大学计算机与人工智能基础 课件 第1章 计算机概述

第1章计算机概述本章目标11.1计算机的诞生和发展21.2计算机的特点、分类和应用31.3信息技术概述41.4计算机中的数制与编码51.5计算机新技术1.1计算机的诞生和发展11.1.1计算机的诞生21.1.2计算机的发展历程1.1.1计算机的诞生1．计算机的起源（1）早期的计算工具（2）十七世纪以来出现的计算工具1622年英国数学家奥特瑞德发明了计算尺；1642年法国物理学家帕斯卡发明了齿轮式加减法器；1673年德国数学家莱布尼茨发明了能进行四则运算的机械式计算机。（3）近代的计算机发展1822年英国数学家查尔斯·巴贝奇发明了差分机；1834年英国数学家查尔斯·巴贝奇发明了分析机；1938年德国工程师朱斯第一个采用电器元件来制造了Z-1号计算机。1941年，他的Z-3计算机开始运转，这是世界上真正的第一台通用程序控计算机；1944年美国科学家霍德华·艾肯提出用机电方法来实现巴贝奇分析机，制造出MarkⅠ计算机，使计算机具有输入、处理、存储、输出及控制5个基本装置的构想，建构了今天电子计算机硬件系统组成的基本框架。1.1.1计算机的诞生2．第一台计算机的诞生20世纪初，电子技术得到了迅猛的发展。1904年，英国电气工程师弗莱明（A.Flomins）研制出了真空二极管；1906年，美国发明家、科学家福雷斯特（D.Forest）发明了真空三极管。这些都为电子计算机的出现奠定了基础。1943年，美国军方为了解决计算大量军用数据的难题，成立了由宾夕法尼亚大学莫奇利（J.W.Mauchly）和埃克特（W.J.Eckert）领导的研究小组，开始研制世界上第一台电子计算机。经过三年紧张的工作，第一台电子计算机终于在1946年2月14日问世了。这台机器取名为ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer），意为“电子数值积分和计算机”。1.1.1计算机的诞生ENIAC重30吨，占地167平方米，用了18000多个电子管、1500多个继电器、70000多个电阻、10000多个电容，功率为150千瓦，每秒可完成5000次加减法运算。1.1.2计算机的发展历程表1-1电子计算机的发展1.1.2计算机的发展历程1.2计算机的诞生和发展11.2.1计算机的特点21.2.2计算机的分类31.2.3计算机的应用1.2.1计算机的特点（1）自动性

计算机是由程序控制其操作的，程序的运行是自动的、连续的，除了输入/输出操作外，无须人工干预。所以只要根据应用需要，将事先编制好的程序输入计算机，计算机就能自动执行它，完成预定的处理任务。（2）速度快、精度高

电子计算机的工作基于电子脉冲电路原理，由电子线路构成其各个功能部件，其中电场的传播扮演主要角色。由于电磁场传播的速度非常快，因此现在高性能计算机每秒可以进行几百亿次以上的加法运算。电子计算机的计算精度在理论上不受限制，一般的计算机均能达到15位有效数字。通过一定的技术手段，计算机可以实现任何精度要求。1.2.1计算机的特点（3）具有存储与记忆能力

计算机中有许多存储单元，用以记忆信息。计算机具有内部存储信息的能力，在运算过程中就可以不必每次都从外部去取数据，而只需事先将数据输入到内部的存储单元中，运算时即可直接从存储单元中获得数据，从而大大提高了运算速度。（4）具有逻辑判断能力

具有可靠的逻辑判断能力是计算机能实现信息处理自动化的重要原因。能进行逻辑判断，使计算机不但能对数值数据进行计算，而且也能对非数值数据进行处理，使计算机能广泛应用于非数值数据处理领域，如信息检索、图形识别以及各种多媒体应用等。1.2.2计算机的分类1．巨型机

巨型机也称为超级计算机，其性能最强、价格最贵，运算速度一般都超过每秒几万亿次。目前巨型机多用于核武器的设计、空间技术、石油勘探、天气预报等领域。巨型机已成为一个国家经济实力和科技水平的重要标志。2．小巨型机

小巨型机也称为桌上超级计算机，其性能略低于巨型机，运算速度一般都超过每秒几十亿次，主要用于计算量大、速度要求高的科研领域。3．大型主机

大型主机即通常所说的大、中型机，其特点是处理能力强、通用性好，每秒可执行几亿到几十亿条指令，主要用于大银行、大公司和大科研部门。1.2.2计算机的分类4．小型机

小型机的性能低于大型主机，但其结构简单、可靠性高、价格相对便宜、使用维护费用低，广泛用于中小型公司和企业。5．工作站

工作站是介于小型机和个人计算机之间的高档微型计算机，其具备强大的数据处理能力，有直观的便于人机交换信息的用户接口，可以与计算机网相连，在更大的范围内互通信息，共享资源。工作站在编程、计算、文件书写、存档、通信等各方面给专业工作者以综合的帮助。6．个人计算机

个人计算机即人们平常所说的微型计算机，也称为PC机。个人计算机软件丰富、价格便宜、功能齐全，主要用于办公、联网终端、家庭等。1.2.3计算机的应用1．科学计算

这是计算机应用的最早也是最成熟的领域。利用计算机可以解决科学技术和工程设计中大量繁杂并且用人力难以完成的计算问题。由于计算机具有很高的运算速度和精度，这使得过去用手工无法完成的计算成为可能，如卫星轨道的计算、气象资料分析、地质数据处理等。2．信息管理

信息管理是指利用计算机来收集、加工和管理各种形式的数据资料，如库存管理、财务管理、成本核算、情报检索等。信息管理是目前计算机应用最广泛的一个领域。近年来，许多单位开发了自己的管理信息系统（MIS），许多企业开始采用制造资源规划（MRP）软件，这些都是计算机在信息管理方面的应用实例。1.2.3计算机的应用3．实时控制

实时控制是指在某一过程中，利用计算机自动采集各种参数，按最优值迅速地对控制对象进行自动调节或自动控制。采用计算机进行过程控制，不仅可以大大提高控制的自动化水平，而且可以提高控制的及时性和准确性，从而改善劳动条件、提高产品质量及合格率。计算机过程控制已在机械、冶金、石油、化工、纺织、水电、航天等部门得到广泛的应用。4．办公自动化

办公自动化是指利用现代通信技术、自动化设备和计算机系统来实现事务处理、信息管理和决策支持的一种现代办公方式。办公自动化大大提高了办公的效率和质量，同时也对办公方式产生了重要影响。1.2.3计算机的应用5．辅助技术计算机辅助技术（ComputerAidedTechnologies）是采用计算机作为工具，将计算机用于产品的设计、制造和测试等过程的技术，辅助人们在特定应用领域内完成任务的理论、方法和技术。它包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助教学（CAI）等各个领域。6．人工智能

人工智能是利用计算机模拟人类的某些智能行为，使计算机具有“学习”、“联想”和“推理”等功能。人工智能主要应用在机器人、专家系统、模式识别、自然语言理解、机器翻译、定理证明等方面。7．网络通信

网络通信是指利用计算机网络实现信息的交流和传递，实现资源共享。11.4.1常用数制及其转换21.4.2计算机中的信息单位31.4.3计算机中数值信息的表示41.4.4计算机中字符信息的表示1.4计算机中的数制与编码1.4.1常用数制及其转换1．基本概念（1）进位计数制：数制也称计数制，是指用一组固定的符号和统一的规则来表示数值的方法。按进位的原则进行计数的方法，称为进位计数制。（2）基数与位权。所谓基数，就是进位计数制的每位数上可能有的数码的个数；所谓位权，是指一个数值的每一位上的数字的权值的大小。（3）位权表示：任何一种数制的数都可以表示成按位权展开的多项式之和。2．常用数制（1）十进制（Decimal）十进制数有以下特点：基数为10（每一位上可出现的数码有十个，0～9）；从低到高，每位上所代表的权值分别是100、101、102、…、10n；运算时遵循“逢十进一”、“借一当十”的规则。（2）二进制（Binary）二进制数的特点是：基数为2（每一位上可出现的数码有两个，0~1）；从低到高，每位上所代表的权值分别是20、21、22、…、2n；运算时遵循“逢二进一”、“借一当二”的规则。1.4.1常用数制及其转换2．常用数制（3）八进制和十六进制（Octonary，Hexadecimal）八进制数的特点是：基数为8；从右往左每位上的权分别是80、81、82、…、8n；运算时遵循“逢八进一”、“借一当八”。十六进制数的特点是：每一位上出现的数码有十六个，它们是0～9及A~F（分别等同于十进制的10~15）；从低到高，每位上所代表的数值（权值）分别是160、161、162、…、16n；运算时遵循“逢十六进一”、“借一当十六的规则”。3．常用数制的转换（1）二、八、十六进制数转换为十进制数转换方法是：把要转换的数按位权展开，然后进行相加计算。【例1.1】把（10101.101）2、（2345.6）8和（2EF.8）16转换成十进制数。解：（11001.101）2＝1

24+1

23+0

22+0

21+1

20+1

2-1+0

2-2+1

2-3

＝25.625

（12345.6）8＝1

84+2

83+3

82+4

81+5

80+6

8-1

＝5349.75

（2EF.8）16＝2

162+14

161+15

160+8

16-1

＝751.51.4.1常用数制及其转换3．常用数制的转换（2）十进制数转换为二、八、十六进制数转换过程分为两步：①整数部分：除基数取余。整数部分除以二进制的基数2（或八进制的基数8、十六进制的基数16），用得到的余数再反复去除基数2（或8、16），直到商为0为止，将得到的余数按出现的逆顺序写出；②小数部分：乘基数取整。小数部分乘以二进制的基数2（或八进制的基数8、十六进制的基数16），得到的新数取整数部分后用剩余的小数部分后再次去乘基数2（8、16），直到小数部分为0或达到有效的位数为止，将得到的整数按出现的顺序写出。1.4.1常用数制及其转换【例1.2】把17.6875转换为二进制数。解：整数部分（17）小数部分（0.6875）17÷2＝8…10.6875

2＝1.37508÷2＝4…00.375

2＝0.754÷2＝2…00.75

2＝1.52÷2＝1…00.5

2＝1.01÷2＝0…1

17＝（10001）20.6875＝（0.1011）213.6875＝（10001.1011）2

1.4.1常用数制及其转换【例1.3】把653.4转换为八进制数，小数部分精确到4位。解：整数部分（653）小数部分（0.4）653÷8＝81…50.4

8＝3.281÷8＝10…10.2

8＝1.610÷8＝1…20.6

8＝4.81÷8＝0…10.8

8＝6.4654＝（1215）80.3≈（0.3146）8654.3≈（1215.3146）8

1.4.1常用数制及其转换【例1.4】把6699.7转换为十六进制数，小数部分精确到3位。解：整数部分（6699）小数部分（0.7）6699÷16＝418…11（B）0.7

16＝11.2（B）418÷16＝26…20.2

16＝3.226÷16＝1…10（A）0.2

16＝3.21÷16＝0…10.2

16＝3.26699＝（1A2B）160.7≈（0.B33）166699.7≈（1A2B.B333）16

1.4.1常用数制及其转换（3）二进制数转换为八、十六进制数【例1.5】把（1010101010.1010101）2转换为八进制数和十六进制数。解：二进制001010101010.101010100

八进制1252.524即（1010101010.1010101）2＝（1252.524）8

二进制001010101010.10101010

十六进制2AA.AA即（1010101010.1010101）2＝（2AA.AA）161.4.1常用数制及其转换（4）八、十六进制数转换为二进制数【例1.6】把（1357.246）8和（147.9BD）16转换为二进制数。解：八进制1357 .246二进制001011101111 .010100110即（1357.246）8＝（1011101111.01010011）2十六进制147.9BD二进制000101000111.100110111101即（147.9BD）16＝（101000111.100110111101）21.4.2计算机中的信息单位计算机中的所有信息都是以二进制表示的，因此计算机中的信息单位都是基于二进制的。常用的信息单位有位和字节。位，也称比特，记为bit或b，是最小的信息单位，表示1个二进制数位。例如，（10101010）2占有8位。字节，记为Byte或B，是计算机中信息的基本单位，表示8个二进制数位。例如，（10101010）2占有1个字节。信息单位按从小到大的顺序有：bit、Byte、KB、MB、GB、TB、PB、EB、ZB、YB、BB、NB、DB，它们按照进率1024（2的十次方）来计算。1K=1024B=210B 1M=1024K=220B1G=1024M=230B 1T=1024G=240B……1.4.3计算机中的数值信息的表示1．定点数及其表示定点数，即约定数据的小数点位置是固定不变的。在计算机中通常采用两种简单的约定：将小数点的位置固定在数据的最高位之前，或者是固定在最低位之后。前者为定点小数，后者为定点整数。定点小数是纯小数，约定的小数点位置在符号位之后、有效数值部分最高位之前。若数据x的形式为x=x0.x1x2…xn，则在计算机中的表示形式如图1-2所示。图1-2定点小数在计算机中的表示1.4.3计算机中的数值信息的表示定点整数是纯整数，约定的小数点位置在有效数值部分最低位之后。若数据x的形式为x=x0x1x2…xn（其中x0为符号位，x1～xn是尾数），则在计算机中的表示形式如图1-3所示。图1-3定点整数在计算机中的表示1.4.3计算机中的数值信息的表示在计算机中，常采用数的符号和数值一起编码的方法来表示数据。原码、反码、补码都是有符号定点数的表示方法。一个有符号定点数的最高位为符号位，用“0”代表正，“1”代表负。为了区分一般书写时表示的数和机器中编码表示的数，常称前者为真值，后者为机器数或机器码。（1）原码表示法原码就是符号位加上真值的绝对值，即用第一位表示符号，其余位表示值。①定点小数的原码例如，x＝+0.1001，则[x]原＝0.1001；x＝-0.1001，则[x]原＝1.1001②定点整数的原码例如，x＝+1，则[x]原=00000001；x＝-1，则[x]原==10000001零的表示有“+0”和“-0”之分，故有两种形式：[+0]原＝0000…0 [-0]原＝1000…01.4.3计算机中的数值信息的表示（2）反码表示方法正数的反码是其本身。负数的反码是在其原码的基础上，符号位不变，其余各个位取反。①定点小数的反码例如，x＝+0.1001，则[x]反＝0.1001；x＝-0.1001，则[x]

反＝1.0110②定点整数的反码例如，x＝+1，则[x]反=00000001；x＝-1，则[x]

反=11111110x＝+0，则[+0]反＝0000…0；x＝-0，则[-0]反＝1111…1与原码相同，反码的加减法也非常复杂，为了解决这一问题，人们又提出了补码表示法。1.4.3计算机中的数值信息的表示（3）补码表示法补码的表示方法是：正数的补码就是其本身，负数的补码是在其原码的基础上符号位不变其余各位取反，最后+1，即在反码的基础上+1。[+1]=[00000001]原

=[00000001]反

=[00000001]补[-1]=[10000001]原

=[11111110]反

=[11111111]补对于0，在补码情况下只有一种表示形式，即，[+0]补＝[-0]补＝0.000…01.4.3计算机中的数值信息的表示2．浮点数及其表示与科学计数法相似，任意一个J进制数N，总可以写成：N＝JE×M式中M称为数N的尾数，是一个纯小数；E为数N的阶码，是一个整数，J称为比例因子。这种表示方法相当于数的小数点位置随比例因子的不同而在一定范围内可以自由浮动，所以称为浮点表示法。在计算机中表示一个浮点数时，一是要给出尾数（用定点小数形式表示）。尾数部分给出有效数字的位数，因而决定了浮点数的表示精度；二是要给出阶码（用整数形式表示），阶码指明小数点在数据中的位置，因而决定了浮点数的表示范围；三是要给出浮点数符号。因此一个机器浮点数应当由阶码和尾数及其符号位组成，如图1-4所示。1.4.3计算机中的数值信息的表示其中，ES表示阶码的符号，占一位，E1～En为阶码值，占n位，尾符是数N的符号，也要占一位。当底数取2时，二进制数N的小数点每右移一位，阶码减小1，相应尾数右移一位；反之，小数点每左移一位，阶码加1，相应尾数左移一位。图1-4浮点数在计算机中的表示1.4.3计算机中的数值信息的表示其中，ES表示阶码的符号，占一位，E1～En为阶码值，占n位，尾符是数N的符号，也要占一位。当底数取2时，二进制数N的小数点每右移一位，阶码减小1，相应尾数右移一位；反之，小数点每左移一位，阶码加1，相应尾数左移一位。图1-4浮点数在计算机中的表示1.4.4计算机中字符信息的表示1．BCD码

计算机内毫无例外地都使用二进制数进行运算，但通常采用八进制和十六进制的形式读写。由于日常生活中，人们最熟悉的数制是十进制，因此专门规定了一种二进制的十进制码，称为BCD码（BinarycodedDecimal），它是一种以二进制表示的十进制数码。

方法：用4位二进制码的组合代表十进制数的0~9十个数符。4位二进制数码有16种组合，原则上可任选其中的10种作为编码，分别代表十进制中的0~9这十个数符。最常用的BCD码称为8421BCD码，8、4、2、1分别是4位二进数的位取值。【例1.7】将十进制数123.4转换为BCD码。解：

十进制123.4BCD01110010001101001.4.4计算机中字符信息的表示2．ASCII码

字符的编码在不同的计算机上应是一致的，这样便于交换与交流。微型机采用的ASCII码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）是美国标准信息交换码，被国际化标准组织指定为国际标准。ASCII码由7位二进制数组成，共能表示128个字符数据，包括计算机处理信息常用的英文字母、数字符号、算术运算符号、标点符号等。ASCII码是7位编码，但计算机大都以字节为单位进行信息处理。为了方便，人们一般将ASCII码的最高位前增加一位0，凑成一个字节，便于存储和处理。1.4.4计算机中字符信息的表示3．汉字编码汉字编码是为汉字设计的一种便于输入计算机的二进制代码。汉字国标码作为一种国家标准，是所有汉字编码都必须遵循的一个共同标准。国标码规定汉字存储占两个字节，每个字节的最高位为0。为了防止和ASCII码发生混淆，产生歧义，汉字在机器内存储时往往将国标码进行变形，将两个字节的高位0变成高位1，这称为汉字机内码。常用汉字编码标准有GB2312-80、BIG-5、GBK。（1）GB2312-80GB2312-80（GB是“国标”二字的汉语拼音缩写）由国家标准总局发布，于1981年5月1日实施，通行于我国大陆地区。GB2312-80包括了图形符号（序号、汉字制表符、日文和俄文字母等682个）和常用汉字（6763个，其中一级汉字3755个，二级汉字3008个）。GB2312-80将这些字符分成94个区，每个区包含94个字符。其中1～15区是图形符号，16～55区是一级汉字（按拼音顺序排列），56～87区是二级汉字（按部首顺序排列），88～94区没有使用，可以自定义汉字。1.4.4计算机中字符信息的表示3．汉字编码（2）BIG-5BIG-5是通行于我国台湾省、香港特别行政区等地区的一个繁体字编码方案，俗称“大五码”，但它并不是一个法定的编码方案，而是一个业界标准。BIG-5是一个双字节编码方案，其第一字节的值在16进制的A0～FE之间，第二字节的值在40～7E和A1～FE之间。因此，其第一字节的最高位总是1，第二字节的最高位可能是1，也可能是0。BIG-5收录了13461个符号和汉字，包括符号408个、汉字13053个。汉字分常用字和次常用字两部分，各部分中汉字按笔画/部首排列，其中常用字5401个、次常用字7652个。（3）GBKGBK是另一个汉字编码标准，全称是“汉字内码扩展规范”，于1995年12月15日发布和实施。GB即“国标”，K是“扩展”的汉语的拼音第一个字母。GBK是对GB2312-80的扩充，并且与GB2312-80兼容，即GB2312-80中的任何一个汉字，其编码与在GBK中的编码完全相同。GBK共收入21886个汉字和图形符号，其中汉字（包括部首和构件）21003个、图形符号883个。Microsoft公司自Windows95简体中文版开始采用GBK编码。1.5.1大数据技术与应用1．大数据概述大数据（Bigdata），或称巨量资料，指的是所涉及的资料规模巨大到无法透过目前主流软件工具，在合理时间内达到撷取、管理、处理、并整理成为帮助企业经营决策更积极目的的资讯。大数据具有4V特点：海量化（Volume）、多样化（Velocity）、快速化（Variety）、价值化（Veracity）。2．大数据分析（1）大数据之云平台1.5.1大数据技术与应用2．大数据分析（2）大数据挖掘步骤1—信息收集：根据确定的数据分析对象，抽象出在数据分析中所需要的特征信息，然后选择合适的信息收集方法，将收集到的信息存入数据库。步骤2—数据集成：把不同来源、格式、特点性质的数据在逻辑上或物理上有机地集中，从而为企业提供全面的数据共享。步骤3—数据规约：数据规约技术可以用来得到数据集的规约表示，它小得多，但仍然接近于保持原数据的完整性，并且规约后执行数据挖掘结果与规约前执行结果相同或几乎相同。步骤4—数据清理：在数据库中的数据有一些是不完整的、含噪声的，并且是不一致的，因此需要进行数据清理，将完整、正确、一致的数据信息存入数据仓库中。1.5.1大数据技术与应用2．大数据分析步骤5—数据变换：通过平滑聚集、数据概化、规范化等方式将数据转换成适用于数据挖掘的形式。步骤6—数据挖掘过程：根据数据仓库中的数据信息，选择合适的分析工具，应用统计方法、事例推理、决策树、规则推理、模糊集，甚至神经网络、遗传算法的方法处理信息，得出有用的分析信息。步骤7—模式评估：从商业角度，由行业专家来验证数据挖掘结果的正确性。步骤8—知识表示将数据挖掘所得到的分析信息以可视化的方式呈现给用户，或作为新的知识存放在知识库中，供其他应用程序使用。1.5.1大数据技术与应用3．大数据应用（1）洛杉矶警察局和加利福尼亚大学合作利用大数据预测犯罪的发生。（2）Google流感趋势（GoogleFluTrends）利用搜索关键词预测禽流感的散布。（3）统计学家内特.西尔弗（NateSilver）利用大数据预测2012美国选举结果。（4）麻省理工学院利用手机定位数据和交通数据建立城市规划。（5）梅西百货根据需求和库存的情况，基于SAS的系统对多达7300万种货品进行实时调价。（6）Tipp24AG公司用KXEN软件来分析数十亿计的交易以及客户的特性，然后通过预测模型对特定用户进行动态的营销活动。这项举措减少了90%的预测模型构建时间。1.5.1大数据技术与应用3．大数据应用（7）沃尔玛为其网站自行设计了最新的搜索引擎Polaris，使得在线购物的完成率提升了10%到15%。（8）某快餐业公司通过视频分析等候队列的长度，然后自动变化电子菜单显示的内容。如果队列较长，则显示可以快速供给的食物；如果较短，则显示那些利润较高但准备时间相对长的食品。（9）PredPol公司通过与洛杉矶和圣克鲁斯的警方以及一群研究人员合作，基于地震预测算法的变体和犯罪数据来预测犯罪发生的几率，可以精确到500平方英尺的范围内。在洛杉矶运用该算法的地区，盗窃罪和暴力犯罪分布下降了33%和21%。（10）InfinityProperty&CasualtyCorp的黑暗数据。该公司用累积的理赔师报告来分析欺诈案例，通过算法挽回了1200万美元的代位追偿金额。1.5.2物联网技术与应用1．物联网的产生与发展（1）物联网的概念中国物联网校企联盟定义为：当前所有技术与计算机技术和互联网技术的结合，用以实现物体与物体间环境和状态等信息的实时共享以及智能化的收集、传递、处理和执行等。从广义上来说，现实中所有涉及到信息技术的应用，都属于物联网的范畴。（2）物联网的发展1990年美国施乐公司投入使用的网络可乐贩售机，一年后美国麻省理工学院的KevinAshton教授首次提出了物联网的概念。1.5.2物联网技术与应用1995年微软总裁比尔盖茨在《未来之路》中也已提及物联网概念1999年EPCGlobal（ElectronicProductCodeGlobal）的Auto-ID中心提出真正意义上的物联网概念，其倡导的“万物皆可通过网络互联”的理念，初步阐明了物联网的基本含义。2005年，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）正式称“物联网”为“TheInternetofthings”，并发表了年终报告《ITU互联网报告2005：物联网》。1.5.2物联网技术与应用2008年，美国的IBM公司提出“智慧地球”的概念，建议美国政府投资新一代的智慧型基础设施，并将之升至美国的国家战略。2009年，欧盟启动自身的物联网行动计划，该计划强调RFID的广泛应用并重视信息安全。同年，日本在U-Japan战略的基础上，制定出I-Japan战略，该战略的理念是以人为本，实现所有人与人、物与物、人与物之间的连接，旨在2010年将日本建设成一个实现随时、随地、任何物体、任何人（Anytime,Anywhere,Anything,Anyone）均可连接的泛在网络社会。1.5.2物联网技术与应用2．物联网的核心技术物联网的体系架构一共包括四层，从下往上依次为编码层、数据采集层、网络层和应用层，如图所示。1.5.2物联网技术与应用3．物联网的工程应用（1）“畜牧溯源”项目1.5.2物联网技术与应用3．物联网的工程应用（2）“无线葡萄园”项目（3）文物保护工程（4）水下无线传感器网络工程（5）生态环境监测项目（6）空间科研探索项目1.5.3云计算技术与应用1．云计算的产生与发展(1)云计算的产生1983年，美国的太阳公司（SunMicrosystems）已经提出“网络是电脑”（“TheNetworkistheComputer”）的概念2006年3月，亚马逊（Amazon）公司就推出弹性计算云EC2（ElasticComputeCloud）服务。2006年8月9日，Google公司的首席执行官埃里克·施密特在当年的搜索引擎大会上（SESSanJose2006）首次提出“云计算”（CloudComputing）的概念。2008年1月30日，Google公司在台湾启动“云计算学术计划”，将与台湾大学、台湾交通大学等高校合作，以期将云计算技术推广到校园。1.5.3云计算技术与应用1．云计算的产生与发展(1)云计算的产生2008年2月1日，IBM公司宣布将在中国江苏省无锡市的太湖新城科教产业园为中国的软件公司建立全球第一个云计算中心（CloudComputingCenter）。2008年8月，美国专利商标局网站信息显示，戴尔正在申请“云计算”（CloudComputing）商标。2010年7月，美国国家航空航天局和Rackspace、AMD、Inte