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。
- 任何应用程序都是管理程序的，有些程序采用特定的结构以特定的方式管理数据。
- 三种最流行的一般信息系统：电子表格 数据库管理系统和电子商务。
- 电子商务是比较新的，是随着万维网而出现的。
12.2 电子制表软件
- 虽然每种电子制表软件的功能和语法都有细微差别，但他们依赖的通用概念是相同的。
- 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。
- 单元格可以存放数据或用于计算值的公式。储存的内容可以是文本，也可以是数字或其他特殊数据（如日期）。
12.2.1 电子数据表公式
- 电子数据表是动态的，其中的数据总是最新的。
- 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。例：C4..D4
12.2.2 循环引用
- 循环引用（circular referenve）：在计算结果时要错误地彼此依赖的一组公式。
- 一个公式的结果需要另一个值，但另一个值又由该公式解决。
12.2.3 电子数据表分析
- 模拟假设分析（what-if analysis）：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。
- 利用了随时更新的特性。
- 电子表格还可以可视化，绘制表格。
12.3 数据库管理系统
- 几乎所有复杂的数据管理情况都要依靠下层的数据库和允许用户（人或程序）与之交互的支持结构。
- 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。
- 数据库引擎与专用的数据库语言交互，这种语言允许用户指定数据的结构，添加、修改和删除数据，查询（query）数据库以获取指定的储存数据。
- 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。
- 数据库模式提供了数据库中的数据的逻辑视图。
- 用户←→数据库引擎软件←→数据库文件/模式
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（key）：字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。
- 关系模型是统治地位的
- 例： 在关系DBMS（一个关系模型）中，用表组织数据项和它们之间的关系（废话一句）。表是 记录 的集合，记录是相关 字段 的集合。数据库表的每个字段都包含一个数据值。
- 数据库表中的记录又叫数据库对象或实体。记录中的字段有时又叫做数据库对象的属性。
- 储存在表的每条记录的键字段中的值必须是唯一的。
- 表的结构反映了它所表示的模式。也就是说，模式是表中的记录的属性的表达式。
12.3.2 关系
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。
- SQL不区分大小写，空格被用作语句中的分隔符。
- 查询 select from where
- from是从哪个表查询，where是 例：where Rating“PC” 所有rating为 PC 的列表 %表示要选中记录中的所有属性
- 修改数据库的内容 insert update delete
- insert都指定了新纪录的属性值。并且在表中插入了一条指定了属性的新记录。
- update语句可以改变表中的一条或多条记录的值。 update xxx = XX
- delete语句可以删除表中与指定的条件匹配的所有记录。
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，是ER建模的主要工具。
- 虽然ER图中的各个元素的位置并不重要，但认真布置它们会使图更易阅读
- 关系连接线上有标签，这些标号说明了关系的基数约束，基数约束限制了一次可以存在的关系数量。一般有三种 一对一 一对多 多对多
- 基数约束（cardinality constraint）：在ER图中，一次可以存在于实体间的关系数量。有助于数据库设计者表达关系的细节。
- ER图用特定的形状表示数据库的不同部分。矩形表示记录的类型（数据库对象的类），椭圆表示记录的字段（或属性），菱形表示关系。
12.4 电子商务
- 电子商务（electronic commerce）：使用万维网买卖物品及服务的过程。
- 电子购物车是xxx的一个关键组成部分，它允许用户保持一个持续购买物品的容器。
12.5 大数据
- ** 大数据（big data）**： 不能够使用传统管理办法（如电子表格和数据库）处理的大数据集。
第13章 人工智能
13.1 思维机
- 人工智能（Artificial Intellgence，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。
- 通过测试的计算机具有弱等价性， 即人和计算机都得出一样的结果，但是得出结果的方式不同。而有些人断言，当强等价性出现才是真正的AI
- 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：正式的图灵测试，每年一次。
- 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 专家系统 神经网络 自然语言处理 机器人学
13.2 知识表示
两种：语义网和检索树。
13.2.1 语义网
- 语义网（semantic network）：表示对象之间关系的知识表示法。
- 其中 图中的节点表示对象，节点之间的箭头表示关系。箭头上的标签说明了关系的类型。
13.2.2 检索树
- 检索树（search tree）：表示对抗性情况（如博弈）中的所有选择的结构。
- 一条路径表示一系列决定，每一层留下一个选项。每个节点表示一步一动，这步移动以已经发生的所有移动为基础。
- 因为树的分支太多，树太大。问题变为了是用 深度优先法，还是广度优先法。
- 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。
13.3 专家系统
- 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。
- 嵌入并使用一套特定信息的软件系统。
- 专家系统使用一套规则来指导处理。
- 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。
- 可以公式化一些系统用于得出结论的规则，这些规则采用if-then的语句的形式。
- if（xxxxxxx） then（xxxxx）
13.4 神经网络
一些人着重研究人脑如何工作，从而构造出以相同范式工作的计算设备。人工神经网络（artifical neual network）：尝试模拟人体神经网络的计算机和知识表示法。
13.4.1 生物神经网络
13.4.2 人工神经网络
- 输入值输出值都是0或1.
- 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阙值以实现想要的结果的过程。
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。
- 语言合成（voice syntheiss）：用计算机制造出人类的语音。
13.5.1 语音合成
- 音素（phoneme）：任何指定的语言中的基本声音单元的集合。
13.5.2 语音识别
- 声纹波（voiceprint）：表示人声随着时间推移的频率变化的图。
13.5.3 自然语言理解
- 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。
13.6 机器人学
13.6.1 感知——规划——执行范例
13.6.2 包孕体系结构
113.6.3 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
14.1.3 构造模型
- 连续模你
- 离散事件模拟
14.2 特殊模型
14.2.1 排队系统
- 请等待
14.2.2 气象模型
- 天气模型
- 飓风跟踪
- 专用模型
14.2.3 计算生物学
计算生物学（compitational 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。
14.2.4 其他模型
14.2.5 必要的计算能力
14.3 计算机图形学
14.3.1 光的工作原理
14.3.2 物体形状
14.3.3 光模拟
14.3.4 复杂对象的建模
14.3.5 让物体动起来
14.4 游戏
计算机有戏（computer gaming）：计算机模拟的虚拟世界。
14.4.1 游戏的历史
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。
