第六部分 应用程序层

第12章 信息系统

12.1 信息管理

信息系统(information system):帮助我们组织和分析数据的软件。
  三种最流行的一般应用系统是电子表格、数据库管理系统和电子商务。

12.2 电子制表软件

电子制表软件(spreadsheet):允许用户用单元格组织和分析数据的程序。
单元格(cell):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

电子数据表函数(spreadsheet function):电子制表软件提供的可用于公式的计算函数。 范围(range):用端点指定的一组连续单元格。

12.2.2 循环引用

循环引用(circular reference):在计算结果时要错误地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(what——if anaysis):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(database):结构化的数据集合。
数据库管理系统(database management system):由物理数据库、数据库引擎和数据库模式构成的软件和数据的组合。
查询(query):从数据库检索数据的请求。
模式(schema):数据库中的数据的逻辑结构的规约。

12.3.1 关系模型

  • 关系模型(relation model):用表组织数据和数据之间的关系的数据库模型。
  • (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域的集合。
  • 域(或属性)(field(or attribute)):数据库记录中的一个值。
  • (key):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域。

12.3.2 关系

  可以创建一个记录来表示对象之间的关系,包括记录中的属性关系。因此,可以用一个表来表示对象间的关系的集合。

12.3.3 结构化查询语言

结构化查询语言(Structured Query Language,SQL):用于管理和查询数据的综合性关系数据库语言。

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,一次可以存在于实体之间的关系数量。

12.4 电子商务

第13章 人工智能

13.1 思维机

人工智能(artificial intelligence,AI):研究对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(Turing test):一种行为方法,用于判断一个计算机系统是否是智能的。
弱等价性(weak equivalence):两个系统基于其结果的等价性。
强等价性(strong equivalence):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。
Loebner奖(Loebner prize):正式的图灵测试,每年举行一次。
聊天机器人(chatbot):用于执行人机对话的程序。

13.1.2 AI问题的各个方面

  • 知识表示——用于表示知识以便计算机系统能够用来解决智能问题的技术。
    • 语义网(semantic network):表示对象之间关系的知识表示法。
    • 检索树(search tree):表示对抗性情况(如博弈)中的所有选择的结构。
    • 深度优先法(depth——first approach):优先沿着树的路径向下检索,而不是优先横向检索每层的检索法。
    • 广度优先法(breadth——first approach):优先横向检索树的每层,而不是优先向下检索特定路径的检索法。
  • 专家系统——嵌入人类专家只是的计算机系统。
    • 基于知识的系统(knowledge——based system):使用特定信息集合的软件。
    • 专家系统(expert system):基于人类专家的知识的软件系统。
    • 基于规则的系统(rule——based system):基于一套if——then规则的软件系统。
    • 推理机(inference engine):处理规则以得出结论的软件。
  • 神经网络——模拟人脑处理的计算机系统。
    • 生物神经网络
    • 人工神经网络(artificial neural network):尝试模拟人体神经网络的计算机知识表示法。
    • 有效权(effective weight):人工神经元中输入值和相应的权的乘积之和。
    • 训练(training):调整神经网络中的权和阈值以实现想要的结果的过程。
  • 自然语言处理——处理人类用来交流的语言的难题。
    • 语音识别(voice recognition)——识别人类所讲的话。
    • 自然语言理解(natural language comprehension)——解释人类传达的信息。
    • 语音合成(voice synthesis)——再现人类的语音。
    • 自然语言(natural language):人们用于交流的语言,如英语。
    • 音素(phoneme):任何指定的语言中的基本声音单元的集合。
    • 声波纹(voiceprint):表示人声随着时间推移的频率变化的图。
    • 词法二义性(lexical ambiguity):由于单词具有多种含义而造成的二义性。
    • 句法二义性(syntactic ambiguity):由于句子的构造方式有多种而造成的二义性。
    • 指代二义性(referential ambiguity):由于代词可以指代多个对象而造成的二义性。
  • 机器人学——关于机器人的研究。
    • 感知——规划——执行范型
    • 包孕体系结构
    • 物理部件

第14章 模拟、图形学、游戏和其他应用

14.1 什么是模拟

模拟(simulation):设计复杂系统的模型并为观察结果而对该模型进行实验。

14.1.1 复杂系统

14.1.2 模型

模型(model):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

  • 连续模拟
  • 离散事件模拟

14.2 特殊模型

  • 排队系统
  • 气象模型
  • 计算生物学(computational biology):一种通过计算机、应用数学以及统计学的知识解决生物学问题的交叉性学科。
    • 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
  • 其他模型
  • 必要的计算能力

14.3 计算机图形学

  • 光的工作原理
  • 物体形状
  • 光模拟
  • 复杂对象的建模
  • 让物体移动起来

14.4 游戏

计算机游戏(computer gaming):计算机模拟的虚拟世界。

  • 游戏的历史
      “游戏”这个闻的通常含义在过去的几十年中一直在不断地发展。在20世纪40年代,第一个电子游成被开爱出果,它见通过计元家控制屏幕上移动的点来模拟子弹射击目标的感觉。在1971年,第一个硬币控制的视频游戏在商业市场上出现。到了177年,随着ARm2600和Pong的发明,游戏才真正地开始流行。Atari 游戏控制台的流行为Nimtendo 和ISoy等公司提供了商机,许多流行的游戏主机得以出现,比如Nintendo 64、Nintendo Wii和Sony PlayStation等。
      有一种分类游戏的方法是通过它们使用的游戏平台进行分类,比如手持式的Nintendo的Game Boy、连接电视的Nintendo 64和Microsoft的Xbox,或是本地或互联网上的计算机游戏。不管在什么平台,在后台总有一台计算机不断进行模拟。
      另一种分类方法是通过游戏玩法对游戏进行分类。游戏玩法是玩家在游戏过程中交互与体验的类型。动作游戏要求玩家快速反应从而克服障碍。动作游戏有许多子类型,如一对多战斗,如beat'em up和hack-and-slash这两个游戏。与之相对,格斗游戏强调一-对 一战斗。另一类动作游戏则直接将虚拟世界放到迷宫当中。
      射击游戏强调在战斗中使用枪械。动作冒险游戏呈现短期和长期的障碍,玩家必须克服这些障碍从而通关成功。生活模祝游双允许玩家控制一个或者多个虚拟生命。角色扮演游戏476允许玩家在游戏中扮演一个放事线的主角。 策略游戏则要求玩家具备问题解决和策划能力,从而在游戏中取得胜利。

游戏玩法(gameplay):玩家在游戏过程中交互与体验的类型。

  • 14.4.2 创建虚拟世界
    游戏引擎(game engine):创造计算机游戏的软件系统。
  • 游戏设计与开发
  • 游戏编程

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