第七章作业与思考题答案

1、第七章作业与思考题答案7-1什么是木体论信息？什么是认识论信息答：本体论信息指事物运动的状态和状态变化方式，认识论信息是主 体所感知的事物运动的状态及其变化方式。一方而，从本体论意义上讲，信息是事物运动的状态和方式，它与事 物相联系又互有区别。事物是信息的载体，事物的运动是信息的源泉, 而信息是事物运动的状态和方式，它并不就是事物木身。另一方而，从认识论意义来理解，信息是认识主体所感受或所表述的 事物运动的状态和方式。人们要认识事物（这里所说的事物，不仅包 括外部世界的实在客体，也包括主观世界的精神现象），必须从客体 获取信息，即将木体论意义上的信息转变为认识论意义上的第一类信 息，随着实践和

2、认识矛盾运动的发展，这类信息经过高度复杂优化的 信息处理、控制中心-一大脑系统的处理、加工，形成为认识论意义 上的第二类信息，即形成判断，做出决策，然后通过效应器官作用于 外部世界。木体论信息是第一位的，认识论信息是第二位的。认识主体所感知的 事物运动状态与方式，是外部世界向主体输入的信息，也称之为感知 信息；认识主体所表述的事物运动状态与方式，是主体向外部世界（包 括向其它主体）输出的信息，又称之为再生信息。一般而言，在人类 所及的有限时空中，本体论信息与认识论信息之间存在着交互其过程 与人类认识和改造世界的过程是一致作用和互相转化的关系，名师整理 优秀资源的。7-2简述数据、信息、知识、策

3、略、智能之间的关系答：数据、信息、知识、策略、智能的相关概念如下：数据：是指人们为了描述客观世界中的具体事物而引入的一些数字、 字符、文字等符号，或是这些符号的组合。信息：是指由不同数据所组成的一种有意义的结构，也可以说“信息 是数据的语义”。木体论信息：指事物运动的状态和状态变化方式。认识论信息：是主体所感知的事物运动的状态及其变化方式。认识论 信息又分为两类：感知信息（第一类认识论信息）:认识主体所感知的事物运动状态与方 式，是外部世界向主体输入的信息。再生信息（第二类认识论信息）:认识主体所表述的事物运动状态与方 式，是主体向外部世界（包折向其它主体）输出的信息。知识：是一个认识论范畴的

4、概念，它是信息加工的规律性产物，指事 物运动的状态和状态变化的规律。策略:是关于如何解决问题的计策方略，包括在什么时间、什么地点、 由什么主体采取什么行动、达到什么目标、注意什么事项等等一整套 具体的行动计划规划、行动步骤、工作方式和工作方法。本质上，策 略是知识加工的产物，是再生信息（第二类认识论信息）。智能：就是有目的地认识问题、合理地解决问题的能力，它能有恰当 地处理这些信息从而获得目标的信息，-环境-针对性地获得问题.名师整理 优秀资源相关知识、实现认知，在此基础上结合主体的目的生成求解问题的策 略，并根据策略产生相应的行为，在满足约束条件下求解问题，达到 预定的目标。数据、信息、知识

5、、策略、智能之间的关系如图1所示，可以表述为： 信息是数据的语义；知识是对信息进行加工得到的抽象化产物；策略 是知识加工的产物；智能是把数据处理为信息、信息加工成知识、进 而把知识激活成解决问题的策略，并在策略的引导下解决问题的能力。感知信息 本体论信息图1数据、信息、知识、策略、智能之间的关系7-3简述数据挖掘和知识发现在物联网中的重要作用答：数据挖掘(Data Mining)是指从大量的数据中通过算法搜索隐 藏于其中信息的过程。其通过统计、在线分析处理、情报检索、机器 学习、专家系统和模式识别等诸多方法来实现目标。知识发现(Knowledge Discovery)是从数据集中识别岀有效的、

6、新 颖的、潜在有用的，以及最终可理解的模式的非平凡过程。知识发现 将信息变为知识，将为知识创新和知识经济的发展做出贡献。加上使用先进的自动数据生成和采集工随着物联网的广泛应用，名师整理 优秀资源具，人们所拥有的数据量急剧增大。如果使用传统的数据分析工具, 很难对数据进行深层次的处理。数据挖掘和知识发现正是为了解决传统分析方法的不足，并针对大规 模数据的分析处理而出现的。数据挖掘能够从大量的物联网数据中提 取出隐藏在数据之后的有用信息，而知识发现将信息变为知识，从而 实现从数据f信息f知识的转化与升华。因此，数据挖掘和知识发现 将会在物联网应用中发挥更重要的作用。7-4简述分布智能在物联网中的重

7、要作用答：分布式人工智能（Distributed Artificial Intelligence, DAI,简称分布智能)是随着计算机网络、计算机通信和并发程序设计等技 术的发展而产生的一个新的人工智能研究领域。其主要研究在逻辑上 或物理上分布的智能系统之间如何相互协调各自的智能行为，实现问 题的并行求解。而物联网是一个传感器密集、大规模并行的自治系统，它的传感器和 效应器可以部署在物理世界的各个地方，而各个感知节点之间、感知 节点与汇聚节点之间、汇聚节点与管理节点之间需要相互协同，协调 各自的智能行为，共同完成信息的感知、传送、处理与应用。因此, 物联网木身就是大型的分布式智能系统，需要分布

8、智能的理论与技术 来解决物联网应用中的实际问题。7-5简述大数据概念及四个V特点答：大数据(Big Data)是指超过传统数据库系统处理能力的数据,它的数据规模和对传输速度的要求很高、结构复杂，不适于传统名师整理 优秀资源的数据库系统处理。大量化(Volume) 多样化(Variety) 快速化(Velocity) 价值密 度低(Value)是“大数据”的显著特征，或者说，只有具备这些特 点的数据，才是大数据。如图2、图3所示。八V图2大数据四V特点存储量大图3大数据四个V特点解释7-6给出智能Agent与环境的交互模型答：智能Agent可以被认为是任何能够通过感应器感知它周围的环境, 并能够

9、通过效应器作用于其周围环境的实体oAgent与环境的所示。4交互模型如图名师整理 优秀资源感应器图4 Agent与坏境的交互模型Agent通过各种感应器（传感器）感知外部环境信息，经过信息融合、 信息处理后，作出决策，并通过效应器（执行结构）产生动作，作用 于环境。Agent的工作过程如图5所示。图5 Agent工作过程7-7物联网作为一个开放复杂智能系统，给我们带来了新的挑战，我 们需要如何应对答：物联网作为一个复杂的系统，它的推广与普及，给智能系统带来 了新的挑战，促使我们在指导思想、技术路线、系统体系结构、计算 模式等方而为智能系统的研究融入新的思想与技术，使得智能系 （Open Com

10、plex统的研究迈入新的阶段，即以开放复杂智能系统名师整理 优秀资源Intelligent System）特别是开放巨型智能系统（Open Giant Complex Intelligent System）为研究对象、以社会智能为研究重点的综合研 究阶段。开放复杂智能系统指具有开放性特征、与环境之间存在交互、系统成 员众多、系统有多个层次、系统可能涉及人的参与的智能系统。因此， 我们必要加强集成研究，综合多学科知识，在指导思想、技术路线、 系统体系结构、计算模式等方面引入新理念，融合运用各种新理论、 新技术和新方法，实现在物联网理论、应用、标准研究等各方面取得 新的突破。7-8信息在物联网中是

11、运动和转化的，请抽象物联网中信息运动和转 化过程模型，并释以说明答：世界无时无刻不在产生巨量的信息（本体论信息），人们要想认 识世界，必须将本体论信息转变为感知信息，这个过程，就是信息获 取（信息感知）的过程。获取到信息之后，需要进行信息传递，包括信息发送、传输、接收等。 而且经过对感知信息的分析、筛选、识别，即信息处理，信息被加工 成知识。根据所获得的知识及解决实际问题的目标，进行决策制定，得到求解 实际问题的策略。并经过策略传递到策略执行，产生行动（行为）作 用于外部环境，解决实际问题。因此，在物联网中，信息、知识、策略相互转换，整个过程构成 所 示。6个完整的回路，如图名师整理 优秀资源

12、图6 “信息-知识-决策”转换关系图7-9物联网将物理世界与虚拟世界连接起来，这一点在数据库系统中 是如何体现的答：数据库技术将物理世界的数据和信息进行处理并存在计算机中,将计算机虚拟世界、物理世界和人类联系在一起，如图7所示。图7虚拟世界、物理世界和人类联系在设计数据库时，人类需对物理（现实）世界进行分析、抽象，并从 中找出内在联系，进而确定数据库的结构，这一过程称为数据库建模。 在计算机虚拟世界，利用数据库技术实现从物理世界抽象得来的数据 库模型，以便物理世界数据与信息的高效存储、管理、分析与应用。所示。8物理世界与计算机虚拟世界中术语的对应关系如图余师整理 优秀资源实体记录属性字段实体集

13、文件实体标识符记录关键字图8物理世界与计算机虚拟世界术语对应关系7-10举例说明大数据应用答:（1）经典大数据案例-沃尔玛经典营销：啤洒与尿布“啤酒与尿布”的故事产生于20世纪90年代的美国沃尔玛超市中, 沃尔玛的超市管理人员分析销售数据时发现了一个令人难于理解的 现象：在某些特定的情况下，“啤酒”与“尿布”两件看上去毫无关 系的商品会经常出现在同一个购物篮中，这种独特的销售现象引起了 管理人员的注意，经过后续调查发现，这种现象出现在年轻的父亲身 上。在美国有婴儿的家庭中，一般是母亲在家中照看婴儿，年轻的父亲前 去超市购买尿布。父亲在购买尿布的同时，往往会顺便为自己购买啤 酒，这样就会出现啤酒与尿布这两件看上去不相干的商品经常会出现 在同一个购物篮的现象。如果这个年轻的父亲在卖场只能买到两件商 品之一，则他很有可能会放弃购物而到另一家商店，直到可以一次同 时买到啤酒与尿布为止。沃尔玛发现了这一独特的现象