劉尚儒

(蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術大學，甘肅 蘭州 730021)

0 引言

近年來，人工智能的發(fā)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(fā)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(yè)的生產與發(fā)展創(chuàng)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(wěn)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(fā)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(yè)生產等諸多領域中得到應用推廣[1]。例如，在工業(yè)生產領域，人工智能被視為實現工業(yè)4.0目標和工業(yè)智造目標的關鍵，可以持續(xù)感知現場環(huán)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(xù)拓展，在社會發(fā)展期間持續(xù)產生海量數據信息，數據產生總量呈現逐年穩(wěn)步增加態(tài)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2 412 ZB。與此同時，大數據技術有著極為優(yōu)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(xù)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(jié)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(xù)向平臺反饋信息數據，具備強大的邏輯分析、環(huán)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(yè)，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?；诖隧椉夹g，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(qū)逐項掃描各項商品的條碼，由結賬機統(tǒng)計商品金額，在系統(tǒng)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(jié)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(tǒng)一管理，并具備數據計算、存儲、共享等多項功能的技術手段?，F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(tǒng)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(tǒng)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(zhí)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(fā)展方向

2.1 保障系統(tǒng)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(yè)商業(yè)信息失竊、系統(tǒng)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(fā)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(tǒng)安全作為計算機信息技術的主要發(fā)展方向，相關機構單位需要大力研發(fā)與網絡安全防護相關的信息技術。近年來，陸續(xù)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(fā)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(tǒng)，以此來替代傳統(tǒng)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(fā)展期間，隨著大規(guī)模集成電路技術的完善，終端設備的體積持續(xù)縮小，陸續(xù)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(xù)推動計算機信息技術的微型化發(fā)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?，F階段，手機芯片已發(fā)展至5納米等級，硅晶芯片發(fā)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(tǒng)，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(tǒng)，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(yè)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(tǒng)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(zhí)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(xù)推出多款可穿戴設備，包括AirPods系列耳機、Watch系列手表、iPod 系統(tǒng)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(tǒng)，工作人員在信息系統(tǒng)上辦理各項業(yè)務，包括圖表生成、數據統(tǒng)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(yè)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(xù)。在檔案管理方面，以數字檔案取代傳統(tǒng)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(tài)及種類存儲至對應的數據庫中，在檔案管理系統(tǒng)中開發(fā)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(tǒng)，由系統(tǒng)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(fā)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(tǒng)，在系統(tǒng)上辦理各項業(yè)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(tǒng)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(fā)送報警信號，向周邊路段車輛發(fā)布路況信息。

在停車管理方面，由智能交通系統(tǒng)持續(xù)收集輻射范圍內車輛的三維空間坐標，統(tǒng)計停車位使用狀態(tài)與空閑數量。駕駛員在停車時，直接訪問智能交通系統(tǒng)查詢周邊空閑停車位即可，由系統(tǒng)向其分配停車位與規(guī)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(guī)停車的問題。

3.3 環(huán)境保護

在環(huán)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(huán)境檢測工程中，我國陸續(xù)建設多個環(huán)境自動監(jiān)測站，配置傳感器等終端監(jiān)測裝置，由信息系統(tǒng)控制終端設備持續(xù)采集與環(huán)境有關的現場監(jiān)測數據，如水質組分、水流量、空氣成分、CO2濃度等，持續(xù)將監(jiān)測數據發(fā)送至上級監(jiān)測平臺，在監(jiān)測到環(huán)境狀況明顯變化、污染程度惡化時發(fā)送報警信號，幫助監(jiān)測人員遠程掌握生態(tài)環(huán)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(qū)教學課堂來積累經驗，也可以從平臺下載優(yōu)質教學課件。而在教學課堂建設方面，依托智慧教育系統(tǒng)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(fā)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(tǒng)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(yè)主提供更為人性化、優(yōu)質化的服務，有利于營造健康、舒適、便捷的空間環(huán)境，這也是滿足個性化居住需求的關鍵。例如，在建筑節(jié)能方面，依托計算機信息技術搭建樓宇自控系統(tǒng)，在建筑內部安裝若干種類的傳感器，持續(xù)采集室內環(huán)境溫度、空氣質量、環(huán)境照度等參數，形成模擬量閉環(huán)控制體系，對比實時監(jiān)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(huán)境照度不足時開啟更多的照明燈具、調節(jié)照明系統(tǒng)運行負荷，在室內空氣質量不佳時開啟風機、持續(xù)排出室內渾濁空氣并送入室外新鮮空氣，根據室內環(huán)境的變化來調整照明、暖通、空調通風等建筑系統(tǒng)的運行狀態(tài)，以此起到節(jié)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(tǒng)，可以遠程掌握室內環(huán)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(jié)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(yè)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(huán)境保護等領域中落地應用相關技術，持續(xù)推動計算機信息技術的安全化、微型化、人機交互化發(fā)展。