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人工智能下的計算機信息技術篇1

1人工智能在計算機信息技術中應用的優點

1.1對模糊信息的有效處理

信息處理是新時代人們工作及生活需要掌握的主要技能之一。在現代社會中，人們往往利用計算機信息技術來處理信息，以求全面掌握所需要的信息數據。而計算機信息技術在處理信息時往往采用各種復雜的算法，所處理的信息相對比較清晰，對較為模糊的信息相對無力[1]。隨著時代的發展與進步，人們在工作和生活當中出現了越來越多的模糊信息，這些模糊信息只能依靠人類的思考能力進行解決。管理網絡信息是一項復雜且繁重的工作，它需要工作人員對網絡環境中所出現的各項信息進行檢測和整合，以保證網絡系統的正常運行。而在計算機信息技術中應用人工智能可以利用人工智能中的模糊邏輯運算對模糊信息進行處理，使計算機信息技術的信息處理效果更加的高效、精準、安全。人工智能技術可以模仿人類行政區域的管理模式，對計算機中的各種信息進行分級處理，提高計算機網絡管理以及信息處理的效率。計算模糊事件的概率公式如下所示，其中x為連續型的隨機變量，f（x）表示其概率密度，A則表示模糊事件。利用人工智能技術，工作人員可以對網絡中存在的各種信息進行有效處理，將模糊信息與準確信息分別開來，對模糊信息進行模糊運算，留下準確性較高的信息，以此來提升網絡系統的運行速度，幫助工作人員減輕網絡信息管理工作的工作壓力和工作負擔，大大的提升了網絡信息管理的有效性和快捷性。

1.2具有較強的計算學習能力及處理非線性的能力

在計算機網絡系統當中，管理者所遇到的所有信息都是有一定價值的，一些看起來沒有價值的信息在管理者對其進行分析和計算之后也會體現出它的相應價值。因此，管理者需要深層挖掘各種信息的實際價值，在使用時體現出信息的優勢，掌握全面的底層信息并對其進行精準的解釋。但是在實際的工作過程中，部分管理者在分析和計算信息數據時，往往較為片面和局限，使信息發揮不出自身的優勢，而將人工智能應用于計算機信息技術當中能很好地解決這一問題。人工智能技術可以利用其強大的計算學習能力全面詮釋底層信息，同時獲取高層信息，并對計算機信息系統進行有效的管理。人工智能技術在網絡安全管理中也起到很大的作用。在傳統的網絡管理模式中，管理者常常對遇到的非線性問題無能為力，由于用戶行為的不可預測性以及網絡負荷的多變性等計算機系統特性，導致工作人員無法避免出現非線性問題。人工智能技術擁有強大的處理非線性問題的能力，可以對網絡安全實現有效的管理。非線性問題中的線性是指系統的簡單性，但是在實際的生活和工作當中，計算機所使用的網絡系統以及其處理的相應數據所呈現出的問題都較為復雜且多變，因此用戶在使用計算機時往往會出現許多非線性問題。將這些問題放在現實生活中，人們可以以很簡單的方式對其進行解決，但是計算機系統往往沒有較高的非線性處理能力，因此對非線性問題無能為力。但是利用人工智能技術強大的非線性問題處理能力以及學習能力，計算機系統可以模擬人類的思考過程對相關問題進行完美的解決。

1.3節省網絡管理成本

隨著計算機信息技術的普及與推廣，在網絡管理工作中所需要的人力資源逐漸增多，投入的相關資金也在不斷增長[2]。如果將人工智能技術應用于計算機信息技術之中，在人力資源方面的投入資金就可以相對減少，網絡管理的成本也可以降低。人工智能可以利用模糊控制以及特有的高效率管理模式進行快速運算，并對網絡進行有效的管理。同時，人工智能還可以控制流量以及相關的路由分配簡單快捷的處理網絡中的各種信息，減少網絡管理成本。在傳統的網絡管理過程中，工作人員常常采用層次化管理模式，將網絡管理人員分為上、中、下三個管理階層，由高階層的管理人員對低階層管理人員的網絡管理工作進行監管。這種管理模式極其考驗管理者之間的協作能力，如果管理者與管理者之間在工作上的分歧較大，網絡管理的工作效果將大打折扣。而人工智能可以很好地解決網絡層次化管理中的管理人員關系問題，大大提高了網絡管理的工作質量以及工作效率。在實際的網絡管理過程中，工作人員常常需要高度集中注意力，以確保不放過任何一個可能會破壞網絡系統正常運行的事件發生，在網絡系統無法正常運行時，工作人員需要對整個網絡系統進行排查，尋找到影響網絡系統運行的問題所在，并對其進行及時的處理。這一過程中需要消耗網絡管理工作人員大量的精力，而人工排查網絡系統漏洞容易存在漏查的風險。利用人工智能技術則可以很好的解決這一現象，幫助網絡管理工作人員又快速又精準的排查網絡系統中的各項信息以及可能存在的相關問題。

2當代計算機信息技術中人工智能的應用

2.1在網絡安全方面的應用

2.1.1入侵檢測技術

隨著科學家對于互聯網信息共享的技術研究成功，研究人員已經將其有效的應用于各項工作生活當中，人們的生活變得越來越便捷，在辦理證件或工作時可以直接在網絡上調取相關信息進行操作。但是黑客及非法入侵人員也利用了這一先進的科學成果，對用戶的計算機系統進行攻擊，以此來竊取用戶的相關計算機數據，破壞國家的網絡健康安全環境。入侵檢測技術是指通過對用戶的行為、安全日志以及審計數據或其他網上信息進行操作，檢測是否存在非法入侵行為的技術。如圖1所示，為入侵檢測技術的基本工作原理，它既可以快速、靈敏的檢測入侵行為，又能及時向網絡管理者提出應急反饋信息并對非法入侵行為進行準確的評估。利用入侵檢測技術可以防止計算機系統內部信息泄露，對網絡安全進行實時檢測，在發現異常入侵行為后及時報告給相關管理者，督促管理者對網絡安全系統進行修復。人工智能中的模糊識別系統與入侵檢測技術相結合，可以在保證網絡用戶信息需求的同時提高對網絡系統中非法入侵行為的檢測效率，提升網絡安全管理質量。人工智能中的入侵檢測技術不僅能夠對網絡系統中的安全問題進行全面、動態的檢測，還可以在檢測之后出具詳細、客觀的檢測報告，以幫助網絡管理者有效了解網絡安全系統的運行情況。當黑客及非法入侵人員對用戶的計算機系統進行攻擊時，人工智能技術可以很快察覺到黑客及非法入侵者的危險行為，并對其進行制止，之后上傳給網絡管理人員，以此來減少黑客及非法入侵人員對于用戶系統的攻擊，為用戶提供健康的網絡環境。

2.1.2計算機防毒技術

與黑客及非法入侵者的入侵行為不同病毒及木馬等惡意程序對計算機系統的破壞更加沒有目的性，用戶及網絡管理工作人員只能通過不斷維護計算機的系統漏洞來防止惡意程序對于計算機系統的攻擊行為，這一過程中需要消耗網絡管理者及用戶大量的精力且對于系統漏洞的維護和排查工作也容易出現失誤。計算機防毒技術可以防范大部分針對緩沖區溢出漏洞的攻擊，主要分為病毒預防技術、病毒檢測技術以及病毒清除技術。使用計算機防毒技術可以有效提高計算機系統安全性，減少因漏洞而產生的計算機安全問題，并在問題發生早期就將其上報給網絡管理者，有效避免了安全問題在計算機系統中的擴散。人工智能技術與計算機防毒技術相結合可以使計算機在運行過程中自動檢測網絡運行情況，保證系統的穩定運行[3]。在使用人工智能的計算機防毒技術的過程中，人工智能所體現的自動搜索、快速掃描和自動檢測能力非常重要，而計算機防毒技術可以為技術更新提供技術支持，并抵御外來病毒以及其帶來的相應風險。因此，人工智能與計算機防毒技術相結合可以有效加強病毒檢測的科學性及合理性，提高用戶計算機系統的安全。網絡管理者利用人工智能技術及計算機防毒技術對計算機系統進行保護可以有效提升維護計算機系統漏洞的工作效率。在實際的使用過程中，人工智能所特有的學習能力及非線性處理能力可以有效的幫助用戶及網絡管理工作者處理各種計算機系統漏洞問題，并結合計算機防毒系統的病毒檢測和清除技術對入侵到計算機系統中的惡意程序進行處理。

2.1.3云安全技術

云安全技術是指通過對大量用戶端內軟件行為的監督和檢測，從中獲取互聯網中木馬或惡意程序的最新信息，并進行自動的分析與處理，然后將分析所得的針對木馬或惡意程序的解決方案分發到各個用戶端的技術。傳統的網絡安全檢測過程中，往往需要工作人員對網絡系統中的惡意程序進行實時檢測并人工上報，很容易出現漏查和上報速度過慢的問題。但是云安全技術的檢測與上報過程都是自動化的，理論上來講，從一個惡意程序開始攻擊用戶端到整個網絡對其具備免疫和查殺能力僅需要幾秒鐘的時間。因此，云安全技術可以高效、精準的解決網絡系統的安全問題。在黑客攻擊用戶端電腦時，云安全技術可以發揮自身優勢大力抵抗黑客的入侵行為，加強對計算機的安全防護。利用云安全技術，用戶可以擁有一個較為穩定和安全的網絡環境，幫助網絡系統消除系統中的病毒，減少用戶端的網絡危險及損失。

2.1.4防火墻技術

防火墻技術是指在內部網絡與外部網絡之間連接的橋梁，它可以對進出網絡的數據進行保護和檢測，有效防止惡意入侵，保護內部網絡系統的安全，是最為常見的網絡防護措施。它主要包括過濾防火墻、應用網關防火墻、服務防火墻以及監控防火墻四種類型，每一種類型都有自己獨特的防護作用以及應用場景。防火墻需要計算機系統連接網絡才能夠正常使用，其在運行過程中主要遵循兩個原則：第一，它會拒絕所有未經說明允許的命令。第二，它會允許所有未經說明拒絕的命令。這兩項原則通俗上來講是指在內部網絡與外部網絡傳輸信息數據的過程中，防火墻會嚴格遵循事先設置好的系統指令對信息數據進行檢測和保護。利用防火墻技術，可以防止某一個網段在異常后通過傳播影響到整個網絡系統，有效確保了網絡系統的整體運行的穩定性。在應用防火墻技術的過程中，工作人員需要不斷加強技術管理，高度重視防火墻的設置和處理。工作人員可以將防火墻技術與人工智能技術有效結合起來，由于防火墻在工作時只遵循相應的運行原則對所進出網絡系統的數據進行保護和檢測，這一特點使防火墻技術在保護網絡系統安全的工作當中具有一定的局限性。而人工智能技術的學習、推理及解釋能力可以與防火墻技術很好的配合到一起，幫助用戶對所進出網絡系統的信息數據進行檢測，以確保數據攔截及運輸的有效性，提高防火墻技術控制信息數據在內部與外部網絡之間傳輸的準確性，從而提高用戶的計算機系統安全。

2.2人工智能與數據庫技術相結合

隨著現代科技的不斷發展，大數據技術已經應用于人們各種各樣的生活活動當中，大量的信息數據隨之而來，對大數據技術的應用需求也變得十分迫切。因此，將人工智能技術與大數據技術相結合不僅可以推動計算機網絡系統的發展，還可以促進大數據技術的應用與普及。人工智能與大數據技術相結合可以有效發揮其數據整合與交互共享的功能來解決各式各樣的實際性問題。同時，人工智能技術還可以在保留傳統數據庫框架的結構特點的基礎上創建新的數據庫系統。在數據庫技術中應用人工智能技術可以明確數據庫的隱形邏輯關系以及應用程序的連鎖反應關系，并創建相對應的語義網絡環境，對數據庫內信息數據與實體之間的需求關系進行客觀的表述。人工智能技術所特有的非線性問題處理能力在與大數據技術結合的過程中，還可以有效為其篩選有用的準確性信息，并對模糊信息進行處理，以此來提升大數據技術處理信息數據的效率，幫助工作人員高效、準確的完成信息數據的處理工作。

作者:郭國智 李京 單位:湖南交通工程學院

人工智能下的計算機信息技術篇2

一、緒論

自20世紀50年代以來，人工智能技術日漸成熟，2018年，教育部發布《教育信息化2．0行動計劃》明確要求完善課程方案和課程標準，使中小學信息技術課程能夠充分適應信息化時代、智能化時代發展需要。人工智能技術在教育領域內的應用，引起了各方高度關注與重視。人工智能技術將會給信息技術課堂注入哪些新活力?智能化的信息技術課程體系建設又將面臨著哪些問題?上述問題促使教育教學工作者不斷進行反思。本文將圍繞著這些問題進行初步探討。

二、信息技術課程智能化的必要性

(一)變革教學方法，提升教學藝術

人工智能時代的信息技術課程設計中的教學目標更加側重培養學生的核心素養與軟技能。如果將硬技能定義為與特定的學習任務、領域、專業相關的技能，如計算機操作，具有外顯和量化等特征，那軟技能則是一種內隱的、常見的，能夠遷移到所有職業與場合的能力，如人的發散性思維、辯證性思維、交往能力、表達能力、管理能力、意志力、受挫力、共情力、關切等。［1］邁入智能化時代，硬技能將逐日被智能機器及技術所取代，而軟技能將在教學領域中或工作生活中大放光彩。在20世紀末，智能導學系統(In-telligenceTeachingSystem，ITS)就進入了教育教學研究領域的研究范圍。智能導學系統是借助人工智能技術，讓計算機扮演虛擬導師向學習者傳授知識、提供學習指導的適應性學習支持系統。［2］隨著人工智能技術的不斷進步與發展，智能導學系統在教育領域中為學習者提供硬技能的智能輔導得到了極大提升。例如，借助信息技術智能系統，將人工智能技術嵌入學校機房電腦中，并通過互聯網和大數據等技術實時追蹤、搜集并處理數據。學生在機房學習的過程中，信息技術智能系統會自動判斷學習者操作是否正誤、基礎知識的掌握等情況。通過大數據搜集與人工智能分析提出輔導建議，對于學習者的高頻錯誤關鍵點給予提醒。信息技術智能系統可以使得教師擺脫重復的機械式勞動，更好地實現教學目標的轉向(從關注學生基礎技能操作轉向關注學生的信息素養與能力的提升)，從而進一步地提升教學藝術。

(二)變革教學模式，優化課堂教學結構

當前，在人工智能技術支持下的移動學習將成為現實，教師知識權威角色受到挑戰，以往傳統的教師主導型教學模式也將退出歷史舞臺，以學生中心教師主導、人工智能輔助的教學模式將成為時代主流。在智能信息技術課堂上，教師可以隨時上傳學習視頻、參考習題、案例實操文本等課內外資源。信息技術學科中的基礎性實操知識由人工智能產品進行無固定場所、無固定時間、無固定地點的在線自主學習。教師則有更多的精力設計“靈性課程”，關注學生的創造性思維、批判性思維、溝通能力等軟技能，深層次地與學生互動交流。此外，教育智能化時代，基于大數據、互聯網、云計算等技術可以將知識呈現形式與場景融合，可以構建知識呈現的“增強現實場景”。比如，通過非侵入性腦機接口“模擬真實人類教師實現精準化、智能化地一對一教學”和“交互式情感感知調節”等，［3］使教學環境智能化，與學生產生更深層次的聯結。也可以創新教學對象與教學者之間的多種形態的連接，比如異步或同步的教學方式;還可以創設多種情景的教學環境，比如現場實踐、模擬實踐、虛擬實踐，現實場景等的相互交錯切換;突破信息技術課堂教學中時空限制，使多環節、多情景、多方式、多模式教學模式自由切換成為可能。

(三)變革學習方式，強化學生自主學習能力

人工智能時代的來臨也意味著學生學習私人定制化時代的到來。也就是說信息技術智能化的課程是根據學生的個體能力與水平制定個性化的學習內容、選擇其適宜的學習方式、并給予精準及時反饋來激發學生的學習動機，從而達到強化學生自主學習能力的目的。智能化的教學有利于提高學生自主學習能力原因有二:其一，就學生本身而言，在智能化的教學情境之中，學生將感到相對封閉而不受他人評判在學習的過程中不具負擔，并且在同人工智能機器溝通交流時，沒有傳統上面對教師溝通時的壓力，更不會產生懼怕感和愧疚感。［4］課程智能化有助于減輕學生在學習過程中的學習負擔。其二，就教學環境而言，智能化的教學環境的仿真性是傳統課堂教學無可比擬的。今后的課堂教學情景可以借助虛擬現實教具來呈現“真實”的學習場景，由于“虛擬技術經過對現實世界的修補和強化，能仿真地、動態地、綜合地、多維地虛擬現實，最終呈現出逼真度極高的立體世界”。由于虛擬技術設備在課堂上的使用可以使學生產生強烈的代入感，有利于學生對于直接知識的獲取。

三、信息技術課程智能化存在問題的分析

(一)存在數字化勝任力滯后、“數字鴻溝”“智能鴻溝”等多重風險

通過對上海學生參加的PISA2012的結果進行研究調查中，發現雖然學生數字化閱讀成績和基于計算機的數學成績評估總體優異，但數字化素養對該成果的貢獻力度不足，數字化學習技能中的問題導向的瀏覽指標顯著落后。［5］與發達國家相比較來說，我國中小學信息技術課程教育內容仍止步于“信息掃盲”階段。近期開展的一次在全國初中、小學信息技術課程教學情況的調查，考察出存在學科核心素養不突出、課時安排不合理、教材內容嚴重滯后、教師教學水平參差不齊等問題。［6］同時，現如今“數字鴻溝”“智能鴻溝”等多重風險也不容樂觀。“數字鴻溝”已經從互聯網接入鴻溝演變為技能鴻溝和使用鴻溝，即數字優勢群體與缺乏數字化生存技能的弱勢群體之間的鴻溝。在信息技術課堂上，發達地區會重視學生個體以及他們身邊的媒介實踐、媒介格局和數字環境的變遷，對新媒介、新思想、數字素養培育極為敏銳，從而形成“智能鴻溝”。多重“鴻溝”的出現將會加劇區域間的差異。

(二)教師角色定位轉變不及時

當前人工智能教育應用對傳統信息技術課堂中教師的角色定位提出了挑戰，具體有以下幾方面:第一，傳統教學中信息技術教學媒介以投影儀、計算機為主，而進入人工智能時代，教學中教師則需要參悟人工智能技術，將人工智能教學助手與信息技術課程教學完美融合。教師由知識的傳授者轉變為技術的學習者。第二，傳統教學中教師的機械性教學任務繁多，信息技術教師教學設計水平參差不齊，大多依舊停留在“信息掃盲”教師階段。教師在教學設計過程中仍然將教學中心環節側重于學生硬技能的掌握情況忽視提升學生的軟技能。第三，從教學技巧方面來說傳統教學中教師是以知識傳授為中心，智能化時代的教學形態應轉變為在大數據支持下進行個性化精準教學。傳統課堂教學中教師并不能為學生進行“私人化定制”的課程。此外，教師教學思維轉變不及時、學校內未能給教師提供相應的智能化教學培訓等原因都可影響到信息技術課程智能化進程。

(三)智能師資隊伍建設不完善

第一，智能師資聘用渠道有限，信息技術智能師資水平參差不齊。培養信息技術智能師資機構不足，大多師范院校中的信息技術師范生課程設置較為單一，課程以計算機知識為主，欠缺人工智能課程元素。但人工智能專業學生又由于國家政策與企業的大量需求而供不應求，導致院校內難以招聘到合適的雙師型AI人才。第二，智能師資培養體系過于單一。需求分析手段過于傳統，方案設置針對性不強，培養模式單一，對象性思維嚴重，偏離教學技能，教師多樣化、個性化發展難以滿足。［7］我國目前的信息技術智能師資距離理想目標還有一定的差距。第三，智能師資管理機制缺乏活力。目前我國信息技術學科組織拘泥于自身“責任田”中，學科在智能化發展的過程中面臨各種問題。國內教授信息技術課程的教師在學校內沒有建設一支自我組織、自我管理、自我監測的教研小組，對外不能夠及時做到“校校通”(學校與學校、區域與區域內的信息技術教師對智能化教學資源進行共享)。

四、建設智能化信息技術課程必須處理好的幾個問題

(一)把握好人工智能技術在信息技術課中扮演角色問題

由于人工智能教育產業的飛速發展使得目前教育進入了“唯技術論”時期，教育對技術的依賴也愈來愈深;在教育產品方面研發依舊偏向技術，產品同質化現象嚴重，能夠生產出優質的教育內容少之又少。而處在教學活動中的教師與學生雙方應是充滿“人情味”十足的交互。但不幸的是，基于當前在教育領域中所存在的研究來看，人工智能依舊處于弱人工智能發展階段，仍側重于監測學生的認知能力對學生的情感、價值觀以及人格的全面發展形成較大壁壘，不能夠幫助學生提升信息素養。我們原本意義上的“人工智能+教育”是寄希望于人工智能技術幫助我們提供更為精準的個性化教學方案以此來輔助教師更好地開展教學工作，但現在看來似乎離這個目標尚有很大發展空間。在信息技術智能化的課堂中教師要明確把握技術、教師與學生的地位，時刻在心中詢問自己以誰為中心?以誰為主導?以誰為輔助手段?使技術為教育教學所用，而非將教育教學依附于技術手段之下。因此，弱人工智能時代則對信息技術教師提出了新的要求:要利用技術手段做好改革教育實踐的先鋒者。在信息技術智能化的課堂中，教師要充分使用新技術從封閉的教學方式走向開放的教學形態。

(二)把握好建設信息技術課程智能化的完整課程體系問題

在信息技術課程教學智能化的課程體系建設中，課程設計、課程實施與課程評價各方具有不同的功能與作用，加強其相互協作、創新、賦能，對建設智能化信息技術課程具有重要意義。首先，注意在課程設計側重智能化發展。第一，關于課程設計。課程目標應以《新課標》的課程目標為準，在課程目標的設計上注重培養學生的信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任共同構成的核心素養。第二，關于課程內容。在課程內容上應按照知識的難易程度螺旋式上升安排教學，同時應注重使課程內容多樣化。第三，關于教材當前我國信息技術教材內容普遍側重于技術的體驗、簡單的技術原理、圖表函數和編程。教材更新迭代速度較慢，不能夠較好地與時代發展適配。應鼓勵和引導各校開發校本課程，充分適應智能化時代的信息技術課程內容。促使信息技術課程在新時代中迸發活力生機。其次，課程實施過程將智能化貫穿其中。第一，學校要提供技術支撐，營造智能化的學習氛圍。學校擁有相對完善的軟硬件設施(例如人工智能教學平臺以及相應的教學設備)是構建人工智能信息化院校的必要支撐。第二，在教學過程中避免存在人工智能道德倫理問題。由于當前在AI領域內的發展缺少相關法律制度規范對其進行規范和引導，在教育領域內海量的教學數據可能會被進行盜竊使用，侵犯了教學工作者與學習者的隱私，教師在信息技術課程教學過程中應做好數據保護工作，將數據泄露和濫用的可能性降至最低。最后，利用人工智能技術改善課程評價體系。傳統的課程評價重結果輕過程、重“技”輕“能”。但邁入人工智能時代，這一局面將被扭轉。在信息技術教學過程中，我們可以借助人工智能這一技術對學生進行嵌入式評價，使學生在學習的過程中及時得到反饋，糾正錯誤，轉變學習策略。使人工智能技術能夠準確地評估教學情境。

(三)把握好教師在建設信息技術課程智能化中扮演角色的問題

智能時代中的師生二元主體關系即將被打破，重新形成教師———學生———機器的三元主體關系。［8］教育是一個有機整體，就意味著在信息技術課程教育教學過程中教師教授學生知識的同時也應關注學生的生命成長。在人工智能技術的輔助下，教師機械式、重復式的教學工作壓力得到了極大減輕，使教師為學生提供知識服務具有了可能性。首先，教師要了解到每一位學生學習需求，尊重學生的個性，充分發掘所有人的潛能。在傳統教學中，這一要求是無法實現的，但當“人師”與“機師”協力合作時，教學“私人化定制”則變為了可能。進入人工智能時代，“機師”可以通過分析學生的學習數據包括學習者的認知水平、情感態度、學習習慣、學習軌跡等數據形成學生的認知圖譜自動生成可供“人師”參考的智能學習策略。“人師”則側重于情感態度、價值觀方面的教學目標，將“人情味”注入智能化的信息技術課程中。

作者:岳靚麗 單位:陜西科技大學教育學院

人工智能下的計算機信息技術篇3

0引言

近年來，人工智能的發展給計算機信息技術帶來了極大的技術支持，計算機信息技術的應用與發展，有效實現了信息的大量、高效交換，不僅能夠拉近人們之間的溝通距離，同時也為社會各行業的生產與發展創造了有利條件。在信息技術及人工智能的引領下，計算機信息處理技術也在不斷革新，而采集數據、儲存數據以及傳播數據的穩定性等相關問題隨之突顯。因此，通過對以上基礎問題的分析和研究，有利于推動計算機信息技術的發展和進步。

1計算機信息技術的主要種類

1.1人工智能

人工智能簡稱為AI技術，屬于計算機科學的一項分支，由語音識別、BP神經網絡、專家智庫等多項外圍技術組成，具備強大的信息處理和自學習能力，模擬人類思維方式自主解決較為復雜的邏輯問題，替代人工完成大量基礎性任務和一部分復雜任務。人工智能技術自問世伊始，便在智能搜索、數據挖掘處理、車輛駕駛、工程繪圖、工業生產等諸多領域中得到應用推廣［1］。例如，在工業生產領域，人工智能被視為實現工業4.0目標和工業智造目標的關鍵，可以持續感知現場環境來調整生產方案，向生產設備下達正確的控制指令，以及在出現故障時開展故障自診斷操作，確定故障類型、成因與造成損失，采取切斷故障與非故障部分連接等處理措施。

1.2大數據

在信息時代背景下，隨著計算機信息技術應用領域的持續拓展，在社會發展期間持續產生海量數據信息，數據產生總量呈現逐年穩步增加態勢。根據我國通信院大數據白皮書預測，預計到2035年，全球數據的產生量將高達2412ZB。與此同時，大數據技術有著極為優越的數據采集、運算處理能力，大數據平臺基于程序運行準則，持續采集與設定目標有關的內部數據、外部數據，從龐大數據流中提取高價值信息和篩除重復、失真信息，進行關聯性分析、分類整理、運算處理等一系列操作，幫助用戶掌握遠超自身能力極限的龐大數據，進而取得提高決策科學性、短時間處理海量數據、數據價值深度挖掘等多重作用［2］。例如，梅西百貨公司應用大數據技術開展市場調研工作，根據數據處理結果來設定、實時調節商品售價。

1.3物聯網

物聯網技術由射頻識別、信息傳感、GPS定位、激光掃描等多項外圍技術組成，在物聯網平臺中接入大量終端設備，由用戶遠程向終端設備下達控制指令，終端設備持續向平臺反饋信息數據，具備強大的邏輯分析、環境感知能力，從而構建起一個物與物、人與物泛在連接的網絡體系。例如，沃爾瑪公司作為一家大型連鎖百貨企業，近年來引進RFID射頻識別技術，搭建涵蓋全球范圍內下屬聯鎖百貨商店的物聯網平臺，在所售賣商品上設置應答器，可在閱讀器掃描應答器時，獲取商品售價、編碼、進貨日期等信息。基于此項技術，沃爾瑪公司推出自助結賬服務，由消費者使用自助結賬機，在感應區逐項掃描各項商品的條碼，由結賬機統計商品金額，在系統界面上輸入支付卡信息或插入現金，即可完成商品結賬操作，沃爾瑪公司因此每年可節省超過80億美元的勞動力成本。

1.4云技術

云技術是一項對軟硬件設施與網絡資源實施統一管理，并具備數據計算、存儲、共享等多項功能的技術手段。現階段，常用的云技術分為云計算、云存儲兩種。其中，云計算技術采取分布式算法，將用戶提交的復雜計算任務拆分為若干子程序，將子程序分配至多部服務器處理，再將服務器處理結果進行合并整理，將結果反饋給用戶。如此，用戶可以擺脫硬件設備性能對數據處理速度、系統運行效率造成的限制，在短時間內完成龐大數據量與復雜任務的運算處理任務。而云存儲技術本質上屬于在線存儲模式，取代了一部分物理數據庫的職能，用戶可將系統運行期間產生、收集的海量數據提交至云服務商托管的虛擬服務器進行存儲，用戶訪問云平臺執行數據查閱、下載、傳輸、在線編輯等操作，以緩解本地數據庫存儲矛盾。

2計算機信息技術的未來發展方向

2.1保障系統安全

在計算機網絡運行期間，存在諸多安全隱患，軟硬件設施資源受到人為有害因素的威脅，偶爾出現計算機病毒入侵、用戶隱私信息泄露、企業商業信息失竊、系統癱瘓運行、信息文件損毀等問題，造成嚴重的經濟損失［3］。例如，在2013年，因合作公司網站升級操作失誤，導致中國人壽合作網站上泄露80萬分意外險保單信息，包括投保人的購買險種、身份證號、聯系方式等，由此引發了一系列問題。與此同時，在早期計算機信息技術體系中，有關網絡安全方面的技術種類較少，以防火墻技術為主，實際防護效果并不理想，信息泄密等網絡安全問題時有出現。因此需要以保障計算機系統安全作為計算機信息技術的主要發展方向，相關機構單位需要大力研發與網絡安全防護相關的信息技術。近年來，陸續推出多項數據信息加密、黑客入侵檢測、病毒防范、用戶身份識別等新型技術，取得顯著應用成果。例如，在數據加密方面，推出一項混合型數據傳輸加密技術，綜合采取XXTEA，ECC等多項加密算法，在客戶端與服務端建立數據通道，由ECC算法生成一對密鑰，公鑰向外公示，由客戶端向服務端提交通道建立申請，使用密鑰將明文轉換為密文，將密文發送至服務端，再使用私鑰將密文轉換為明文，并對客戶端加以認證，待認證通過后隨機生成XXTEA密鑰，由密鑰與申請信息共同組成應答信息，使用ECC算法加密，由客戶端解密密文，核實申請信息與反饋信息中的附件碼及XXTEA密鑰是否相同。而在用戶身份認證方面，推出生物認證技術，由計算機或其他終端設備搭載的攝像頭，采集用戶生物信息，如面部特征信息、指紋、視網膜、虹膜等，將所采集到的生物特征信息提交至數據庫進行對比，從而確定用戶身份，向用戶提供與等級匹配的操作權限，禁止未知身份用戶訪問計算機系統，以此來替代傳統的IC卡認證和賬戶密碼認證技術。

2.2微型化

在計算機信息技術發展期間，隨著大規模集成電路技術的完善，終端設備的體積持續縮小，陸續推出筆記本計算機、便攜式計算機等新型產品，便于用戶攜帶，計算機設備的生產成本、資源耗用量、運行能耗也有所降低。然而，計算機設備體積仍存在進一步縮小的空間，且現有微型計算機產品的使用性能相對較低，用戶難以在微型計算機上處理過于復雜的任務［4］。針對這一問題，需要持續推動計算機信息技術的微型化發展，以完善納米技術、虛擬桌面技術作為突破點。其中，納米技術是使用單個原子或分子來制造物質的一項技術手段，突破集成限制，可以制造體積更小的芯片，同步強化計算機產品性能與縮小產品體積。現階段，手機芯片已發展至5納米等級，硅晶芯片發展至2納米等級。而虛擬桌面技術是在虛擬主機上同時運行海量程序與多個操作系統，由遠端服務器通過鏡像方式完成信息存儲任務，用戶在終端設備上直接訪問虛擬機與桌面操作系統，在滿足用戶使用需求的前提下，放寬了對計算及終端設備的性能要求，通過降低產品性能的方式來縮小產品體積。

2.3人機交互

近年來，為改善用戶使用體驗，多家研究機構與企業紛紛對人機交互課題開展研究，使用特定對話語言強化用戶、計算機系統間的聯系，更為高效地完成信息交換任務，為用戶提供適合自身習慣的操作方式及使用風格。為實現這一目的，需要應用指紋識別、壓力觸感、眼動跟蹤等新型技術手段。例如，當前部分手機廠商推出語音助手，增設語音喚醒功能，用戶在執行復雜操作、無法手動操縱設備時，通過特定口語指令來召喚手機助手，向助手提出問題或下達指令，自動開啟指定軟件程序或是解答問題。同時，蘋果公司陸續推出多款可穿戴設備，包括AirPods系列耳機、Watch系列手表、iPod系統產品等，保持各類可穿戴產品與手機、掌上電腦、筆記本電腦等移動終端設備的連接，用戶可以下達交互式操作指令，通過終端設備聯動控制其他可穿戴設備。

3計算機信息技術的主要應用領域

3.1辦公自動化

在辦公自動化領域，依托計算機信息技術，搭建信息化操作系統，工作人員在信息系統上辦理各項業務，包括圖表生成、數據統計、文件審批、流程批復、文檔管理、信息收集等，還可以召開視頻會議和音頻會議，更為準確、直觀的下達工作任務和反饋成果，極大地簡化了辦公流程，工作效率得到明顯提升。例如，在業務審批方面，無需攜帶相關紙質資料頻繁往來各科室或政府職能部門辦理手續。在檔案管理方面，以數字檔案取代傳統的紙質檔案，將所采集到的數據信息、提交報告根據屬性狀態及種類存儲至對應的數據庫中，在檔案管理系統中開發檢索、自動備份、文檔自動歸類等使用功能，以此來提高管理水平和服務質量，用戶可以快速查閱相關資料信息。

3.2智能交通

在智能交通領域，綜合運用人工智能、自動控制、信息傳感、GPS定位等多項技術手段，構建智能交通系統，由系統自動采集并處理與道路交通有關的各類信息，包括車流量、人流量、車輛行駛速度等，對比實時采集數據和預設控制值，在二者偏差超標時，發送報警信號，或是將問題反饋至交通管理部門［5］。同時，用戶還可以訪問智能交通系統，在系統上辦理各項業務以及查詢相關信息。例如，在交通違章管理方面，由智能交通系統對道路上駛經車輛的行駛速度進行測速，在測量值超過該路段限定速度時，控制攝像頭拍攝對應車輛的車牌信息，將信息提交至交管部門處理。而在攝像頭、傳感器等終端設施感知到周邊道路出現車輛追尾等交通事故時，自動發送報警信號，向周邊路段車輛發布路況信息。在停車管理方面，由智能交通系統持續收集輻射范圍內車輛的三維空間坐標，統計停車位使用狀態與空閑數量。駕駛員在停車時，直接訪問智能交通系統查詢周邊空閑停車位即可，由系統向其分配停車位與規劃行駛路線，提供停車位預約、在線繳費等服務，以此來改善駕駛員出行體驗，避免在找尋停車位期間造成交通擁堵問題，也可以減少違規停車的問題。

3.3環境保護

在環境保護領域，計算機信息技術可以替代人工完成大量的操作任務，減少實際工作量，實現信息遠程通信。例如，在環境檢測工程中，我國陸續建設多個環境自動監測站，配置傳感器等終端監測裝置，由信息系統控制終端設備持續采集與環境有關的現場監測數據，如水質組分、水流量、空氣成分、CO2濃度等，持續將監測數據發送至上級監測平臺，在監測到環境狀況明顯變化、污染程度惡化時發送報警信號，幫助監測人員遠程掌握生態環境情況，實現“少人值守”甚至“無人值守”的目標。

3.4教育領域

在教育領域，計算機信息技術是實現智慧教育的關鍵，使教育教學活動具備數字化、智能化、網絡化特征，教學質量及效率得到明顯改善。例如，在教育資源共享方面，由各地教育部牽頭組織建立多個層級的教育云平臺，各地學校與教師團隊將工作成果、總結經驗、自制多媒體教學課件上傳至云平臺共享，相互探討教學方針，教師從平臺上觀摩其他地區教學課堂來積累經驗，也可以從平臺下載優質教學課件。而在教學課堂建設方面，依托智慧教育系統和多媒體設備，教師提前制作微課視頻，以可視化形式呈現教學內容，激發學生學習興趣，調動學習主觀能動性，學生也可以利用閑暇時間訪問教育系統進行學習。

3.5智能建筑

在智能建筑領域，對自動控制、人工智能等計算機信息技術的應用，可以為業主提供更為人性化、優質化的服務，有利于營造健康、舒適、便捷的空間環境，這也是滿足個性化居住需求的關鍵。例如，在建筑節能方面，依托計算機信息技術搭建樓宇自控系統，在建筑內部安裝若干種類的傳感器，持續采集室內環境溫度、空氣質量、環境照度等參數，形成模擬量閉環控制體系，對比實時監測值與額定值，在二者偏差超限時下達相應控制指令，如在室內環境照度不足時開啟更多的照明燈具、調節照明系統運行負荷，在室內空氣質量不佳時開啟風機、持續排出室內渾濁空氣并送入室外新鮮空氣，根據室內環境的變化來調整照明、暖通、空調通風等建筑系統的運行狀態，以此起到節能作用。在智能家居方面，應用綜合布線、智能云端控制等技術手段，在室內空間擺放大量具備一定自動化、智能化程度的家居設備，用戶在終端設備上訪問智能家居系統，可以遠程掌握室內環境情況，控制家居設備，如提前開啟熱水器、遠程關閉煤氣閥、調節燈光與切換照明模式。

4結語

綜上所述，在計算機信息技術體系日趨完善的同時，也對技術水準、應用效果提出了更高的要求。企業單位與研究機構都需要對計算機信息技術予以重視，明確技術種類及應用價值，在智能建筑、辦公自動化、環境保護等領域中落地應用相關技術，持續推動計算機信息技術的安全化、微型化、人機交互化發展。

作者:劉尚儒單位:蘭州資源環境職業技術大學