人工智能电子计算机的应用浅析计算机电子信息技术在人工智能中的应用—

浅析计算机电子信息技术在人工智能中的应用——以机器人为例

1998年，野兽男孩在他们的歌曲《星际》中使用了声编码的声音。也请参见“根据我们的想法”（1945），哈尔9000电脑（1968）的投票者，由贝尔电话公司在纽约世界博览会上展出。1931年微分分析仪布什（1890-1974），哈罗德洛克黑曾（1901-1980）微分方程被用来描述和预测我们不断变化的复杂世界中各种现象的行为。

它们可以预测海浪的高度，人口的增长，棒球能飞多远，塑料衰变的速度，等等。这些数学上的一些谜团可以用手工来解决，但其他更复杂的场景，如模拟核爆炸，对于手工的方法来说过于劳动密集型和复杂。

为了克服这一限制，需要机器来帮助人类的认知。微分分析仪在1928年至1931年间由凡内瓦尔·布什和他的研究生哈罗德·洛克·黑森于1931年在麻省理工学院设计和建造，结合了6个机械积分器，允许对复杂的微分方程进行分析。

布什设计微分分析仪的部分原因是他一直试图解决一个需要多个序列积分的微分方程。他认为设计和建造一台机器来解决他遇到的方程，会比直接解决方程更快。差分分析仪是一种模拟计算机，它使用电动马达驱动各种齿轮和轴，为6个连接到18个旋转轴的轮盘积分器提供动力。

按照最初的计划建造了几十个分析仪。它是一个突破性的机器，使人们在理解地震学、电网、气象学和弹道计算方面取得了进展。

笔者认为

因为它是机械的，机械加工中的缺陷，或在零件上的简单磨损，使每个分析仪的结果随着时间的推移而不那么准确。它的设置速度也很慢。因此，在1938年成为华盛顿特区卡内基科学研究所的主任后，布什开始研究一种以管子为基础的替代机器，称为洛克菲勒差分分析仪。

它于1942年完工，有2000根管子和150个发动机，是第二次世界大战中一个重要的计算机器。参见托马斯算术计（1851）万内瓦尔布什与他的微分分析仪，一个设计来解决微分方程的机械计算机。大卫·希尔伯特（1862-1943），阿朗佐·丘奇（1903-1995），艾伦·图灵（1912-1954）计算机科学理论试图回答关于计算机和计算性质的两个基本问题：计算方法是否存在理论限制，是否存在实际限制？

美国数学家阿隆佐·丘奇和英国计算机科学家艾伦·图灵都在1936年分别发表了对这些问题的答案。他们回答了八年前德国著名数学家大卫·希尔伯特提出的挑战。希尔伯特的挑战，直觉问题（德语中“决策问题”的意思），问是否有一个数学过程——一个算法——可以用来确定任何给定的数学命题是真还是假。

希尔伯特曾经问过，数学的核心工作，即定理的证明，是否可以自动化。丘奇通过发展了一种描述数学函数和数论的新方法来回答希尔伯特，称为微积分。通过它，他证明了这个问题不能被一般地解决：没有一般的算法程序来证明或不证明定理。

1936年4月，他发表了一篇论文。图灵采用了一种完全不同的方法：他创建了一个可以执行计算的简单、抽象的机器的数学定义。图灵随后展示了，这样的机器原则上可以执行任何计算和运行任何算法——它甚至可以模拟其他机器的操作。

最后，他指出，虽然这样的机器几乎可以计算出任何东西，但却没有办法知道一个计算是否最终会完成，或者它是否会永远继续下去。因此，环境问题是无法解决的。1936年9月，图灵去普林斯顿大学跟随丘奇学习，在那里两人发现，完全不同的方法实际上在数学上是等价的。图灵的论文发表于1936年11月；他在1938年6月完成了博士学位，丘奇是他的博士导师。参见《巨像》（1943），EDVAC报告初稿（1945），EDVAC-完整性（1971）艾伦·图灵雕像在布莱切利公园，这里是二战期间英国密码破译行动的中心。KonradZuse（1910-1995）Z3是世界上第一台工作可编程的全自动数字计算机。

这台机器在穿孔的赛璐珞胶片上执行一个程序，可以对22位二进制浮点数执行加法、减法、乘法、除法和平方根（因为二进制数学比十进制更有效）；它有64个单词的22位内存，用于存储重写。机器可以将十进制浮点转换为二进制输入，并将二进制浮点转换为十进制输出。1935年，德国发明家康拉德·祖斯获得土木工程学位，立即开始在他父母在柏林的公寓里建造他的第一台电脑Z1（建于1935-1938年）。

Z1是一个机械计算器，由胶片上的孔控制。这台机器使用22位二进制浮点数，支持布尔逻辑；它在1943年12月盟军的一次空袭中被摧毁。1939年服役，Zuse开始研究Z2（1939），改进了Z1的设计，使用电话继电器的算术和控制逻辑。德国航空研究所的DVL对Z2印象深刻，并给了Zuse资金来启动他的公司（Zuse设备建设，后来更名为Zuse KG）来建造机器。1941年，Zuse设计并建造了Z3。像Z1和Z2一样，它是由穿孔的赛璐珞胶带控制的，但它也支持循环，允许它被用于解决许多典型的工程计算。

随着Z3的成功，Zuse开始研究Z4，这是一款功能更强大的机器，具有32位浮点数学和条件跳变功能。1945年2月，为了防止部分完工的机器从柏林转移到哥廷根手中，并在战争结束前在那里完成。它一直运作到1959年。

令人惊讶的是，德国军方似乎从未使用过这些复杂的机器——相反，这些机器大部分都是作为一个研究项目得到资助的。参见阿塔纳索夫-贝瑞计算机（1942），二进制编码十进制（1944）控制台，计算器，和存储柜的Z3计算机。约翰·文森特·阿塔纳索夫（1903-1995），克利福德·贝瑞（1918-1963）在爱荷华州立大学（现在的爱荷华州立大学）由研究生克利福德·贝瑞建造，阿塔纳索夫-贝瑞计算机（ABC）是一种自动的电子数字台式计算机。

阿塔纳索夫是一位物理学家和发明家，他创建了ABC来求解具有多达29个未知数的一般线性方程系统。当时，一台人机系统花了8个小时来解决一个有8个未知数的系统；有超过10个未知数的系统并不经常被尝试。

阿塔纳索夫于1937年开始制造这台计算机；1942年，他成功地测试了它，然后在第二次世界大战中被征召入伍时放弃了它。尽管这台机器基本上被遗忘了，但几十年后，它改变了计算的进程。

这台机器基于电子设备，而不是继电器和机械开关，使用二进制运算进行数学，并且有一个主存储器，在小电容器中使用电荷（或不带电荷）来表示1和0——与现代动态随机存取存储器（DRAM）模块使用的方法相同。整台电脑重达700磅。具有讽刺意味的是，ABC的持久价值是使最初的艾尼亚克专利无效，该专利是由j·普雷斯普·埃克特和约翰·莫奇利在1947年6月提出的。

埃尼克专利是实质性诉讼的主题，因此美国专利商标局直到1964年才颁发该专利。有了这项专利，美国电子公司斯佩里·兰德公司（1950年收购了埃克特-莫奇利计算机公司）立即向所有销售电脑的公司收取巨额费用。当时，专利从发布之日起已经持续了18年，这意味着ENIAC专利可能会扼杀计算机行业，直到1982年。结果，莫奇利曾在1941年6月访问过爱荷华州并学习了ABC，但在他的专利申请中没有提到ABC作为之前的工作。

1967年，霍尼韦尔®起诉斯佩里·兰德公司，声称该专利由于该遗漏而无效。六年后，美国明尼苏达州地区法院同意并宣布艾尼克专利无效。参见ENIAC（1943）阿塔纳索夫-贝里计算机的工作重建，由爱荷华州立大学的工程师在1994-1997年之间建造。艾萨克·阿西莫夫（1920-1992）科幻小说作家艾萨克·阿西莫夫在他1942年的小说《环绕》中介绍了机器人三定律，作为一套指导机器人行为及其未来发展的指导原则。首先，机器人可能不会因为机器人的行动或不作为而对人类造成伤害。

第二，机器人必须遵守人类的命令，除非它们违反了第一定律。第三条法律规定，机器人必须关注自己的生存，前提是这样做不干扰它们在第一和第二条法律下的义务。阿西莫夫在1985年增加了第四条定律，被称为“零”定律。它的排名高于前三名，并为全人类提供了类似的保护。阿西莫夫最初将这些法律归因于《机器人学手册》，公元2058年第56版。这些法律是一种故障安全的特征，当机器人与人类互动，并选择涉及道德、伦理和深思熟虑的决策过程时，它被用来告知机器人的行为。

它们被使用，贯穿了整个机器人系列和其他与之相关的叙述。例如，苏珊·卡尔文博士，一个机器人心理学家，在阿西莫夫的机器人故事中是一个反复出现的虚构人物。卡尔文受雇于21世纪的机器人制造商美国机器人和机械人公司，在那里她解决了机器人与人类互动造成的问题。

这些问题通常与阿西莫夫故事中的一个叫做“弗兰肯斯坦情结”的术语联系在一起，它被理解为人类对自我自主机器的恐惧。阿西莫夫在他的文章中认识到，为了让机器人被人类社会所接受，对智能机器人的焦虑将是一个需要克服的重大挑战。他的法律探讨了一个从虚构转向公共政策的主题，因为社会面临着机器（如自动驾驶汽车）的商业化，这些机器的功能与人类生活直接相关。

参考文献

https://www.nytimes.com/1981/08/23/business/next-a-computer-on-every-desk.html.亚德利，威廉王子。“负责监督IBM个人电脑诞生的威廉·c·劳去世，享年72岁。”《纽约时报》，2013年10月28日。

https://www.nytimes.com/2013/10/29/business/william-c-lowe-who-oversaw-birth-ofthe-ibm-pc-dies-at-72.html1981，日本第五代计算机系统费根鲍姆，爱德华A.和帕梅拉麦考达克。. 第五代：日本计算机对世界的挑战。

探索人工智能在计算机网络教育中的应用

计算机网络是当今社会最基本的信息技术之一，也是计算机科学与技术领域中的重要学科。随着互联网技术的发展，计算机网络的应用范围越来越广泛，对于人们的学习、工作和生活都具有非常重要的作用。人工智能作为新兴技术，正在快速发展，并在不同领域展现出广泛的应用前景。在计算机网络教育领域，人工智能的应用也日益重要，可以为学生和教师提供更加智能、高效的教学和学习方式，缩短学生学习时间，提高学习成效。同时，人工智能也可以为计算机网络的管理和安全提供更好的解决方案，保障网络的正常运行和用户信息的安全。

计算机网络教育是以现代信息技术为依托，以现代教育思想为指导，通过计算机网络技术、多媒体技术、通信技术、远程教育等多种技术手段和方法进行教育的一种新的教学模式。它把现代信息技术和先进的教学手段有机地结合起来，充分发挥计算机网络教学优势。

人工智能技术是一门综合性的交叉学科，其研究内容包括认知科学、神经科学、计算机科学以及信息论等，其研究方法是建模、识别、推理和规划。人工智能以模仿人的智力为核心，以达到机器的智力为目标。人工智能是一门涉及心理学，认知科学，信息论，控制理论等多学科的交叉。人工智能的研究领域主要有三个方面：智能计算机技术，专家系统，机器学习。人工智能技术的核心问题是让计算机具备思考、判断、应对各种情况的能力，其中计算机视觉是当前发展最为迅速的一种技术。经过半个多世纪的发展，计算机视觉技术已经日趋成熟。随着图像采集、处理、识别等关键技术的成熟，计算机视觉已经进入了实用化阶段。

随着计算机和互联网技术的普及，计算机网络在社会中发挥着越来越重要的作用，而计算机网络在教育领域中也得到广泛应用。随着信息技术、多媒体技术和网络技术在我国高校的广泛应用，计算机网络教育以其特有的优势得到了迅速发展。为了适应社会发展对人才培养提出的新要求，进一步推动高等教育教学改革，培养应用型人才，满足社会经济建设对高层次、高素质人才的需求，我国政府开始制定政策法规来促进高校开展计算机网络教育。随着我国计算机和互联网技术的迅速发展以及社会各界对计算机和互联网技术在应用方面需求的不断增加，我国高校开始积极探索计算机网络教育。

网络教育促进了教育资源共享，改变了传统教学中“教室”与“学校”的概念，促进了学校和社会之间的联系。网络教育资源能够有效为学校和社会之间的联系提供了一种新的解决方案，它通过网络进行传播，学生只要通过计算机就能够进入到学习资源库中查找所需要的教学资料。网络教育的灵活性和便捷性，进而更好地提高学生学习的积极性。

近年来，随着我国社会经济的快速发展和信息技术的快速普及，人工智能在教育领域也得到了一定程度上的应用。在计算机网络教育中引入人工智能技术，可以实现对学生学习过程和学习成果的监测与评估，并以此为依据对学生进行个性化教学。

人工智能技术在教育过程中的应用。根据人工智能研究的发展，可以将人工智能技术应用于教育的不同阶段，从教育的早期阶段到成熟期可以划分为五个层次：一是感知层：感知层是人工智能技术应用于教育的第一个层次，是指运用智能技术对学生的生理状态和心理状态进行感知。在这个层次上，学生能够通过智能技术对其进行跟踪和记录，对其学习行为进行分析和处理。二是分析层：分析层是指运用智能技术对学生的心理状态和生理状态进行分析，在此基础上对学生学习行为和学习结果进行预测。在这个层次上，学生可以通过智能技术来监测学生的学习状态、心理状态以及生理状态，为学生提供个性化的学习指导。三是决策层：决策层是指运用智能技术对学生的学习行为和结果进行分析和处理，对学生进行教学决策。在这个层次上，教师可以根据教学目标以及学生的实际情况来制定相应的教学策略，并提供相应的教学资源。四是反馈层：反馈层是指运用智能技术对学生的学习行为进行反馈和分析，及时纠正学生在学习过程中出现的问题。在这个层次上，教师可以通过智能技术来采集学生在学习过程中产生的各种信息，然后利用这些信息来分析学生在学习过程中遇到的问题以及产生这些问题的原因。五是应用层：应用层是指运用智能技术来指导和控制教学活动，如指导教师在教学过程中如何更好地将各种教育资源融入到教学活动中，实现预期教学效果。在这个层次上，教师可以根据学生对学习内容的掌握情况来及时调整和优化教学内容。

人工智能技术进行教育系统的更新建设。人工智能技术具有自主性、开放性和自适应性等特点，它可以通过对海量数据的学习和分析来实现对所学知识的优化，提高学习效率。使用人工智能技术可以重新构建以下系统，从而进一步提升计算机网络教育的质量。

人工智能技术对于计算机网络教育能够带来积极正面的影响。首先是整合和优化教学资源。例如通过在线学习系统把学习者与教师连接起来，使教师可以根据学习者的学习进度和学习效果及时调整教学策略。其次是能够重新建立学习资源库。利用云计算技术和人工智能算法将学习者在网络中留下的学习资料、测试试卷和其他学习资源等全部存储起来，方便教师随时调用。再者是有助于学生进行个性化学习。学生可以根据自己的学习情况选择不同的教学方法，如讲解式、启发式、自由讨论式等。这样可以使学生在有限的时间内达到预期，而且可以大大提高教师的教学质量和效率。接着是能够全面监控学生的学习情况。通过对学生进行行为分析，建立起相应的行为模式和个性特征，从而为学生提供个性化学习服务。最后是利用智能评估工具能够对教学内容和教学目标进行全面评估，及时发现问题和不足并调整教学策略。

综上所述，计算机网络教学作为一种新兴的教学方式，其发展日趋完善，而人工智能技术因其信息传播范围广、教学效率高等优势，在计算机网络教学中取得了越来越明显的成效。本文简单地介绍了人工智能技术，并对当前的网络教育中存在的问题以及网络教育与传统教育的区别进行了剖析，并列举了在计算机网络教育中，人工智能技术的应用途径和改进的方向。随着人工智能技术的逐渐成熟和完善，其大范围运用于计算机网络教育之中的时代为期不远，这一技术在计算机网络教育中的应用必将使更多的同学受益，为同学提供便利、全面的信息资源，使同学们的学习体验更进一步，为我国社会主义建设培育更多优秀人才。（作者：董琰，东北师范大学高级工程师）

来源：光明网