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第 5 单 元　数据分析与人工智能
5.1走近数据分析
数据分析就是对数据进行计算、处理，从而得出一些有意义的结论的技术。
1.数据分析的方法
数据分析主要用于现状分析、原因分析和预测分析。
数据分析首先根据分析的目标提出假设，然后选择恰当的分析方法进行分析，验证假设是否正确，继而得出相应的结论。
数据分析方法有很多，如对比分析和平均分析。
（1）对比分析是指将两个或以上的数据进行比较，分析它们的差异，从而揭示这些数据所代表的事物的发展变化情况和规律。对比有横向对比和纵向对比。
①横向对比是在类似的或同类的事物之间进行比较。
②纵向对比是将相同事物的不同时期进行比较。
（2）平均分析是指运用计算平均值的方法反映总体在一定时间、地点条件下某一数量特征的一般水平。
平均分析和对比分析常结合使用。
2.数据可视化表达
数据可视化表达：是指以图形、图像和动画等方式更加直观生动地呈现数据及数据分析结果，揭示数据之间的关系、趋势和规律等的表达方式。
图表是最常用的数据可视化表达方式之一。
利用表格加工软件绘制基本的图表类型，如柱状图、饼图和折线图等；利用专业性工具绘制表现形式更为丰富或者具有互动功能的图表。
3.数据分析报告
数据分析报告是项目研究结果的展示，也是数据分析结论的有效承载形式。通过报告不仅把数据分析的起因、过程、结果及建议完整地展现出来，还可以为决策者提供科学、严谨的决策依据。
数据分析报告内容包括：
首先要明确数据分析的目的和背景，阐述目前存在的问题及通过分析希望解决的问题；
其次需要描述数据来源和数据分析的思路、方法和模型；
最后要重点呈现数据分析的过程、结论和建议。
4.大数据
大数据是以容量大、类型多、存取速度快、应用价值高为主要特征的数据集合。
大数据的“大”是一个相对概念，10～100TB通常称为大数据的门槛。实际中，很多企业级用户把多个数据集放在一起，形成了PB级的数据量。
随着数据来源的多样化，数据的类型也更加复杂，如网络日志、音频、视频、图片和地理位置信息等。
大数据的意义在于：我们可以从如此庞杂的数据中挖掘出有价值的数据，并运用于管理、农业、金融、医疗和教育等各个社会领域。
5.大数据分析的应用
大数据分析是指对规模巨大的数据进行分析。例如实时公交系统根据用户当前位置，迅速定位最近的公交站点，查找系统中公交车辆的位置数据，选出经过该站点所有线路车辆的即将到站信息，使用户可以直观地在手机上查看车辆实时位置。用户和车辆的位置信息通常通过卫星定位系统、Wi－Fi热点和基站的位置确定。
1.下列关于大数据的说法中错误的是（　　）。
A.从技术上看，大数据与云计算是密不可分的
B.大数据的最小基本单位是MB（兆字节）
C.通常需要对大数据进行专业化处理
D.通过对大数据的分析，可以为人类社会创造更多的价值
2.想要横向比较两条公交线路的客流量，分析哪一条线路更加繁忙，需要用哪种数据分析方法？（　　）
A.对比分析法　　B.平均分析法
C.关联分析法　　D.聚类分析法
3.气象部门想绘制某地区近十年来降雨量随时间逐年变化的图表，适合选用的图表类型是（　　）。
A.柱形图　　B.饼图　　C.散点图　　D.折线图
4.下列选项中，不是数据分析作用的是（　　）。
A.了解事物的现状　　B.方便数据的获取
C.剖析事物的发展历程　　D.预测事物的未来走向
5.大数据是以（　　）、存取速度快、应用价值高为主要特点的数据集合。
A.容量大、类型单一　　B.容量小、类型单一
C.容量大、类型多　　D.容量小、类型多
5.2探秘人工智能
1.认识人工智能
（1）搜索
搜索：根据问题的实际，不断寻找可利用的知识，构造一条推理路线解决问题过程。
盲目搜索：按预定的控制策略进行搜索，而不考虑问题本身特性的搜索，一般适用于求解比较简单的问题。
启发式搜索：在搜索过程中加入估价函数等启发信息，不断自动调整搜索方向，加速求解进程。
路径规划：是启发式搜索的一种典型应用，如卫星定位、无人驾驶汽车等。
（2）人工智能
人工智能是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境，获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。1950年，“图灵测试”揭开了人工智能的序幕。
人工智能可分类为：弱人工智能、强人工智能。
弱人工智能一般指实现特定功能的专用智能设备，不能真正实现推理和解决问题。
强人工智能是指真正能思考，有知觉、有自我意识的人类级别的智能机器。
2.揭秘智能算法
（1）机器学习
机器学习是当前人工智能的核心技术之一，目的是使计算机能模拟或实现人类的学习行为，获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构，从而不断完善自身的性能。
（2）人工智能、机器学习、深度学习关系
人工智能：让计算机像人一样去处理工作。
机器学习：运用算法来分析数据，从中学习、测定或预测现实世界的某些事。
深度学习：一种具体实现技术，源自人工神经网络。
（3）神经网络
神经网络是目前人工智能领域的研究热点之一，是一种模仿动物神经网络行为特征，进行并行信息处理的算法模型。
BP（Back Propagation）神经网络是目前应用最广泛的算法，它是一种按照误差逆向传播算法训练的多层前馈神经网络。结构如图所示：
人工智能领域的关键技术主要包括机器学习、知识图谱、自然语言处理、计算机视觉、人机交互、生物特征识别、虚拟现实与增强现实等。
人工智能的核心是算法，基础是数据，本质是计算。
（4）神经元芯片
神经元芯片是带有多个处理器、读写/只读存储器以及通信和I/O接口的单芯片系统，如2016年中国科学院计算技术研究所发布的寒武纪神经元芯片等。
（5）智能传感器
智能传感器是具有信息处理功能的传感器，带有微处理机，具备采集、处理、交换信息等功能，是传感器集成化与微处理机相结合的产物。
功能：属于人工智能的神经末梢，用于全面感知外界环境。
发展趋势：高敏度、高精度、高可靠性、微型化和集成化。
1.人工智能又称为（　　）。
A.M2M　　B.AI　　C.VR　　D.AR
2.被誉为国际“人工智能之父”的是（　　）。
A.图灵（Turing）　　B.费根鲍姆（Fegenbaum）
C.傅京孙（K.S.Fu）　　D.尼尔逊（Nilsso）
3.卫星定位、无人驾驶等应用中的路径规划，属于（　　）搜索的典型应用。
A.盲目式　　B.启发式　　C.全文式　　D.分类式
4.某智能报警系统与电话相连，当有人非法进入时系统能通过电话通知主人，主人可以监听现场的声音，也可以启动现场报警。这是信息技术在哪方面的应用？（　　）
A.社区信息化　　B.电子商务　　C.电子政务　　D.智能家居
5.下列选项中，不属于人工智能技术范畴的是（　　）。
A.AlphaGo击败世界围棋冠军李世石
B.手机的人脸识别解锁技术
C.使用在线翻译技术，将场景中的日文翻译成中文
D.与好友在微信中视频聊天
第5单元
5.1　1.B　2.A　3.D　4.B　5.C
5.2　1.B　2.A　3.B　4.D　5.D

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