第12章 信息系统
第十二章讲述的内容让我们了解到应用程序是如何用作的，电子制表软件和数据库管理系统有助于我们组织和分析大量的数据。
12.3 数据库管理系统
几乎所有复杂的数据管理情况都要依靠下层数据库和允许用户（人或程序）与之交互的支持结构。数据库可以简单定义为结构化的数据集合。数据库管理系统是一组软件和数据的组合，由物理数据库、数据库引擎和数据库模式三部分构成：物理数据库是存放数据文件的集合，数据库引擎是支持对数据库内容访问和修改的软件、数据库模式是存储在数据库中的数据的逻辑结构的规约。
12.3.3 结构化查询语言
结构化查询语言是一种用于管理关系数据库的综合性数据库语言，它包括指定数据库模式的语句和添加修改及删除数据库的内容语句，还可以查询数据可以及获取特定数据的功能。
12.4 电子商务
电子商务是指使用万维网购买物品及服务的过程它包括市场、营销以及购买产品和服务的所有方面，还包括诸如银行交易和其他金融服务。网络技术的快速发展是电子商务的最大驱动力，在线应用和在线交易使得用户能随时随地的使用网络来购买物品或者使用服务，并且安全协议的不断发展，电子资金安全传输技术也在同时发展。电子商务还允许用户进行大量数据的搜索和分类，以及对各种物品的比较，这就引出大数据的概念。
12.5 大数据
大数据是指不能使用传统管理办法处理的大数据集，大数据涵盖了生活中许多方面，从网上购物到出门旅行，当数据庞大到一定程度，数据就能展示出少量数据不能体现出来的规律，就比如麦克斯韦推导出气体分子速率成正态分布一样，有些规律只有在庞大的数据规模之后才能展示出来，未来大数据在计算领域将扮演着不可缺少的成分，但同时还需要克服存储、管理和分析等方面所带来的挑战。
第13章 人工智能
13.1 思维机
人工智能（Artificial Intelligence，AI）：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
图灵测试（Turing test）：一种行为方法，用于判断一个计算机系统是否智能。这个测试的假设是如果计算机能够瞒过足够多的人，那么就可以把它看作是智能的。
通过图灵测试的计算机具有弱等价性，有的AI研究人员断言，只有实现了强等价性，才可能存在真正的人工智能。
弱等价性（weak equivalence）：两个系统基于其结果的等价性。
强等价性（strong equivalence）：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。
13.2 知识表示
13.2.1 语义网
语义网（semantic network）：表示对象之间关系的知识表示法。
13.2.2 检索树
检索树（search tree）：表示对抗性情况（如博弈）中的所有选择的结构书中举简化版的Nim游戏的检索树的例子。
深度优先法（depth-first approach）：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（breadth-first approach）：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（knowledge-based system）：使用特定信息集合的软件。
专家系统（expert system）：基于人类专家的知识的软件系统。专家系统使用一套规则来指导处理。
基于规则的系统（rule-based system）：基于一套if-then规则的软件系统。
推理机（inference engine）：处理规则以得出结论的软件。优点：面向目标、非常有效。
13.4 神经网络
人工神经网络（artificial neural network）：尝试模拟人体神经网络的计算机知识表示法。
13.4.1 生物神经网络
生物神经网络
13.4.2 人工神经网络
人工神经网络中的每个处理元素都类似于一个生物神经元。
有效权（effective weight）：人工神经元中输入值和相应的权值的乘积之和。
每一个元素都有一个数字阈值，元素的有效权将与这个阈值进行比较。如果有效值大于阈值，这个元素将生成1。如果有效权小于等于阈值，该元素将生成0。
训练（training）：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
人机语音交互过程中的三种基本处理类型：
- 语音识别
- 自然语言理解
- 语音合成
- 语音识别（voice recognition）：用计算机来识别人类所讲的话。
自然语言理解（natural language comprehension）：用计算机对人类传达的信息做出合理的解释。
语音合成（voice synthesis）：用计算机制造出人类的语音。
计算机首先必须识别出独立的单词，其次理解这些单词的含义，最后（确定了答案后）生成组成响应的单词。
自然语言（natural language）：人们用于交流的语言，如英语。
13.5.1 语音合成
两种基本解决方法——动态语音合成和录制语言。
音素（phoneme）：任何指定的语言中的基本声音单元的集合。
13.5.2 语音识别
声波纹（voiceprint）：表示人声随着时间的推移的频率变化的图。
13.5.3 自然语言理解
词法二义性（lexical ambiguity）：由于单词具有多个含义而造成的二义性。
句法二义性（syntactic ambiguity）：由于句子的构造方式有多种而造成的二义性
指代二义性（referential ambiguity）：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
机器人学是研究机器人的科学，可以把机器人分为两大类——固定机器人和可移动机器人。
第14章 模拟、图形学、游戏和其他应用
14.1 什么是模拟
模拟（simulation）：设计复杂系统的模型并为观察结果而对该模型进行试验。
上世纪中叶，计算机模拟就被用于协助决策。模型可以是纯物理性的、软件控制的物理对象和纯逻辑性的。系统是一组以某种方式相互作用的对象。最适合模拟的系统是动态的、交互式的和复杂的系统。
模型（model）：真实系统的抽象，是系统中对象和管理这些对象相互作用的规则的表示。
连续模拟和离散事件模拟区别是表示时间的方式。
14.2 特殊模型
排队系统是一种离散事件模型，它使用随机数表示事件的到达和持续。在时间驱动模拟中，每个固定的时间间隔就观察一次模型。可以用随机数发生器表示可能性。
计算机模型输出的是预测的将来的变量值，这些值的含义不由计算机决定。
飓风跟踪对对象是移动目标，所以也叫作浮动模型。气象模型可以被改编为专用模型。
计算生物学（computational biology）：一个通过计算机、应用数学以及统计学的知识解决生物学问题的交叉性学科。
包括生物信息学、计算生物建模、计算基因组、分子建模和蛋白质结构预测。
14.3 计算机图像学
根据光线的波长，视锥可以分为长、中和短三种。
反射的光线量由可用的光线量决定。物体的外观还受物体成分的影响。阴影也是现实世界的一个重要组成元素，它提供给我们光源位置的视觉线索。计算机图形学只能处理物体的表面。对光在物体上的一点的交互模拟叫作照明模型，有明暗处理模型。又有光线跟踪、颜色扩散、辐射度等。
可以用不规则的碎片模型或腐蚀模型对地形建模。不规则碎片模型采用中点细分技术。植物生长建模采用了语法和可能性方法。
14.4 游戏
计算机游戏（computer gaming）：计算机模拟的虚拟世界。
虚拟世界通常也可以被当作是一个数码的或者模拟的世界，是一个充满交互的由计算机生成的世界。
游戏玩法（gameplay）：玩家在游戏过程中交互与体验的类型。
游戏引擎（game engine）：创造计算机游戏的软件系统。
物理引擎模拟基于牛顿经典物理学的模型。碰撞检测算法精确检测碰撞点或者两个固体的交错作用。