人工智能在当代计算机信息技术中的应用*

2021-03-24杨家娥

数字技术与应用 2021年1期

杨家娥

(云南机电职业技术学院,云南昆明 650203)

0 引言

近年来人们越来越重视科学信息技术的发展,基于此,人工智能技术提升迅速,并且得到广泛应用。人工智能技术比较先进,主要通过计算机的功能对人类的思维结果和思维方式进行形象模拟,从而在计算机程序当中加入人类的思维活动。随着人工智能技术的不断发展,其影响力越来越大,与其他计算机技术相对比,发展空间巨大,对人类的各个方面产生巨大影响。目前人工智能发展还不够成熟,本文围绕人工智能的未来发展趋势和实际应用状况,对计算机技术中的人工智能技术应用进行探究,从而为相关研究人员等提供相关参考。

1 人工智能概述

人工智能技术尽管发展时间较为短暂,但在实际应用当中发挥出巨大价值,并且技术也在不断进步,具有广阔的发展空间。人工智能指通过计算机对人类的思维过程和智能行为进行模拟和效仿的综合性学科,从而使机器完成人工智能化。人工智能化能够提升工作效率,保护人类生命安全,还可以解决人类在生活或者工作中遇到的问题。采取人工智能技术,可模拟人类的思维和处理问题方式,对所需要的专业及工作环境进行模拟和编程,进而代替人工解决实际问题,实现工作系统的智能化运行[1]。人工智能和多个学科都存在必要联系,各个学科的知识可以为人工智能进一步发展提供有力支持。其中,计算机科学是人工智能技术应用的主要领域,计算机技术和人工智能技术结合,可应用到各行各业中去。人工智能是计算机发展的核心技术,可以对不确定信息进行有效处理[2]。

2 人工智能系统发展现状

2.1 专家系统

人工智能系统中最活跃、最具有效果的研究领域就是专家系统,专家系统是在人类已经掌握的知识支持下构建的解决问题的系统,其通过人类专家获取的各项知识,借助各项知识解决遇到的各项问题,因此其又被称为知识基系,系统结构如图1所示。

专家系统对特殊应用领域和知识规则非常适用和依赖,该领域专家通过对使用规则进行简明表述,通过上述规则可以得到,规则本身和if then之间存在必要联系,可用于解决遇到的各项难题内容。专家系统可模拟专家对问题的处理,模仿其对问题、故障的解决思维,以此获取较为理想的解决效果。采取专家系统解决实际问题,甚至可以达到专家人员不能达到的解决效果。

图1 专家系统结构图Fig.1 Structure diagram of expert system

2.2 模式识别

模式识别是对视觉模式和听觉模式的识别,模式识别能够增加计算设备的感知能力,如ocr软件识别文字、语音识别、手纹识别、手写板输入文字、扫描仪等,均通过识别模式进行工作。遥感图像识别、癌细胞检测、血液化验等模式在军事方面和医学方面已经开始应用,具有良好的使用效果。模式识别=机器学习。两者的主要区别在于前者是从工业界发展起来的概念,后者则主要源自计算机学科。在著名的《Pattern Recognition And Machine Learning》这本书中,Christopher M.Bishop在开头是这样说的:“模式识别源自工业界,而机器学习来自于计算机学科。不过,它们中的活动可以被视为同一个领域的两个方面,同时在过去的10年间,它们都有了长足的发展”。

2.3 机器人学

人工智能中机器人学是学术界和科研中的热门话题,将人工智能及机器人结合起来,构建拟人化的机器人,可以解决实际生活中的一系列问题。机器人学以仿生学为基础,以研发代替人体行为的设备为中心,在未来社会发展中的应用范围不断扩大,还可对各项工作的环境、对象等进行学习,按照管理者赋予的指令及自身设定的模式进行决定,保证其能够对工作环境的改变进行良好适应[3]。

2.4 机器学习

机器学习是近年来人工智能较为热门的研究内容,机器学习和人类学习有较大的区别,但是可以通过人为设计,让机器学习人类的学习模式,采取更加科学的思考模式运作,实现理想化的最终学习目的。研究机器学习,重点是要对人脑思维过程、机器学习方法、人类学习的原理和机制进行研究,而人脑是根据任务说建立的学习系统进行研究。

2.5 人工神经网络

人工神经网络又被称为神经网络或者类神经网络,在人工智能未来的应用领域中具有重要作用,如表1 所示。人工神经网络通过大量神经元互相连接,自主学习能力较强,不但能有效解决复杂的、多维的非线性问题,同时,还能对定量问题和定性问题进行解决,具有处理信息存储和大量并行分布的能力[4]。

3 人工智能在生活中的应用

3.1 计算机网络中应用人工智能技术

人工智能在计算机网络安全技术中具有广泛应用,具体表现为:第一,智能防火墙技术:智能防火墙技术与其他防御系统对比,优势显著,智能防火墙技术运用智能化识别技术,对数据识别和处理采用决策、概率、记忆、统计等方法,有效提升网络有害行为发现的几率,降低检查匹配过程中的计算工作,并且还具有对有害信息进行拦截,限制访问等功能。第二,在计算机网络安全管理中,入侵检测环节非常重要,是防火墙技术的重点所在。第三,构建智能的邮件清理系统,以人工智能技术为支持,可为用户甄别无用的邮件内容,并使其对危害系统、不利于自身的邮件进行及时处理的系统,该系统可对客户邮件进行有效监测,不会对用户的信息安全造成影响,从而提升邮箱系统的安全性。

人工智能技术的迅速发展也使计算机网络管理发展趋于智能化。利用好人工智能技术中的专家系统、问题解决技术等,可以实现对网络的高效管理。计算机网络本身较为复杂,网络处于实时变化状态,会增加管理网络的难度,但对于计算机网络管理中人工智能的应用和发展具有促进作用。凭借人工智能理论,专家决策和支持得到有效发展,在计算机信息系统管理中应用十分广泛。专家系统是人工智能技术中的一道计算机程序,可对桩机经验和相关知识进行积累,从而汇聚各种专家、各个领域中的知识和经验来对问题进行解决。通过专家系统,可开展确定性推理,演绎从已知事实-结论的逻辑脱离,例如,定义谓词:Prog(x)Like(x,y)Lang(x),得到事实:Prog(x)→Like(Wang,x)(x)(Lang(x)→Prog(x))Lang(C),最终得到结论Like(Wang,C)。

3.2 在计算机辅助管理中运用人工智能技术

智能计算机辅助管理系统是在计算机管理中应用人工智能技术的一种辅助管理方式,它的理论基础是认知学。计算机辅助管理中,通过知识形式对管理思想、管理方法、学习内容等进行表示,而怎样对知识的形式化、访问、调用进行解决,是人工智能技术的重点所在。人工智能系统中的知识库是思想知识推理和专家系统的基点,将知识库当做计算机辅助管理环境的建立基础,可通过事实和规则对知识库中与管理内容有关的知识进行表示,并将其在知识库中进行存储,管理过程和学习过程是合理推理知识库中的相关知识,最终获得想要的结果的一段过程。人工智能技术在各个领域当中均可以进行应用,如工业生产、军事、农商生产、计算机辅助管理、企业管理、计算机网络安全管理等。比如,在输电网络的故障诊断作业中,人工智能技术可以优化电站锅炉燃烧,提升智能管理效果;在医学领域,应用人工智能技术可有效促进医学事业的进步(如图2所示)。所以,人工智能技术可以实现从人类思维到机器模拟操作的过程。