6-学术与创新

第六课信息与软件工程学院2创新的概念学位培养要求学科前沿进展创新案例介绍信息与软件工程学院3创新是指人类为了满足自身的需要，不断拓展对客观世界及其自身的认知与行为，从而产生有价值的新思想、新举措、新事物的实践活动。创新是少数精英单枪匹马从事的事情创新是精英们坐在家里冥思苦想出来的创新就是拿出前人从未想过或是从未做出来的事情，就要自主创新科技创新就要做较高科技水平的创新信息与软件工程学院4创新的概念学位培养要求学科前沿进展创新案例介绍信息与软件工程学院5高等学校本科毕业生，成绩优良，达到下述学术水平者，授予学士学位：（一）较好地掌握本门学科的基础理论、专门知识和基本技能（二）具有从事科学研究工作或担负专门技术工作的初步能力信息与软件工程学院6高等学校和科学研究机构的研究生，或具有研究生毕业同等学力的人员，通过硕士学位的课程考试和论文答辩，成绩合格，达到下述学术水平者，授予硕士学位：（一）在本门学科上掌握坚实的基础理论和系统的专门知识（二）具有从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力信息与软件工程学院7高等学校和科学研究机构的研究生，或具有研究生毕业同等学力的人员，通过博士学位的课程考试和论文答辩，成绩合格，达到下述学术水平者，授予博士学位：（一）在本门学科上掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识（二）具有独立从事科学研究工作的能力（三）在科学或专门技术上做出创造性的成果信息与软件工程学院8创新能力概述学位培养要求学科前沿进展创新案例介绍信息与软件工程学院9云计算物联网大数据信息与软件工程学院10当你每天在是使用公共服务的邮箱……当你每天在使用公共服务的相册……当你每天在使用公共服务的搜索引擎……你就在使用云计算信息与软件工程学院11单机网络197019802000单机计算并行计算分布式计算网格计算云计算服务19902010信息与软件工程学院12ParallelComputing：同时使用多种计算资源解决计算问题的过程，主要目的是快速解决大型且复杂的计算问题特点将工作分离成离散部分，有助于同时解决随时并及时地执行多个程序指令（多条线同时运行）多计算资源下解决问题的耗时要少于单个计算资源下的耗时信息与软件工程学院13DistributedComputing：研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小部分，然后把这些部分分配给许多计算机进行处理，最后把这些计算结果综合起来得到最终结果特点：把计算任务分派给网络中的多台独立机器优点：稀有资源可以共享通过分布式计算可在多台计算机上平衡计算负载可把程序放在最适合运行它的计算机上信息与软件工程学院14GridComputing：利用互联网把地理上广泛分布的各种资源（包括计算资源、存储资源、带宽资源、软件资源、数据资源、信息资源、知识资源等）连成一个逻辑整体，像一台超级计算机一样，为用户提供一体化信息和应用服务（计算、存储、访问等）特点：连接一组相关并不信任的计算机，它的运作更像一个计算公共设施而不是一个独立的计算机网格是异构的信息与软件工程学院15云计算是一种商业计算模型。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和信息服务。云使用者：自由的使用资源和获取信息云提供者：提供高效可靠的服务云构建者：构建服务平台，整合计算资源信息与软件工程学院16信息与软件工程学院17商业模式发生巨变：消费者和企业将从“购买软硬件产品”向“购买信息服务”转变云计算的商业视角：云计算＝信息电厂云计算的技术视角：云计算＝虚拟化＋集群管理电：从购买发电设备到购买电力服务信息：从购买软硬件到购买信息服务发电机现代发电厂计算软件存储信息服务提供商云计算是个技术概念，也是一种商业模式信息与软件工程学院18以服务为提供方式以按需服务的方式根据不同用户的个性化需求推出多层次的服务基于网络构建的云计算可以快速灵活适应用户不断变化的需要，同时通过网络冗余机制实现高可靠性高扩展高可靠性底层资源（计算/存储/网络资源等）对用户透明，用户无需了解资源具体实现和地理分布等细节资源透明化云计算的整体架构是建立在由多台计算机或其它硬件设备构成的网络环境中以网络为中心信息与软件工程学院19IaaS，InfrastructureasaServices－基础设施服务PaaS，PlatformasaService－平台环境服务SaaS，SoftwareasaService－应用软件服务存储服务网络服务开发与运行环境计算服务各类开放服务能力办公应用信息化应用通讯应用互联网应用数据库低成本、大规模、高效率、可伸缩的提供IT基础设施高效数据处理能力，平台架构统一、能力开放，引入外部开发力量，形成新型生态环境增强业务性能，降低业务提供成本，降低终端要求云计算架构下提供资源型、平台型、软件服务型三种层次的服务•基础设施即服务（IaaS）：为用户提供按需付费的资源服务，例如虚拟服务器、存储等•平台即服务（PaaS）：为用户提供基于可扩展的大规模基础设施的平台能力与资源服务，例如云应用开发与运行环境、用户数据、信息资源、公共服务能力•软件即服务（SaaS）：为用户提供基于云基础架构的应用软件服务，例如CRM、ERP、eHR信息与软件工程学院20企业独立拥有或独立承租的云系统在特定社区内共享的云系统，如：由某公司及其合作伙伴共同承建并分享使用的云系统面向公众开放租售的大规模云系统由以上三种云系统中的两种以上的云系统共同配合而提供IT能力的混合型云系统公有云社区云私有云混合云信息与软件工程学院21云计算物联网大数据信息与软件工程学院22早上出门上班，车里的传感器会自动检查，报告车辆情况，然后选择交通最为顺畅的道路行至半路发觉可能忘了关门，拿出手机打开家里的全方位监察系统，发觉一切正常，老人正在陪孩子玩信息与软件工程学院23到了公司，下车后，导航系统自动将车停入车位公司门口，门禁系统扫描虹膜后提示：欢迎来到公司，新的一天愉快!信息与软件工程学院24在处理完一天的事务回家，晚饭后，和家人一起在4D家庭影院里看最新流行的电影在家里的自助医疗系统检查下身体，数据采集完成后传输到医院，医生会根据身体的各项数据指标对您的生活饮食进行一些建议，如果有问题则会通知您到医院就诊。信息与软件工程学院25睡觉时，床上的自动温控系统已经将床暖热……信息与软件工程学院26物联网（TheInternetofThings,IOT）就是“物物相连的互联网”通过射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络信息与软件工程学院27全面感知可靠传输智能处理感知传输智能利用RFID、传感器、二维码等能够随时随地采集物体的动态信息。通过网络将感知的各种信息进行实时传送。利用计算机技术，及时地对海量的数据进行信息控制，真正达到了人与物的沟通、物与物的沟通。信息与软件工程学院28信息与软件工程学院29信息与软件工程学院30射频识别技术（RadioFrequencyIdentificationDevices，RFID）是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，其识别过程无须人工干预。RFID具有无需接触、不怕油渍和灰尘污染、自动化程度高、耐用可靠、识别速度快、适应各种工作环境、可实现高速和多标签同时识别信息与软件工程学院31信息与软件工程学院32信息与软件工程学院33目标识别：是什么，动物、人员、车辆？全天候、全天时目标定位区域预警功能排除预警区外干扰行为识别：攀爬、跨越、破坏或无意触碰立体防护防入侵系统信息与软件工程学院34上海浦东机场信息与软件工程学院35应用场景智能抄表：居民用户集中抄表应用大用户负控应用台区（变电站）监控应用电力设备的监控智能用电：根据电价的不同，通过智能控制电器开关实现分段计价，减少用电高峰与智能家居结合，如在主人回家前，预先启动空调，预先做好饭菜等盗窃电报警市场潜力巨大居民用户的智能抄表将大规模启动预计2011年，电力抄表将持续爆发增长，大用户专变负荷监测新增110万，台区配变监测新增200万……信息与软件工程学院36市场容量预测总量：中国目前有油井20多万口，目前正常运行的15万口，80％的油井采用采油机（磕头机）采油；现量：目前已有3万多口油井安装了远程自动监控系统增量：中国油井每年增加约10%核心功能油井工况检测；故障报警；数据通讯油井产量、电量计量；视频监控主要需求野外数据上报与查询油井数据源采集远程监控和视频监控油田企业网边缘接入及移动办公需求特征低频次小流量无线回压传感器无线套压传感器无线油压传感器终端控制柜一体化示功图模块信息与软件工程学院37给放养的牲畜中的每一只羊都贴上一个二维码，这个二维码会一直保持到超市出售的肉品上，消费者可通过手机阅读二维码，知道牲畜的成长历史，确保食品安全。我国已有10亿存栏动物贴上了这种二维码。因特网羊肉的种类、产地、出栏时间？种类：山羊产地：宁夏香山出栏时间：09年9月信息与软件工程学院38云计算物联网大数据信息与软件工程学院39facebook社交网络…淘宝、ebuy电子商务…微博、Apps移动互联…21世纪是数据信息大发展的时代，移动互联、社交网络、电子商务等极大拓展了互联网的边界和应用范围，各种数据正在迅速膨胀并变大。互联网（社交、搜索、电商）、移动互联网（微博）、物联网（传感器，智慧地球）、车联网、GPS、医学影像、安全监控、金融（银行、股市、保险）、电信（通话、短信）都在疯狂产生着数据。“大数据”的诞生：半个世纪以来，随着计算机技术全面融入社会生活，信息爆炸已经积累到了一个开始引发变革的程度。它不仅使世界充斥着比以往更多的信息，而且其增长速度也在加快。信息爆炸的学科如天文学和基因学，创造出“大数据”这个概念。如今，这个概念几乎应用到了所有人类智力与发展的领域中信息与软件工程学院40想驾驭这庞大的数据，我们必须了解大数据的特征地球上至今总共的数据量：在2006年，个人用户才刚刚迈进TB时代，全球一共新产生了约180EB的数据；在2011年，这个数字达到了1.8ZB。而有市场研究机构预测：到2020年，整个世界的数据总量将会增长44倍，达到35.2ZB（1ZB=10亿TB）！1PB=2^50字节1EB=2^60字节1ZB=2^70字节GBTBPBEBZB信息与软件工程学院41体量Volume多样性Variety价值密度Value速度Velocity非结构化数据的超大规模和增长总数据量的80~90%比结构化数据增长快10倍到50倍是传统数据仓库的10倍到50倍大数据的异构和多样性很多不同形式（文本、图像、视频、机器数据）无模式或者模式不明显不连贯的语法或句义大量的不相关信息对未来趋势与模式的可预测分析深度复杂分析（机器学习、人工智能Vs传统商务智能(咨询、报告等）实时分析而非批量式分析数据输入、处理与丢弃立竿见影而非事后见效大量化(Volume)、多样化(Variety)、快速化(Velocity)、价值密度低（Value）是大数据的显著特征，或者说只有具备这些特点的数据，才是大数据信息与软件工程学院42PB是大数据層次的临界点.KB-MB-GB-TB-PB-EB-ZB-YB-NB-DB信息与软件工程学院43企业内部的经营交易信息，物联网世界中商品，物流信息，互联网世界中人与人交互信息，位置信息等是大数据的主要来源能够在不同的数据类型中，进行交叉分析的技术，是大数据的核心技术之一。语义分析技术、图文转换技术、模式识别技术、地理信息技术等，都会在大数据分析时获得应用信息与软件工程学院44挖掘大数据的价值类似沙里淘金，从海量数据中挖掘稀疏但珍贵的信息价值密度低，是大数据的一个典型特征信息与软件工程