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单词 智能信息处理
释义

【智能信息处理】
 

拼译:intelligent information processing
 

具体地讲,信息处理就是借助于包括电子计算机在内的各种机器设备,对现实生活中的各种信息进行转换、传输、存贮、加工、复制等处理的一项崭新的科学技术。智能信息处理,可以理解为利用现代的各种科学技术及手段,模仿人类处理信息的过程和方法对信息进行处理,实现信息处理的机械化、自动化和现代化。

信息处理可以粗略地划分为人工、半自动或自动3种,视在控制与执行过程中的人工参予程度而定。就每个信息处理过程而言,不论它的自动化程度如何,均具有5种功能:记录、传输、加工、报告和存储——这些总起来叫做信息处理周期。

记录:在处理信息之前,必须先将信息记录成对人或机器有意义的某种形式。信息可以书写或者打到纸页文件上,或者编码成卡片穿孔的组合,或者编码成磁带上脉冲的组合。许多商用机器如电传打字机、现金收入记录机均可装以某种设备,除了它们的正常功能外,还可将数据记录成机器可读的形式。

传输:信息一旦被记录下来,通常就可把它传输到另外的地方去处理。传输的距离可从几英尺到几千英里,信息的传输可由人员传递、邮寄或电传。当需要快速响应并且经济上可行时,数据可用电话或电报线路、微波链路、或卫星信道进行高速传输。许多专门化的商业用机器可接受来自键盘或读自信贷卡或同时来自两者的数据,并直接把它们传输到远地的计算机系统,从而把记录与传输两种功能结合在一起。

加工:大多数的实际处理工作都是在这个阶段完成。所涉及的操作可能很简单,也可能十分复杂。最常见的典型操作有分类、排序、计算和综合。更具体地说,处理阶段通常包括:(1)将信息排列成某种序列以便进一步处理;(2)定出在加工信息中的第一项时所应遵循的过程;(3)访问一些文件,这些文件中含有与当前信息有关联的数据;(4)对当前信息或文件数据,或同时对两者进行算术操作;(5)更新(修改)文件数据,使之能反映当前信息。

报告:在信息经过加工之后,通常应将所得结果以一种有意义的形式报告出来。信息处理系统产生的报告应该是及时的、完整的、可理解的,并且在形式上是方便的。大多数报告是打印纸页文件,但也用到其它的记录媒体,如图象显示终端或缩微胶片。

存贮:通常需要把某些或全部经过加工的信息存贮起来以供将来检索。在某一信息处理周期中所产生的信息往往要作为后一周期的输入数据的一部分,因而必须以方便地可重新使用的形式保留下来。根据所用系统的不同,信息可以人工存贮,用机电的方法存贮,或者用电子学的方法存贮。

以上是一般的信息处理过程中所涉及到的一些过程,智能信息处理的过程也包括上述诸部分,所不同的是,在智能信息处理中,以上过程都是借助于计算机或其它机器,通过一定的智能化算法自动完成的。所谓智能化,至少表现在下面几个方面:(1)以知识而不是以数据作为其处理对象;(2)用户能直接使用自然语言或与之较接近的语言请求计算机系统为他服务;(3)能采用声音、图形、图象进行输入输出;(4)程序是在人机交互的过程中由计算机自动开发出来的。

智能信息处理主要涉及如下一些研究内容:

1.认知科学。思维是大脑的功能,思维表现为智能,而思维的源泉则是大脑所记忆的知识。但是,大脑是怎样进行思维的?又是怎样记忆的?这些正是认知科学的任务,即从信息处理的角度研究人的认知-记忆等心理活动。

2.神经网络。解决将来人类所面临的许多难题的根本途径在于向生命学习,首先是对各种重要的生物功能的机理进行研究,从中寻找新的科技发展道路。认知心理学与人工智能相结合进行研究取得了令人鼓舞的进展,微电子技术的进步,尤其是线性电路VLSI技术和光电子集成电路技术,为神经元细胞及网络的模拟,创造了良好的技术条件。研究大脑神经元网络的功能,是要从中获得启示,与计算机科学相结合创建新的人工智能理论,为设计面向智能信息处理的新一代计算机系统莫定扎实的理论基础。

3.语音处理。主要是指语音识别和合成,语音识别系统使得计算机能够识别口头语言,因此,有了它们,就不需要手工操作了。语音识别是声控的基本问题,由于语音信号是非平稳随机过程,所以,特征提供和信息压缩是个难题,近年来提出了用线性预测编码系数作为特征的压缩方法,目前,语音识别和合成技术还很不成熟。

4.计算机视觉。计算机视觉系统使得计算机能象人脑那样从视觉图象得出有意义的信息,这些系统使用许多视觉线索,如颜色、形状、结构、深度和运动等来分析图象的元素。解释方法用于理解图象,一般的解释方法包括边缘检测和基于模型的解释。

5.数据抽取与传感。对信息进行处理之前,首先要将信息提取出来并将其转换成能够处理的形式,因此,数据的提取方法和传感器的研究也是智能信息处理研究的一个重要方面。传统的传感器通常仅完成一般的输入输出功能,而现代传感器本身通常就具有一定的信号处理能力,即所谓的智能传感器。

6.图象处理。利用计算机视觉系统获得图象后,必须对图象进行处理,将不需要的信息去掉,保留重要的信息,然后利用图象识别技术识别出图象所表达的内容,将其保存在一定的存储介质中以便于进一步的处理、检索或传输。

7.模式识别。模式识别研究与开发的目标是企图用计算机来有效地实现人类乃至生物感官的感知/认知功能,从感知/认知到识别属于智能范畴,因此,它是智能信息处理的一个研究内容。目前已推出了一些计算机识别系统,但是,由计算机实现的任何识别功能都离不开算法,算法识别系统限制了识别能力,因此,推出了人工神经元网络方法,并已取得了一些进展。

8.生产过程的智能控制。目前的计算机控制系统通常要求提供被控对象的精确数学模型,但是,对于绝大多数的控制过程来说,常常具有非线性性、实时性和不确定性,要获得既有足够精确度又便于系统实现的数学模型是极其困难的,从而成为实现计算机闭环控制的严重障碍。另一方面,技术发展对控制系统功能提出了更高的要求,当代的许多生产过程需要控制、协调、决策等综合功能,为了解决这些问题,必须建立计算机智能控制系统,给计算机控制系统赋以必要的智能,这也是智能信息处理非常重要的一个方面。

在今后相当长的一段时间内,智能信息处理仍然将集中在以上几个方面。认知科学的研究主要要解决这样几个问题:人类智能是从哪里来的?怎样才能获得人工智能?什么是人工智能的真正基础?神经网络的研究应力图弄清人脑接收、传递和处理信息的机理,然后利用现代化工具进行模拟。可以设想,未来的智能信息处理系统必定是当代计算机与人工神经元网络的某种综合系统,一旦弄清人脑的工作原理,则基于神经网络的智能计算机系统将直接进入语音处理、计算机视觉、模式识别、图象处理等领域,从而构造出真正的智能计算机。

【参考文献】:

1 Herbert A S.Representation and Meaning

2 Minsky Marvin(Ed).Semantic Information Processing,Cambridge:M I T Press

3 Newell A.Human Problem Solving,Englewood Cliffs,Prentice-Hall

4 许镇宇,主编,计算机科学与工程百科全书,天津:天津科学技术出版社,1991∶674

5 科学技术百科全书编译组,科学技术百科全书,北京:科学出版社,1982,4∶40

6 童,计算机应用,1990,10(1~2)

7 王广庆,何文光,计算机应用,1990,10(1)

(东南大学徐振耀博士撰)

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