探索人工智能在计算机网络技术中的应用研究

2020-03-27徐圣杰

通信电源技术 2020年22期

徐圣杰

（雅安职业技术学院，四川雅安 625000）

0 引言

随着科学技术的发展和进步，各种高科技产品也走入千家万户，其中基于人工智能类的产品颇受大众青睐。原有的计算机技术已经在快节奏的工作和生活中不能满足人们的需求，需要更新的技术来解决人们对智能化日益增长的需求[1]。因此，人工智能技术近些年的发展势头十分迅猛。早期人们通过阿尔法狗的人机围棋大战初识人工智能的魅力，近几年市场上的人脸识别、人脸支付以及无人驾驶等技术的成功应用更引发人们对人工智能技术的关注和研究热潮。人工智能通过计算机模拟人脑神经元学习推理，具体实现则是借助于计算机的分布式并行信息处理。人工智能最终以一种数学算法模型的形式工作，该模型通过学习不同任务之间的联系来自适应调整内部节点结构适应新的任务。人工智能具有良好的学习能力和适应能力，在计算机网络技术方向上结合人工智能来完成某些任务成为可能，将为社会提供更加人性化、智能化以及专业化的服务[2]。

1 计算机技术与人工智能技术

1.1 计算机技术

计算机技术涵盖软件、硬件、应用程序以及操作系统等诸多技术种类[3]。到目前为止计算机一共经历了五代的发展，前四代计算机分别是电子管计算机、晶体管计算机、中小规模集成电路计算机以及大规模和超大规模集成电路计算机，第五代是人工智能和大数据云服务的结合。得益于计算机硬件的升级和性能的提升，计算机技术也获得了飞跃式的突破。前期的计算机技术由于硬件算力有限因此很难完成对大数据的处理与分析，而21世纪，计算机算力每年大规模增加，使得分析和处理大数据成为可能。计算机的强大算力是人工智能技术发展的基础，因此计算机技术的提高与完善也将伴随着人工智能技术的成长和迅猛发展[4]。

1.2 人工智能技术

人工智能自1956年首次被明斯基等科学家提出，经过多年的不断发展目前已成为较为前沿的科学技术。人工智能又简称AI，是一门基于计算机科学、数学、生物学、通信以及电子信息等技术的交叉技术，通过对硬件和软件进行组合与编码设计来模拟人脑的思考和学习，进而解决各种不同场景、不同学科以及不同要求的任务[5]。人工智能技术大体可以分为弱人工智能、强人工智能以及超人工智能3个阶段。弱人工智能是擅长于解决某一任务的人工智能，如阿尔法狗专注于下围棋这一项目，并在该项目上超越了人类水平，但是却对围棋以外的任务无从下手。强人工智能是可以在各方面与人类比肩的人工智能，该智能不仅仅体现在完成一个具体的任务，而是要像人类一样会自我思考、总结经验，解决更加复杂和抽象的问题。

超人工智能则是在所有方面都几乎超越人类，在原来属于人类专属的能力如思考、创新以及社交等方面都强于同时期所有人类。目前，人类所创造出来的仍然属于弱人工智能阶段产品，人工智能革命仍然在进行中，从弱人工智能到强人工智能的蜕变仍然任重道远。人工智能已给人类带来许多便利，在个人生活和企业生产中都起到了十分重要的作用。随着人工智能技术越来越成熟，开发出的各种智能产品将更加广泛地深入各行各业，改变人们的生活方式和生产技术[6]。

2 人工智能的优势

2.1 较强的学习与推理能力

网络管理的实质意义是网络管理协议的应用，为提高网络运行的有效性，需要分析与优化管理信息库中多种多样的信息和数据，但是现有的计算机网络技术还不能实现对信息库数据的有效运用，这制约了网络管理效率和质量的提高[7]。传统技术处理这些问题可能十分困难，但是人工智能借助于强大的学习能力和算力支持使得解决这些问题成为可能。例如，在网络中的信息资源十分丰富，很多信息以简单、底层的形式出现在网络中，人工智能可以通过学习来解释甚至推理出简单信息包含的高层语义信息，更好地实现对网络的智能化管理，创造更多的社会价值。

2.2 计算资源成本较低

随着计算机与通信等技术的发展，人类已经进入了大数据时代，每天会产生数以亿计的数据流量。大数据的处理是当代社会面临的重大问题，数据的及时处理和人们的生活与工作息息相关。然而，传统的方法应用在大数据面前却显得十分吃力，且十分消耗人力物力，而人工智能却可以很好的缓解大数据带来的困扰。人工智能可以在较短时间内从大量数据中去除冗余信息，提取出关键有用的信息且提取出的信息相对传统方法错误率更低。可见，人工智能的使用可以提高工作效率，减少传统方法中算力的消耗，在商业用途中大大降低成本。

2.3 人工免疫技术

人工免疫技术是模仿人体的免疫系统而研发的一种新技术，该技术可以很好地承担网络系统对病毒的检测和识别。人体自身拥有强大的免疫系统，当病毒或细菌入侵人体时会通过免疫系统阻挡异物进入人体，自行清除危害因素和恢复人体的健康状态。计算机系统想要实现如人体一般的免疫系统可以寄希望于人工智能技术，目前的人工智能在计算机视觉任务中的目标检测和识别方面已经取得了优秀的成绩。虽然在网络检测方向上并未出现重大突破，但是该技术前景广阔，在计算机网络技术上的应用值得关注。

从上述几点人工智能技术的描述可看出，人工智能技术在成本、安全以及智能等多个方面均体现出强大的竞争优势。计算机网络技术结合人工智能可以提高网络的整体安全水平，防护病毒和木马等的侵扰，降低网络部署的成本，使得更多的人享受到高科技的福利。

3 人工智能在计算机网络中的应用

3.1 人工智能在网络安全中的应用

入侵检测技术是计算机网络安全运行的基础，传统的入侵检测技术在检测的系统、检测的速率以及检测的广泛度上都有许多不完善的地方[8]。中国网络安全机构2015年到2018年截获病毒数量和增长率的统计如图1所示（单位：万次），其中病毒的数量存在逐年递增的趋势。

图1 截获病毒数量和增长率

人工智能技术被引入可以更好地保障网络系统的整体安全管理，确保计算机网络运行的安全性。人工智能可以通过学习计算机安全专家的相关经验并推理出病毒木马等的入侵手段，模拟计算机系统对病毒等检测来更新网络数据库。当下次有病毒木马入侵时，计算机系统通过扫描数据库可以快速识别，从而将其有效阻档在计算机网络外。病毒检测可以借助于人工神经网络，如图2所示，神经网络分为输入层、隐藏层以及输出层3层结构。首先需要在训练数据集上利用反向传播算法和梯度下降算法训练好神经网络模型，当完成训练后该网络即具备对病毒等异常数据的检测能力。通过分析该网络中的数据，及时更新网络数据库预防病毒的下一次入侵[9]。

图2 人工神经网络模型

人工智能应用于计算机网络即可确保网络系统中数据信息的安全，又可极大地推动计算机网络实现更好的发展。

3.2 人工智能提升计算机网络管理水平

计算机网络技术结合人工智能使得网络管理变得更加智能化，计算机网络管理的整体水平随着人工智能技术的加入大幅提高[10]。此外，借助人工智能技术，可以有效地提高信息处理的速度，实现对计算机信息的智能化高效管理，更进一步地提升信息检测的准确性。因此使用人工智能方法分析系统的数据，进一步提高计算机网络的管理水平，形成一个系统的综合管理，实现网络的综合评价，分析存在的问题，更有效地提高计算机网络的效率工作。

3.3 人工智能的代理技术应用

人工智能代理技术又叫Agent，其结构如图3所示。在计算机网络技术中，应用人工智能代理技术可以处理新数据并实现自定义搜索后的信息传输。人工智能技术主要使用在数据分析模块，对采集的海量数据进行检测和过滤，提高网络的安全性并节约后续的计算资源。人工智能可以结合实际自动化场景实现智能化，提高计算机系统的整体服务质量。