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计算机与计算思维第1页，本讲稿共66页联系方式：联系方式：Staff Room:计算机学院计算机学院208室室 Telephone：82312196-2016（O）EMAIL:上机时间：第上机时间：第5-155-15周，周二第周，周二第7-87-8节节地地 点：教八楼点：教八楼6 6楼计算机学院机房楼计算机学院机房2第2页，本讲稿共66页 计算机的发展计算机的发展 n 算算 盘盘 中国唐代中国唐代 第一种手动式计数器第一种手动式计数器n 计算尺计算尺 16221622年，英国年，英国William OughtredWilliam Oughtred（奥特瑞德）（奥特瑞德）手动式、减、乘、除、指数和三角函数运算手动式、减、乘、除、指数和三角函数运算n 加法器加法器 19421942年，法国年，法国Blaise PascalBlaise Pascal（帕斯卡）（帕斯卡）机械式，只能做加法机械式，只能做加法n 计算器计算器 16731673年，德国年，德国Gottfried LeibnizGottfried Leibniz（莱布尼茨）（莱布尼茨）机械式，加、减、乘、除和开方机械式，加、减、乘、除和开方n 差分机差分机 18121812年，英国年，英国Charles BabbageCharles Babbage（巴贝奇）（巴贝奇）n 分析机分析机 18341834年，英国年，英国Charles BabbageCharles Babbagen 计算机计算机 19461946年，宾夕法尼亚大学年，宾夕法尼亚大学ENIACENIAC3第3页，本讲稿共66页查尔斯查尔斯.巴贝奇巴贝奇 18121812年差分机年差分机 18341834年分析机年分析机 差分机和分析机（差分机和分析机（计算机的直系祖先计算机的直系祖先）三部分组成：三部分组成：(1)(1)由许多轮子组成的保存数据的存储库；由许多轮子组成的保存数据的存储库；(2)(2)运算装置；运算装置；(3)(3)能对操作顺序进行控制，并选择所需处理的能对操作顺序进行控制，并选择所需处理的 数据以及输出结果的装置。数据以及输出结果的装置。4第4页，本讲稿共66页计算机科学奠基人计算机科学奠基人英国科学家英国科学家 阿兰阿兰图灵图灵电子计算机之父：电子计算机之父：美籍匈牙利数学家美籍匈牙利数学家 冯冯诺依曼诺依曼阿兰阿兰图灵和冯图灵和冯诺依曼诺依曼美国计算机学会美国计算机学会(ACM)1966(ACM)1966年设立年设立图灵奖图灵奖主要贡献：主要贡献：建立图灵机模型，奠定了可计算理论的建立图灵机模型，奠定了可计算理论的 基础基础 提出图灵测试，阐述了机器智能的概念提出图灵测试，阐述了机器智能的概念 主要贡献：主要贡献：与同事研制人类第二台计算机与同事研制人类第二台计算机EDVACEDVAC “存储程序存储程序”概念概念 冯冯诺依曼计算机诺依曼计算机 奠定了现代计算机体系结构和工作原理奠定了现代计算机体系结构和工作原理姚期智姚期智 20002000A.N.Kolmogorov1H.Poincare2D.Hilbert3VonNeumann5陈省身陈省身 3131Alan.Turing 6868华罗庚华罗庚 90905第5页，本讲稿共66页电子计算机的问世电子计算机的问世 1946 1946年年2 2月由宾州大学研制的月由宾州大学研制的ENIACENIAC电电子计算机时代的到来。子计算机时代的到来。Electronic Numerical Integrator And Calculator电子数字积分计算机电子数字积分计算机重达重达3030吨吨占地占地250m250m2 2启动工耗启动工耗150000150000瓦瓦1800018000个电子管个电子管:每秒每秒5 5千次加减运算千次加减运算:没有存储器没有存储器:采用十进制采用十进制6第6页，本讲稿共66页国际TOP500组织6月23日公布了最新的全球超级计算机500强排行榜中国“天河二号天河二号”获全球超级计算机500强三连冠Top1“天河二号”中国（运算速度为每秒33.86千万亿次）（国防科大）Top2“泰坦”美国能源部下属橡树岭国家实验室（每秒17.59千万亿次）Top3“红杉”美国劳伦斯-利弗莫尔国家实验室（每秒17.17千万亿次）Top4“京”日本理化研究所（每秒10.51千万亿次）（富士通）Top5“米拉”美国阿尔贡国家实验室（每秒8.59千万亿次）LINPACK是线性系统软件包线性系统软件包测试天河二号天河二号每秒5.49亿亿次双精度浮点运算峰值速度每秒3.39亿亿次Linpack测试性能系统存储总容量相当于600亿册每册10万字图书7第7页，本讲稿共66页计算机对我们产生了什么影响？无处不在工作助手生活伙伴最直观的感受深刻影响着人们的思维方式影响着很多学科的研究和发展事实上8第8页，本讲稿共66页1.1计算与计算科学计算与计算科学l1.1.1 计算与数字化计算与数字化“计算不再只和计算机有关，它决定着我们的生存”-尼葛洛庞帝数字化生存该书成为了二十世纪九十年代纽约时报排行榜中的畅销书。9第9页，本讲稿共66页计算已经改变了科学家们的思考方式l计算生物学改变着生物学家的思考方式；l计算博弈理论改变着经济学家的思考方式；l纳米计算改变着化学家的思考方式；l计算物理学改变着物理学家的思考方式；l数学机械化改变数学家的思考方式；l社会计算改变着社会学家的思考方式等等。10第10页，本讲稿共66页什么是计算？计算的本质计算的本质是基于规则的符号串变换，更广义的说，计算是基于规则的物理状态的变换。1+3+4这样的数学运算可以说是我们最容易认同的计算；而将一段中文文章翻译成英文也就是计算，因为其实质是在保持语义不变的前提下，将一串中文符号变换成对应的英文符号；任何给定一定的输入，经过处理和变换，得到期望的输出的过程都可以称为计算。11第11页，本讲稿共66页计算可以和广阔的专业领域结合，通过学科交叉与融合，迸发出前景广阔的研究空间。计算生物学计算生物学应用数据分析及理论的方法、数学建模和计算机仿真技术，来研究生物学、行为学和社会群体系统。计算经济学计算经济学运用计算思想分析和综合经济问题，进行问题分析、模型研究及决策，统计数据表明，计算思想在诺贝尔奖获奖理论中占到70%以上的比例。12第12页，本讲稿共66页l计算物理学计算物理学是一门新兴的边缘学科。利用计算机大存储量和快速计算的有利条件，将物理学、力学、天文学和工程中复杂的多因素相互作用过程，通过计算机来模拟。如原子弹的爆炸、火箭的发射，以及代替风洞进行高速飞行的模拟试验等。目前，实验物理学、理论物理学和计算物理学已经步入一个三强鼎立的时代。13第13页，本讲稿共66页l社会计算学科社会计算学科根据社会科学理论，以计算技术为工具，研究人类社会的组成、关系、结构、层次、行为、运动等问题，研究社会媒体，促进社会人群的交流与合作。l计算也在改变着人们的工作方式，数字化会议数字化会议为分布于世界各地的公司提供远程会议支持，创造出天涯若比邻的工作场景。l数字化制造数字化制造使得在设备在没有制造出来之前，既可以通过仿真系统进行分析，通过虚拟装配进行模拟设备的装配，在对于效果满意之后再进行实际投产。14第14页，本讲稿共66页1.1.2 计算科学计算科学计算科学是研究计算技术的一门科学，它具有促进其他科学门类发展的重要作用。计算技术发展到当今，其特征日益体现出以下特点：l计算手段的器械化，l计算过程的形式化，l计算执行的自动化，l计算对象的泛在化。15第15页，本讲稿共66页l计算过程的形式化是计算自动执行的前提。人们首先需要对于计算问题进行抽象，对其实现形式化的表示；l其次，对于计算过程往往需要设计算法，并完成程序设计；l最后由计算机进行程序运行而得到期望的处理结果。16第16页，本讲稿共66页应用计算科学处理问题时是可能有误差的，误差的来源：可能来自于模型模型也可能来自于计算工具计算工具。17第17页，本讲稿共66页计算科学的研究内容计算科学的研究内容计算科学的研究内容：算法可计算性算法的实现问题。18第18页，本讲稿共66页l算法是对计算机上执行的计算过程的具体描述。确定求解问题的算法是求解问题的关键步骤。19第19页，本讲稿共66页算法举例若m和n是两个正整数，并且mn时，求m和n的最大公因子的欧几里得算法可表示为：lE1求余数以n除m得余数r。lE2余数为0吗?若r=0，计算结束，n即为答案；否则转到步骤E3。lE3互换把m的值变为n,n的值变为r，重复上述步骤。依照这三条规则指示的步骤，可计算出任何两个正整数的最大公因子。20第20页，本讲稿共66页/*例：求两个正整数m和n的最大公约数及最小公倍数*/C语言实现#include stdio.hvoid main()int m,n,r,M,N;int intGreatComDiv,intLeaseComMul;/intGreatComDiv为最为最/大公约大公约数，数，intLeaseComMul最小公倍数最小公倍数printf(请输入请输入m和和n的值的值:);scanf(%d%d,&m,&n);M=m;N=n;if(m=0)|(n=0)printf(输入错误输入错误!请重新输入请重新输入!n);r=m%n;21第21页，本讲稿共66页while(r!=0)/*利用辗除法，直到利用辗除法，直到r为为0为止为止*/m=n;n=r;r=m%n;intGreatComDiv=n;intLeaseComMul=M*N/intGreatComDiv;printf(m和和n的最大公约数是的最大公约数是:%dn,intGreatComDiv);printf(m和和n的最小公倍数是的最小公倍数是:%dn,intLeaseComMul);22第22页，本讲稿共66页l可以把计算过程看成执行这些步骤的序列。我们发现，计算过程是有穷的有穷的，而且计算的每一步都是能够机械实现的（机械性）（机械性）。23第23页，本讲稿共66页l可计算性是指一个实际问题是否可以使用计算机来解决l一个可以使用计算机解决的问题应该被定义为“可以在有限步骤内被解决的问题可以在有限步骤内被解决的问题”，故哥德巴赫猜想这样的问题是不属于“可计算问题”之列的，因为计算机没有办法给出数学意义上的证明。l不能期待计算机能解决世界上所有的问题。24第24页，本讲稿共66页1.2计算思维计算思维计算思维计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计，以及人类行为理解的涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。计算思维的本质是抽象和自动化抽象和自动化。如同所有人都具备“读、写、算”（简称3R）能力一样，计算思维已经成为必须具备的科学思维能力。25第25页，本讲稿共66页1.2.1 科学思维科学思维人类思维模式艺术思维宗教思维科学思维逻辑思维实证思维计算思维26第26页，本讲稿共66页科学思维模式大体上可以分为三种：1以观察和归纳自然（包括人类社会活动）规律为特征的实证思维实证思维。2以推理和演绎为特征的逻辑思维逻辑思维。3以抽象化和自动化为特征的计算思维计算思维。27第27页，本讲稿共66页实证思维实证思维实证思维实证思维起源于物理学的研究，集大成者的代表是伽伽利略利略、开普勒开普勒和牛顿牛顿。开普勒开普勒是现代科学中第一个有意识地将自然观察总结成规律，并把这种规律表示出来。伽利略伽利略建立了现代实证主义的科学体系，强调通过观察和实验（实验是把自然现象单纯化，以保证可以仔细研究其中的一个局部）获取自然规律的法则。牛顿牛顿把观察、归纳和推理完美地结合起来，形成了现代科学大厦的整体框架。28第28页，本讲稿共66页实证思维要符合三点原则：实证思维要符合三点原则：第一是可以解释以往的实验现象；第二是逻辑上自洽，即不能自相矛盾；第三是能够预见新的现象。即思维结论必须经得起实验的验证。29第29页，本讲稿共66页逻辑思维逻辑思维l逻辑思维的研究起源于希腊时期，集大成者是苏格拉底、柏拉图、亚里士多德，他们基本构建了现代逻辑学的体系。l以后又经过众多逻辑学家的贡献，例如莱布尼茨、希尔伯特等，使得逻辑学成为人类科学思维的模式和工具。30第30页，本讲稿共66页逻辑思维也要符合一些原则：逻辑思维也要符合一些原则：第一是有作为推理基础的公理集合；第二是有一个可靠和协调的推演系统（推演规则）。任何结论都要从公理集合出发，经过推演系统的合法推理，得出结论。31第31页，本讲稿共66页计算思维计算思维l计算思维是人类科学思维中，以抽象化和自计算思维是人类科学思维中，以抽象化和自动化，或者说以形式化、程序化和机械化动化，或者说以形式化、程序化和机械化为特征的思维形式为特征的思维形式。l计算思维也是与人类思维活动同步发展的思维模式，但是计算思维概念的明确和建立却经历了较长的时期。32第32页，本讲稿共66页l计算思维中的抽象化与数学（逻辑思维）的抽象化有不同的含义。计算思维的抽象化不仅表现为研究对象的形式化表示，也隐含这种表示应具备有限性、程序性和机械性。l因此，可以说形式化形式化、程序化程序化和和机械化机械化作为作为计算思维的特征计算思维的特征。33第33页，本讲稿共66页1.2.2 计算思维计算思维计算思维的标志计算思维的标志是有限性，确定性和机械性。计算思维表达结论的方式必须是一种有限的形式，（回想一下，数学中表示一个极限，是用一个自变量趋向于无穷来定义一个代数式的值，这种方式在计算思维中是不允许的）；语义必须是确定的，在理解上不会出现因人而异、因环境而异的歧义性；必须是一种机械的方式，可以通过机械的步骤来实现。这三种标志是计算思维区别于其他两种思维的关键。34第34页，本讲稿共66页应用计算思维对问题的处理方法是：通过问题的形式化表示，算法的构造，对于算法的执行而得到所期望的处理结果。35第35页，本讲稿共66页l例1：在一个高考成绩列表s1,s2,sn中查找考号为10011087的学生的成绩。问题分析：如何利用计算机来完成这样一个任务？36第36页，本讲稿共66页l把一个班级的学生信息存在计算机的存储器中，要求完成：用户从键盘上输入要查找的学生学号10011087，屏幕显示该学生的成绩。l设计一个算法完成这个查找过程，那么这个算法的思想和人工查找是基本一致的，即逐个对比逐个对比s1,s2,sn，l如果其中某一个的学号值与key=10011087匹配，则查找成功，结束查找过程；l如果所有的学号都不与key匹配，则说明没有要找的这个学生，称为查找失败，结束查找过程。37第37页，本讲稿共66页例2：在一个按照学号升序排列学号升序排列的班级花名册s1,s2,sn中查找学号为1001的学生。分析：如果设计一个算法，在一个按照学号有序序列中完成查找指定的学号1001，设待查找的学号为key，我们仍然可以利用例1中的算法实现。然而，如果利用学生信息存储的有序性这一特点，我们可以设计一个效率更高的查找方法，称为二分查找二分查找。38第38页，本讲稿共66页描述如下：Step1：设定三个变量，i，j，m，其中，i=1，j=n，m=（i+j）/2Step2：当ij成立时，重复执行以下步骤Step2.1如果key=sm.no，结束查找过程，查找成功；Step2.2如果keysm.no，i=m+1;Step3:结束查找过程，查找失败，即无此学号的学生。39第39页，本讲稿共66页l本例可以看出，算法和数据的存储是具有紧密关系的，对数据的组织方式不同，算法的设计就可能不同。40第40页，本讲稿共66页l计算思维方式对解决的问题，往往需要经过问题的抽象化，问题的符号化表示，问题的问题的抽象化，问题的符号化表示，问题的求解算法，算法的实现求解算法，算法的实现这几个步骤。l应用问题的解决是需要构造一个如上的算法，该算法的特点是必须在有限的步骤内结束。l可以看出，算法往往具有机械性、重复性，而算法的每个步骤都是具有确定性的。l算法针对一定数据组织的执行就可以得到有益的结果。41第41页，本讲稿共66页l计算思维也可以叫做构造思维计算思维也可以叫做构造思维，只是由于计算机的发展极大促进了这种思维的研究和应用，并且在计算机科学的研究和工程应用中得到广泛的认同，所以人们习惯地叫做计算思维l计算思维是一直存在的一种固有科学思维方式，只是计算机的出现极大地促进了计算思维的应用。42第42页，本讲稿共66页1.2.3 计算机的出现强化了计算思维的作计算机的出现强化了计算思维的作用用计算机的出现，给计算思维的研究和发展带来了根本性的变化，计算机所具有的对计算机所具有的对信息和符号信息和符号的快速处的快速处理能力理能力，使得许多原本只是理论可以实现的处理过程变成了可以实现的过程。l例如，海量数据的处理、复杂系统的模拟、大型工程的海量数据的处理、复杂系统的模拟、大型工程的组织等组织等，借助计算机可以实现从想法到产品整个过程的自动化、精确化和可控化，大大拓展了人类认知世界和解决问题的能力和范围。43第43页，本讲稿共66页l研究一个问题如何变换成为能够用计算机求研究一个问题如何变换成为能够用计算机求解的方式以及如何利用计算机解决问题解的方式以及如何利用计算机解决问题，这是目前众多的学科领域的研究者需要思考的问题。44第44页，本讲稿共66页1.2.4 计算思维对其他学科的影响计算思维对其他学科的影响l在很长一段时间里，计算思维的研究是作为数学思维的一部分进行的，对于计算思维本身的认识和研究进展缓慢。l主要的原因是计算思维考虑的可构造性可构造性和可可实现性实现性，而相应的手段和工具的研究进展缓慢。45第45页，本讲稿共66页l使用计算思维考虑和陈述问题，已经成了越使用计算思维考虑和陈述问题，已经成了越来越熟悉和普遍的事实。来越熟悉和普遍的事实。计算思维成为一个现代人所必须具备的素质。l计算思维计算思维是21世纪每一个人都要用的基本工具，它将会像数学和物理那样成为人类学习知识和应用知识的基本组成和基本技能。46第46页，本讲稿共66页l智能交通控制、天气预报、疾病的流行趋势分析与控制、计算生物学等等众多领域的研究者都在其研究工作中运用着计算思维。47第47页，本讲稿共66页1.3计算机科学计算机科学l1.3.1计算机科学计算机科学计算机是一种进行算术和逻辑运算的机器，其处理的对象都是信息，因而也可以说，计计算算机机科科学学是是研研究究信信息息处处理理的的科科学学。计计算算机机科科学学（ComputerScience，缩写为CS）是系统性研究信息与计算的理论基础，以及它们在计算机系统中如何实现与应用的学科。48第48页，本讲稿共66页计算机科学包含很多分支领域,其中:计算机图形学强调特定结果的计算。计算复杂性理论是研究计算问题的性质。还有一些领域专注于挑战怎样实现计算。比如，程序设计语言理论描述计算的方法，而程序设计是应用特定的程序设计语言解决特定的计算问题。人机交互则是专注于怎样使计算机和计算变得有用、可用，以及随时随地为人所用。49第49页，本讲稿共66页计算机科学的研究内容l主要包括理论计算机科学、计算机系统结构、软件工程和人工智能。50第50页，本讲稿共66页理论计算机科学是研究计算机自身理论的科学,二十世纪40年代电子计算机出现后，关于现实计算机及其程序的数学模型性质的研究以及计算复杂性的研究迅速发展起来，形成自动机理论、形式语言理论、程序设计理论、算法设计与分析和计算复杂性理论几个领域。自从二十世纪50年代以来，计算机的性能在计算速度和编址空间方面已提高了几个数量级，但这些性能上的提高基本都是通过元件更新而获得的，在计算机的系统结构方面基本上仍是属于40年代后期形成的存储存储程序型程序型，即所谓冯诺伊曼型冯诺伊曼型机器。51第51页，本讲稿共66页l存储程序结构(冯诺伊曼型机器)的主要特点是它属于控制流型。在这种结构中，一项计算先做什么后做什么是事先确定了的，程序中指令的顺序是事先确定了的。l为了在计算机的性能方面取得大的进展，需要突破这种旧的形式。然而，这种突破仍然在研究阶段。52第52页，本讲稿共66页l软件工程和程序设计方面的研究工作，在相当长的时间内，是一种类似“手艺”而不是类似现代工程的技术。l二十世纪60年代以来，程序的规模越来越大，随着程序的复杂性增加，这些大程序的可靠性很难保证。到60年代后期，西方国家出现了“软件危机”。软件危机指有些程序过于庞大（包含几十万条以至几百万条指令），软件开发成本过高，而可靠性则比较差。l于是，在计算机科学领域一个重要的研究课题是软件工程问题。软件工程的思想是使软件开发遵守严格的规范，使用一套可靠的方法，从而保证软件质量。l现代软件工程的重要方向是形式化和自动化，而形式化的目的在于自动化。53第53页，本讲稿共66页1.3.2计算机科学与其他学科的交叉与融合计算机科学的发展给其他学科的科学研究工作带来了巨大的变化，使得学科的交叉和融合对于人类的科学进步产生巨大的影响。l我们以人工智能人工智能为例，说明计算机科学与其他学科的融合所迸发出的广阔研究兴趣，以及对相关学科产生的巨大推动力。54第54页，本讲稿共66页什么是人工智能?l如果机器能够完成这些任务的一部分，那么就可以认为机器已经具有某种程度的“人工智能”。l人工智能是用计算机模拟人的智能，特别是模拟思维活动的技术及其有关理论。图灵测试图灵测试 201455第55页，本讲稿共66页人工智能应用系统已经成为计算机科学与众多研究领域交叉融合的产物。1问题求解系统问题求解系统人工智能最早的尝试求解智力难题和下棋程序，后者又称博弈。另一种问题求解程序是将各种数学公式符号汇编在一起，搜索解答空间，寻求较优的解答.56第56页，本讲稿共66页2自然语言理解和处理系统自然语言理解和处理系统语言处理一直是人工智能研究的热门方向之一，人们很早就在开始研制语言翻译系统（LanguageTranslationSystem）。早期的自然语言理解多采用键盘输入自然语言，现在已经开发出文字识别和语言识别系统，能够配合进行书面语言和有声语言的识别与理解。现在已有智能翻译系统，你可对它说话，它能将你说的话打印出来，并且可以用另一种语言表示出来。演示57第57页，本讲稿共66页3智能控制、智能系统和智能接口智能控制、智能系统和智能接口l智能控制（IntelligentControl）是一类无需或者尽可能少的人工干预就能够独立的驱动智能机器实现其目标的自动控制。l它采用AI（ArtificalIntelligent）理论及技术与经典控制理论（频域法）、现代控制理论（时域法）相结合，研制智能控制系统的方法和技术。它是AI与控制论以及工程控制论等科学相结合的产物。l智能系统（IntelligentSystem）的含义非常广泛，通常它指配备有智能化软、硬件的计算机控制系统或计算机信息系统。在AI中，智能化的软、硬件计算机控制系统指具有问题求解和高层决策功能的一些学习控制系统。如拟人控制系统、自主机器人控制系统、人机结合控制系统。58第58页，本讲稿共66页上述领域里的典型系统有：(1)监管系统（SupervisorySystem）。现在大的办公楼和商业大厦变得愈来愈复杂，监管系统可以帮助控制能源、电梯、空调等，并进行安全监测、计费、顾客导购等。(2)智能高速公路。这也是一种智能监控系统，它能优化已有高速公路的使用：通过广播交通的警告，将大量的车辆导向可代替的路线；控制车流的速度与空间；帮助选择出发点到目的地的最优路线。演示(3)银行监控系统。AmericanExpress是美国一家大的银行公司，用户信用卡的使用每年由于恶性透支和欺骗行为损失1亿美元。需要解决的问题是：如何在短时间内判断是否允许顾客使用他的信用卡？一般，需要一个系统在90秒内给出判断。59第59页，本讲稿共66页4智能调度和规划系统智能调度和规划系统智能调度和规划系统能够确定最佳调度或组合方案，这类系统已被广泛应用于汽车运输调度，列车的编组与指挥，空中交通管制以及军事指挥等系统。例如：(1)空中交通控制系统空中交通控制系统。随着航空事业的发展，一个大型机场每天控制、管理成千架飞机的起降、导航，人工控制很难，空中交通控制系统能够帮助安排飞机的起降，以最大限度保证安全和最小的延迟时间。60第60页，本讲稿共66页(2)军事指挥系统军事指挥系统现代军事指挥离不开计算机科学的支持,如果没有基于先进计算机技术的军事指挥系统,那么军官就变成了瞎子,军事指挥也就变成了瞎指挥.61第61页，本讲稿共66页5模式识别系统模式识别系统模式识别模式识别（PatternRecognition）是AI最早和最重要的研究领域之一。模式是一个内涵极广的概念。广义地讲，一切可以观察其存在的事物形式都可称为模式，如图形、景物、语言、波形、文字和疾病等都可视为模式。62第62页，本讲稿共66页模式识别的广义研究目标是指应用电子模式识别的广义研究目标是指应用电子计算机及外部设备对某些复杂事物进行鉴别计算机及外部设备对某些复杂事物进行鉴别和分类。和分类。通常，这些被鉴别或分类的事件或过程，可以是物理的、化学的或生理的对象。这些对象既可以是具体对象，例如文字、声音、图像等；也可以是抽象对象，例如状态、程度等，这些对象通常以非数字形式的信息出现。63第63页，本讲稿共66页模式识别技术已逐渐在各种不同的领域获得应用，如：(1)染色体识别识别染色体以用于遗传因子研究，识别及研究人体和其它生物细胞；(2)图形识别用于心电图、脑电图、X-射线、CAT医学视频成像处理技术，用于地球资源勘测、预报气象和自然灾害、军事侦察等；(3)图像识别在图像处理及图像识别技术中，利用指纹识别、外貌识别和各种痕迹识别协助破案；(4)语音识别研究各种语言、语言的识别与翻译，计算机人机界面等；(5)机器人视觉用于景物识别、三维图像识别、语言识别、解决机器人的视觉、听觉问题，以控制机器人的行动。64第64页，本讲稿共66页6智能检索系统智能检索系统目前对数据库的检索技术有了很大的发展,有的具有智能化人机交互界面和演绎回答系统,还有一种称为自动个人助手自动个人助手（AutomatedPersonalAssistants）的系统，主动帮助人使用计算机网络查找信息，它可以搜索广告，过滤邮件，使人们只需阅读那些最重要的，感兴趣的广告和邮件。65第65页，本讲稿共66页7智能机器人智能机器人人工智能研究日益受到重视的另一个分支是智能机器人的研究,这个领域研究的问题，从机器人手臂的最佳移动到实现机器人目标的动作序列的规划方法，无所不包。机器人（Robots）是一种可再编程的多功能的操作装置。电子计算机出现后，特别是60年代中期微处理机出现后，机器人便进入大量生产和使用的阶段。目前全世界有近10万个机器人在运行，其中大多数样子并不像人，它们只是在人指挥下代替人干活的机器。66第66页，本讲稿共66页