物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術教學課件

物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術..6、黃金時代是在我們的前面，而不在我們的后面。7、心急吃不了熱湯圓。8、你可以很有個性，但某些時候請收斂。9、只為成功找方法，不為失敗找借口(蹩腳的工人總是說工具不好)。10、只要下定決心克服恐懼，便幾乎能克服任何恐懼。因為，請記住，除了在腦海中，恐懼無處藏身。--戴爾．卡耐基。物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術..物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術..6、黃金時代是在我們的前面，而不在我們的后面。7、心急吃不了熱湯圓。8、你可以很有個性，但某些時候請收斂。9、只為成功找方法，不為失敗找借口(蹩腳的工人總是說工具不好)。10、只要下定決心克服恐懼，便幾乎能克服任何恐懼。因為，請記住，除了在腦海中，恐懼無處藏身。--戴爾．卡耐基。物聯(lián)網(wǎng)應用技術導論第q章物聯(lián)服務與管理技術《物聯(lián)網(wǎng)應用技術導論》課件物聯(lián)第4章物聯(lián)網(wǎng)服務用技術導論與管理技術叢書主鱗器主端高愛國林INTRODUCTIONONINTERNETOFTHINGSAPPLICATIONANDTECHNOLOGIESNeusoft東軟電子出版社物聯(lián)網(wǎng)應用技術導論第q章物聯(lián)服務與管理技術44物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術智能信息處理指信息的儲存、檢索、智能化分析利用,比如利用人工智能對感知的信息作出決策和處理。物聯(lián)網(wǎng)的智能信息處理主要針對感知的數(shù)據(jù),而物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)具有三個獨特的特點1、異構性在物聯(lián)網(wǎng)中,不僅不同的感知對象有不同類型的表征數(shù)據(jù),即使是同一個感知對象也會有各種不同格式的表征數(shù)據(jù)。比如在物聯(lián)網(wǎng)中為了實現(xiàn)對一棟寫字樓的智能感知,需要處理各種不同類型的數(shù)據(jù),如文本、圖形、音頻、視頻,互聯(lián)網(wǎng)上提供的相關超文本鏈接標記語言(HTML)等為了實現(xiàn)完整準確的感知,必須綜合利用不同類型的數(shù)據(jù)獲得全面準確信息。函數(shù)的極值是高等數(shù)學中的導數(shù)應用里一個很重要的內(nèi)容，對極值概念的理解是學生學習的重要是一環(huán).教學中，教師在講解極值的概念時，要做到直觀，并留給學生足夠的思考空間，發(fā)揮他們的學習主體作用.本文在教學設計上進行了嘗試.教學方案活動1：創(chuàng)設問題情境，引入新課（復習提問）我們應用導數(shù)來研究了函數(shù)的一種性質(zhì)――單調(diào)性，知道了函數(shù)的單調(diào)性與導數(shù)的符號有著密切的聯(lián)系.即設函數(shù)f（x）在閉區(qū)間[a，b]上連續(xù)，在開區(qū)間（a，b）內(nèi)可導.（1）如果在（a，b）內(nèi)f′（x）>0，則f（x）在[a，b]上單調(diào)增加；（2）如果在（a，b）內(nèi)f′（x）f（x1），在x2、x3、x4與x5點處分別為f（x）f（x3），f（x）f（x5）.討論：根據(jù)觀察結果能否用一句話總結，從結論中教師因勢利導，提出問題啟發(fā)學生注意局部與整體的關系，得出極值的定義.定義1設函數(shù)f（x）在點x0的某一鄰域U（x0）內(nèi)有定義，如果對于去心鄰域U0（x0）內(nèi)的任意一點x，都有f（x）f（x0）），則稱函數(shù)值f（x0）是函數(shù)f（x）的一個極大值（或極小值），x0稱為函數(shù)f（x）的一個極大值點（或極小值點）.函數(shù)的極大值與極小值統(tǒng)稱為函數(shù)的極值，使函數(shù)取得極值的點稱為極值點.活動2：繼續(xù)觀察圖形提出問題2：極大值一定比極小值大嗎，為什么？回答：極大值不一定比極小值大.圖中f（x2）為函數(shù)的極大值，f（x5）為函數(shù)的極小值，但f（x5）>f（x2），因為極值是局部的概念.活動3：繼續(xù)觀察圖形提出問題3：極值點處的切線有什么特點？結合導數(shù)的幾何意義，我們能得到什么樣的結論？回答：如果函數(shù)可導，函數(shù)在取得極值的點處切線是水平的，即在這些點處導數(shù)為零，這也是我們今天要研究的函數(shù)極值點存在的必要條件，即定理1的內(nèi)容.定理1（必要條件）設函數(shù)f（x）在x0處可導，且在x0處取得極值，則一定有f′（x0）=0.分析我們知道函數(shù)的極值就是局部的最值，而證明極值點處的導數(shù)為零，只要在極值點的某一鄰域內(nèi)考慮即可，那么就是證明這一鄰域內(nèi)的最值處導數(shù)為零，而這實際上就是費馬（Fermat）引理的內(nèi)容.費馬簡介：姓名：皮爾?德?費馬生于1601年，法國律師和業(yè)余數(shù)學家.他在數(shù)學上的成就不比職業(yè)數(shù)學家差，他似乎對數(shù)論最有興趣，亦對現(xiàn)代微積分的建立有所貢獻.被譽為“業(yè)余數(shù)學家之王”.對學生進行思想教育：費馬的故事告訴我們，在做某件事情的時候，只要努力，就可以做好.所以，我們同學中雖然有很多都是文科生，只要我們努力，也一樣能學好數(shù)學.證明（略）定義2使導數(shù)的點稱為函數(shù)的駐點.定理1表明：可導函數(shù)的極值點必定是駐點.提出問題4：函數(shù)的駐點一定是極值點嗎，啟發(fā)學生如果不是能否舉個反例說明？回答：駐點不一定是極值點，例如函數(shù)f（x）=x3的駐點x=0就不是極值點.由這個反例我們知道定理1只是函數(shù)極值存在的必要條件，而不充分.提出問題5：我們還可以看到定理1中要求函數(shù)是可導的，那么函數(shù)的導數(shù)不存在的點可能是極值點嗎？如果可以，能否舉個例子？回答：函數(shù)的導數(shù)不存在的點也可能是極值點，例如函數(shù)f（x）=|x|在點x=0處不可導，但是極小值點.由這兩個例子我們知道了函數(shù)的可能的極值點有兩類：駐點及不可導的點.我們應怎樣判斷駐點及不可導的點是否為函數(shù)的極值點，是極大值點還是極小值點呢？這是我們將要研究的重要問題――函數(shù)極值點存在的充分條件.活動4：繼續(xù)觀察圖形提出問題6：極大值點與極小值點左右兩側(cè)的函數(shù)的導數(shù)符號如何變化？回答：通過觀察我們知道，如果在駐點及不可導點兩側(cè)函數(shù)導數(shù)的符號相反，則必然是使函數(shù)單調(diào)性改變的點，從而一定是函數(shù)的極值點.這表明，求函數(shù)極值點應先找出駐點及不可導點，然后對駐點及不可導點進行判斷，哪些是極值點哪些不是極值點.根據(jù)極值的定義及函數(shù)單調(diào)性的判定法不難知道，由此我們得到下面的定理：定理2（第一充分條件）設函數(shù)f（x）在點x0處連續(xù)，且在點x0的某一鄰域U（x0）（點x0可除外）內(nèi)具有導數(shù)，對于x∈U0（x0），（1）若當x0，當x>x0，f′（x）x0，f′（x）>0，則f（x0）是函數(shù)f（x）的極小值；（3）若在x0兩側(cè)，f′（x）的符號相同，則f（x0）不是f（x）的極值.證明（略）由定理2，我們得出求函數(shù)極值的步驟：（1）寫出函數(shù)的定義域，求出導數(shù)f′（x）；（2）求出f（x）的全部駐點和不可導點；（3）根據(jù)定理2確定這些點是不是極值點，如果是極值點，進一步確定是極大值點還是極小值點；（4）求出各極值點處的函數(shù)值，就得到函數(shù)f（x）的全部極值.下面我們就根據(jù)求極值的步驟，求出函數(shù)的極值.例1求函數(shù)f（x）=x3-3x2-9x+5的極值.解該函數(shù)的定義域為（-∞，+∞）.f′（x）=3x2-6x-9=3（x+1）（x-3）.令f′（x）=0，得駐點x1=-1，x2=3.駐點將定義域分成三部分，現(xiàn)列表討論如下：x（-∞，-1）-1（-1，3）3（3，+∞）f′（x）+0-0+f（x）?J極大值?K極小值?J由表可知，函數(shù)f（x）在x=-1處取得極大值，極大值為f（-1）=10；在x=3處取得極小值，極小值為f（3）=-22.上例是對可導函數(shù)而言的，在此條件下，極值點一定是駐點，因此只要求出函數(shù)的駐點，再由定理2考察各個駐點是否為極值點就行了.但是如果函數(shù)有不可導點，就不能肯定極值點一定是駐點了，因為在導數(shù)不存在的點處，函數(shù)也可能取得極值.請看下例：例2求函數(shù)f（x）=1-（x-2）23的極值.解該函數(shù)的定義域為（-∞，+∞）.當x≠2時，f′（x）=-2313x-2；當x=2時，f′（x）不存在.當x0；當x>2時，f′（x）綜合實踐活動課程與其他課程相比，最大的特點在于它的實踐性，這也是它對傳統(tǒng)課程的最大挑戰(zhàn)，同時也給我們常態(tài)化實施這門課程帶來了一定的困難，再加上在農(nóng)村小學開發(fā)與組織實施課程資源的復雜性、艱巨性等因素，這門亮點課程在多數(shù)農(nóng)村小學還僅僅停留在課程表上。下面，我就結合自己多年一線的教學實踐，談一談自己對農(nóng)村小學開展綜合實踐活動的一些探索與思考。一、農(nóng)村小學開展綜合實踐活動的現(xiàn)狀分析（一）對課程認識不足通過問卷調(diào)查，并依據(jù)調(diào)查結果進行數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學校的教學管理人員和綜合實踐活動課的一線任課教師對其課程的目標、性質(zhì)和內(nèi)容理解很不到位，如對教學課時的安排、活動地點的選擇指導、如何開發(fā)課程資源、如何開展活動等問題基本不了解，在這樣的背景下，所實施的綜合實踐活動也就偏離了開設這門課的宗旨。另外在調(diào)查中，還發(fā)現(xiàn)有的學校，甚至還在借綜合實踐活動這門新課程提升學校的辦學品位，但在實際實施過程中僅停留在上級檢查時做做樣子這一層次上。（二）對教材依賴性太強綜合實踐活動課是一種特殊的課程形態(tài)，在國家層面上只給我們制定了課程指導綱要及實施指南，沒有課程標準，更沒有整套的、系統(tǒng)的教材和教學參考書。在許多地區(qū)的自編教材中，由于編寫人員所占的高度與農(nóng)村小學的實際差距太大，教材能真正面向農(nóng)村推廣的可行性太小，而農(nóng)村小學中的本類學科專家少之又少，加之教育行政部門的課程執(zhí)行大多停留在表面，長期以來，任教這門課程的教師產(chǎn)生了一種依賴心理，在等待給定的教材，這門課就這樣被忽略了。（三）農(nóng)村學生自身因素的制約由于農(nóng)村經(jīng)濟條件的落后，學生家長普遍外出務工，導致現(xiàn)在農(nóng)村小學，絕大多數(shù)學生是留守兒童，這些學生一般與年齡較大的爺爺奶奶生活在一起，相對而言，生活區(qū)域及平時的活動范圍較小，對信息的搜集整理及處理能力較弱，再加上這些爺爺輩奶奶輩的家長對這門新課程認識的不足，得不到重視，學生的正?；顒佣疾荒苷ｉ_展，因此師生對這門課程的積極性不高，從而影響了活動課的實施。二、農(nóng)村小學開展綜合實踐活動的幾點對策（一）加強理論學習，轉(zhuǎn)變教師觀念綜合實踐活動課程的特殊性，決定了它是在沒有教材、沒有固定模式的情況下進行，而這對于長期習慣學科教學的教師來說，無論是理念意識、還是自身能力素質(zhì)都極具挑戰(zhàn)性，因此，加強教師理論培訓，轉(zhuǎn)變教師教學理念是綜合實踐活動課常態(tài)化實施的重中之重。教師作為綜合實踐活動過程中的組織者、引導者、合作者，首先要有突破封閉的教材和封閉的課堂的意識，把農(nóng)村生活與學生實踐結合起來，其次還要做好學校、家庭、社會間的相互溝通，取得家庭及社會的支持，三者間形成合力，最終促使綜合實踐活動課程在農(nóng)村小學得以常態(tài)化實施。（二）發(fā)揮農(nóng)村優(yōu)勢，挖掘課程資源農(nóng)村是一個充滿朝氣、充滿生機的地方，它也是一本取之不竭、用之不盡的活教材，它的自然風光、風土人情為農(nóng)村小學常態(tài)化實施綜合實踐活動課，提供了無限的可利用資源，而我們教師當前要做的就是要對這些可利用的課程資源進行整合、開發(fā)，使我們農(nóng)村學生在農(nóng)村這個大環(huán)境下，最大限度地親近農(nóng)村，從中獲取知識，提高自身的綜合能力。教師可立足農(nóng)村的農(nóng)耕文化、人文文化及地理文化開發(fā)課程資源。農(nóng)村中的風土人情、勞動人民的精神文化生活、大自然美景等都可以作為活動主題，譬如“農(nóng)村某地農(nóng)耕文化研究”、“農(nóng)村某地紅白喜事風俗研究”、“關于農(nóng)村農(nóng)民交通安全意識的現(xiàn)狀調(diào)查”等等。通過這些活動主題，從農(nóng)村農(nóng)耕文化研究、農(nóng)村風俗人情研究、農(nóng)村歷史地理研究等維度切入，充分利用學生生在農(nóng)村、長在農(nóng)村的天然優(yōu)勢，激發(fā)學生探尋農(nóng)村的欲望，增強學生熱愛農(nóng)村、熱愛家鄉(xiāng)的情感。（三）課內(nèi)外相結合，注重實踐能力綜合實踐活動課程最為顯著的特點就是能將課內(nèi)學習與課外學習很好地融合到一起，而這也正是我們教師所追求的，讓學生通過課堂所學知識，并綜合運用課堂所學知識，走出課堂、主動實踐、親身體驗，真正實現(xiàn)學以致用。所以說，我們一線教師必須注重學生課內(nèi)學習與課外學習實踐相結合，尤其是要注重對學生課外實踐能力的提升。例如開展“注意交通安全”活動，引導學生為農(nóng)民講解交通法規(guī)、識別交通標志、做交通安全義務宣傳員，體驗為人民服務帶來的快樂；又如開展“認識秸稈焚燒的危害”這一活動，讓學生走出課堂訪問當?shù)丨h(huán)保部門的工作人員及到衛(wèi)生院采訪呼吸科的醫(yī)生，進行調(diào)查研究，使學生真正認識到焚燒秸稈帶來的危害，增強學生的環(huán)保意識。綜合實踐活動課不同于語、數(shù)、英等學科，決不能單純地依賴教師在教室內(nèi)的傳授，而要把校內(nèi)課程資源和校外大課程資源有機地融合起來，把學校教育、家庭教育和社會教育有機地融合起來。（四）巧用鄉(xiāng)土地理優(yōu)勢，豐富組織方式近年來，隨著學校布局調(diào)整的深入開展，在農(nóng)村小學，學生生活的村落極為分散，學生在小組課外活動時很不方便，因此，在綜合實踐活動過程中，老師可針對農(nóng)村特有的鄉(xiāng)土地理優(yōu)勢，對學生活動的具體組織形式進行重組。在校內(nèi)或在學校周邊開展活動時，可由學生的興趣、特長、愛好，自由協(xié)商后成立活動小組，（下轉(zhuǎn)13頁）（上接5頁）同時讓小組的成員盡可能覆蓋更多的村莊，以利于將學生按地域劃分活動，保證學生課外活動順利進行，同時這樣還可以打破班級界限，以相對附近同學建立小組，不僅消除了學生課外活動可能帶來的安全隱患，而且使學生互相合作，體驗活動過程，分享活動收獲，一舉數(shù)得。總之，在農(nóng)村小學常態(tài)化實施綜合實踐活動課，教師必須充分發(fā)揮農(nóng)村優(yōu)勢，并最大限度地開發(fā)利用農(nóng)村豐富的資源，就實避虛、因地制宜，合理指導學生開展具有農(nóng)村特色的綜合實踐活動，讓學生走出課堂，親近大自然，為學生的健康成長提供開放的廣闊空間，促使他們養(yǎng)成良好的個性品質(zhì)，以實現(xiàn)綜合實踐活動課程育人價值的最大化。物聯(lián)網(wǎng)應用技術導論第q章物聯(lián)服務與管理技術《物聯(lián)網(wǎng)應用技術導論》課件物聯(lián)第4章物聯(lián)網(wǎng)服務用技術導論與管理技術叢書主鱗器主端高愛國林INTRODUCTIONONINTERNETOFTHINGSAPPLICATIONANDTECHNOLOGIESNeusoft東軟電子出版社物聯(lián)網(wǎng)應用技術導論第q章物聯(lián)服務與管理技術44物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術智能信息處理指信息的儲存、檢索、智能化分析利用,比如利用人工智能對感知的信息作出決策和處理。物聯(lián)網(wǎng)的智能信息處理主要針對感知的數(shù)據(jù),而物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)具有三個獨特的特點1、異構性在物聯(lián)網(wǎng)中,不僅不同的感知對象有不同類型的表征數(shù)據(jù),即使是同一個感知對象也會有各種不同格式的表征數(shù)據(jù)。比如在物聯(lián)網(wǎng)中為了實現(xiàn)對一棟寫字樓的智能感知,需要處理各種不同類型的數(shù)據(jù),如文本、圖形、音頻、視頻,互聯(lián)網(wǎng)上提供的相關超文本鏈接標記語言(HTML)等為了實現(xiàn)完整準確的感知,必須綜合利用不同類型的數(shù)據(jù)獲得全面準確信息。物聯(lián)網(wǎng)應用技術導論第q章物聯(lián)服務與管理技術4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術2、海量性物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)的海洋。在物聯(lián)網(wǎng)中海量對象連接在起,每個對象每時每刻都在變化,表達其特征的數(shù)據(jù)也會不斷地積累。如何有效地改進已有的技術和方法,或者提出新的技術和方法,從而髙效地管理和處理這些海量數(shù)據(jù),將是從這些原始數(shù)據(jù)中提取信息并進一步融合、推理和決策的關鍵3、不確定性物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)具有明顯的不確定性特征,主要包括數(shù)據(jù)本身的不確定性、語義匹配的不確定性和查詢分析的不確定性等。為了獲得客觀對象的準確信息,需要去粗取精、去偽存真,以便更全面地進行表達和推理。物聯(lián)網(wǎng)應用技術導論第q章物聯(lián)服務與管理技術4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術4.4.1數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)存儲技術在物聯(lián)網(wǎng)應用中數(shù)據(jù)庫起著記憶(數(shù)據(jù)存儲)和分析(數(shù)據(jù)挖掘)的作用,因此沒有數(shù)據(jù)庫的物聯(lián)網(wǎng)是不完整的目前常用數(shù)據(jù)庫技術一般有關系型數(shù)據(jù)庫和韭關系型數(shù)據(jù)庫(比如實時數(shù)據(jù)庫和NOSQL數(shù)據(jù)庫)物聯(lián)網(wǎng)應用技術導論第q章物聯(lián)服務與管理技術1、關系數(shù)據(jù)庫關系數(shù)據(jù)庫是指采用關系模型來組織數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。簡單地說,關系模型就是二維表格模型,一個關系型數(shù)據(jù)庫就是由二維表及其之間的聯(lián)系組成的一個數(shù)據(jù)組織。關系型數(shù)據(jù)庫具有如下特點1、容易理解:二維表結構是非常貼近邏輯世界的一個概念,關系模型相對網(wǎng)狀、層次等其它模型來說更容易理解。2、使用方便:通用的SQL語言使得操作關系型數(shù)據(jù)庫非常方便程序員和數(shù)據(jù)管理員可以方便地操作數(shù)據(jù)庫,而完全不必理解其底層實現(xiàn)3、易于維護:豐富的完整性(實體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性)大大降低了數(shù)據(jù)冗余和數(shù)據(jù)不一致的概率。目前,關系數(shù)據(jù)庫廣泛應用于各個行業(yè),是構建管理信息系統(tǒng),存儲及處理關系數(shù)據(jù)不可缺少的基礎軟件物聯(lián)網(wǎng)應用技術導論第q章物聯(lián)服務與管理技術2、非關系數(shù)據(jù)庫1)實時數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫(RTDB-RealTimeDataBase)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展的一個分支,是實時系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫技術相結合的產(chǎn)物實時數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)的實時性要求比較高,因而實時、高效、穩(wěn)定是實時數(shù)據(jù)庫最關鍵的指標。目前,實時數(shù)據(jù)庫已廣泛應用于電力、石油石化、交通冶金、軍工、環(huán)保等行業(yè),是構建工業(yè)生產(chǎn)調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)、指揮系統(tǒng)、生產(chǎn)實時歷史數(shù)據(jù)中心的不可缺少的基礎軟件。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集之后必須要有一個可靠的數(shù)據(jù)倉庫,而時數(shù)據(jù)庫可以作為支撐海量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)平臺。物聯(lián)網(wǎng)應用技術導論第q章物聯(lián)服務與管理技術2)NosQL數(shù)據(jù)庫NOSQL也被認為是NotOnlySQL的簡寫,是對不同于傳統(tǒng)的關系型數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的統(tǒng)稱。NOSQL不使用SQL作為查詢語言,而是使用如文檔型的、列存儲、圖型數(shù)據(jù)庫等方式存儲數(shù)據(jù)的模型。物聯(lián)網(wǎng)應用技術導論第q章物聯(lián)服務與管理技術與傳統(tǒng)的關系型數(shù)據(jù)庫相比,NOSQL數(shù)據(jù)庫的存儲數(shù)據(jù)方式發(fā)生了變化:例如,當需要存儲發(fā)票的數(shù)據(jù)時,在傳統(tǒng)的關系數(shù)據(jù)模型中