5第2章节第3节编程与智能工具.doc

第三节 用编程和智能工具处理信息 ? 学习目标 1．了解计算机语言和程序的基本概念；初步识别程序代码，了解程序执行的主要方式，体会计算机与人类处理信息过程的异同点； 2.通过问题分析合理确定信息加工的过程与方式；掌握编程加工信息的过程； 3.了解人工智能的初步知识；了解人工智能的特点，体验模式识别与自然语言处理对社会的应用价值。 4.通过考察或实际使用，了解常用的模式识别的基本概念和使用方法，体验它们在实际生活中的作用；通过运行自然语言对话或机器翻译程序，了解自然语言处理的简单知识。 知识梳理 一、利用编程加工信息 1.编程加工信息的基本知识与特点 编程加工信息，是针对特定问题而编制专门的程序，充分利用计算机的高速运算能力实现对信息的自动化处理。与文字信息、图像信息等需要“人机协作”的加工方法相比，利用编程加工信息，可以提高计算机处理信息的效率，发挥计算机高速运算、自动执行的特点。 编程就是把解决问题的步骤转化成计算机可识别、可执行的指令代码，以此来借助计算机完成信息的加工。 所谓“可识别”是指机器能认识和理解一条指令所表示的具体含义；而“可执行”是指这条指令能使计算机硬件产生一定的运算操作。 2．程序与计算机语言 （1）程序的概念 为解决某个实际问题，我们把一组指令代码按照一定的规则进行组合，这组有序排列的指令代码就称为程序。 （2）程序的作用 程序是用计算机解决问题的基本方法。计算机是依照人们给出的程序来进行工作的，我们使用计算机的过程也就是运行程序的过程。 程序可以用于支持计算机系统的正常运行、帮助人们方便地操作和管理计算机，比如Windows操作系统；也可以针对单一的任务，在脱离人工干预的情况下自动运算，比如求解特定的数学方程式；还可以用于完成某一大类相似任务，具有功能强大、通用性好、操作简便、强调“人机协作”的特点，比如文字编辑程序、图像处理程序等。 （3）计算机语言的概念 计算机语言是人与计算机进行交流的主要工具。如同聋哑人的手语、舰船水手的旗语、音乐家的乐谱、工程师的图纸等一样，计算机语言是人们根据生产生活中的实际需求，按一定规则编制的、专门针对计算机的一种专用语言。 （4）计算机语言的作用 利用计算机语言，可以把人们思维或交流用的自然语言，转化成计算机可识别和理解的程序，使计算机能够按照人的意愿加工信息。由于计算机语言的主要作用是进行程序设计，因此，它也可以被称为程序设计语言。 如同人类的自然语言有不同的语种一样，人们根据需要为计算机语言设计出了多个“语种”，我们常用的Visual Basic（简称VB）就是其中的一种。 3．利用编程加工信息的过程 首先对解决问题的方法和步骤进行描述，然后编写程序并对其进行调试和修改，最终得出正确结论。 整个过程可分为五个阶段，它们是： （1）分析问题：进行需求分析，明确问题当中所包含的已知条件和未知量，确定加工目标； （2）设计算法：算法是解题方法与步骤的设计，是编写程序的基础。算法设计必须保证能够在有限的存储空间内，以有限的步骤和机器可执行的运算方法得出正确的结论。算法设计可以用流程图、自然语言或者其它方法进行表述； 需要说明的是，算法并不仅仅是指计算的方法，算法中包含了从何处入手、计算的步骤以及结果处理等全过程。比如日常生活中的信件邮寄工作，其中最主要的步骤是“写信”，但“邮寄信件”这一任务的“算法”就不仅仅是“写信”了，它应包括“写信—写信封--贴邮票--投入信箱”等所有步骤。 （3）编写程序：选择一种程序设计语言，根据算法设计逐条编写程序； （4）调试运行：在编程环境下，对程序进行调试运行，检验程序能否顺利执行，根据出错信息修改程序，排除标点符号、语句拼写等语法错误； （5）检测结果：对程序执行后所得到的结果进行分析，排除程序中的计算公式、运算条件等逻辑错误，确认最终结果的正确性。 4．人类解决问题的? 相比较而言，人类与计算机解决问题的相同点，都是将问题的解决方法分解成一个个步骤，然后按步骤完成，得出结果?二、利用智能工具加工信息 利用智能工具加工信息，是指采用人工智能技术处理信息的方法。 1．人工智能的初步知识 （1）人工智能的研究目的 人工智能是计算机科学的一个前沿分支，它的研究目的是希望计算机能模拟人的某些思维过程和智能行为胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。人工智能知识获取处理、自动程序设计等方面。人类思维的本质区别无意识的机械的物理的过程，人类智能主要是生理和心理的过程人工智能没有社会性没有人类意识所特有的能动创造能力总是人脑的思维在前，的功能在后。简单说，模式识别就是让，交流更加自然方便。包括识别、语音识别将文实时转化为标准流畅的语音朗读出来，相当于给机器装上了人工嘴巴。机器翻译、全文信息检索系统、自动文摘系统等在计算机里存贮一定