” 2008年，在高效能理念的推動下，IBM公司研制了“走鵑”，其處理器數(shù)為122 400個，功耗為2.346MW，采用異構(gòu)集群的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，運行速度突破了Peta FLOPS大關(guān)，達到1.026PFlops。 千萬億（1015）次系統(tǒng)研發(fā) 1996年，每秒萬億次運算能力的超級計算機誕生，在計算機發(fā)展的歷史上建立了新的里程碑超級計算需求根據(jù)用途大致可分為能力計算（Capability Computing）和容量計算（Capacity Computing）兩類千萬億次超級計算機的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括生物醫(yī)學(xué)、航空航天制造、氣候和環(huán)境、核能、納米技術(shù)、國防和國家安全艾級超級計算機的機遇與挑戰(zhàn) 4 高性能計算機關(guān)鍵技術(shù)與挑戰(zhàn)高性能計算機關(guān)鍵技術(shù)體系結(jié)構(gòu)：商用混合式處理器 + 商用高性能互連網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的結(jié)構(gòu)（“走鵑”） 、通用CPU + 定制多套互連網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（藍色基因）、商用高性能處理器 + 定制高性能互連網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu) + 非一致性存儲訪問體系結(jié)構(gòu)（CRAY XT3）等等。微處理器： Intel的Nehalem、AMD的皓龍（Opteron）；基于單指令多數(shù)據(jù)（SIMD）的分布存儲多核結(jié)構(gòu)，如IBM Cell；探索型多核結(jié)構(gòu)，具體實例有斯坦福大學(xué)的流處理器（Stanford Imagine）和麻省理工學(xué)院的RAW芯片；光互連：具有高帶寬、低損耗、無串擾和匹配及電磁兼容等特點軟件技術(shù)：操作系統(tǒng)方面的熱點技術(shù)包括虛擬機技術(shù)（VMWARE、VPC機等）、自治技術(shù)（Self-configuring、Self-healing、Self-optimizing和Self-protecting）等；更深的存儲層次、多核/多線程微處理器編譯技術(shù)、流處理技術(shù)等納米技術(shù)：高密度、低功耗、適應(yīng)量子效應(yīng) 4 高性能計算機關(guān)鍵技術(shù)與挑戰(zhàn)超級計算機系統(tǒng)的挑戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)的挑戰(zhàn)大量應(yīng)用對超級計算機的計算能力、數(shù)據(jù)訪問能力、數(shù)據(jù)存儲能力提出了更高性能的要求存儲器墻（Memory wall）和編程墻（Programming wall）是超級計算中兩個非常具有挑戰(zhàn)性的問題系統(tǒng)規(guī)模和能耗的挑戰(zhàn):將規(guī)模和功耗納入整體設(shè)計的考慮范圍更快速的算法挑戰(zhàn):千萬億次計算系統(tǒng)需要并行度和并行效率更高的算法更高效能的挑戰(zhàn):更加關(guān)注于系統(tǒng)的平衡設(shè)計生態(tài)環(huán)境的挑戰(zhàn): 任何新的重大創(chuàng)新如何融入這樣的生態(tài)環(huán)境，都需要技術(shù)、人才、資本的巨大支撐。 4 高性能計算機關(guān)鍵技術(shù)與挑戰(zhàn)超級計算機發(fā)展的技術(shù)路線可重構(gòu)計算結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的主要邏輯通過重構(gòu)機制控制，在一定范圍內(nèi)調(diào)整變化，以提高不同應(yīng)用程序核心算法的運行效率流式結(jié)構(gòu)能夠針對某些類型算法獲得高計算/通信率，并且計算速度高、能耗低存儲器內(nèi)置處理器 PIM將算法邏輯單元與存儲器相融合使邏輯存儲器訪問緊密耦合專用器件結(jié)構(gòu)利用超高速硬件技術(shù)提供更高的邏輯密度，保證單元面積提供更高的性能和更低的計算能耗�；旌袭悩�(gòu)結(jié)構(gòu)利用現(xiàn)有的高性能計算機資源作為節(jié)點互連構(gòu)成的集成計算機系統(tǒng) 第4章 現(xiàn)代操作系統(tǒng) 1 操作系統(tǒng)的歷史 2 現(xiàn)代操作系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)代操作系統(tǒng)的新特征：網(wǎng)絡(luò)化和多媒體化現(xiàn)代操作系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢：并發(fā)性（采用多線程）和可靠性（采用微內(nèi)核結(jié)構(gòu)減小規(guī)模） 桌面操作系統(tǒng)的特點： 桌面系統(tǒng)安全性受到高度重視，特別是通過與可信平臺模塊（Trusted Platform Module，TPM）等硬件安全技術(shù)的結(jié)合，使得桌面安全性和可信性得到改善。 2 現(xiàn)代操作系統(tǒng)的發(fā)展計算機系統(tǒng)組成：一個計算機系統(tǒng)通常由硬件、操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件和用戶四個部分組成計算模式：多處理器計算基于互聯(lián)網(wǎng)和Web的計算嵌入式計算虛擬化計算所謂虛擬化，是通過硬件和操作系統(tǒng)的中間層─虛擬機監(jiān)控層實現(xiàn)計算資源的管理和再分配，使資源利用率實現(xiàn)最大化。 2 現(xiàn)代操作系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)微內(nèi)核操作系統(tǒng)內(nèi)核通常是操作系統(tǒng)中最核心的部分，管理著所有的系統(tǒng)資源，對于系統(tǒng)的設(shè)備擁有完全的訪問權(quán)，通常運行于特權(quán)模式具有微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代操作系統(tǒng)擁有以下優(yōu)點：（1）可伸縮性好，能適應(yīng)硬件更新和應(yīng)用變化（2）可移植性好，所有與具體機器特征相關(guān)的代碼，全部隔離在微內(nèi)核中（3）實時性好，微內(nèi)核可以更有效地支持實時處理（4）安全可靠性高，微內(nèi)核將安全性作為系統(tǒng)內(nèi)部特性進行設(shè)計，對外僅使用少量應(yīng)用編程接口（5）支持分布式系統(tǒng)，支持多處理器的體系結(jié)構(gòu)和高度并行的應(yīng)用程序（6）真正面向?qū)ο蟮牟僮飨到y(tǒng)，能顯著減小系統(tǒng)開銷，提高系統(tǒng)的正確性、可靠性和易擴展性 2 現(xiàn)代操作系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，軟硬件可裁減的，適用于對功能、可靠性、成本、體積和功耗等綜合性要求嚴格的專用計算機系統(tǒng)具有軟件代碼小、自動化程度高和響應(yīng)速度快等特點，特別適合于要求實時和多任務(wù)的體系嵌入式操作系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)極為重要的組成部分，通常包括與硬件相關(guān)的底層驅(qū)動軟件、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動接口、通信協(xié)議、圖形界面和標準化瀏覽器等。商用嵌入式系統(tǒng)和專用操作系統(tǒng)： WinCE、VxWorks Symbian OS、Android OS 2 現(xiàn)代操作系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)分布式操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：UNIX和Windows NT。具有網(wǎng)絡(luò)功能，可以用來訪問遠程資源。特點：運行于其上的節(jié)點能獨立地管理自己的進程資源用戶能夠可擴展操作系統(tǒng)可擴展操作系統(tǒng)所謂的可擴展操作系統(tǒng)，即利用微內(nèi)核技術(shù)，使操作系統(tǒng)在保持核心功能的基礎(chǔ)上能夠靈活地結(jié)合各種服務(wù)及應(yīng)用這種外延和擴展不僅體現(xiàn)在用戶應(yīng)用層，還體現(xiàn)在硬件層 2 現(xiàn)代操作系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)多處理機并行操作系統(tǒng)多處理機并行操作系統(tǒng)新特征：（1）并行性，即增強對程序并行執(zhí)行的支持。（2）分布性，即支持對分布的任務(wù)、資源的管理與控制。（3）通信及其同步性，即在不同處理機上運行的不同進程之間實現(xiàn)同步和通信，以共享資源和相互合作，支持程序的并行執(zhí)行，以改善系統(tǒng)的性能。（4）可重構(gòu)性，為了提高系統(tǒng)的可靠性，當系統(tǒng)中某個處理機或存儲模塊等資源發(fā)生故障時，系統(tǒng)能夠自動切除故障資源，換上備份資源，并對系統(tǒng)進行重構(gòu)，以保證其能繼續(xù)工作。并行操作系統(tǒng)版本：前SUN公司的Solaris、美國AT&T公司（AT&T）的UNIX SYSTEM V4.0 MP版本等等在提高系統(tǒng)性能方面，對稱式多處理機（Symmetric Multi-Processor，SMP）結(jié)構(gòu)計算機已經(jīng)成為現(xiàn)代計算機技術(shù)發(fā)展的潮流和趨勢， 2 現(xiàn)代操作系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)虛擬化操作系統(tǒng)進程級虛擬化，即不是用軟件模擬，而是在操作系統(tǒng)之上添加一個很“薄”的虛擬化程序來實現(xiàn)虛擬化，在這個虛擬化程序之上再模擬操作系統(tǒng)系統(tǒng)級虛擬化，即操作系統(tǒng)幾乎可以不變，只是每個操作系統(tǒng)調(diào)度的是自己的虛擬化硬件資源，這些虛擬硬件資源是由系統(tǒng)硬件和操作系統(tǒng)之間的虛擬監(jiān)控層（虛擬化操作系統(tǒng)）創(chuàng)建和管理的未來操作系統(tǒng)的發(fā)展趨勢（1）開源化（2）專用化（3）小型化或微型化（4）便攜化。（5）網(wǎng)絡(luò)化（6）安全化或可信化 3 Windows操作系統(tǒng) Windows是微軟公司在操作系統(tǒng)領(lǐng)域中的品牌和產(chǎn)品系列 2個分支：一個分支是基于MS-DOS的Windows開發(fā)平臺，最后發(fā)展成為Windows 95/98/Me等一系列操作系統(tǒng)另一個分支則發(fā)展成以Windows NT為代表的操作系統(tǒng)系列，經(jīng)歷了Windows NT、Windows 2000、Windows XP/Server 2003，直到Windows Vista/Server 2008/Win7 第二個分支是按照20世紀80年代后期的硬件水平進行全新設(shè)計的操作系統(tǒng)，包含了現(xiàn)代操作系統(tǒng)的各個要素，也奠定了Windows作為現(xiàn)代操作系統(tǒng)典范的基礎(chǔ) Windows NT 3.1～3.51版本采用了Windows 3.1操作系統(tǒng)的窗口界面風格，并且保持了對MS-DOS和Windows 3.1應(yīng)用程序的兼容性。 3 Windows操作系統(tǒng) Windows NT 4.0是一個相對比較成熟和穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器操作系統(tǒng)，并且內(nèi)置了微軟（IIS 6作為基本的Web服務(wù)器軟件 Windows 2000在安全性方面也有顯著提高。它充分發(fā)揮了NT內(nèi)核中安全框架的作用，為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提供全方位的安全服務(wù) Windows Server 2003在穩(wěn)定性、安全性和易管理方面都超過了其前身Windows 2000服務(wù)器版本，是微軟公司在服務(wù)器操作系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展的一個重要里程碑，并且也是微軟在倡導(dǎo)可信計算（Trustworthy Computing）以后發(fā)布的第一個操作系統(tǒng) Windows Vista于2007年1月發(fā)布，全面更新用戶界面風格，集成和增強桌面搜索能力，更加關(guān)注安全性 3 Windows操作系統(tǒng) Windows Vista和Server 2008改進了Windows NT文件系統(tǒng)NTFS（New Technology File System），采用了更新的SMB協(xié)議，數(shù)據(jù)傳輸效率更高 Windows 7于2009年10月22日正式發(fā)布 3 Windows操作系統(tǒng) Windows Mobile的介紹 Windows Mobile是微軟為智能移動終端設(shè)備使用的操作系統(tǒng)，是基于一系列智能設(shè)備的操作系統(tǒng)（例如Pocket PC，Pocket PC Phone和Smartphone） Bill Gates 4 UNIX類操作系統(tǒng)的發(fā)展 UNIX系統(tǒng)簡介 1971年，UNIX誕生于美國AT&T公司的貝爾實驗室支持多用戶和多任務(wù)，網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫功能強，可靠性高，伸縮性突出，并支持多種處理器架構(gòu) UNIX、Linux和Windows成為三大類主流操作系統(tǒng)商業(yè)版UNIX：基于美國AT&T公司貝爾實驗室的UNIX逐步演化發(fā)展而來的各UNIX版本類UNIX：與UNIX有淵源，不能佩戴UNIX標志的系統(tǒng)（比如BSD）；技術(shù)屬性上與UNIX類似或有關(guān)的系統(tǒng) 4 UNIX類操作系統(tǒng)的發(fā)展 UNIX家族的演化 UNIX初始研發(fā)階段：20世紀70年代 1969年，Thompson和Ritchie共同動手設(shè)計了一套包含文件系統(tǒng)、命令解釋器以及一些實用程序的支持多任務(wù)的操作系統(tǒng)，UNIX第一版（UNIX V1）正式誕生 1972年，UNIX發(fā)布了第二版，添加了管道功能- UNIX標志特征之一。在開發(fā)UNIX V2的時候，Ritchie給B語言加上了數(shù)據(jù)類型和結(jié)構(gòu)的支持，推出了C語言。 1979年，UNIX V發(fā)布 1975年，UNIX V6到達Berkley 1983年，4.2 BSD發(fā)布 4 UNIX類操作系統(tǒng)的發(fā)展 UNIX家族的演化 UNIX商業(yè)推廣階段 1980年，美國AT&T公司發(fā)布了UNIX的可分發(fā)二進制版許可證，啟動了將UNIX商業(yè)化的計劃 1982年，美國AT&T公司發(fā)布了UNIX System III的第一個版本 1992年，前SUN公司基于美國AT&T公司UNIX SVR 4.2開發(fā)了Solaris 2.0 1983年， SCO公司發(fā)布SCO XENIX System V 4 UNIX類操作系統(tǒng)的發(fā)展類UNIX系統(tǒng)的發(fā)展 1984年，Richard M. Stallman（理查德·斯托曼）發(fā)起了一項國際性的源代碼開放的GNU計劃，制定了一項GNU通用公共許可證 1993年，Linux發(fā)布標志性的1.0版本 1995年，Bob Young（鮑勃·揚）創(chuàng)辦了Red Hat（紅帽）公司，出售Red Hat Linux 4 UNIX類操作系統(tǒng)的發(fā)展類UNIX系統(tǒng)的發(fā)展 1998年2月，以Eric Raymond（雷蒙德）創(chuàng)辦了開放源代碼促進會（Open Source Initiative）目前，Linux可以支持x86、SPARC、MIPS、Alpha、PowerPC、ARM及IA64等多種平臺，可以運行在個人計算機、PC服務(wù)器、UNIX服務(wù)器、中型機和大型計算機上各大主流硬件廠商包括IBM、Intel、HP、Oracle和Dell等公司都已成為Linux的支持者。 4 UNIX類操作系統(tǒng)的發(fā)展 UNIX系統(tǒng)的展望 UNIX從初期發(fā)展時的開放源代碼到商業(yè)推廣期的封閉源代碼，再到后面以前Sun公司的OpenSolaris為代表的開放源代碼，一直在開源與不開源的交織中前行，并由此帶來技術(shù)與商業(yè)的相互促進開源文化：在將軟件銷售分為許可證銷售和訂閱這兩種主要模式的過程中，人們越來越認識到開源與商業(yè)并非完全對立。雖然今天仍存在自由軟件與開源軟件的爭論、自由軟件與商業(yè)利益的沖突以及Hurd計劃與Linux內(nèi)核的微妙關(guān)系，但隨著Linux產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，相信終有一天，Linux會接過傳統(tǒng)UNIX的接力棒，延續(xù)UNIX帶來的技術(shù)、文化和精神。 1 計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展最成功的計算機網(wǎng)絡(luò)——互聯(lián)網(wǎng)的誕生 967年10月，Joseph Licklider為主的研究小組提出 “ARPANET”（阿帕網(wǎng)）的計劃，發(fā)明了一種叫做“分組交換（包交換）”的技術(shù) 1981年，傳輸控制規(guī)范最終確定和發(fā)布，并得到采用 1982年，在美國以外的ARPANET連接都被轉(zhuǎn)變使用新的TCP/IP協(xié)議，互聯(lián)網(wǎng)誕生了 計算機網(wǎng)絡(luò)的歷史第一代計算機網(wǎng)絡(luò)（早期的計算機網(wǎng)絡(luò)） ：20世紀50年代中后期以單個計算機為中心的遠程聯(lián)機系統(tǒng)典型應(yīng)用：美國航空公司與IBM在20世紀50年代初開始聯(lián)合研究，20世紀60年代投入使用的飛機訂票系統(tǒng)SABRE-I，它由一臺計算機和全美范圍內(nèi)2 000個終端組成 計算機網(wǎng)絡(luò)的歷史第二代計算機網(wǎng)絡(luò)（現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展）：20世紀60年代后期以遠程大規(guī)�；ヂ�(lián)為主要特點，以通信子網(wǎng)為中心，同時由“能夠相互共享資源為目的，互連起來的具有獨立功能的計算機的集合體”組成現(xiàn)代意義上的計算機網(wǎng)絡(luò)是1969年美國國防部高級研究計劃局（DARPA）建成的ARPAnet實驗網(wǎng)開始的兩個主機間通信是對傳送信息內(nèi)容的理解、信息的表示形式，以及各種情況下的應(yīng)答信號必須遵守一個共同的約定，這就是“協(xié)議” 在ARPA網(wǎng)中，將協(xié)議按功能分成了若干層次。如何分層，以及各層中具體采用的協(xié)議總和，成為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)最成功的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)實例是OSI參考模型和TCP/IP體系結(jié)構(gòu) 計算機網(wǎng)絡(luò)的歷史第三代計算機網(wǎng)絡(luò)（計算機網(wǎng)絡(luò)標準化階段）：20世紀70年代至80年代中期開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI/RM標志著新一代計算機網(wǎng)絡(luò)的誕生 OSI/RM參考模型把網(wǎng)絡(luò)劃分為七個層次，計算機之間只能在對應(yīng)層之間進行通信，這是公認的新一代計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，為普及局域網(wǎng)奠定了基礎(chǔ) 計算機網(wǎng)絡(luò)的歷史第四代計算機網(wǎng)絡(luò)（微機局域網(wǎng)的發(fā)展時期，互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)）：20世紀90年代后此時，計算機網(wǎng)絡(luò)定義為“將多個具有獨立工作能力的計算機系統(tǒng)通過通信設(shè)備和線路由功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件實現(xiàn)資源共享和數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)” 1972年，Xerox公司發(fā)明了Ethernet（以太網(wǎng)） 1980年2月IEEE組織了802委員會，開始制定局域網(wǎng)標準。 1992年，Internet學(xué)會成立 計算機網(wǎng)絡(luò)的歷史下一代計算機網(wǎng)絡(luò)（Next Generation Network，NGN）普遍認為是因特網(wǎng)、移動通信網(wǎng)絡(luò)、固定電話通信網(wǎng)絡(luò)的融合、IP網(wǎng)絡(luò)和光網(wǎng)絡(luò)的融合是可以提供包括語音、數(shù)據(jù)和多媒體等各種業(yè)務(wù)的綜合開放的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架是業(yè)務(wù)驅(qū)動、業(yè)務(wù)與呼叫控制分離、呼叫與承載分離的網(wǎng)絡(luò) 中國的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展史第一階段為1987至1993年，也是研究試驗階段第二階段為1994年至1996年，同樣是起步階段第三階段從1997年至今，是Internet在我國發(fā)展最為快速的階段 1 計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展拓展性受到限制安全性問題日益突出日益增長的速度需求，使用與部署還不夠方便提高移動性面臨挑戰(zhàn) 2 下一代互聯(lián)網(wǎng)（Next Generation Internet）下一代互聯(lián)網(wǎng)的特征重要的科學(xué)和技術(shù)問題包括：擴展性、安全性、高性能、實時性、移動性和可管理性等。未來互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計（FIND）全球網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新環(huán)境（GENI）基于IPv4和IPv6技術(shù)逐步演進 IPv6（Internet Protocol Version 6），它是IETF（Internet Engineering Task Force）設(shè)計的用于替代現(xiàn)行版本IP協(xié)議（IPv4）的下一代IP協(xié)議IPv6介紹更大、更快、更安全可信、更及時、更方便、更可管理、更有效 2 下一代互聯(lián)網(wǎng)（Next Generation Internet）下一代互聯(lián)網(wǎng)的國內(nèi)外研究進展美國最近提出的GENI發(fā)展計劃，實際上是在思考10年來發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)遇到的問題，準備掀起新一輪發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)的高潮 CERNET2是中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程核心網(wǎng)的重要組成部分，建成以后，將是世界上規(guī)模最大的純Ipv6國家主干網(wǎng) 3 對等計算的研究對等計算概述對等計算的核心思想是所有參與系統(tǒng)的節(jié)點（指互聯(lián)網(wǎng)上的某個計算機）處于完全對等的地位，沒有客戶機和服務(wù)器之分對等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)取代了文件傳輸（FTP）以及超文本傳輸（HTTP）結(jié)構(gòu)化覆蓋網(wǎng)（Structured Overlay Network，SON）及分布式哈希表（Distributed Hash Table，DHT）理論上實現(xiàn)對等計算的計算模式，必須完成：資源放置、資源定位、資源獲取 3 對等計算的研究對等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的底層架構(gòu)層次對等的無結(jié)構(gòu)系統(tǒng) 利用構(gòu)造幾何造型和哈希函數(shù)的方法來建立的底層架構(gòu) 3 對等計算的研究對等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的應(yīng)用情況文件共享服務(wù) 文件共享是對等網(wǎng)絡(luò)中最基本的一項服務(wù)，每個節(jié)點都把各自擁有的文件共享出來，從而使這些文件能夠在對等網(wǎng)絡(luò)上獲得訪問傳輸服務(wù) 一類是點對點的直接傳輸，比如節(jié)點之間文件的上傳下載 另一類則是流媒體服務(wù)，比如視頻點播等搜索服務(wù)：定位、檢索 3 對等計算的研究國內(nèi)研究系統(tǒng)介紹 Maze文件共享系統(tǒng) Maze是北京大學(xué)網(wǎng)絡(luò)實驗室開發(fā)的中心控制與對等連接相融合的對等計算文件共享系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)上類似于Napster，對等計算搜索策略類似于Gnutella Granary廣域存儲服務(wù)系統(tǒng) Granary是清華大學(xué)自主開發(fā)的對等計算存儲服務(wù)系統(tǒng)。存儲服務(wù)的提供者在互聯(lián)網(wǎng)中部署一定數(shù)量的存儲服務(wù)器，為用戶提供數(shù)據(jù)存儲服務(wù)，確保數(shù)據(jù)的可靠性、可用性、安全性和訪問效率；存儲服務(wù)的使用者按照所存儲數(shù)據(jù)的容量和質(zhì)量付費 AnySee視頻組播系統(tǒng) AnySee 是華中科技大學(xué)自主設(shè)計研發(fā)的視頻直播系統(tǒng)。它采用一對多的服務(wù)模式，支持部分NAT 和防火墻的穿越，提高了視頻直播系統(tǒng)的可擴展性。 3 對等計算的研究對等網(wǎng)絡(luò)面臨的問題信息或者服務(wù)的真實性和可靠性使用P2P文件共享系統(tǒng)傳播蠕蟲和木馬 P2P文件共享系統(tǒng)中虛假文件 P2P文件共享系統(tǒng)中的搜索毒害，即某些惡意用戶通過在索引中插入大量的虛假記錄來降低系統(tǒng)的可用性隱私問題、版權(quán)問題、系統(tǒng)安全問題 4 無線局域網(wǎng)前沿技術(shù)無線局域網(wǎng)的基本概念無線局域網(wǎng)是計算機網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物 1990年，Alcatel-Lucent（朗訊）科技在美國最先推出早期的計算機無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)──WLAN，用以解決工廠、礦山的布線和隨時移動的問題 1997年6月，頒布了IEEE 802.11無線網(wǎng)絡(luò)標準無線局域網(wǎng)不僅可以通過接入點（Access Point，AP）為其他節(jié)點提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)，而且各個節(jié)點之間也可以很好地互相通訊無線局域網(wǎng)技術(shù)主要包括：藍牙（Bluetooth）、智能家居無線射頻（HomeRF）、高性能無線局域網(wǎng)（HiperLAN）和IEEE 802.11系列 4 無線局域網(wǎng)前沿技術(shù)常見的無線局域網(wǎng)傳輸技術(shù)紅外線（Infrared）紅外線是一種電磁波。在筆記本電腦、投影儀和一些手持設(shè)備中，紅外線也都是基本的無線通信手段不會產(chǎn)生干擾，不容易被竊聽，主要用于設(shè)備間的點對點短距離通信藍牙（Bluetooth）藍牙是一種使用2.45GHz的無線頻帶（ISM頻帶）的通用無線接口技術(shù)，主要為不同設(shè)備間提供雙向短程通信 HiperLAN HiperLAN作為“寬帶無線接入網(wǎng)”計劃的組成部分，由歐洲電信標準化協(xié)會（ETSI）的寬帶無線電接入網(wǎng)絡(luò)（Broadband Radio Access Networks，BRAN）制訂，在歐洲得到了廣泛支持和應(yīng)用 4 無線局域網(wǎng)前沿技術(shù)無線局域網(wǎng)的未來發(fā)展服務(wù)質(zhì)量（QoS）通常QoS描述的是一個定性的和量化的業(yè)務(wù)特征，如吞吐率、服務(wù)間隔、包的大小、延遲、抖動、帶寬和優(yōu)先級等有線網(wǎng)絡(luò)下的傳輸機制對無線網(wǎng)絡(luò)來說并不適合，沒有QoS保障機制是阻礙IEEE 802.11無線局域網(wǎng)大范圍普及的主要因素之一無線網(wǎng)狀網(wǎng)無線網(wǎng)狀網(wǎng)（Wireless Mesh Network，WMN）是一種通過無線鏈路以多跳方式連接的自組網(wǎng)絡(luò)，具有自組織、自配置、高容量、大覆蓋和可擴展等特點安全無線局域網(wǎng)是利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無線通信技術(shù)在一定局部范圍內(nèi)建立的網(wǎng)絡(luò)，以無線多址信道作為傳輸媒介，提供有線局域網(wǎng)（Local Area Network，LAN）的功能無線局域網(wǎng)安全問題就成為了當前無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大問題 4 無線局域網(wǎng)前沿技術(shù) IEEE 802.11系列標準 IEEE 802.11無線局域網(wǎng)標準的制定是無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的一個里程碑 4 無線局域網(wǎng)前沿技術(shù)無線局域網(wǎng)的安全 WEP協(xié)議 WEP協(xié)議是IEEE 802.11b協(xié)議中最基本的無線安全加密措施，主要提供接入控制、提供認證功能、提供對數(shù)據(jù)進行加密 WPA協(xié)議 WPA解決了WEP中共享密鑰上的漏洞問題，此添加了用戶級的認證措施，解決了系統(tǒng)的升級問題 IEEE 802.11i安全標準 WLAN的安全標準802.11i包括Wi-Fi保護存�。╓PA）和健壯安全網(wǎng)絡(luò)（Robust Secure Network，RSN） WAPI協(xié)議優(yōu)點：基于公鑰證書的終端設(shè)備和接入點之間的雙向身份認證、動態(tài)的會話密鑰協(xié)商、基于高強度加密算法的數(shù)據(jù)加密、靈活的集中式或分布集中式證書管理和無會話密鑰在信道中傳輸 Scientific innovation has been called on to spur economic recovery; science and technology are essential to improving public health and welfare and to inform sustainability; and the scientific community has been criticized for not being sufficiently accountable and transparent. Data collection， creation， and access are central to all of these issues. ——Science， 11 February， 2011 知識概要數(shù)據(jù)庫的發(fā)展史 --數(shù)據(jù)管理的誕生 --關(guān)系數(shù)據(jù)庫的由來 --結(jié)構(gòu)化查詢語言 --面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫 --數(shù)據(jù)管理的變革 --數(shù)據(jù)挖掘和商務(wù)智能數(shù)據(jù)管理新技術(shù) --未來全球和個人信息的管理 --數(shù)據(jù)是未來計算的核心知識概要 萬維網(wǎng)數(shù)據(jù)庫技術(shù) --數(shù)據(jù)庫和萬維網(wǎng)信息檢索的融合 --XML數(shù)據(jù)的管理 數(shù)據(jù)空間：數(shù)據(jù)管理新概念 --數(shù)據(jù)空間系統(tǒng)及其特征 --數(shù)據(jù)空間面臨的挑戰(zhàn)小結(jié)三位圖靈獎得主三位圖靈獎得主C.W. Bachman（左）--關(guān)系數(shù)據(jù)庫之父 E.F. Codd（中）--關(guān)系模型研究功臣 J. Gray（右）--開創(chuàng)性的數(shù)據(jù)庫研究數(shù)據(jù)庫類型網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫（Network database）層次數(shù)據(jù)庫（Hierarchical database）關(guān)系數(shù)據(jù)庫（Relational database） 關(guān)系模型 1970年，IBM的研究員E.F. Codd博士提出了關(guān)系模型的概念結(jié)構(gòu)化查詢語言 1974年，IBM的Ray Boyce和Don Chamberlin將Codd關(guān)系數(shù)據(jù)庫的12條準則的數(shù)學(xué)定義以簡單的關(guān)鍵字語法表現(xiàn)出來，里程碑式地提出了SQL（Structured Query Language）語言。 1976年IBM的Codd發(fā)表了一篇里程碑的論文“R系統(tǒng)：數(shù)據(jù)庫關(guān)系理論”，Oracle的創(chuàng)始人Larry Ellison在此基礎(chǔ)上他們就開發(fā)了Oracle 1.0。 圖為Larry Ellison 數(shù)據(jù)管理的變革決策支持系統(tǒng)（左）和數(shù)據(jù)倉庫（右 ） 20世紀60年代后期，決策支持系統(tǒng)（Decision Support System，DSS），其目的是讓管理者在決策過程中更有效地利用數(shù)據(jù)信息。 1988年，IBM公司的研究員Barry Devlin和Paul Murphy創(chuàng)造性的提出了一個新的術(shù)語──數(shù)據(jù)倉庫（Data Warehouse） 數(shù)據(jù)挖掘和商務(wù)智能數(shù)據(jù)挖掘是指通過分析大量的數(shù)據(jù)來揭示數(shù)據(jù)之間隱藏的關(guān)系、模式和趨勢，從而為決策者提供新的知識。。商務(wù)智能（Business Intelligent，BI）指的是一系列以數(shù)據(jù)為支持、輔助商業(yè)決策的技術(shù)和方法。現(xiàn)代數(shù)據(jù)管理及特點第一個特點：海量第二個特點：共享第三個特點：多樣化萬維網(wǎng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)從萬維網(wǎng)數(shù)據(jù)的存在形態(tài)上來講，萬維網(wǎng)數(shù)據(jù)分為三種類型：靜態(tài)的HTML數(shù)據(jù)；通過開放查詢接口獲取的動態(tài)HTML數(shù)據(jù)；已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中信息的表示和交換標準的XML數(shù)據(jù)。 XML（eXtensive Markup Language）數(shù)據(jù) 目前已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的數(shù)據(jù)表示和交換的標準。相對于靜態(tài)的HTML網(wǎng)頁，XML數(shù)據(jù)中結(jié)構(gòu)信息更加豐富，能夠允許用戶表達更加準確的查詢需求。數(shù)據(jù)庫和萬維網(wǎng)信息檢索的融合 隨著半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)XML作為網(wǎng)上數(shù)據(jù)表示和交換標準的流行，以及結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（例如關(guān)系數(shù)據(jù)）所得到的廣泛的應(yīng)用與普及，人們期盼著也能像使用搜索引擎那樣用關(guān)鍵字來檢索這些半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。 XML數(shù)據(jù)的管理 XML查詢處理由于XML是半結(jié)構(gòu)化的，因此XML上的查詢包含兩個方面，分別是結(jié)構(gòu)上的查詢和內(nèi)容上的查詢。數(shù)據(jù)的XML發(fā)布研究關(guān)系數(shù)據(jù)和XML數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換方法，以及如何實現(xiàn)各類異構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)源基于XML的發(fā)布，已成為當前國際數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域重要的研究方向。數(shù)據(jù)空間：數(shù)據(jù)管理新概念 數(shù)據(jù)空間中包含一個組織或個人的一切數(shù)據(jù)。它的數(shù)據(jù)可能來自多個不同但又相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)源，具有各不相同的格式數(shù)據(jù)空間技術(shù)通過建立有效的集成機制、完善的擴展機制以及合理的數(shù)據(jù)模型來實現(xiàn)對多種數(shù)據(jù)類型的統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)空間系統(tǒng)及其特征 對于任意一組數(shù)據(jù)，只要本質(zhì)上反應(yīng)的是同一個實體，它們就屬于同一數(shù)據(jù)空間。 其特點如下：數(shù)據(jù)多樣性數(shù)據(jù)源不確定性數(shù)據(jù)共存獨立性持續(xù)演化性數(shù)據(jù)空間面臨的挑戰(zhàn) 數(shù)據(jù)模型一個好的模型需要考慮很多問題，包括模型能夠以統(tǒng)一的方式描述數(shù)據(jù)源中所有的數(shù)據(jù)，需要建立一種能夠有效描述所有復(fù)雜多樣的聯(lián)系的模型，數(shù)據(jù)模型要能夠支持一套強大高效的查詢機制，以及模型必須具有良好的可擴展性。查詢處理由于數(shù)據(jù)空間中數(shù)據(jù)的多樣性，并要對取到查詢結(jié)果進行排序，還要包含這些結(jié)果的數(shù)據(jù)源信息，往往用戶的查詢很可能是一個漸進的探索式的過程。數(shù)據(jù)擴展數(shù)據(jù)的范圍從局部擴展到全局，而所有局部數(shù)據(jù)不可能都符合全局標準，所以產(chǎn)生了數(shù)據(jù)擴展的需要推薦閱讀 C. J. Date. An Introduction to Database Systems (Eighth Edition). Addison Wesley， 2003. Jennifer Widom， Jeffrey D. Ullman， Hector Garcia-Molina. Database Systems: The Complete Book (Second Edition). Prentice Hall， 2008. 王海勛. ACM SIGMOD數(shù)據(jù)管理國際會議.中國計算機學(xué)會通訊， 2011， 7(9): 62-64. Clifford Lynch. How do your data grow? Nature， 2008， September， 455， 28~29. Dealing with Data. Science， 2011， February， 331. http://www.sciencemag.org Tong hey etc. The Fourth Paradigm: Data-Intensive Scientific Discovery. Redmond， Washington. “生命的本質(zhì)在于創(chuàng)新”。當人反省內(nèi)在生命的時候，就會發(fā)現(xiàn)它是動態(tài)的、展開的、希望創(chuàng)新的，再由此推展到整個宇宙。整個宇宙就是一個“生命沖力”，通過某種很大的力量在運轉(zhuǎn)，且不斷地自我呈現(xiàn)。而人是惟一能知道這個力量并與之呼應(yīng)的，因為人的內(nèi)心能夠有這種生命沖力的體會，希望能夠把它們對照起來。（柏格森，Henri Bergson，1859-1941） 知識概要數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的由來數(shù)據(jù)挖掘的定義數(shù)據(jù)挖掘的研究內(nèi)容數(shù)據(jù)挖掘的應(yīng)用小結(jié)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的由來 典型的數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘的發(fā)展歷程數(shù)據(jù)挖掘的定義數(shù)據(jù)挖掘與其他分析方法的區(qū)別數(shù)據(jù)挖掘的研究內(nèi)容數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域十大經(jīng)典算法數(shù)據(jù)挖掘的流程數(shù)據(jù)挖掘的研究熱點 1．商業(yè)應(yīng)用 2．網(wǎng)站的數(shù)據(jù)挖掘 3．Web挖掘和文本挖掘 4．醫(yī)學(xué)研究 5．生物信息或基因的數(shù)據(jù)挖掘 數(shù)據(jù)挖掘的應(yīng)用 在商業(yè)、競技、經(jīng)濟等系統(tǒng)中的應(yīng)用 知識概要人工智能概述人工智能的研究分支機器數(shù)學(xué)知識工程和專家系統(tǒng)智能器官和模式識別機器學(xué)習自然語言處理人工智能前沿的探索人工智能的誕生五位達特茅斯會議的主要參與人員在人工智能60周年紀念會上合影（從左到右依次為More、McCarthy、Minsky、Selfridge和Solomonoff） 人工智能的研究分支 機器數(shù)學(xué) 智能器官和模式識別自然語言處理第五代計算機大腦復(fù)制游戲智能 推薦閱讀 Saygin， A.P.， Cicekli， I. and Akman， V. Turing Test: 50 Years Later'， Minds and Machines. 2000， 10(4): 463-518. Fei-Yue Wang. AI's Hall of Fame. Intelligent Systems， 2011， 26(4): 5-15. 馮·諾伊曼著. 計算機與人腦. 北京大學(xué)出版社， 2010. Stuart J. Russell， Peter Norvig. Artificial Intelligence: A Modern Approach (3rd Edition) (影印版). 清華大學(xué)出版社， 2011. George F. Luger. Artificial Intelligence: Structures and Strategies for Complex Problem Solving (6th Edition) (影印版). 機械工業(yè)出版社， 2009. “乾以易和，坤以間能。易則易知，簡則易從。易知則有親，易從則有功。有親則可久，有功則可大�？删脛t賢人之德，可大則賢人之業(yè)。易簡而天下之理得矣！” “一陰一陽之謂道。” —《易傳·系辭上》 知識概要互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎的發(fā)展現(xiàn)狀互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎的體系結(jié)構(gòu)搜索引擎面臨的挑戰(zhàn) Web的發(fā)展搜索需求的發(fā)展網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展來自非技術(shù)方面的挑戰(zhàn)知識概要(續(xù)) 搜索引擎應(yīng)對方略多元化搜索質(zhì)量提高搜索能力加強其他搜索引擎相關(guān)研究組國外搜索引擎研究組國內(nèi)搜索引擎研究組互聯(lián)網(wǎng)信息海洋互聯(lián)網(wǎng)上的信息浩瀚萬千，而且毫無秩序，所有的信息像汪洋上的一個個小島，網(wǎng)頁鏈接是這些小島之間縱橫交錯的橋梁，而搜索引擎則為用戶繪制一幅一目了然的信息地圖，供用戶隨時查閱。搜索引擎技術(shù)值得中國人驕傲的是，中國在搜索引擎技術(shù)上處于世界領(lǐng)先地位。全世界只有四個國家擁有搜索引擎關(guān)鍵技術(shù)，另三個國家是美國、俄羅斯和韓國。 根據(jù)中科院《搜索引擎經(jīng)濟拉動作用研究》的調(diào)研報告顯示，搜索引擎已超過汽車、金融和房地產(chǎn)，成為對實體經(jīng)濟最強有力的拉動者。 互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎的發(fā)展現(xiàn)狀搜索引擎已逐漸成為網(wǎng)民使用最多的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，取代門戶網(wǎng)站成為真正意義上的互聯(lián)網(wǎng)入口。 互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎的發(fā)展現(xiàn)狀搜索引擎伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展而發(fā)展. 互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎的發(fā)展現(xiàn)狀第一代搜索引擎出現(xiàn)于1994年前后，以Infoseek、Alta Vista和Yahoo! 為代表. 研究表明，1999年8月全球11個主要的搜索引擎中，每個搜索引擎僅能搜索到互聯(lián)網(wǎng)上全部頁面的16%，甚至更低。上世紀末、本世紀初，第二代搜索引擎出現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上. 使用一種叫做“超鏈分析”的技術(shù)。這個技術(shù)的發(fā)明人是百度創(chuàng)始人李彥宏。本質(zhì)上是一種“投票”機制，一個鏈接可以看作一個網(wǎng)頁對另一個網(wǎng)頁的投票，票數(shù)決定排序。隨后，Google借鑒了“超鏈分析”技術(shù)并發(fā)明了PageRank，其核心思想是根據(jù)頁面鏈接關(guān)系，計算頁面本身的重要性。第三代搜索引擎技術(shù)近年來得到蓬勃發(fā)展，以開放平臺為載體，以語義搜索、推薦搜索、社區(qū)搜索為基本特征. 互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎的體系結(jié)構(gòu)從用戶在搜索框輸入查詢，到得到搜索引擎的返回結(jié)果，所需時間在亞秒以內(nèi)，其背后過程和結(jié)構(gòu)卻很復(fù)雜。一個互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎系統(tǒng)主要由網(wǎng)頁抓取、網(wǎng)頁內(nèi)容分析和索引、連接結(jié)構(gòu)分析、檢索服務(wù)四個子系統(tǒng)組成。 互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎的體系結(jié)構(gòu)搜索引擎所采用的核心技術(shù)涉及計算機科學(xué)技術(shù)的許多前沿領(lǐng)域，如信息檢索、高性能分布式網(wǎng)絡(luò)計算、數(shù)據(jù)挖掘、自然語言處理、機器學(xué)習、超大規(guī)模數(shù)據(jù)分布式存儲和處理、用戶行為分析以及人機界面技術(shù)。近年來，熱門研究課題包括：網(wǎng)頁抓取、內(nèi)容索引、查詢檢索、超鏈分析、相關(guān)性評估、作弊網(wǎng)頁識別、網(wǎng)頁文本挖掘、信息檢索中的語言模型、命名實體識別和基于社區(qū)的搜索引擎等�；ヂ�(lián)網(wǎng)搜索引擎的工作原理搜集信息整理信息接受查詢 互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎的工作原理搜集信息 搜索引擎利用稱為網(wǎng)絡(luò)蜘蛛的自動搜索機器人程序來連上每一個網(wǎng)頁上的超鏈接。理論上，若網(wǎng)頁上有適當?shù)某�鏈接，機器人便可以遍歷絕大部分網(wǎng)頁。 整理信息 搜索引擎整理信息的過程稱為“建立索引”。搜索引擎不僅要保存搜集起來的信息，還要將它們按照一定的規(guī)則進行編排。 接受查詢 搜索引擎每時每刻都要接到來自大量用戶的幾乎是同時發(fā)出的查詢，它按照每個用戶的要求檢查自己的索引，在極短時間內(nèi)找到用戶需要的資料，并返回給用戶。 搜索引擎面臨的挑戰(zhàn)一個實用搜索引擎的服務(wù)質(zhì)量和技術(shù)，可以從“準、全、新、快”四個方面來衡量 準:搜索結(jié)果應(yīng)該與用戶查詢詞高度相關(guān)，具有較高的點擊率 全:搜索結(jié)果應(yīng)該盡可能是整個互聯(lián)網(wǎng)中最相關(guān)的結(jié)果 新:搜索引擎索引庫要盡可能地反映當前互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀 快:搜索引擎應(yīng)該在亞秒時間內(nèi)返回搜索結(jié)果 Web信息發(fā)展的挑戰(zhàn) 信息仍在大量增加 信息更新加快 信息表現(xiàn)形式多種多樣 SEO正在蓬勃發(fā)展 搜索需求發(fā)展的挑戰(zhàn)更準、更全、更新、更快 使用更加方便和容易 搜索個性化 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的挑戰(zhàn) 網(wǎng)絡(luò)終端形式更加豐富 網(wǎng)絡(luò)速度的提高 無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展 非技術(shù)方面的挑戰(zhàn) 知識產(chǎn)權(quán)問題 所在國法律 網(wǎng)絡(luò)誠信問題 搜索引擎應(yīng)對方略 多元化 通用系統(tǒng)：其定位是一個好的推薦系統(tǒng) 專業(yè)系統(tǒng)：要求非常精準，有專業(yè)特色 搜索質(zhì)量提高 過濾垃圾頁面 提高查詢準確度 搜索引擎應(yīng)對方略搜索能力加強 對多媒體搜索的支持 對Deep Web的搜索 Archive Search 搜索引擎速度的提高其他 搜索個性化 桌面搜索 移動搜索 搜索引擎相關(guān)研究組 國外搜索引擎研究組 Google Microsoft Yahoo! Stanford大學(xué)（Standford InfoLab，http://infolab.stanford.edu/） Carriage Mellon大學(xué)（CMU LTI，http://www.lti.cs.cmu.edu/） MIT（麻省理工學(xué)院）（Massachusetts CIIR，http://ciir.cs.umass.edu/） 搜索引擎相關(guān)研究組國內(nèi)搜索引擎研究組 科研機構(gòu) 清華大學(xué)智能技術(shù)與系統(tǒng)國家重點實驗室（http://www.csai.tsinghua.edu.cn/）北京大學(xué)計算語言學(xué)研究所（http://icl.pku.edu.cn/）北大天網(wǎng)組（http://sewm.pku.edu.cn/）哈爾濱工業(yè)大學(xué)信息檢索組（http://ir.hit.edu.cn/）復(fù)旦大學(xué)信息檢索和自然語言處理組中科院大規(guī)模內(nèi)容計算組 百度公司 知識概要集體智慧導(dǎo)言什么是集體智慧集體智慧與Web 2.0 集體智慧在Web領(lǐng)域的應(yīng)用集體智慧與機器學(xué)習搜索排名搜索引擎與信息檢索基于內(nèi)容的度量方法基于鏈接的度量方法知識概要(續(xù)) 推薦系統(tǒng)推薦系統(tǒng)的誕生和現(xiàn)狀推薦系統(tǒng)的經(jīng)典案例──Netflix 設(shè)計推薦系統(tǒng)的基本方法集體智慧中的常用算法貝葉斯分類器決策樹分類器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) k-最近鄰優(yōu)化技術(shù)集體智慧導(dǎo)言人們使用集體智慧（Collective Intelligence）這一術(shù)語已經(jīng)有十多年之久，隨著新型通信技術(shù)的出現(xiàn)，尤其是進入Web時代以后，這一術(shù)語也變得日趨的流行和重要。什么是集體智慧縱觀當今的Web領(lǐng)域，當我們討論集體智慧這一概念的應(yīng)用時，通常是指把一部分人的行為、偏好或思想數(shù)據(jù)搜集起來并加以分析，從而尋找新的發(fā)現(xiàn)。在維基百科（Wikipedia）上，集體智慧被定義成為是一種共享的或者群體的智能，它是從許多個體的合作與競爭中涌現(xiàn)出來的。 什么是集體智慧對于集體智慧的研究，實際上可以被認為是一個屬于生物學(xué)、社會學(xué)、商業(yè)、計算機科學(xué)、大眾傳媒和大眾行為的多學(xué)科課題，其研究的領(lǐng)域從夸克到細菌、植物、動物，直至人類社會各個層次中出現(xiàn)的群體行為。集體智慧與Web 2.0 Web 2.0是由計算機領(lǐng)域著名的出版公司O’Reilly的首席執(zhí)行官Tim O’Reilly在2003年提出的一個概念。 Web 2.0指的是基于Web的下一代社區(qū)和托管服務(wù)，比如社會化網(wǎng)絡(luò)、維基百科、大眾分類等等，它能夠幫助互聯(lián)網(wǎng)用戶更好的協(xié)作和分享。 集體智慧與Web 2.0 Web 2.0預(yù)示著技術(shù)人員與最終用戶使用互聯(lián)網(wǎng)平臺方式的變化 大量的互聯(lián)網(wǎng)用戶需要更好用、更個性化、更多樣的內(nèi)容、服務(wù)和應(yīng)用，這就是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的推動力 圍繞著如何利用這樣大規(guī)模的用戶群體自己來創(chuàng)造、貢獻和共享價值，人們又開始思考和探索如何激活網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)，利用大規(guī)模群體智慧的參與架構(gòu)與社會計算模式 在這一過程中，集體智慧的相關(guān)理論與技術(shù)扮演了十分重要的角色 集體智慧在Web領(lǐng)域的應(yīng)用維基百科 Google搜索引擎 其他應(yīng)用 集體智慧與機器學(xué)習 集體智慧的相關(guān)理論與技術(shù)涉及到了大量的機器學(xué)習理論 將一組數(shù)據(jù)傳遞給算法，并由算法推斷出與這些數(shù)據(jù)的屬性相關(guān)的信息借助這些信息，算法就能夠預(yù)測出未來有可能會出現(xiàn)的其他數(shù)據(jù) 搜索引擎與信息檢索搜索引擎技術(shù)是集體智慧在Web領(lǐng)域里的一個重要應(yīng)用，主要包含搜集文檔 、建立索引 、結(jié)果排序等 全文搜索算法是最重要的集體智慧算法之一，事實證明，人們在這一領(lǐng)域里所產(chǎn)生的新想法已經(jīng)創(chuàng)造出了大量的財富 信息檢索是研究對大規(guī)模信息進行快速、準確而全面地獲取、組織、挖掘和提供訪問的一門學(xué)科，其目標是要從大規(guī)模文檔集合中返回滿足用戶需求的文檔子集 信息檢索涉及自然語言處理、機器學(xué)習、數(shù)據(jù)挖掘、并行分布式處理等多個領(lǐng)域的相關(guān)理論和技術(shù) 基于內(nèi)容的度量方法 單詞頻度 文檔位置 單詞距離 基于鏈接的度量方法 到目前為止，我們對評價度量的討論都是基于網(wǎng)頁內(nèi)容本身對搜索結(jié)果加以改善，我們可以考查外界就該網(wǎng)頁所提供的信息——尤其是誰鏈向了該網(wǎng)頁 基于網(wǎng)頁鏈接的度量方法，最為簡單的做法，是針對每個網(wǎng)頁統(tǒng)計其鏈接的數(shù)目，并將鏈接總數(shù)作為針對該網(wǎng)頁的度量 基于鏈接的度量方法中最著名的算法是PageRank算法 基于鏈接的度量方法通過一個具體的例子來看一看PageRank的計算方法 圖中，網(wǎng)頁B、C和D均指向A，它們的PageRank值已經(jīng)計算得出。B還指向另外三個網(wǎng)頁，而C則指向其他三個網(wǎng)頁，D只指向A。為了得到A的PageRank值，我們將指向A的每個網(wǎng)頁的PageRank值除以這些網(wǎng)頁中的鏈接總數(shù)，然后乘以阻尼因子0.85，再加上一個0.15的最小值 PR(A) = 0.15 + 0.85 * ( PR(B)/links(B) + PR(C)/links(C) + PR(D)/links(D) ) = 0.15 + 0.85 * (0.5/4 + 0.7/5 + 0.2/1) = 0.54525 推薦系統(tǒng) 全球的網(wǎng)絡(luò)化、信息化進程深刻地改變了人類的生存方式，Internet 技術(shù)的應(yīng)用給人們生活和工作的各個層面帶來了深刻的影響 網(wǎng)絡(luò)上的“信息過載”和“信息迷航”問題日益嚴重 解決這些問題的關(guān)鍵在于將Internet 從被動接受瀏覽者的請求轉(zhuǎn)化為主動感知瀏覽者的信息需求 推薦系統(tǒng)推薦系統(tǒng)中的推薦技術(shù)主要分為三類 基于內(nèi)容的推薦技術(shù) 協(xié)作型過濾推薦技術(shù) 混合推薦技術(shù) 幾乎所有的大型電子商務(wù)系統(tǒng)，如Amazon.com、eBay、China-pub等，都不同程度地使用了各種形式的推薦系統(tǒng)各類圖書館的聯(lián)機數(shù)據(jù)檢索、網(wǎng)絡(luò)信息檢索、社交網(wǎng)絡(luò)、在線信息共享社區(qū)等各種信息服務(wù)都開始應(yīng)用相關(guān)的推薦算法 推薦系統(tǒng)協(xié)作型過濾通常的做法是對一大群人進行搜索，并從中找出與當前人品味相近的一小群人 算法會對這些人所偏愛的其他內(nèi)容進行考查，并將它們組合起來構(gòu)造出一個經(jīng)過排名的推薦列表 推薦系統(tǒng)的經(jīng)典案例──Netflix Netflix是美國最著名的流媒體影視播放服務(wù)商，它為全球上千萬顧客提供DVD電影租賃服務(wù)和影視劇在線觀看服務(wù) Netflix擁有一個自行研發(fā)的推薦系統(tǒng)──Cinemath 設(shè)計推薦系統(tǒng)的基本方法 建立模型 尋找相近用戶 歐幾里德距離（Euclidean distance）評價 皮爾遜（Pearson）相關(guān)度評價 其他相關(guān)度評價方法 為用戶尋找最佳匹配 為用戶推薦商品 集體智慧中的常用算法 貝葉斯分類器 決策樹分類器 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) k-最近鄰 優(yōu)化技術(shù) 貝葉斯分類器 貝葉斯分類器常用于文檔處理，比如垃圾郵件過濾，基于關(guān)鍵字的文檔分類等 貝葉斯分類器需要利用樣本數(shù)據(jù)進行訓(xùn)練 ，每個樣本包含了一個特征列表和對應(yīng)的分類 以文檔分類為例，所謂的特征也就是文檔中出現(xiàn)的單詞 一篇包含單詞“java”的文檔究竟是關(guān)于編程語言的，還是關(guān)于咖啡的。那么“編程語言”和“咖啡”就是兩個分類 優(yōu)缺點 樸素貝葉斯分類器與其他方法相比最大的優(yōu)勢在于，它在接受大數(shù)據(jù)量訓(xùn)練和查詢時所具備的高速度 尤其當訓(xùn)練量逐漸遞增時更是如此——在不借助任何舊的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的前提下，每一組新的訓(xùn)練數(shù)據(jù)都有可能引起概率的變化 樸素貝葉斯分類器的最大缺陷是它無法處理組合特征的情況 “在線”和“藥店” VS “在線藥店” 決策樹分類器 利用決策樹進行分類非常簡單，只要從樹的根結(jié)點開始，對每個結(jié)點的判斷條件進行檢查 ，如果結(jié)點的判斷條件滿足，就走某個分支，否則，就走另一個分支 優(yōu)缺點 決策樹最為顯著的優(yōu)點在于，利用它來解釋一個受訓(xùn)模型是非常容易的，而且算法將最為重要的判斷因素都很好地安排在了靠近樹的根部位置 與貝葉斯分類器相比，其主要優(yōu)點是它能夠很容易地處理變量之間的相互影響，卻不支持增量式的訓(xùn)練 結(jié)點的數(shù)量非常龐大時，導(dǎo)致分類效率的降低 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種模仿動物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)行為特征，進行分布式并行信息處理的算法數(shù)學(xué)模型 優(yōu)缺點 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)點是它能夠處理復(fù)雜的非線性問題，并且能發(fā)現(xiàn)不同輸入間的依賴關(guān)系 允許增量式訓(xùn)練 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主要缺點在于它是一種黑盒方法 k-最近鄰 利用k-最近鄰算法可以進行數(shù)值預(yù)測，比如針對一組給定的樣本來構(gòu)造價格預(yù)測模型 工作原理是接受一個用以進行數(shù)值預(yù)測的數(shù)據(jù)項，然后將其與一組已經(jīng)賦過值的數(shù)據(jù)項進行比較，從中找出與待預(yù)測數(shù)據(jù)項最為接近的若干項，并對其求均值以得到最終的預(yù)測結(jié)果 優(yōu)缺點 能夠利用復(fù)雜函數(shù)進行數(shù)值預(yù)測簡單易懂 k-最近鄰主要的缺點在于，要求所有的訓(xùn)練數(shù)據(jù)都必須缺一不可 優(yōu)化技術(shù) 優(yōu)化不是要處理數(shù)據(jù)集，而是要嘗試找到能夠使成本函數(shù)的輸出結(jié)果達到最小化的值 優(yōu)化的關(guān)鍵是設(shè)計成本函數(shù) 成本函數(shù)接受一個經(jīng)推測得到的題解，并返回一個數(shù)值結(jié)果，該值越大就表示題解的表現(xiàn)越差，該值越小就表示題解的表現(xiàn)越好 優(yōu)化算法利用該函數(shù)對各種題解進行檢驗，并從中找出最優(yōu)解 考慮包含一個變量的函數(shù)，可定義為：y = 1/x * sin(x) 因為該函數(shù)僅有一個變量，所以從圖中我們很容易就可以找到函數(shù)的最低點 當面對一個帶有多個變量的復(fù)雜函數(shù)時，寄希望于將其簡單繪制出來以尋找最低點這樣的做法是行不通的 模擬退火 模擬退火，是受物理學(xué)領(lǐng)域中合金冷卻的啟發(fā)而提出的，它以一個隨機推測的題解開始，然后以此為基準，隨機選擇一個方向，并就近找到另一個近似解，判斷其成本值 遺傳算法 遺傳算法是受進化理論啟發(fā)而提出的它以一組被稱為種群的隨機題解開始種群中表現(xiàn)最為優(yōu)異的成員──即成本最低者──會被選中并通過變異或特征組合（即交叉或配對）的方式加以修改 我們會得到一個新的種群，稱之為下一代。經(jīng)過連續(xù)數(shù)代之后，題解最終將會得到相應(yīng)的改善 知識概要認識云計算云計算的定義計算模式的演進過程云計算的推動力云計算與網(wǎng)格計算云計算的特征和分類云計算的公共特征云計算的分類知識概要(續(xù)) 云計算主要平臺剖析 Amazon的EC2 Google的App Engine IBM的Blue Cloud 微軟的Azure 我國云計算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展云計算技術(shù)和科研應(yīng)用云計算的重要技術(shù)及其進展云計算的科研應(yīng)用認識云計算 “云計算”是近幾年信息技術(shù)領(lǐng)域受關(guān)注較多的主題 Amazon在設(shè)計和規(guī)劃自身電子商務(wù)系統(tǒng)IT架構(gòu)的時候，不得不為了應(yīng)付銷售峰值去購買更多的IT設(shè)備 這些設(shè)備平時卻處于空閑狀態(tài) 認識云計算從2004年開始，Amazon陸續(xù)推出了多種云計算服務(wù) 云計算服務(wù)邁向?qū)嶋H應(yīng)用的標志是Amazon 2006年推出的簡單存儲服務(wù)（S3）和彈性計算云（EC2）云計算的定義由于云計算是一個概念，而不是指某項具體的技術(shù)或標準，于是不同的人從不同的角度出發(fā)就會有不同的理解 業(yè)界關(guān)于云計算定義的爭論也從未停止過 云計算的定義分析師和分析機構(gòu)對云計算的理解 云計算是透過互聯(lián)網(wǎng)從集中的服務(wù)器交付個人應(yīng)用（E-mail、文檔處理和演示文稿）和商業(yè)應(yīng)用（銷售管理、客戶服務(wù)和財務(wù)管理） 云計算的定義不同IT廠商對云計算的的理解 IBM認為，云計算是一種計算風格，其基礎(chǔ)是用公共或私有網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)服務(wù)、軟件及處理能力的交付 Google的CEO Eric Emerson Schmidt（施密特）博士認為，云計算把計算和數(shù)據(jù)分布在大量的分布式計算機上，這使計算力和存儲獲得了很強的可擴展能力，并方便了用戶通過多種接入方式（例如計算機、手機等）方便地接入網(wǎng)絡(luò)獲得應(yīng)用和服務(wù)微軟認為，未來的計算模式是云端計算，而不是單純的云計算。這里的端是指客戶端，也就是說云計算一定要有客戶端來配合 學(xué)術(shù)界對云計算的的理解 網(wǎng)格計算之父Ian Foster認為，云計算是一種大規(guī)模分布式計算的模式，其推動力來自規(guī)模化所帶來的經(jīng)濟性 來自Berkeley大學(xué)的一篇技術(shù)報告則指出，云計算既是指透過互聯(lián)網(wǎng)交付的應(yīng)用，也是指在數(shù)據(jù)中心中提供這些服務(wù)的硬件和系統(tǒng)軟件 學(xué)術(shù)界對云計算的的理解來自Wikipedia（維基百科）上的定義基本上涵蓋了各個方面的看法：云計算是一種計算模式，在這種模式下，動態(tài)可擴展而且通常是虛擬化的資源通過互聯(lián)網(wǎng)以服務(wù)的形式提供出來 IBM的朱近之在《智慧的云計算》一書中給出一個相對寬泛的定義 :云計算是一種計算模式：把IT資源、數(shù)據(jù)和應(yīng)用作為服務(wù)通過網(wǎng)絡(luò)提供給用戶 計算模式的演進過程 云計算并不是突然出現(xiàn)的，而是以往技術(shù)和計算模式發(fā)展和演變的一種結(jié)果 計算模式的演進過程主機系統(tǒng)與集中計算 1964年，世界上第一臺大型主機System/360誕生，由此引發(fā)了計算機和商業(yè)領(lǐng)域里的一場革命 大型主機的一個特點就是資源集中，計算、存儲集中 效用計算 其目標是把服務(wù)器及存儲系統(tǒng)打包給用戶使用，按照用戶實際使用的資源量對用戶進行計費 計算模式的演進過程個人計算機與桌面計算 20世紀80年代，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機硬件的體積和成本都大幅度降低，使得個人擁有自己的計算機成為可能 個人計算機可以完成絕大部分的個人計算需求，也叫桌面計算 分布式計算分布式計算依賴于分布式系統(tǒng) 分布式系統(tǒng)由通過網(wǎng)絡(luò)連接的多臺計算機組成計算模式的演進過程網(wǎng)格計算網(wǎng)格計算出現(xiàn)于20世紀90年代。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)而迅速發(fā)展起來的、專門針對復(fù)雜科學(xué)計算的新型計算模式 利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置的計算機組織成一臺“虛擬的超級計算機”，其中每一臺參與計算的計算機就是一個“節(jié)點”，而整個計算是由成千上萬個“節(jié)點”組成的“一堆網(wǎng)格” 計算模式的演進過程 SaaS SaaS全稱為Software as a service，中文譯為“軟件即是服務(wù)” 用戶不用再購買軟件，而改為向提供商租用基于Web的軟件 計算模式的演進過程云計算的出現(xiàn) 縱觀計算模式的演變歷史，基本上可以總結(jié)為：集中──分散──集中 云計算的推動力 網(wǎng)絡(luò)帶寬的提升 技術(shù)成熟度 移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展 數(shù)據(jù)中心的演變 經(jīng)濟因素 云計算與網(wǎng)格計算 網(wǎng)格計算是學(xué)術(shù)界提出的，它實際上是一個研究的課題，并不是一個商業(yè)的概念 云計算從產(chǎn)生的那一天起就強調(diào)其商業(yè)模式，即按使用付費，這可以保證其投資能得到回報，可以作為一項業(yè)務(wù)，而不是一個科研項目來運作 云計算的公共特征 彈性伸縮 快速部署 資源抽象按用量收費 云計算的分類 根據(jù)云的部署模式和云的使用范圍進行分類 公共云 私有云 混合云 云計算的分類針對云計算的服務(wù)層次和服務(wù)類型進行分類 基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù) 平臺即服務(wù) 軟件即服務(wù) 云計算主要平臺剖析 Amazon的EC2 開放的服務(wù) 靈活的工作方式 虛擬化實例 云計算主要平臺剖析 Google的App Engine Google File System文件系統(tǒng) MapReduce分布式編程環(huán)境 分布式大規(guī)模數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)BigTable 云計算主要平臺剖析 IBM的Blue Cloud （藍云）計算平臺是一套軟、硬件平臺 可以自動管理和動態(tài)分配、部署、配置、重新配置以及回收資源，也可以自動安裝軟件和應(yīng)用 可以向用戶提供虛擬基礎(chǔ)架構(gòu) 云計算主要平臺剖析微軟的Azure 是一個運行在微軟數(shù)據(jù)中心的云計算平臺 包括一個云計算操作系統(tǒng)和一個為開發(fā)者提供的服務(wù)集合 用戶已有的許多應(yīng)用程序都可以相對平滑地遷移到該平臺上運行 Windows Azure platform包括Windows Azure、SQL Azure和Windows Azure platform AppFabric 云計算主要平臺剖析我國云計算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 可分為市場準備期，起飛期和成熟期三個階段 云計算的重要技術(shù)及其進展 虛擬化技術(shù) 數(shù)據(jù)中心自動化 云計算數(shù)據(jù)庫 云操作系統(tǒng) 云安全 云計算的科研應(yīng)用 生命科學(xué) 海洋學(xué)和天文學(xué) 信息科技 航天 高能物理 科研領(lǐng)域 知識概要物聯(lián)網(wǎng)的基本概念物聯(lián)網(wǎng)概念的提出物聯(lián)網(wǎng)的定義物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵物聯(lián)網(wǎng)的基本屬性和類型物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)硬件平臺物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺知識概要(續(xù)) 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點感知技術(shù)節(jié)點組網(wǎng)及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)數(shù)據(jù)融合與智能處理技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的主要領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的未來發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的基本概念近幾年來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)受到了人們的廣泛關(guān)注，“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮物聯(lián)網(wǎng)概念最早出現(xiàn)于Bill Gates 1995年出版的《未來之路》（The Road Ahead）一書，該書提出了“物──物”相聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)雛形，當時受限于無線網(wǎng)絡(luò)、硬件及傳感器設(shè)備的發(fā)展，并未引起世人的重視物聯(lián)網(wǎng)的定義當前，關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)（IOT）比較準確的定義是：物聯(lián)網(wǎng)是通過各種信息傳感設(shè)備及系統(tǒng)（傳感網(wǎng)、射頻識別系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等）、條碼與二維碼、全球定位系統(tǒng)，按約定的通信協(xié)議，將物與物、人與物、人與人連接起來，通過各種接入網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)進行信息交換，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種信息網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)的定義無線傳感網(wǎng)泛在網(wǎng)絡(luò) 物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的主要原因 經(jīng)濟危機催生新產(chǎn)業(yè)革命 傳感網(wǎng)技術(shù)已成熟應(yīng)用 網(wǎng)絡(luò)接入和數(shù)據(jù)處理能力已基本適應(yīng)多媒體信息傳輸處理的需求 技術(shù)層面的認識 物體通過智能感知裝置，經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)，到達指定數(shù)據(jù)處理中心，實現(xiàn)人與人、物與物、人與物之間信息交互與處理的智能化網(wǎng)絡(luò) 從應(yīng)用的角度理解每一個物品都可以尋址，每一個物品都可以控制，每一個物品都可以通信物聯(lián)網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系 包容、交互作用關(guān)系 物聯(lián)網(wǎng)的基本屬性和類型全面感知 可靠傳輸 智能處理 自動控制 物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)感知層傳輸層 支撐層 應(yīng)用層 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)成 物聯(lián)網(wǎng)硬件平臺 感知節(jié)點 末稍網(wǎng)絡(luò) 核心承載網(wǎng) 信息服務(wù)系統(tǒng)硬件設(shè)施 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺 數(shù)據(jù)感知系統(tǒng)軟件 物聯(lián)網(wǎng)中間件系統(tǒng)軟件 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 物聯(lián)網(wǎng)信息管理系統(tǒng) 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) 節(jié)點感知技術(shù) 電子標簽 新型傳感器 智能化傳感網(wǎng)節(jié)點技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點組網(wǎng)及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 傳感網(wǎng)技術(shù) 核心承載網(wǎng)通信技術(shù) 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)數(shù)據(jù)融合與智能處理技術(shù) 數(shù)據(jù)融合與處理 海量數(shù)據(jù)智能分析與控制 云計算技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的主要領(lǐng)域 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣闊，從日常的家庭個人應(yīng)用，到工業(yè)自動化應(yīng)用，以至軍事反恐、城建交通 目前，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在智能交通、智能安防、智能物流、公共安全等領(lǐng)域初步得到實際應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的未來發(fā)展 人與人之間的通信 物與物互聯(lián)通信 知識概要服務(wù)科學(xué)的興起什么是服務(wù)服務(wù)科學(xué)及其必然性服務(wù)科學(xué)：今日經(jīng)濟的新領(lǐng)域服務(wù)管理與工程服務(wù)計算服務(wù)計算的發(fā)展背景服務(wù)計算的定義及其研究領(lǐng)域服務(wù)計算的主要研究內(nèi)容及熱點服務(wù)科學(xué)與服務(wù)計算的關(guān)系服務(wù)科學(xué)與服務(wù)計算的典型應(yīng)用領(lǐng)域服務(wù)科學(xué)與服務(wù)計算給計算機科學(xué)帶來的影響 服務(wù)科學(xué)的興起國際上有一種觀點甚至認為：目前全球經(jīng)濟正在經(jīng)歷著一場由計算機驅(qū)動的廣泛和深刻的革命，而這場革命的指導(dǎo)原則就是：每個行業(yè)如果要生存的話，就必須變成一個服務(wù)行業(yè)，這足以引起我們對服務(wù)科學(xué)研究的重視�？Х鹊墓适路�務(wù)科學(xué)的興起蘋果賣的是什么？蘋果公司東山再起憑借iPod，現(xiàn)占有音樂播放器一多半的市場份額一個讓大家輕松就得到好音樂的想法，讓蘋果轉(zhuǎn)虧為盈那服務(wù)究竟是什么呢？服務(wù)在字義上來說是履行某一項任務(wù)或是任職某種業(yè)務(wù)，在中文地區(qū)及法國等地，也將它當作為了公眾做事，替他人勞動的涵義在西方，其泛指所有在買賣過程后不會有物品留下，提供其效用來滿足客戶的這類無形產(chǎn)業(yè) 服務(wù)科學(xué)及其必然性科學(xué)是研究如何運用科學(xué)的方法和原則，管理服務(wù)的組織過程和資源，以達到服務(wù)的效果和效率的學(xué)問需要技術(shù)的創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新、社會和組織的創(chuàng)新，怎樣能夠在需求上有更多的創(chuàng)新，從而制造出更大的服務(wù)經(jīng)濟 服務(wù)科學(xué)及其必然性服務(wù)科學(xué)并不等同于現(xiàn)代服務(wù)行業(yè)的概念，而是更多以融合信息技術(shù)的形式出現(xiàn) 新的業(yè)務(wù)模式、流程、戰(zhàn)略和勞動力的管理方式的發(fā)展本身即可被視為一系列服務(wù) 信息化是現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的核心內(nèi)容之一，可用于流程改造、提升管理水平 服務(wù)科學(xué)：今日經(jīng)濟的新領(lǐng)域農(nóng)業(yè)和制造業(yè)曾經(jīng)是現(xiàn)代世界經(jīng)濟的主要組成部分 眾所周知，服務(wù)業(yè)已成為發(fā)達國家的經(jīng)濟活動核心和支柱 服務(wù)科學(xué)：今日經(jīng)濟的新領(lǐng)域服務(wù)科學(xué)是一個多學(xué)科的領(lǐng)域，可以將計算機科學(xué)、運籌學(xué)、產(chǎn)業(yè)工程、數(shù)學(xué)、管理學(xué)、決策學(xué)、社會科學(xué)和法律學(xué)等既定領(lǐng)域內(nèi)的工作相融合，創(chuàng)建新的技能和市場，提供高價值的業(yè)務(wù) 服務(wù)科學(xué)的一個關(guān)鍵驅(qū)動力是科技，尤其是通信相關(guān)技術(shù)，提升了服務(wù)導(dǎo)向的商業(yè)運作 服務(wù)管理與工程 服務(wù)管理與工程是一種系統(tǒng)工程方法，它運用服務(wù)科學(xué)的相關(guān)理論和知識來描述、定義、設(shè)計、建立、實施、運行、維護和動態(tài)重構(gòu)具有復(fù)雜的社會化與技術(shù)性特征的服務(wù)系統(tǒng)（Complex social-technological service system），并提供相關(guān)的支撐工具和平臺/環(huán)境，以支持服務(wù)提供者將創(chuàng)新性服務(wù)思想高質(zhì)量、高效率地轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行服務(wù)系統(tǒng)，進而為供需雙方創(chuàng)造服務(wù)價值 服務(wù)管理與工程采用面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)技術(shù)的服務(wù)系統(tǒng)，迫切需求服務(wù)工程方法論，對其進行分析、設(shè)計、實施并優(yōu)化 現(xiàn)代服務(wù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展催生了越來越多的服務(wù)系統(tǒng)，迫切需要一種服務(wù)工程方法論，從系統(tǒng)論的角度看待復(fù)雜服務(wù)系統(tǒng)，對業(yè)務(wù)進行創(chuàng)新，分析、設(shè)計、實施并優(yōu)化服務(wù)系統(tǒng) 服務(wù)科學(xué)、管理與工程（SSME）的出現(xiàn)，要求從科學(xué)的視角來定義服務(wù)工程，從系統(tǒng)工程的角度引出了服務(wù)工程的理論框架 服務(wù)工程的基本研究內(nèi)容及前沿熱點 服務(wù)工程的基本過程為：針對服務(wù)企業(yè)的特定需求與使命設(shè)計相應(yīng)的服務(wù)解決方案（業(yè)務(wù)方案）進而通過服務(wù)資產(chǎn)復(fù)用等手段，給出問題解決方案（實現(xiàn)方案）從而構(gòu)造出最終的服務(wù)系統(tǒng)并加以實施運行 服務(wù)工程主要由以下部分構(gòu)成 服務(wù)創(chuàng)新與服務(wù)價值工程；服務(wù)需求工程；服務(wù)領(lǐng)域知識工程；服務(wù)表示、建模與設(shè)計；服務(wù)分析、仿真與優(yōu)化；服務(wù)資產(chǎn)管理與復(fù)用；服務(wù)系統(tǒng)開發(fā)與構(gòu)造；服務(wù)系統(tǒng)運行基礎(chǔ)設(shè)施；服務(wù)交付管理；服務(wù)質(zhì)量控制；服務(wù)工程支撐環(huán)境；服務(wù)項目管理 服務(wù)工程主要研究熱點問題 服務(wù)方法論 服務(wù)體系結(jié)構(gòu) 服務(wù)創(chuàng)新與服務(wù)模式設(shè)計 服務(wù)表示與服務(wù)模型學(xué) 服務(wù)組合理論 服務(wù)價值與服務(wù)工程服務(wù)質(zhì)量工程 服務(wù)工程支持工具 服務(wù)計算 服務(wù)計算（Service Computing）泛指以服務(wù)及其組合為基礎(chǔ)構(gòu)造應(yīng)用這一新開發(fā)范型相關(guān)的方法、技術(shù)、規(guī)范、理論和支撐環(huán)境 服務(wù)計算的發(fā)展背景 不斷變化的計算系統(tǒng)的需求和環(huán)境，要求復(fù)雜的分布式計算系統(tǒng)能夠迅速適應(yīng)變化，其體系結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)模式和實現(xiàn)技術(shù)等方面應(yīng)隨需演化與動態(tài)重組 Web Services和SOA應(yīng)運而生，從技術(shù)上促進了服務(wù)計算的產(chǎn)生 隨著現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展，各類先進的IT技術(shù)被廣泛應(yīng)用于服務(wù)業(yè)務(wù)當中，借以提升服務(wù)效率、降低訪問與獲取服務(wù)的難度、提升客戶滿意度 以SaaS、EaaS為代表的新型軟件化服務(wù)方式，從社會應(yīng)用的角度促進了服務(wù)計算的發(fā)展 現(xiàn)代商務(wù)的動態(tài)性和復(fù)雜性要求持續(xù)優(yōu)化的業(yè)務(wù)模式/流程以提供按需服務(wù)（On Demand），這從商務(wù)角度催生了服務(wù)計算的產(chǎn)生 服務(wù)計算的定義服務(wù)計算概念可理解如下 一種商務(wù)原則 一種IT技術(shù) 服務(wù)計算的研究領(lǐng)域該領(lǐng)域的研究人員通常具有軟件理論和軟件工程的背景，其研究領(lǐng)域主要由以下方面組成 服務(wù)工程方法（SOMA等）；服務(wù)業(yè)務(wù)建模技術(shù)；服務(wù)構(gòu)件實現(xiàn)技術(shù)（Web Service、SCA和SDO等）；服務(wù)發(fā)現(xiàn)與組合技術(shù)（語義驅(qū)動、動態(tài)、自適應(yīng)和QoS感知）；面向服務(wù)的動態(tài)可配置體系結(jié)構(gòu)風格；服務(wù)關(guān)系與服務(wù)組合實現(xiàn)技術(shù)（BPEL等）；用于數(shù)據(jù)與流程集成的服務(wù)基礎(chǔ)運行設(shè)施（ESB等）；各類支持服務(wù)實現(xiàn)與運行的協(xié)議（SOAP、UDDI、WSDL、WS系列協(xié)議等）；服務(wù)管理技術(shù)（服務(wù)監(jiān)管、安全、隱私、信任、事務(wù)、協(xié)調(diào)、優(yōu)化和保護等）；電信服務(wù)、網(wǎng)格計算、移動計算、云計算和SaaS等以IT為核心的服務(wù)形態(tài)。 服務(wù)計算的研究領(lǐng)域該領(lǐng)域的研究人員通常具有豐富的領(lǐng)域或行業(yè)經(jīng)驗，主要關(guān)注以下方面 面向服務(wù)的業(yè)務(wù)咨詢、分析與優(yōu)化；面向服務(wù)的業(yè)務(wù)模型化表示、分析與優(yōu)化；面向服務(wù)的業(yè)務(wù)建模方法；從商務(wù)到模型的轉(zhuǎn)換；業(yè)務(wù)過程集成、管理與優(yōu)化；業(yè)務(wù)性能管理與優(yōu)化；基于服務(wù)組合的業(yè)務(wù)實現(xiàn)。服務(wù)計算的主要研究內(nèi)容經(jīng)過十余年的發(fā)展與積累，服務(wù)計算的基礎(chǔ)理論框架已經(jīng)初步構(gòu)建完成，該領(lǐng)域中的研究問題可劃分為四大類服務(wù)系統(tǒng) 服務(wù)相關(guān)技術(shù) 服務(wù)咨詢與發(fā)布 服務(wù)解決方案與管理 服務(wù)計算的研究熱點 服務(wù)創(chuàng)新與“服務(wù)化” 服務(wù)計算系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 服務(wù)組合問題 服務(wù)語義學(xué) 服務(wù)資源虛擬化 服務(wù)中間件、企業(yè)服務(wù)總線和服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施 服務(wù)運作機制問題 服務(wù)工程方法論 服務(wù)科學(xué)與服務(wù)計算的關(guān)系 二者的相同點在于 試圖以“面向服務(wù)”的思路對現(xiàn)實世界的業(yè)務(wù)進行分析與刻畫將其映射為IT技術(shù)支持下的可運行服務(wù)系統(tǒng) 在設(shè)計IT服務(wù)系統(tǒng)的實現(xiàn)技術(shù)時，二者的內(nèi)容是相互重疊的 二者的不同點在于 前者側(cè)重于從頂層的業(yè)務(wù)創(chuàng)新到底層的IT實現(xiàn)系統(tǒng)間的映射使用各類工程方法進行轉(zhuǎn)換 在轉(zhuǎn)換過程中加入服務(wù)質(zhì)量、功能、信譽和價值等服務(wù)特性 最終實現(xiàn)一個充分滿足顧客需求的服務(wù)系統(tǒng) 后者側(cè)重于對業(yè)務(wù)系統(tǒng)、技術(shù)系統(tǒng)、運行時基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)造、分析、管理、優(yōu)化 強調(diào)各層面系統(tǒng)本身的描述、分析、實現(xiàn)、運行、優(yōu)化技術(shù) 服務(wù)科學(xué)與服務(wù)計算的典型應(yīng)用領(lǐng)域 基于服務(wù)計算平臺的各類新型服務(wù) SOA支持下的生產(chǎn)性服務(wù) 基于Web與虛擬化技術(shù)的消費性服務(wù) 多通道信息增值服務(wù) 基于Web和SaaS平臺的咨詢服務(wù) 服務(wù)科學(xué)與服務(wù)計算給計算機科學(xué)帶來的影響 服務(wù)科學(xué)與服務(wù)計算拓展了計算機應(yīng)用領(lǐng)域并促進了多學(xué)科交叉，是“新型信息科學(xué)與工程”的推動力 服務(wù)計算使軟件體系結(jié)構(gòu)發(fā)生了變革 服務(wù)計算進一步強調(diào)了計算系統(tǒng)的演化 服務(wù)科學(xué)將改變軟件系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)方法 為利用計算系統(tǒng)解決商務(wù)服務(wù)問題提供了理論方法 進一步豐富了新型計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容 知識概要智慧地球智慧地球的基本概念智慧地球的挑戰(zhàn)智慧舉措：智慧地球的涵義讓我們的地球變得更加智慧智慧地球的應(yīng)用實例智慧的電力智慧的醫(yī)療智慧的城市智慧的交通智慧的供應(yīng)鏈智慧的銀行智慧地球 2008年底，IBM向全球推出了“智慧的地球”這一愿景，其目標是讓世界的運轉(zhuǎn)更加智能化，讓個人、企業(yè)、組織、政府、自然和社會之間的互動效率更高 智能技術(shù)正應(yīng)用到生活的各個方面，如智慧的醫(yī)療、智慧的交通、智慧的電力、智慧的食品、智慧的貨幣、智慧的零售業(yè)、智慧的基礎(chǔ)設(shè)施甚至智慧的城市，這使地球變得越來越智能化智慧地球 IBM所提出的“智慧的地球”的愿景中，勾勒出世界智慧運轉(zhuǎn)之道的三個重要維度 更透徹地感應(yīng)和度量世界的本質(zhì)和變化 更加全面地互聯(lián)互通 在此基礎(chǔ)上所有的事物、流程、運行方式都更深入的智能化 智慧地球的挑戰(zhàn)交通 智慧金融和保險系統(tǒng)能源 食品 氣候 石油和天然氣 醫(yī)療保健 智慧舉措：智慧地球的涵義 智慧地球的核心是以一種更智慧的方法通過利用新一代信息技術(shù)來改變政府、公司和人們相互交互的方式，以便提高交互的明確性、效率、靈活性和響應(yīng)速度 智慧方法具體來說是以下三個方面為特征 更透徹的感知 更廣泛的互聯(lián)互通 更深入的智能化 讓我們的地球變得更加智慧 智慧的地球要讓每個人、每個企業(yè)、每個組織和機構(gòu)更好、更高效地溝通 智慧地球的應(yīng)用實例智慧的電力 智慧的醫(yī)療 智慧的城市 智慧的交通 智慧的供應(yīng)鏈 智慧的銀行業(yè) 智慧的電力 自2001年以來，中國每年的能源消耗量一直以12%的平均速度增長，也就是說能源消耗量增長速率高于GDP增長速度 可以使客戶能夠更好地管理電力使用 保證更高的電力的可靠性和電力質(zhì)量 智慧的電力可以應(yīng)用到下面幾個方面 ：減少停電現(xiàn)象 智能電表 智慧的電力智能電表是一個首創(chuàng)的解決方案，它根據(jù)一天中電量的變化產(chǎn)生基礎(chǔ)價格，并將信息顯示出來以供消費者查看價格透明使用戶知道什么時候征收高峰電價，這樣他們能夠在了解所有情況后自行決定用電時間而且，該解決方案減少了用電高峰時間的電力需求，降低了整個系統(tǒng)的成本，最大化實現(xiàn)可再生資源的供電，并且授權(quán)客戶管理其電力使用。 智慧的醫(yī)療 智慧的醫(yī)療能夠促成一種可以共享資源、服務(wù)及經(jīng)驗的新服務(wù)模型，能夠推動各醫(yī)院之間的服務(wù)共享和靈活轉(zhuǎn)賬，能夠形成一種新的管理系統(tǒng)，使開支和流程更加透明化 智慧的醫(yī)療的具體應(yīng)用如下：整合的醫(yī)療平臺 電子健康檔案系統(tǒng) 智慧的醫(yī)療在加拿大，一家由政府出資成立的非盈利組織在推廣電子健康檔案（HER），其目標是到2010年為50%的加拿大人建立電子健康檔案事實證明這些行動頗有成效它們通過分布式訪問改進了護理服務(wù)，通過精確、快速、可靠的信息整合改善了醫(yī)院內(nèi)部轉(zhuǎn)診安排、采用有效的科學(xué)和業(yè)務(wù)導(dǎo)向規(guī)則來分析患者信息和病歷，并可提供海量的標準化數(shù)據(jù)來為醫(yī)療研究提供便利 智慧的城市 城市管理低效和公共服務(wù)的落后是阻礙城市發(fā)展的兩大系統(tǒng)挑戰(zhàn) 智慧的城市的具體應(yīng)用如下 ：突發(fā)事件管理 實時城市管理 整合的公共服務(wù) 智慧的交通 出行從來都不是一件容易的事智慧的交通的具體應(yīng)用如下 ：智能交通運輸 實時交通信息 一卡通：交通一體化 道路收費 智慧的供應(yīng)鏈 法規(guī)、基礎(chǔ)設(shè)施和運營等三大瓶頸是中國供應(yīng)鏈低效的深層原因 要解決這些問題，必須通過新技術(shù)和新方法來應(yīng)對這一挑戰(zhàn) 智慧的供應(yīng)鏈的具體應(yīng)用如下 : 供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 整個價值鏈的可追溯性——提供供應(yīng)鏈可視性 智慧的供應(yīng)鏈 Matiq率先使用可跟蹤性解決方案 Matiq是挪威最大的肉產(chǎn)品和禽肉生產(chǎn)商及供應(yīng)商的IT子公司 為實現(xiàn)這個目標Matiq利用可跟蹤性技術(shù)來跟蹤家禽和肉產(chǎn)品，從農(nóng)場、供應(yīng)鏈直至超市貨架每個產(chǎn)品包裝現(xiàn)在都附有RFID芯片，可以確保產(chǎn)品在供應(yīng)鏈中處于最佳狀態(tài)、提高產(chǎn)品質(zhì)量控制和食品安全、利用標準化優(yōu)勢來獲取信息，并確保產(chǎn)品嚴格遵守政府食品行業(yè)要求智慧的銀行 智慧的銀行的具體應(yīng)用如下 : 銀行風險管理 銀行后臺作業(yè)集中化ESG紅軟基地

計算機技術(shù)ppt：這是計算機技術(shù)ppt，包括了概述，計算機硬件的發(fā)展，高性能計算，現(xiàn)代操作系統(tǒng)，計算機網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)，數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)挖掘及其應(yīng)用，人工智能前沿，搜索引擎技術(shù)，集體智慧與Web 2.0，云計算，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，服務(wù)科學(xué)與服務(wù)計算，智慧地球等內(nèi)容，歡迎點擊下載。