2020-2021学期 20202414黄若宇《网络空间安全导论》第七周学习总结
大多数人都在应用层与计算机打交道，这一周的学习内容让我们了解了各种应用系统是如何运作的。
第十二章 信息系统
计算机是用来管理和分析数据的，我们用通用信息系统来管理所有数据。
12.1 信息管理
信息管理：帮组我们组织和分析数据的软件。
三种最流行的信息系统是电子表格、数据库系统和电子商务。
12.2 电子制表软件
电子制表软件：允许用户用单元格组织和分析数据的程序。
单元格：电子数据表中用于存放数据或公式的元素。
12.2.1 电子数据表公式
电子数据表中的公式可以利用使用标准符号的基本数学运算，还可以利用软件内置的电子数据表函数。
电子数据表函数：电子制表软件提供的可用于公式的计算函数。
范围：用端点指定的一组连续单元格。
12.2.2 循环利用
循环引用是计算结果时错误的彼此依赖 的一组公式。
12.2.3 电子数据表分析
模拟假设分析：修改电子数据表中表示假设的值，以观察假设的变化对相关数据有什么影响。
12.3 数据库管理系统
数据库:结构化的数据集合。
数据库管理系统：由物理数据库，数据库引擎和数据模式构成的软件和数据的结合。
查询（query）：从数据库检索数据的请求。
模式（schema）：数据库中数据的逻辑结构的规约。
12.3.1 关系模型
关系模型（relational model）：用表组织数据和数据之间的关系的数据库模型。
表（table）：数据库记录的集合。
记录（或对象、实体）（record（or object，entity））：构成一个数据库实体的相关的字段的集合）。
字段（或属性）（field（or attribute））：数据库记录中的一个值。
键：在表的所有记录中唯一标识一个数据库记录的一个或多个字段。
12.3.3 结构化查询语言
结构化查询语言：用于管理和查询数据的综合性关系的数据库语言。
12.3.4 数据库设计
实体关系（ER）建模（Entity-Relationship（ER） modeling）：设计关系数据库的常用方法。
ER图（ER diagram）：ER模型的图形化表示。
基数约束（cardinality constraint）：在ER图中，一次可以存放于实体间的关系数量。
12.4 电子商务
利用万维网买卖物品的过程叫作电子商务。
12.5 大数据
大数据是当今时代十分“流行”的词汇，它指的是不能够用传统管理方法处理的大数据集。
大数据技术允许我们比较更多的数据、展示之前被隐藏起来的关系。
第13章 人工智能
13.1 思维机
计算机虽然有强大的计算能力，但是要执行类似人类的推理却十分困难。
人工智能就是研究人类思想建模和应用人类智能的计算机系统的学科。
13.1.1 图灵测试
图灵测试：用于判断一个计算机是否智能的行为方法。
图灵测试的方法就是让一个人与一个真人和一个计算机聊天，根据这个人能否判断哪个聊天对象是计算机来确定计算机系统是否智能。
弱等价性：两个系统基于其结果的等价性。
强等价性：两个系统基于其结果和实现这种结果的处理方法的等价性。
13.2 知识表示
13.2.1 语义网
语义网：表示对象之间关系的知识表示法。
13.2.2 检索树
检索树：表示对抗性情况中的所有选择的结构。
13.3 专家系统
基于知识的系统：使用特定信息集合的软件。
专家系统：基于人类专家知识的软件系统。
基于规则的系统：基于一套if-then规则的软件系统。
推理机：处理规则以得出结论的杰作。
13.4 神经网络
人工神经网络：尝试模拟人体神经网络的计算机表示法。
13.4.1 生物神经网络
人脑中包含了上亿个连接成网络的神经元。神经元通过兴奋和抑制来输出信号。
在我们学习新事物的时候，大脑中将形成新的神经路径。
13.4.2 人工神经网络
人工神经网络中每个处理元素类似于一个生物神经元。
每个输入值有一个数字权。元素的有效权是所以输入值和它的权值的乘积。
13.5 自然语言处理
语音识别（voice recognition）：用计算机来识别人类所讲的话。
自然语言理解（natural language comprehension）：用计算机对人类传达的信息做出合理的解释。
语音合成（voice synthesis）：用计算机制造出人类的语音。
13.5.1 语音合成
人的语音可以被分为特定的基本单元：音素。
将音素修改音调和持续时间后组合在一起就能形成独立的单词。
13.5.2 语音识别
声波纹：表示人声随着时间推移的频率变化的图。
语音可以被录制成声波纹，绘制了讲特定单词时声音频率的变化。一个人多次重复一个单词，使计算机记录下单词发言的平均波纹。将所讲的单词与记录的声波纹进行比较，以确定单词。
13.6 机器人学
机器人学是研究机器人的科学，可以把机器人分为两大类——固定机器人和可移动机器人。
为可移动机器人的世界建模需要用到人工智能的技术。
13.6.1 感知-规划-执行范型
处理过程：
感知--->世界建模--->规划--->控制--->执行--->
这种方法的缺陷在于机器人世界在一般系统中被表示成了领域知识，这种表示法太笼统，太宽泛，不适合用于机器人的任务。
13.6.2 包孕体系结构
13.6.3 物理部件
机器人是由传感器、执行器和计算部件构成的。
第14章 模拟、图形学、游戏和其他应用
14.1 什么是模拟
模拟：设计复杂系统的模型濒危观察结果而对该模型进行实验。
14.1.2 模型
模型：真实系统的抽象，是系统中的对象和管理这些对象相互作用的规则的表示。
14.1.3 构造模型
有两种不同的模拟类型，这两种类型的区别在于表示时间的方式，一个采用的是连续变量，另一个采用的是离散事件。
即连续模拟和离散事件模拟。
14.2 特殊模型
14.2.1 排队系统
排队系统是一种离散事件模型，它使用随机数表示事件的到达和持续。在时间驱动模拟中，每个固定的时间间隔就观察一次模型。采用先进先出的结构。
14.2.2 气象模型
预测天气是一种连续模拟。是以时间相关的流体力学和热力学的偏微分方程为基础的。考虑到方程式的复杂性以及这些模型必须时刻保持大气层中的真实性，所以只有高速的并行计算机才能在合理的时间内计算出它们。
飓风追踪的模型是应用于移动目标的，所以它们叫作浮动模型。
14.2.3 计算生物学
计算生物学：一种通过计算机、应用数学以及统计学的知识解决问题生物学问题的交叉性学科。
计算生物学包含了很多领域的知识：生物信息学、计算生物建模、计算基因组、分子建模、蛋白质结构预测。
14.2.4 其他模型
某种意义来说，计算机程序就是一个一种模拟，因为程序表示的是在问题求解阶段设计的解决方案的模型。
14.2.5 必要的计算能力
计算机在模拟模型的时候，必须要有必要的计算能力，以解决复杂的方程。
14.3 计算机图形学
大体上可以将计算机图形描述为计算机屏幕上的像素值的设置。
计算机图形学在许多领域都起着重要作用。如，GUI、字处理软件和桌面出版软件等。
14.3.1 光的工作原理
要生成的真实的图像，计算机必须进行计算，以模拟光和物体之间的交互、各种纹理的物体的不规则表面以及光线强度随位置在阴影中的变化。这些计算可能花费大量的时间。
14.3.2 物体形状
物体的形状也会影响物体的外观。
计算机图形学只处理物体的表面，因为我们看到的只是表面。
14.3.3 光模拟
在图形学中有许多技术用于模拟光和物体之间的交互。对光在一点的交互的模型叫作照明模型，利用照明模型来确定整个物体的外观的处理叫作明暗处理。
最早的照明模型使用三种元素，即环境光、漫反射和镜面反射。这种模型有个问题，它使得所有的物体看起来都像用塑料制成的。
第二种明暗处理方法叫作光线跟踪。这种方法将观察者的位置标识为空间中的一点，然后判断显示器屏幕的位置。
14.3.4 复杂对象的建模
在现实世界中，许多物体的形状及其与光线的交互方式要复杂的多。
14.3.5 让物体动起来
将大量的图像在短时间内次序展示出来，既可以显示出视频。
14.4 游戏
计算机游戏：是一种引入真实世界玩家作为参与者的对某个虚拟世界的计算机模拟。
14.4.2 创建虚拟世界
游戏引擎：创造计算机游戏的软件系统。
物理引擎模拟基于牛顿经典物理学的模拟，根据密度、速度、摩擦、和风阻计算决定哪种效果会在现实世界中出现，从而使
14.4.3 游戏设计与开发
游戏开发者通过许许多多的头脑风暴之后，完成游戏文档，列出游戏的难点，包括故事线，艺术，角色和相应的环境。
14.4.4 游戏编程
设计决策已经做出之后，程序员将开始编写代码从而创造出游戏中的虚拟世界。
学习总结：
