2019-2020-1学期 20192408 《网络空间安全专业导论》第七周学习总结
第六部分 应用程序层
第12章 信息系统
12.1 信息管理
- 信息系统：帮助我们组织和分析数据的软件
12.2 电子制表软件
- 电子制表软件：允许用户用单元格组织和分析数据的程序
- 单元格：电子数据表中用于存放数据或公式的元素
12.2.1 电子数据表公式
- 电子数据表函数：电子制表软件提供的可用于公式的计算函数
- 范围：用端点指定的一组连续单元格（如C4..E4)
- COUNT函数：用于计算指定范围内非空单元格的数目
- STDEV(range) 指定的采样值的标准差
- LEFT（text,num_chars) 指定文本最左边的字符
- IF（test,true_val,false_val)如果test是true，则返回true_val,否则返回false_val)
- ISBLANK(value) 如果指定的值引用的是一个空单元格，则返回true
12.2.2 循环引用
- 在计算结果时要错误地彼此依赖的一组公式
- 电子制表软件通常能探测出这些问题并提示错误信息
12.2.3 电子数据表分析
- 模拟假设分析：修改电子数据表中的表示假设的值，以观察假设的变化对相关数据有什么影响
12.3 数据库管理系统
- 数据库：结构化的数据集合
- 数据库管理系统：由物理数据库、数据库引擎和数据库模式构成的软件和数据的组合
- 物理数据库——存放数据的文件的集合
- 数据库引擎——支持对数据库内容的访问和修改的软件
- 数据库模式——存储在数据库中的数据的逻辑结构的规约
- 查询：从数据库检索数据的请求
12.3.1 关系模式
- 关系模式：用表组织数据和数据之间的关系的数据库模型
- 表：数据库记录的集合
- 记录（或对象、实体）：构成一个数据库实体的相关的域的集合
- 域（或属性）：数据库记录中的一个值
- 键：在表的所有记录中唯一标识一个数据库记录的一个或多个域
12.3.3 结构化查询语言
- 用于管理和查询数据的综合性关系数据库语言
12.3.4 数据库设计
- 实体关系（ER)建模：设计关系数据库的常用方法
- ER图：ER模型的图形化表示
- 基数约束：在ER图中，一次可以存在于实体间的关系数量
- 一般的基数关系有三种：一对一 一对多 多对多
12.4 电子商务
- 使用万维网买卖物品及服务的过程
第13章 人工智能
13.1 思维机
- 人工智能：研究对人类思想建模和应用人类智能的计算机系统的学科
13.1.1 图灵测试
- 一种行为方法，用于系统判断一个计算机是否是智能的
- 弱等价性：两个系统基于结果的等价性
- 强等价性：两个系统基于其结果和实现这种结果的处理方法的等价性
- 聊天机器人：用于执行人机对话的程序
13.1.2 AI问题的各个方面
13.2 知识表示
- 知识表示：用于表示知识以便计算机系统能够用来解决智能问题的技术
13.2.1 语义网
- 语义网：表示对象之间关系的知识表示法
13.2.2 检索树
- 检索树：表示对抗性情况（如博弈）中的所有选择的结构
- 深度优先法：优先沿着树的路径向下检索，而不是优先横向检索每层的检索法
- 广度优先法：优先横向检索树的每层，而不是优先向下检索特定路径的检索法
13.3 专家系统
- 基于知识的系统：使用特定信息集合的软件
- 专家系统：基于人类专家的知识的软件系统
- 基于规则的系统：基于一套if-then规则的软件系统
- 推理机：处理规则以得出结论的软件
13.4 神经网络
- 人工神经网络：尝试模拟人体神经网络的计算机知识表示法
- 有效权：人工神经元中输入值和相应的权的乘积之和
- 训练：调整神经网络中的权和阈值以实现想要的结果的过程
13.5 自然语言处理
- 语音识别：用计算机来识别人类所讲的话
- 自然语言理解：用计算机对人类传达的信息做出合理的解释
- 语音合成：用计算机制造出人类的语音
- 自然语言：人们用于交流的语言，如英语
13.5.1 语音合成
- 音素：任何指定的语言中的基本声音单元的集合
- 动态语音生成
- 录制语音
13.5.2 语音识别
- 声波纹：表示人声随着时间推移的频率变化的图
13.5.3 自然语言理解
- 词法二义性：由于单词具有多种含义而造成的二义性
- 句法二义性：由于句子的构造方式有多种而造成的二义性
- 指代二义性：由于代词可以指代多个对象而造成的二义性
13.6 机器人学
- 机器人可分为固定机器人和可移动机器人
13.6.1 感知-规划-执行范型
- 可移动机器人学研究的是能相对于环境移动并具有一定自治能力的机器人
- 为可移动机器人的世界建模的原始方法利用了规划
- 感知——规划——执行（SPA）范型：感知——世界建模——规划——控制——执行——
13.6.2 包孕体系结构
- 赋予计算机一套简单的行为，可以并行运行
- 拓扑地图把空间看作一幅由弧连接的地点图，具有相近和顺序的概念，但没有距离的概念
Asimov的机器人学定律
- 机器人不可以伤害人类或对人类受伤害置之不理
- 机器人必须服从人类的命令
- 机器人必须保护自己的存在
13.6.3 物理部件
- 机器人是由传感器、执行器和计算部件（一个微处理器）构成的
- 传感器负责收集周围的数据
- 执行器负责移动机器人
- 计算部件负责给执行器发送指令
- 机器人移动所需的三种最常用的系统是轮子、履带和机械腿
第14章 模拟、图形学、游戏和其他应用
14.1 什么是模拟
- 模拟：设计复杂系统的模型并为观察结果而对该模型进行实验
14.1.1 复杂系统
- 系统：一组以某种方式互相作用的对象
- 最适合模拟的系统是动态的、交互式的和复杂的系统
14.1.2 模型
- 真实系统的抽象，是系统中的对象和管理这些对象互相作用的规则的表示
14.1.3 构造模型
连续模拟
- 把时间看作是连续的，用一组反映特征集合中的关系的微分方程表示时间的变化
离散事件模拟
- 由实体、属性和事件构成
- 实体表示真实系统中必须明确定义的对象。也就是说，系统的特征或特性是对象
- 属性是一个特定实体的特征
- 事件是实体之间的互相作用
14.2 特殊模型
14.2.1 排队系统
- 一种离散事件模型
要构造一个排队模型，必须知道四点
- 事件的数量以及它们如何影响系统，以确定实体互相作用的规则
- 服务器的数量
- 到达时间的分布情况，以确定是否把一个实体加入系统
- 预计的服务时间，以确定事件的持续时间
一个示例
- 每个指定的计时单元中作业到达的概率：0.0到1.0之间
- 在特定分钟内有新顾客到达的概率是1.0除以到达间隔的分钟数
- 在计算机系统中，可以用随机数发生器表示可能性
- 如果随机数在0.0和到达概率之间，说明作业已经到达了
- 如果随机数大于到达概率，那么在这个计时单元中，没有作业到达
其他类型的队列
- FIFO（停留时间最久的）
- 优先队列
- 采用两个FIFO队列，一个用于较短的服务时间，一个用于较长的服务时间
14.2.2 气象模型
天气预报
飓风跟踪
- 由于飓风跟踪的模型是应用于移动目标的，所以它们叫作浮动模型
专用模型
14.2.3 计算生物学
- 计算生物学：一种通过计算机、应用数学以及统计学知识解决生物学问题的交叉性学科
- 生物信息学：一种将信息技术应用到分子生物学的学科，涉及对生物信息在计算机和网络中的查询、存储、操作、分析以及可视化
- 计算生物建模：对生物学系统进行计算建模
- 计算基因组：对基因组序列进行解密
- 分子建模：对分子进行的建模
- 蛋白质结构预测：尝试进行三维的蛋白质序列建模
14.2.4 其他模型
- 预报模型
- 地震模型
14.3 计算机图形学
14.3.1 光的工作原理
- 光线量
- 物体成分
- 阴影
- 要生成真实的图像，计算机必须进行计算，以模拟光和物体之间的交互、各种纹理的物体的不规则表面以及光线强度随位置在阴影中的变化
14.3.2 物体形状
- 如果物体不是平的，那么各个位置的法向量的方向都不同。这种法向量方向的变化改变了突出的形状
14.3.3 光模拟
- 照明模型：对光在物体上的一点的交互的模型
- 明暗处理（模型）：利用照明模型来确定整个物体的外观的处理
- 最早的照明模型使用了三种元素：环境光、漫反射和镜面反射
- 第二种明暗处理方法叫光线跟踪
- 辐射度算法：可以处理颜色扩散
14.3.4 复杂对象的建模
- 不规则碎片模型：中点细分技术
- 腐蚀模型：用于构造溪流和它周围的地形
14.4 游戏
- 计算机游戏：计算机模拟的虚拟世界
14.4.1 游戏的历史
- 游戏玩法：玩家在游戏过程中交互与体验的类型
14.4.2 创建虚拟世界
- 游戏引擎：创造计算机游戏的软件系统
游戏引擎提供具有以下功能的工具
- 渲染图形的引擎
- 提供碰撞检测和动态仿真从而解决被模拟物体的力学特征问题的物理引擎
- 声音生成单元
- 独立于游戏驱动代码的脚本语言
- 人工智能算法
- 动画
- 场景图，一种利用图形场景来表示空间场景的通用数据结构
