资源简介

(共31张PPT)
新一代信息技术概述
《信息技术》
项目介绍
新一代信息技术是以人工智能、量子信息、移动通信、物联网、区块链等为代表的新兴技术。它既是信息技术的纵向升级，也是信息技术之间及其与相关产业的横向融合。信息技术是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称，它代表着当今先进生产力的发展方向。信息技术的广泛应用使信息的重要生产要素和战略资源的作用得以发挥，使人们能更高效地进行资源优化配置，从而推动传统产业不断升级，提高社会劳动生产率和社会运行效率。本单元包含新一代信息技术的基本概念、技术特点、典型应用、技术融合等内容。
任务目标
01
信息技术的概述
02
新一代信息技术
03
新一代信息技术的典型应用
新一代信息技术概述
《信息技术》
任务三：新一代信息技术的典型应用
任务目标
01
任务描述
02
知识讲解
03
能力拓展
任务描述
01
任务描述
胡小凡通过张老师提供的书籍和在线学习网站，了解到新一代信息技术的概念、特点和关键技术，到学校信息化中心实习已经有一段时间了，据张老师介绍，学校信息化中心的很多应用都使用了新一代信息技术。这让胡小凡对新一代信息技术的应用充满了好奇和学习动力。
知识讲解
掌握了解新一代信息技术的应用、融合。
02
知识讲解
1．新一代信息技术的典型应用
数字本身只是为了方便计数。赋予其社会属性之后，才发展为“数据”，并且为价值创造提供了原材料，这也是数据要素成为新型生产要素背后的逻辑。可使用数据的爆发性增长，带我们进入了大数据时代。有了数据还不够，流通起来才有用。互联网、5G等通信网络的建设，扩大了数据的流通范围、提高了数据的流通速度和精准度。拿到数据之后，怎么用？人工智能来帮忙，算法来分析。数据可用还不够，尚需安全来保障，区块链应运而生。以上，是我们耳熟能详的几个新一代信息技术的关联性。
知识讲解
2．新一代信息技术的典型应用-大数据
（1）大数据的应用场景
知识讲解
2．新一代信息技术的典型应用-大数据
（2）大数据的应用案例分析
智慧校园建设涵盖教学环境、教学资源、校园管理、校园服务、信息安全体系等各个方面，每一层面都涉及数据统计和分析，因此推进大数据技术在智慧校园建设中的深度应用是相当必要的。借助大数据储存量大、信息量多、处理速度高等优势，可以为智慧校园建设中各项自动化工作提供支持，为学校未来的发展决策提供科学依据。下面就为大家介绍大数据技术在智慧校园中的具体运用。
1、构建公共数据集成与共享平台，提高校内信息传递速度
2、打造智慧迎新平台，助力新生入学
3、创设智能学习环境，改进课堂教学方式
4、采集、分析、处理海量数据，为校管理提供决策支持
知识讲解
3．新一代信息技术的典型应用-云计算
（1）云计算的分类
（1）IaaS（Infrastructure as a Service）：基础设施即服务。消费者通过Internet可以从完善的计算机基础设施获得服务。IaaS就是提供场外的服务器，存储和网络硬件，用户只要租用就可以，大大节省了维护成本及办公场地。这一层的作用就是将虚拟机或者其他资源作为服务提供给用户。
（2）PaaS（Platform as a Service）：平台即服务。PaaS为开发、测试和管理软件应用程序提供按需开发环境。它将应用运行所需的 IT 资源和基础设施以服务的方式提供给用户，包括了中间件服务，信息服务，连通性服务，整合服务和消息服务等多种服务形式。PaaS 模式，基于互联网提供对应用完整生命周期（包括设计、开发、测试和部署等阶段）的支持，减少了用户在购置和管理应用生命周期内所必须的软硬件以及部署应用 和 IT 基础设施的成本，同时简化了以上工作的复杂度。
（3）SaaS（Software as a Service）：软件即服务。它是一种通过Internet提供软件的模式，用户无需购买软件，而是向提供商租用基于Web的软件，来管理企业经营活动。通过SaaS这种模式，用户只要接上网络，并通过浏览器，就能直接使用在云端上运行的应用，而不需要管理或控制任何云计算基础设施，SaaS主要面对的是普通的用户。
知识讲解
3．新一代信息技术的典型应用-云计算
（2）云计算的应用举例-高性能计算应用
神威·太湖之光超级计算机（如图5.3所示）是由国家并行计算机工程技术研究中心研制，安装在国家超级计算无锡中心的超级计算机。神威·太湖之光超级计算机安装了40960个中国自主研发的神威26010众核处理器，该众核处理器采用64位自主神威指令系统，峰值性能3,168万亿次每秒，核心工作频率1.5GHz 。2020年7月，中国科大在“神威·太湖之光”上首次实现千万核心并行第一性原理计算模拟 。2022年，中国的神威·太湖之光全球超级计算机500强排名位列前十。
知识讲解
3．新一代信息技术的典型应用-云计算
（2）云计算的应用举例-访问量难预期（突变）的应用
这种访问量难预期、突变的应用也是云计算的典型应用。工作量波动大的应用事先很难预期系统的工作量负荷，就像金融股票一样，市场决定交易量。尽管一般的数据中心都对可能的超额负荷预留一些冗余系统，但是，对可能出现的最高峰值负荷提供冗余是不现实、也是不经济的。然而，如果不考虑系统冗余，一旦系统负载过大，也可能导致系统宕机、服务不能访问、客户体验大大降低等问题。
云计算基础架构可以很好地应对不同行业的业务需求变化。这些变化有的是由行业特点而产生，如零售业的节假日销售旺季会出现销售的突飞猛进。当然，行业变化多种多样，有些是周期性、可预测的（如世界杯或奥运会），有些是完全难以预测的（如热点新闻事件或自媒体热文）。在这些情况下，如果针对预期的高峰情况构建基础架构，大部分系统资源在平时都会被闲置浪费。云计算基础架构就能解决这个难题：或者接入外部的公有云服务来应对业务飞涨时的资源需求；或者让这些已经部署的冗余基础架构提供对外云服务，产生更大的效益。
知识讲解
4．新一代信息技术的典型应用-人工智能
（1）人工智能的应用领域
（1）医学领域
医学图像处理是目前人工智能在医疗领域的典型应用，它的处理对象是由各种不同成像机理，如在临床医学中广泛使用的核磁共振成像、超声成像等生成的医学影像。
传统的医学影像诊断，主要通过观察二维切片图去发现病变体，这往往需要依靠医生的经验来判断。而利用计算机图像处理技术，可以对医学影像进行图像分割、特征提取、定量分析和对比分析等工作，进而完成病灶识别与标注，针对肿瘤放疗环节的影像的靶区自动勾画，以及手术环节的三维影像重建。该应用可以辅助医生对病变体及其他目标区域进行定性甚至定量分析，从而大大提高医疗诊断的准确性和可靠性。另外，医学图像处理在医疗教学、手术规划、手术仿真、各类医学研究、医学二维影像重建中也起到重要的辅助作用。
（2）机器翻译
机器翻译是计算语言学的一个分支，是利用计算机将一种自然语言转换为另一种自然语言的过程。机器翻译用到的技术主要是神经机器翻译技术（Neural Machine Translation，NMT），该技术当前在很多语言上的表现已经超过人类。随着经济全球化进程的加快及互联网的迅速发展，机器翻译技术在促进政治、经济、文化交流等方面的价值凸显，也给人们的生活带来了许多便利。例如我们在阅读英文文献时，可以方便地通过有道翻译、百度翻译等网站将英文转换为中文，免去了查字典的麻烦，提高了学习和工作的效率。
（3）教育领域
科大讯飞等企业已经开始探索人工智能在教育领域的应用。通过图像识别，可以进行试卷批改、识题、机器答题等。通过语音识别可以纠正和改善发音；人机交互可以在线回答问题。AI+教育，可以在一定程度上改善教育行业师资分布以及成本问题，从工具层面为师生提供更高效的学习方式。
（4）智能安防
人工智能应用在安防方面有着十分显著的成效。随着物联网的普及，监控领域的数据量都在呈现爆炸式增长。计算机视觉、人脸识别功能可以在海量的数据中进行数据的处理分析，从而保证在事故前进行预防。除此之外，人脸识别功能进行的人像识别与人脸对比还能为打击犯罪提供有效帮助。
（5）智能服务
智能服务目前典型应用有智能客服机器人和智能音箱。智能客服机器人是一种利用机器模拟人类行为的人工智能实体形态，它能够实现语音识别和自然语义理解，具有业务推理、话术应答等能力。当用户访问网站并发出会话时，智能客服机器人会根据系统获取的访客地址、IP和访问路径等，快速分析用户意图，回复用户的真实需求。
知识讲解
4．新一代信息技术的典型应用-人工智能
（2）人工智能的应用举例-人脸识别系统
2019年的疫情爆发，一直持续至今。很多高校为了保证师生的人身安全，在学校启用了人脸识别门禁测温系统。系统上线以来，在很大程度上缓解了高校疫情防控压力，确保了广大师生的生命财产安全。人脸识别门禁测温系统安装在学校门口，对学校进出的人员进行检验（如图5.5所示）。整个人脸识别过程大概分为五个步骤：人脸图像采集与检测、人脸图像预处理、人脸图像特征提取、人脸图像匹配与识别、测温。
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4．新一代信息技术的典型应用-人工智能
（2）人工智能的应用举例-在线客服系统
现在，许多网站都提供用户与客服在线聊天的窗口，（如图5.6京东在线智能客服）。但其实并不是每个网站都有一个真人提供实时服务。在很多情况下，和你对话的仅仅只是一个初级AI。大多聊天机器人无异于自动应答器，但是其中一些能够从网站里学习知识，在用户有需求时将其呈现在用户面前。
最有趣也最困难的是这些聊天机器人必须擅于理解自然语言。显然，与人沟通的方式和与电脑沟通的方式截然不同。所以这项技术十分依赖自然语言处理(NLP)技术，一旦这些机器人能够理解不同的语言表达方式中所包含的实际目的，那么很大程度上就可以用于代替人工服务。
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5．新一代信息技术的典型应用-物联网
（1）物联网的应用领域
（1）智能家居
智能家居工作原理是利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、医疗电子技术依照人体工程学原理，融合个性需求，将与家居生活有关的各个子系统如安防、灯光控制、窗帘控制、煤气阀控制、信息家电、场景联动、地板采暖、健康保健、卫生防疫、安防保安等有机地结合在一起，通过网络化综合智能控制和管理，实现“以人为本”的全新家居生活体验。”
（2）智慧医疗
医生资源在全世界范围内都仍属于稀缺资源，这种供求关系在一定程度上决定了病患看病难的问题，而我国医疗长期存在“重医疗，轻预防；重城市，轻农村；重大型医院，轻社区卫生”的倾向，居民又过多依赖大型医院，更加加重就医矛盾，一号难求现象频发。因此，便捷快速的预约挂号成为用户对医院资源最大的需求。智慧医院是在智慧医疗概念下对医疗机构的信息化建设。国内已兴起的智慧医院项目总体来说已具备以下功能：智能分诊、手机挂号、门诊叫号查询、取报告单、化验单解读、在线医生咨询、医院医生查询、医院周边商户查询、医院地理位置导航、院内科室导航、疾病查询、药物使用、急救流程指导、健康资讯播报等。实现了从身体不适到完成治疗的“一站式”信息服务。
（3）智慧交通
智慧交通是在整个交通运输领域充分利用物联网、空间感知、云计算、移动互联网等新一代信息技术，综合运用交通科学、系统方法、人工智能、知识挖掘等理论与工具，以全面感知、深度融合、主动服务、科学决策为目标，通过建设实时的动态信息服务体系，深度挖掘交通运输相关数据，形成问题分析模型，实现行业资源配置优化能力、公共决策能力、行业管理能力、公众服务能力的提升，推动交通运输更安全、更高效、更便捷、更经济、更环保、更舒适的运行和发展，带动交通运输相关产业转型、升级。
知识讲解
5．新一代信息技术的典型应用-物联网
（2）物联网的应用举例-可穿戴智能设备
由于大量新的个人设备的涌入，可穿戴设备市场正在蓬勃发展。该行业预计可穿戴智能设备将从2019年的1.515亿台增至2025年的3.401亿台，在预测期（2020-2025年）内，复合年增长率为19.9%。在未来几年里，智能手表（如图5.7所示）的销量将占全球手表销量的一半以上。消费者正在寻找其智能手机和智能手表之间的无缝连接和交互，以跟踪、管理和保护其数据，特别是敏感的健康数据。智能手表目前功能非常强大、在没有手机连接的情况也可以独立接打电话、在线播放音乐、下载应用。随着智能手表应用程序的不断丰富，他在运动、娱乐、健康领域也有不错的表现。
知识讲解
5．新一代信息技术的典型应用-物联网
（3）物联网的应用举例-智能家居
智能门锁是家庭安防的第一道防线，具备多种开锁方式，防盗警报、亲情提醒，智能家庭联动，它适用于每一个家庭成员，再也不用担心出门忘带钥匙了。
智能安防配合智能摄像头是家庭安全的守护者，利用红外夜视和AI增强移动侦测功能监控家庭、保护独自在家的老人和小孩子的安全。
智能门窗的功能结合智能窗帘应用。例如卧室窗帘远程操作，智能打开或者关闭。离家时自动打开窗户通风，检测到刮风下雨时自动关闭窗户，再配合人体传感器检测非法入侵，自动发送警报通知主人。
智能灯光根据人体感应器装置，自动调节全屋的灯光，例如当有人走向卫生间时自动亮灯，离开后自动关灯，无需手动操作。衣帽间和卫生有人时自动亮灯，离开后自动关灯，无需手动操作。
智能影音利用智能语音音箱帮你解放双手，能动口就绝不动手，控制家中设备、查询天气路况、听新闻听音乐讲故事，就是一句话的事儿。家电控制包括家里的电视、冰箱、洗衣机等各种电器，都可以通过智能控制终端实现家电的智能使用和控制。例如通过语音和手机切换电视节目。通过手机终端设置家里冰箱的温度等等各种功能的实现。
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6．新一代信息技术的典型应用-区块链
（1）区块链的应用领域
区块链技术的典型应用有：数字货币、金融应用、数字政务、数字版权应用、公益应用等。
知识讲解
6．新一代信息技术的典型应用-区块链
（2）区块链的应用举例-数字货币
在经历了实物、贵金属、纸钞等形态之后，数字货币已经成为数字经济时代的发展方向。相比实体货币，数字货币具有易携带存储、低流通成本、使用便利、易于防伪和管理、打破地域限制，能更好整合等特点。
比特币技术上实现了无需第三方中转或仲裁，交易双方可以直接相互转账的电子现金系统。2019年6月互联网巨头Facebook也发布了其加密货币天秤币(Libra)白皮书。无论是比特币还是Libra其依托的底层技术正是区块链技术。
数字人民币，字母缩写按照国际使用惯例暂定为“e-CNY”，是由中国人民银行发行的数字形式的法定货币，由指定运营机构参与运营并向公众兑换，以广义账户体系为基础，支持银行账户松耦合功能，与纸钞硬币等价，具有价值特征和法偿性，支持可控匿名。2022年8月23日，数字人民币（试点版）App上新“随用随充”功能，即银行卡账户资金与数字人民币钱包之间的自动充钱功能。
知识讲解
6．新一代信息技术的典型应用-区块链
（2）区块链的应用举例-金融应用
区块链技术天然具有金融属性，它正对金融业产生颠覆式变革。支付结算方面，在区块链分布式账本体系下，市场多个参与者共同维护并实时同步一份“总账”，短短几分钟内就可以完成现在两三天才能完成的支付、清算、结算任务，降低了跨行跨境交易的复杂性和成本。同时，区块链的底层加密技术保证了参与者无法篡改账本，确保交易记录透明安全，监管部门方便地追踪链上交易，快速定位高风险资金流向。证券发行交易方面，传统股票发行流程长、成本高、环节复杂，区块链技术能够弱化承销机构作用，帮助各方建立快速准确的信息交互共享通道，发行人通过智能合约自行办理发行，监管部门统一审查核对，投资者也可以绕过中介机构进行直接操作。数字票据和供应链金融方面，区块链技术可以有效解决中小企业融资难问题。目前的供应链金融很难惠及产业链上游的中小企业，因为他们跟核心企业往往没有直接贸易往来，金融机构难以评估其信用资质。基于区块链技术，我们可以建立一种联盟链网络，涵盖核心企业、上下游供应商、金融机构等，核心企业发放应收账款凭证给其供应商，票据数字化上链后可在供应商之间流转，每一级供应商可凭数字票据证明实现对应额度的融资。
知识讲解
6．新一代信息技术的典型应用-区块链
（2）区块链的应用举例-数字政务
区块链可以让数据跑起来，大大精简办事流程。区块链的分布式技术可以让政府部门集中到一个链上，所有办事流程交付智能合约，办事人只要在一个部门通过身份认证以及电子签章，智能合约就可以自动处理并流转，顺序完成后续所有审批和签章。区块链发票是国内区块链技术最早落地的应用。税务部门推出区块链电子发票“税链”平台，税务部门、开票方、受票方通过独一无二的数字身份加入“税链”网络，真正实现“交易即开票”“开票即报销”——秒级开票、分钟级报销入账，大幅降低了税收征管成本，有效解决数据篡改、一票多报、偷税漏税等问题。扶贫是区块链技术的另一个落地应用。利用区块链技术的公开透明、可溯源、不可篡改等特性，实现扶贫资金的透明使用、精准投放和高效管理。
知识讲解
6．新一代信息技术的典型应用-区块链
（2）区块链的应用举例-数字版权
通过区块链技术，可以对作品进行鉴权，证明文字、视频、音频等作品的存在，保证权属的真实、唯一性。作品在区块链上被确权后，后续交易都会进行实时记录，实现数字版权全生命周期管理，也可作为司法取证中的技术性保障。例如，2022年7月12日，人民网在北京举行“人民版权”“人民云链”产品发布会。发布会上，人民网与微众银行共同推出“人民版权”平台，该平台基于FISCO BCOS区块链底层技术构建新闻版权联盟链，实现数字版权确权、监测、侵权取证、诉讼的全流程线上化和自动化。
知识讲解
6．新一代信息技术的典型应用-区块链
（2）区块链的应用举例-公益应用
区块链上存储的数据，高可靠且不可篡改，天然适合用在社会公益场景。公益流程中的相关信息，如捐赠项目、募集明细、资金流向、受助人反馈等，均可以存放于区块链上，并且有条件地进行透明公开公示，方便社会监督。

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