1.4 智能时代的内核

智能时代主要研究能够扩展人的智能的技术、方法与理论，包括对计算机实现人工智能，使计算机拥有类人脑功能，能够实现更高水平的计算应用。虽然计算机的计算和存储能力是人远远不及的，但是和人类相比人工智能在“智能”上仍然存在短板，需要通过数据“喂养”和数据挖掘才可弥补。简而言之，人工智能实现的前提，是深度的数据学习，将大数据挖掘问题转化为可计算问题来处理，从而加速自身技术决策的成熟完善。可以说，大数据与人工智能相伴而生，而其中最为重要的便是超级计算和云端服务，这两大数据基础设施为人工智能的成长与培养提供了绝佳的培养皿，是促进人工智能从感知到认知再到智能决策和自主学习升华的前提和基础。智能时代是人类社会生产力发展的自然产物，它为不断满足人类生活的实际需要而迅猛发展着，是一个计算无所不在、软件定义一切、数据驱动发展的新时代，但是数据的不确定性和无所顾忌的黑客高手正在虎视眈眈，窥探着数据中的商业价值和潜在机遇，极不利于人工智能技术的发展。因此，智能时代的内核除了人工智能、超级计算及云端服务外，还必须注重安全保障，即网络安全。四者的协同驱动和自主结合，成功实现了智能时代内核的不断完善和协同创新，为智能时代这一新兴产物奠定了基础。

1.4.1 人工智能之先发“智”人

人工智能（AI）一词最早是在1956年美国Dartmouth大学组织的会议上提出。1956年夏季，以麦卡赛、明斯基、罗切斯特和申农等为首的一批有远见卓识的年轻科学家在一起聚会，共同研究和探讨用机器模拟智能的一系列有关问题，并首次提出了“人工智能”这一术语，它标志着“人工智能”这门新兴学科的正式诞生。人工智能具体是指研究如何利用计算机去模拟、延伸和扩展人类智能，即通过计算机模仿人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等），其具体内容主要包括计算机实现智能的原理和制造类似于人脑智能的计算机。此外，人工智能还涉及计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科。可以说几乎是囊括了自然科学和社会科学两大学科，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，人工智能是思维科学的技术应用层次，是它的一个应用分支。人工智能发展到如今，已经能够利用计算机等技术模拟出人类的部分智能，以至于在某些方面超越了人本身具有的能力。但综合来看，尚未有人工智能设备从根本上完成图灵测试，现有的人工智能还不具备人的思考能力。但仅仅模拟人类部分智能的人工智能的应用市场前景就已经十分可观了。

20世纪90年代，互联网的兴起使得人工智能从独立的智能主题研究开始转向基于网络环境下的分布式人工智能研究。国内外知名公司纷纷聚焦人工智能领域。在1997年5月，IBM公司研制的深蓝计算机战胜了国际象棋大师卡斯帕罗夫，人工智能的研究热便在全世界迅速“燃烧”起来。微软于2016年6月宣布收购自然语言和人工智能技术公司WandLabs；苹果在2016年度开发者大会上表示，将对外开放数字助理Siri，并强化人工智能开发；阿里推出人工智能平台DTPAI，可以对海量数据进行分析挖掘，还可以对用户行为、行业走势做出预测；腾讯研发了写作机器人Dreamwriter和智能球型机器人微宝……随着企业如火如荼地研究开发人工智能，国家也越来越重视人工智能的发展。2016年“人工智能”一词首次出现在“十三五”的规划纲要草案中；紧接着《“互联网+”人工智能三年行动实施方案》的出台，标志人工智能已经成为国家重点发展的战略之一，“智能大国”的战略发展已经在紧锣密鼓地进行着。

智能时代专栏七

1.4.2 超级计算之千手“算”音

2017年6月的国际超级计算大会在德国法兰克福召开。国际TOP500组织发布的最新一期超级计算机排行榜则拉开了此次国际超算大会的序幕。在这一期的超级计算机排行榜中，由国家并行计算机工程技术研究中心研制、安装在国家超级计算无锡中心的“神威·太湖之光”超级计算机（见图1-15）依旧排在榜首，其每秒的浮点运算速度为9.3亿次，这是“神威·太湖之光”自2016年6月登顶超级计算机排行榜以来，连续3次在这一榜单中排第一。可以发现，超级计算能力已成为衡量一个国家科技实力和综合竞争力的具有战略意义的重要标志。超级计算机代表了当代信息技术发展的最高水平，是服务于大系统、大工程、大科学的一个必不可少的工具，在科学研究、工业制造、商业金融、社会公共服务和国家安全等领域具有广泛的应用。目前庞大的超级计算机将演进为紧凑的信息处理设备而融入生产生活的方方面面，通过云计算、物联网和智能设备等形成庞大的网络。这种广泛存在的超级计算将会将其驱动与支撑的智能制造、柔性制造、虚拟现实等技术与产业带入一个“万物有灵、虚实难辨”的时代。

超级计算是计算科学的前沿与核心，其重要性集中体现在三个方面。一是超级计算已经是革命性的研发手段。根据已有理论在超级计算机上进行虚拟实验，即计算机模拟，甚至虚拟现实，已经在越来越大的程度上辅助甚至替代现实的实验。比如禁止核试验后，计算机模拟的核爆炸就完全代替了核试验。二是超级计算已成为现代社会重要的信息基础设施。目前，电子商务、金融和社会管理中已经开始用数据挖掘等手段分析人们的消费和行为习惯，从而更精准地指导生产和流通，提高经济和社会的运行效率。三是超级计算正在深刻地改变人类的生产和生活方式。超级计算技术本身正面临深刻的变革，其前景无可限量。目前庞大的超级计算机将演进为紧凑的信息处理设备而融入生产生活的方方面面，通过云计算、物联网和智能设备等形成庞大的互联网络。

1.4.3 云端服务之无上“云”法

所谓云端，其实就是泛指网络，名称来自工程师在绘制示意图时，常以一朵云来代表网络。因此，云端服务俗称“网络服务”。云服务是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。这种服务可以是IT技术和智能软件，也可以是其他智能服务。它意味着计算能力也可以作为一种商品通过互联网进行流通，具体而言，云端服务包括三个方面的内容。

第一，“云”生活：所有操作网络完成。用户只需要交纳一定的费用，便可以租赁到所有的服务，如存储、办公系统等。如今在电子信息领域有海量内容，不用都放在手机里，而是放在云中心。比如最新的云电视、云空调等家电，这些基于云计算的电子产品，通过云中心的管理，让家庭成员通过一部手机就可“智”享生活。

第二，“云”产业：参与度需要提高。由于云计算产业内容丰富、产业链条长，加之仍处于概念推广期，仅凭一家或几家之力是难以完成的，所以整合优势资源，打造从设施、作业平台到应用服务的云计算全产业链，对当下国内云计算产业的发展至关重要。除此之外，云计算产业发展的另一个问题在于小微企业参与太少，需要以应用带动创新，服务中小企业转型升级。

第三，“云”安全：促进云计算向前发展。要保证云端数据的安全，需要从法律、法规等途径上进行规范，云端服务商也需要有效监管，并不断提高其运营能力和技术，以诚信为品牌之本。不过，所有技术上的安全问题都是暂时的，随着技术不断发展，新的数据信息安全问题反而促进云计算向前发展。

1.4.4 网络安全之“安全”卫士

“网络安全”中文一词是随着20世纪90年代中期互联网在中国的兴起而出现的。2003年美国发布了《网络空间安全国家战略》，2011年美国又先后发布了《网络空间可信身份国家战略》《网络空间国际战略》《网络空间行动战略》。在此背景下，“网络安全”逐渐呈现出与信息安全交汇融合的现象。

因此，网络安全包括信息安全和控制安全两个部分。信息安全指信息网络的硬件、软件和系统中的数据受到保护，不受偶然或者恶意的破坏，系统连续可靠正常运行，信息服务不中断；控制安全则指身份认证、不可否认性、授权和访问控制。任何网络服务都会导致安全方面的风险，问题是如何将风险降到最低程度，目前网络安全防护对策有以下几点。

第一，创建安全的网络环境。营造一个安全的网络环境很重要，对计算机网安全防护来说主要是监控用户、设置用户权限，采用访问控制、身份识别、监控路由器等。

第二，计算机病毒防范。计算机病毒都是人为利用计算机软件的漏洞编写出来的，由于Internet的快速发展，新病毒的出现、传播速度越来越快，危害程度也越来越大。最常用的计算机病毒的防范措施是安装杀毒软件，对感染病毒的文件进行查杀。预防病毒的措施还有以下几点：不使用来历不明的程序和数据，不随意下载未知网站的文件，文件下载后先杀毒再使用，不轻易打开来历不明的店址邮件（附件），经常做好重要数据的备份等。此外，还要经常安装更新系统补丁，减少一些病毒利用系统漏洞进行攻击和破坏。使用防火墙技术，网络上所指的防火墙是一种专门用于保护网络内部安全的系统。它的作用是在网络内部和网络外部之间构建网络通信的监控系统，用于监控所有进、出网络的数据流和访问者。防火墙技术可以防止通信威胁，与互联网有关的安全漏洞可能会让入侵者进入系统进行破坏。

第三，数据加密。由于网络黑客可能入侵系统，偷窃数据或窃听网络中的数据，而通过数据的加密可以使被窃的数据不会被简单地打开，从而减少一点损失。目前加密技术已经发展得比较成熟，常用的加密技术有两类：一类是对称密钥加密技术，另一类是公共密钥加密技术。

第四，数字签名。数字签名可以用来证明消息是由发送者签发的，而且，当数字签名用于存储数据或程序时，可以用来验证数据或程序的完整性。与普通手写签名一样，数字签名可以用来验证信息的真实性。

第五，数字证书。数字证书相当于网上身份证，以数字签名通过第三方进行网上身份认证，具有真实性。数字证书安全、保密、防篡改，对企业信息可以进行有效保护。

网络安全对于计算机网络的运行有重要意义，针对当前网络安全存在的问题应加强网络技术的应用。智能化技术是综合应用信息化、自动化以及网络化等技术，融合多种技术的资源优势，能够为系统安全提供系统的防御机制，保证网络安全运行的有效性。同时，智能化技术应用能够提升网络安全的质量和效率，降低网络安全工作人员的工作强度，是未来管理网络安全的发展趋势。

网络安全智能化技术的应用能够实现自动防御功能，具体如下。第一，网络安全识别技术：网络安全中的智能化技术要求能够自动识别网络安全威胁因素，这些因素会在网络运行中产生危害作用。其中，智能化的安全识别技术能够自动捕捉网络不稳定因素，在威胁因素进入系统时能够主动报警。第二，网络智能扫描技术：在网络安全中，智能扫描就是能够对所有系统信息进行扫描和判定，从而与系统的入侵检测、防火墙以及风险管控技术结合起来，达到进一步提升系统安全性的效果。第三，网络优化智能技术分析：网络安全优化是针对网络的内部环境制定优化措施，通过采集到的信息，用跟踪手段确定网络内部安全状态，能够实现网络整顿，促使网络安全问题得到解决。

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