计算机与人工智能应用基础

2026年新考纲湖北汽车工业学院专升本，计算机与人工智能应用基础方红琴，梳理了计算机的产生与发展、计算机发展的新技术以及基于计算机的问题求解等关键内容。从计算机的产生与发展部分，学生可以清晰地了解到计算机从最初的简单计算工具，历经电子数字计算机的多个发展阶段，逐步演变成如今功能强大的智能设备的历程。这不仅有助于学生构建完整的知识体系，还能让他们深刻认识到科技发展的脉络。计算机发展的新技术板块，详细介绍了人工智能、大数据、云计算、物联网等前沿技术。基于计算机的问题求解部分，深入剖析了问题和问题求解的过程，介绍了算法与程序的基本结构。这为学生提供了解决实际问题的思维方法和操作指南，有助于培养他们的逻辑思维能力和创新实践能力。这张思维导图采用色彩鲜明、结构清晰的分支设计，将复杂的知识以直观易懂的方式呈现出来。学生可以利用它进行课前预习，快速把握重点；课后复习时，也能通过思维导图加深对知识点的理解和记忆。无论是作为课堂学习的补充资料，还是自主学习的参考指南，这张思维导图都能为学生带来极大的帮助，助力他们在计算机知识的学习道路上稳步前行。

计算思维

• 计算机的产生与发展
  • 计算与计算工具
    • 世界第一台机械式加法器———法国人帕斯卡1642
    • 巴贝奇1822差分机
    • 两条路发展
      • 台式机械
      • 继电器
  • 电子计算机的产生
    • 为弹道计算，密码破译
    • 1936 图灵机 人工智能之父
  • 电子数字计算机的发展
    • 第一代电子计算机：电子管1946——1957 采用机器语言，无系统，速度慢，内存小，功耗大，体积大
    • 第二代电子计算机：晶体管1958——1964 高级语言，能耗降低，成本下降，
    • 第三代电子计算机：中小规模集成电路1965——1970 出现系统，比上一代进一步完善
    • 第四代电子计算机：大规模超大规模集成电路1971——至今 出现微机，出现并行，多机，分布式，计算机网络系统
• 计算机发展的新技术
  • 附加：计算机特点：运算速度快，计算精度高，记忆能力强，高度自动化
  • 人工智能
    • 概念：研究开发用于模拟，延伸，扩展人的智能的理论，方法，技术，应用系统，的一门新的技术科学
    • 定义：根据对环境的感知，做出合理的行动，并获得最大的计算机程序
    • 发展历史： 第一阶段：1956——1967符号主义，逻辑推理，图灵测试 第二阶段：1976——2006专家系统 第三阶段：2006——至今 深度学习，重视数据
    • 研究现状：机器人，机器学习，自动驾驶，自然语言理解，图像识别，游戏 （2机2自一图游）
  • 大数据
    • 概念：利用现有的理论，方法，技术，工具难以在可接受时间内 完成分析计算，整体呈现高价值的海量复杂数据的集合
    • 特征：数据量大，类型繁多，价值密度低，速度快时效高，数据是在线的
    • 常用功能：追踪，识别，画像，预测，匹配，优化 （追识画预配优）
    • 应用现状：
      • 大数据技术：可视化分析，预测性分析，数据挖掘算法，语义引擎，数据质量和数据管理（2预数，可）
      • 应用：安防图像识别，工业机器人工业，金融风险防控，医疗诊断评估，电子商务预测备货，交通流量预警疏导，机器人售后客服，改进教学 （金，业，安，医，电，教交）
      • 个人隐私方面有完善
  • 云计算
    • 诞生于2007年
    • 概念：通过网络云，将巨大的数据计算任务分解成无数个小程序，分布在由多台服务器组成的资源池上， 进行处理分析这些小程序得到结果，使用户能够按需获取计算机，存储空间，信息服务 特征：按需分配，动态申请，自我维护管理，无人参与
    • 特点：超大规模，虚拟化，高可靠性，通用性，高可扩展性，按需服务，极低的使用成本 （高通超高极按虚）
    • 按照服务类型分类：将基础设施作为服务 IaaS(. Infrastructure as a service ) 将平台作为服务 PaaS(Platform as a service ) 将软件作为服务 SaaS(Software as a service )
    • 关键技术：虚拟化技术，分布式数据存储技术，并行编程技术，能耗管理技术，信息安全技术 （虚分并耗安）
  • 物联网
    • 比尔盖茨1995
    • 概念：（Internet of things ）IOT 通过信息传感器，红外感应器，激光扫描器，射频识别技术，全球定位系统，等装置技术，实时采集物体的各类信息，通过网络实现物与物，物与人的泛在连接，对物品进行智能化感应，识别，管理（核心基础依然是互联网，物联网在此基础上延伸，扩展）
    • 结构层次：信息感知层网络，信息传输层网络，信息应用层网络（传感应）
    • 关键技术：
      • RFID技术：由询问器，应答器组成，标签由耦合元件，芯片组成，标签具有扩展词条唯一的电子编码，赋予物联网可跟踪性
      • 传感网：微传感器，微执行器，信号处理，控制电路，通信接口，电源等组成的一体化微型器件系统，让 ，普通物体有了属于自己的数据传输通路，存储功能，操作系统，和专门的应用程序
      • M2m系统框架：以机器终端智能交互为核心得网络化的应用与服务
      • 云计算：在云计算的支持下，物联网进一步提升了数据处理分析能力，不断完善技术
    • 主要应用：城市管理（交通，泊车），智能建筑，文物保护数字博物馆，古迹古树实时监测，数字图书馆和数字档案馆，数字家庭，定位导航，现代物流管理，食品安全控制，零售，数字医疗 （城，建，文，古，书，家，导，流，食，售，医）
• 基于计算机的问题求解
  • 问题和问题求解
    • 要问题抽象，抽象过程是发现事物的本质以及其规律的过程，可获得对事物更加深刻的认识
    • 计算机求解问题的过程：提出问题，分析问题，设计算法，编写程序，调试程序，得到结果
  • 算法与程序
    • 三种基本结构：顺序结构，选择结构，循环结构，并遵循自顶向下，逐步求精，模块化原则
    • 流程图： 矩形：处理框 菱形：判断框 平行四边形框：输入输出框 圆弧形框：起止框
• 计算思维
  • 计算思维的形成
  • 计算思维的相关内容
  • 计算思维与各学科的关系