人工智能在计算机网络技术中的应用研究
摘要
关键词
正文
一、人工智能的基本概述
人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。 它是研究使用计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为(如学习、推理、思考、规划等)的学科,主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机,它旨在使机器具备类似于人类的思维方式和智能行为,从而能够执行复杂的任务和解决问题,使计算机能实现更高层次的应用。
人工智能的本质是对人的思维的信息过程的模拟。人的思维模拟方式可以从两个方面进行探索,一是结构模拟,仿照人脑的结构,制造出“类人脑”的机器;二是功能模拟,暂时撇开人脑的内部结构,而从它的功能过程进行模拟。
人工智能涉及计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科,几乎涉及到了自然科学和社会科学的所有学科,其范围已远远超出了计算机科学的范畴。人工智能与思维科学的关系是实践和理论的关系,人工智能是处于思维科学的技术应用层次,是它的一个应用分支。从思维观点看,人工智能不仅限于逻辑思维,要考虑形象思维、灵感思维才能促进人工智能的突破性的发展。数学常被认为是多种学科的基础科学,数学也进入语言、思维领域,人工智能学科也必须借用数学工具,数学不仅在标准逻辑、模糊数学等范围发挥作用,数学进入人工智能学科,它们将互相促进而更快地发展。
二、人工智能的架构体系
人工智能是十分广泛的科学,包括机器学习、计算机视觉、语言识别、自然语言处理、机器人学,专家系统等。它是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量, 是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。
机器学习:通过构建算法和模型,使机器能够从数据中学习并改进自身的性能,而无需明确编程。
计算机视觉:使机器能够从图像和视频中提取信息和理解场景,实现目标识别、图像分类等功能。
自然语言处理:使机器能够理解和生成人类语言,实现语音识别、机器翻译、情感分析等应用。
机器人学:将人工智能技术应用于机器人系统,使机器人具备感知、决策和执行能力,能够自主完成各种任务。
专家系统:利用人工智能技术模拟人类专家的知识和推理能力,为特定领域的问题提供解决方案。
三、人工智能的发展历程
人工智能的发展历程划分为以下六个阶段:
(一)起步发展期:人工智能概念的提出是在1956年到20世纪60年代初。概念提出后,相继取得了一批令人瞩目的研究成果,如机器定理证明、跳棋程序等,掀起人工智能发展的第一个高潮。
(二)反思发展期:20世纪60年代—70年代初。人工智能发展初期的突破性进展大大提升了人们对人工智能的期望,人们开始尝试更具挑战性的任务,并提出了一些不切实际的研发目标。然而接二连三的失败和预期目标的落空,使人工智能的发展走入低谷。
(三)应用发展期:20世纪70年代初到80年代中。20世纪70年代出现的专家系统模拟人类专家的知识和经验解决特定领域的问题,实现了人工智能从理论研究走向实际应用、从一般推理策略探讨转向运用专门知识的重大突破。
(四)低迷发展期:20世纪80年代中—90年代中。随着人工智能的应用规模不断扩大,专家系统存在的应用领域狭窄、缺乏常识性知识、知识获取困难、推理方法单一、缺乏分布式功能、难以与现有数据库兼容等问题逐渐暴露出来。
(五)稳步发展期:20世纪90年代中—2010年。由于网络技术特别是互联网技术的发展,加速了人工智能的高速创新研究,促使人工智能技术进一步走向实用化。1997年国际商业机器公司(简称IBM)深蓝超级计算机战胜了国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫,2008年IBM提出“智慧地球”的概念。
(六)蓬勃发展期:2011年至今。随着大数据、云计算、互联网、物联网等信息技术的发展,泛在感知数据和图形处理器等计算平台推动以深度神经网络为代表的人工智能技术飞速发展,大幅跨越了科学与应用之间的“技术鸿沟”。
四、人工智能在计算机网络技术中的应用
人工智能在计算机网络技术中的应用具有广阔的前景,它能够提高网络的智能化水平,增强网络的安全性和可靠性,提升网络数据处理和分析的能力。通过将人工智能技术与计算机网络技术相结合,可以实现智能防火墙、智能入侵检测系统、智能网络管理等功能,从而推动计算机网络技术向更高水平发展。
(1)人工智能在信息保护方面的应用。
计算机网络时代,各种信息的保护至关重要。对于博物馆、档案室等重要机构的重要信息,人工智能技术可以提供智能化的解决方案,通过智能防火墙和智能入侵检测系统,有效达到保护各种信息的安全要求。智能防火墙根据对网络流量和数据特征进行实时监测,自动识别和阻止潜在的安全威胁。它可以学习和适应不断变化的网络环境,提高对新型攻击的检测能力。而智能入侵检测系统则可以利用机器学习算法,对网络行为进行分析和预测,及时发现异常活动并发出警报。通过这些人工智能技术的应用,可以更好地保护各种重要信息,防止未经授权的访问和数据泄露,确保信息的安全性和完整性。
智能检测也存在一些问题和不足。人工智能算法的精度和效率需要不断提高。人工智能技术依赖于大量的训练数据,而在某些场景下,这些数据可能并不容易获得。人工智能技术的应用也需要考虑其带来的隐私和安全问题。
(2)人工智能在局域网中的应用。
人工智能技术可以用于提升网络安全和系统管理的效率。例如,通过建立智能监控系统,可以对各单位各部门的局域网进行全面的监控和分析,及时发现潜在的安全隐患。智能监控系统是利用图像识别和模式匹配技术,对网络流量进行分析,识别出异常的网络行为。同时,它还可以结合日志分析和机器学习算法,对网络安全事件进行预测和预警,帮助各单位各部门提前采取措施,避免安全事故的发生。人工智能技术还可以优化各单位各部门局域网的资源分配和管理,通过智能调度算法,根据网络负载和业务需求,自动调整网络资源的分配,提高网络的性能和稳定性。
(3)人工智能在预警防护方面的应用。
通过建立智能安全预警系统,可以对网络安全威胁进行实时监测和分析,及时发现潜在的安全风险。智能安全预警系统可以利用大数据分析和机器学习算法,对网络流量、日志数据等进行分析,发现异常的网络行为和潜在的安全漏洞。同时,它还可以结合威胁情报数据,对新型的安全威胁进行预测和预警,帮助各单位提前采取防护措施。人工智能技术还可以用于建立智能防护系统,对网络攻击进行自动响应和防护。通过智能防护系统,可以实现对网络攻击的实时检测、阻断和溯源,提高网络的安全性和防护能力。
(4)人工智能在网络数据挖掘方面的应用也取得了显著的成果。通过网络数据挖掘,我们可以从海量的网络数据中提取出有用的信息,以帮助我们更好地了解网络行为、发现潜在的安全风险等。例如,通过自然语言处理和文本挖掘技术,我们可以分析网络上的论坛、博客等文本信息,了解网络舆论趋势和用户行为习惯等信息。
与传统数据挖掘技术相比,人工智能技术的应用能够更有效地处理大规模、高维度的网络数据,同时也能更好地处理非结构化和半结构化的网络数据。如何保障数据隐私和避免信息泄露等问题,仍然是人工智能在网络数据挖掘应用中需要解决的问题。
(5)人工智能在网络管理中的应用。
网络管理是计算机网络技术中一项复杂且繁琐的工作,由于网络具有变化幅度大和实时动态高等特性,给网络管理工作带来了一定的难度。通过将人工智能技术应用于计算机网络中,可以实现对网络的全面管理。人工智能技术能够处理复杂的问题,对不清晰的数据进行掌握,从而提供网络管理的安全性,实现数据的精准处理。对于网络中的异常行为进行识别、分析和处理,有效防范网络攻击和病毒传播等行为,保护网络安全。
(6)人工智能在网络安全中的应用。
网络安全是计算机网络技术中至关重要的一环。人工智能技术可以用于检测和预防网络攻击,如黑客入侵、病毒传播等。通过机器学习算法,人工智能系统可以分析网络流量和用户行为,及时发现异常并采取相应的安全措施,提高网络的安全性。人工智能在网络安全保密领域也有着广泛的应用。通过智能算法和分析技术,可以有效地分析和验证网络安全协议的性能和安全性。例如,人工智能可以自动检测和分析网络通信中的加密算法和协议,以发现潜在的安全漏洞和风险。人工智能还可以帮助设计和实现更高效的密码系统和安全协议,以提高网络的整体安全性。
人工智能在网络安全保密方面的应用仍面临着一些挑战。如何确保人工智能算法的透明度和可解释性是一个重要的问题。随着网络安全技术的不断发展,新的攻击方式和漏洞也会不断出现,因此需要不断更新和改进人工智能算法以应对新的挑战。
(7)人工智能在数据收集与分析中的应用。
数据收集与分析是计算机网络技术中的重要任务。人工智能技术可以用于自动化的数据收集和处理,提高数据分析的效率和准确性。通过自然语言处理和图像识别等技术,人工智能系统可以理解和分析大量的非结构化数据,提取有价值的信息,为决策提供支持。
(8)人工智能在硬件优化中的应用。
硬件优化是计算机网络技术中的关键问题。人工智能技术可以用于预测和优化网络硬件的性能,如服务器、路由器等。通过分析网络流量和硬件运行状态,人工智能系统可以预测硬件故障,并提供优化建议,提高网络的稳定性和性能。
(9)人工智能在网络服务完善中的应用。
网络服务是计算机网络技术的核心价值所在。人工智能技术可以用于个性化的网络服务推荐和优化,提高用户体验。通过分析用户行为和偏好,人工智能系统可以为用户提供定制化的服务,如个性化推荐、智能搜索等,满足用户的多样化需求。
五、人工智能未来的发展和趋势
近几年以来,人工智能迅速融入到经济、社会、生活等各行各业,在全世界燃起了燎原之势。2019年人工智能(AI)申请榜上,50强里中国企业从过去的8家增长到19家。中国近年来在AI领域的发展成果也成为全世界关注的焦点。未来的人工智能将更多的进入到生活的方方面面。
(1)来自科大讯飞的AI女主播。
传媒领域2019年中国两会圆满落幕之后,一位声音动听的AI女主播参与到两会的播报中,迅速走红网络。这位AI女主播不仅具有高的颜值,而且精通汉语、英语、日语、韩语等多种语言。科大讯飞股份有限公司作为中国首批新一代人工智能开放创新平台之一,此次通过语音合成技术所研发的“AI女主播”具有形象逼真、口音自然、口型精准等优点。未来人工智能在传媒领域将发挥更大的作用。
(2)来自百度阿波龙无人车。
交通领域百度作为中国最早布局人工智能的公司之一,一直以来都十分关注人工智能技术。百度创始人李彦宏在出席2018年世界人工智能大会上海开幕式时,以“人脸识别”和“自动驾驶”技术为例,讲述了人工智能将让社会更加美好。如今在百度园区内“阿波龙”无人车、无人扫地车、无人售货车正处于工作状态中。 (3)人工智能技术走红医疗领域。
随着人工智能的技术越来越成熟,人工智能越来越多的被应用到医疗领域。能够“读图”识别影像,还能“认字”读懂病历,甚至出具诊断报告,给出治疗建议。这些曾经在想象中的画面,逐渐变成现实。对解决医疗资源供需失衡及地域分配不均等问题意义重大。相关机构预测,中国医疗人工智能的市场需求已达数百亿元。
(4)人工智能在教育领域的创新。
近年来,我国在人工智能教育领域一直保持着积极探索的步伐。2019年人工智能基础基础教育学术论坛计《K12人工智能教育》系列丛书发布会在成都市武侯区举行。该系列丛书是四川省首套中小学人工智能教育用书,分为小学、初中、高中三个版本。其中初中版以培养编程思维、机器人智能化教育为主,高中版以进一步培养和提升人工智能设计思维为主。
此外,人工智能在金融和物流等多个领域中也将发挥更大的作用。诸如支付、结算、保险、个人财富管理、仓库选址、智能调度等众多方面已经开始与人工智能融合。人工智能的未来发展方向将更为广阔。
结束语:
人工智能技术已经成为当今社会发展的重要驱动力。虽然人工智能技术的应用研究已经取得了很多成果,表现出了强大的能力,但还处于不断探索和发展的阶段,仍存在诸多挑战和问题需要进一步研究和解决,而且人工智能带来的治理挑战也不容忽视。 所以营造良好创新生态,建立健全保障人工智能健康发展的法律法规、制度体系、伦理道德,着眼未来,在重视防范风险的同时,也应同步建立容错、纠错机制,努力实现规范与发展的动态平衡未来。
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