文章總結(jié)了各項技術(shù)在智能產(chǎn)品中所扮演的角色，干貨滿滿，建議收藏。

眾所周知，人工智能（AI）時代將要來臨，國內(nèi)外，大到國家戰(zhàn)略層面，小到各類公司科研機(jī)構(gòu)學(xué)校的發(fā)展規(guī)劃，都已開始逐步調(diào)整方向，緊跟時代步伐。

目前，市場上智能化產(chǎn)品種類繁多，尤其隨著新技術(shù)日新月異。作為產(chǎn)品經(jīng)理，我們?nèi)绾卧O(shè)計好一款好的產(chǎn)品，也許，了解一些智能產(chǎn)品相關(guān)的技術(shù)是很有必要的，進(jìn)而可以做到，從技術(shù)角度去思考智能產(chǎn)品。

因此，小宅這期給大家講講智能化產(chǎn)品相關(guān)的一些技術(shù)，先來看一張小宅PS的圖。

如上圖所示：智能化產(chǎn)品的技術(shù)體系，主要由電子技術(shù)、自動化控制技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算平臺技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)&移動互聯(lián)網(wǎng)）、安全監(jiān)控技術(shù)組成。其中每一大類技術(shù)又各有一個技術(shù)體系，且各大技術(shù)體系相互交叉，你中有我，我中有你，猶如太極。

接下來小宅就按照圖中順序從小到大，從左到右，逐一介紹每個技術(shù)體系在智能產(chǎn)品中的主要內(nèi)容。

一、電子技術(shù)

電子技術(shù)主要是以模擬電路和數(shù)字電路為基礎(chǔ)，產(chǎn)生了大量的元器件，再基于之上，結(jié)合一些編程和通信等技術(shù)，才有了電源開發(fā)、硬件設(shè)計、測試測量、嵌入式開發(fā)等的電子開發(fā)技術(shù)。

1、模擬電路

模擬電路，就是利用信號的大小強(qiáng)弱（某一時刻的模擬信號，即時間和幅度上都連續(xù)的信號）表示信息內(nèi)容的電路。模擬電路涉及的知識很多，除了有電流電壓電阻電容等，還有很多常用半導(dǎo)體器件，以及各種電路模型。

2、數(shù)字電路

數(shù)字電路，就是用數(shù)字信號完成對數(shù)字量進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的電路稱為數(shù)字電路。數(shù)字電路涉及的知識有：邏輯代數(shù)、各類元器件、常用組合電路，以及數(shù)字電路和模擬電路之間的相互轉(zhuǎn)換，等等。

3、電子元器件

電子元器件，是電子元件和電小型的機(jī)器、儀器的組成部分，其本身常由若干零件構(gòu)成。電子元器件包括：電阻、電容器、電位器、電子管、激光器件、電子顯示器件、光電器件、傳感器、電源、開關(guān)、繼電器、印制電路板等。相同元器件之間又有不同的封裝和性能等指標(biāo)。

4、電子開發(fā)技術(shù)

電子開發(fā)技術(shù)，主要有電源開發(fā)、硬件設(shè)計、測試測量、嵌入式開發(fā)等，其中嵌入式開發(fā)又分為單片機(jī)/MCU技術(shù)、FPGA技術(shù)、DSP技術(shù)等。下圖是一個嵌入式開發(fā)流程，主要涉及系統(tǒng)需求分析、體系結(jié)構(gòu)設(shè)計、硬件設(shè)計、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計、軟件設(shè)計、系統(tǒng)集成、系統(tǒng)測試、生產(chǎn)產(chǎn)品等內(nèi)容。其他技術(shù)大同小異。在此，小宅建議搞軟件的童鞋，有空也玩玩硬件，玩硬件的童鞋，有空也玩玩軟件，非常有利于大家對整個技術(shù)體系的理解。

在電子開發(fā)技術(shù)中，有一項技能特別好玩，就是焊接電路板，小宅焊接技術(shù)還不錯的。

二、自動化控制技術(shù)

自動化控制，是一種現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、制造業(yè)等生產(chǎn)領(lǐng)域中機(jī)械電氣一體自動化集成控制技術(shù)和理論，機(jī)器或裝置在無人干預(yù)的情況下按規(guī)定的程序或指令自動地進(jìn)行操作或運(yùn)行。

自動化控制技術(shù)，以自動控制理論為基礎(chǔ)，以電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)為主要工具，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制及各行業(yè)、部門的自動化，具有“控制和管理結(jié)合，強(qiáng)電和弱電并重，軟件和硬件兼施”等鮮明特點。

自動化控制技術(shù)，除了在農(nóng)業(yè)、制造業(yè)等生產(chǎn)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用之外，在智享生活產(chǎn)品中也有了很好的應(yīng)用，下圖是自動化控制技術(shù)與其他技術(shù)相結(jié)合在無人駕駛汽車的一些應(yīng)用。

三、物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，簡稱IoT），就是把所有人與物都打上標(biāo)識，通過信息傳感設(shè)備，互聯(lián)互通進(jìn)行信息交換和通信，并與互聯(lián)網(wǎng)連接，實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種抽象概念。

物與物、人與人、人與物，都連起來？相同就會消掉嗎？

認(rèn)真點，你以為玩連連看呢！

再看一張“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)”圖。

那么多？！

物聯(lián)網(wǎng)涵蓋的技術(shù)確實很多，有物理層、通信層、系統(tǒng)層、最終用戶層，以及貫穿所有層的安全問題。每一層由涉及到很多具體的技術(shù)內(nèi)容，但是小宅這期只介紹物理層和通信層，Because，物理層體現(xiàn)了“物”，通信層體現(xiàn)了“聯(lián)網(wǎng)”，加起來就是物聯(lián)網(wǎng)嘛。

其他層的內(nèi)容會在其他技術(shù)體系講到。

1、物理層

從上圖可知，物理層中非常重要的一個內(nèi)容是各類傳感器。

傳感器，是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。

傳感器的種類很多，下表按不同分類進(jìn)行介紹。

有了傳感器，還不能完全發(fā)揮物理層的作用，得結(jié)合控制電路才可以。如下圖所示，物理層技術(shù)實現(xiàn)原理其實很簡單，一般以處理器（如英特爾的酷睿系列、嵌入式的STM32系列等）為核心，通過各種通信接口（如：RS232/RS485、SPI、CAN、USB等），與各類傳感器（如聲音、視覺、位置、空氣等），或集成設(shè)備（如顯示屏），或執(zhí)行器（風(fēng)扇、馬達(dá)等），相接連，按照約定的協(xié)議內(nèi)容進(jìn)行通信和控制。

2、通信層

通信？飛鴿傳書？快遞？QQ？微信？發(fā)郵件？打電話/發(fā)短信？

不是，這些通信工具，小宅要講的是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的通信技術(shù)，也就實現(xiàn)這些通信工具背后的通信技術(shù)。

那么什么是通信，小宅的理解，所謂通信就是以電磁波、聲波或光波等形式為載體，按照規(guī)定好的協(xié)議格式，把信息從發(fā)送端（信源）傳輸?shù)揭粋€或多個接收端（信宿）的過程。而通信技術(shù)，就是在這個過程中所涉及到技術(shù)，比如信息傳遞的載體技術(shù)、通信協(xié)議、信息處理技術(shù)等。

再回頭看看“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)”中，有關(guān)通信層的內(nèi)容。

有木有發(fā)現(xiàn)紅色框框的內(nèi)容，很眼熟吧？對的，這就是大名鼎鼎的ISO/OSI七層協(xié)議模型：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層、應(yīng)用層。有關(guān)ISO/OSI七層協(xié)議，放到互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)講解。數(shù)據(jù)鏈路層通信技術(shù)有近距離通信、遠(yuǎn)距離蜂窩通信、遠(yuǎn)距離非蜂窩通信、有線通信，對比一下其中幾種比較常見的通信方式。

既然提到物聯(lián)網(wǎng)通信，不得不提近年流行的針對物聯(lián)網(wǎng)通信的NB-IoT解決方案。

NB-IoT，是指窄帶物聯(lián)網(wǎng)（Narrow Band -Internet of Thing）技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域一個新興的技術(shù)，支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接，也被叫作低功耗廣域網(wǎng)（LPWA）。

作為目前一項受青睞度最高的技術(shù)，NB-IoT的優(yōu)勢非常明顯：

自2016年對NB-IoT完成了測試，目前正在逐漸形成包括底層芯片、模組、終端、通訊設(shè)備、平臺、運(yùn)營商以及應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)鏈，全球各大運(yùn)營商與設(shè)備制造商都在積極布局NB-IoT市場，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手促使NB-IoT產(chǎn)業(yè)鏈日漸完善，業(yè)界對它的關(guān)注度持續(xù)升溫。

下面小宅選取目前已形成較為完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)的NB-IoT和LoRa兩種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對每一環(huán)節(jié)的市場集中度進(jìn)行大體預(yù)估，集中度的大小反映在下圖對應(yīng)矩形框的長度，長度越長，集中度越高，長度越短，集中度越小，（集中度越高表示市場壟斷率越高）。

另外，就在今年2月22日（這個日子感覺怪怪的，有木有？），ofo在京舉辦發(fā)布會，宣布與華為、電信達(dá)成合作伙伴關(guān)系，并正式發(fā)布了基于NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的共享單車解決方案。

三、大數(shù)據(jù)

這云朵看起來不錯！小宅，啥是大數(shù)據(jù)？哪來的？有啥用？

不錯！終于會問點正常點的問題了！

1、啥是數(shù)據(jù)？

數(shù)據(jù)，是反映客觀事物屬性的記錄，是信息的具體表現(xiàn)形式。數(shù)據(jù)有很多種，最簡單的就是數(shù)字，數(shù)據(jù)也可以是文字、圖像、聲音等。

2、啥是大數(shù)據(jù)？

引用一下Google科學(xué)家吳軍博士在《智能時代》一書的解釋。大數(shù)據(jù)英文名稱Big Data，為什么不是Large Data，Vast Data？big、large、vast之間又有什么差別呢。big強(qiáng)調(diào)的是相對小的大，是抽象意義上的大小，而large和vast常常用于形容體量的大小。因此Big Data不是僅強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)量的多，而是一種思維方式的改變，在大數(shù)據(jù)之前，計算機(jī)并不擅長解決需要人類智能來解決的問題，現(xiàn)在換個思路，把智能問題變成數(shù)據(jù)問題，很多事情就迎刃而解，比如擊敗圍棋世界冠軍李世石的機(jī)器人Alphgo就是典型例子。

3、大數(shù)據(jù)從哪來？

理解了什么是數(shù)據(jù)、什么是大數(shù)據(jù)，至于大數(shù)據(jù)從哪來就很好回答了。

小宅認(rèn)為：世間萬物皆數(shù)據(jù)，世間萬物也都產(chǎn)生數(shù)據(jù)，因此大數(shù)據(jù)來源于世間萬物。

尤其隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，會更加便于數(shù)據(jù)的采集，未來要處理的數(shù)據(jù)會越來越大，種類也越來越多。據(jù)IDC報告顯示，預(yù)計到2020年全球數(shù)據(jù)總量將超過40ZB(相當(dāng)于4萬億GB)，而我國數(shù)據(jù)總量正在以年均50%的速度增長，預(yù)計到2020年將占全球21%，我國正在成為真正的數(shù)據(jù)資源大國，這為大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)。

4、大數(shù)據(jù)有啥用？

近年來，有關(guān)大數(shù)據(jù)的熱潮越來越火，農(nóng)業(yè)、金融、電商、政府、電信、航空等等，各行各業(yè)都在向大數(shù)據(jù)靠攏，可見大數(shù)據(jù)確實有很大的作用，可以為各行業(yè)提供很好的支持服務(wù)。但是，是否都能很好的利用好大數(shù)據(jù)這一工具，那可未必，甚至出現(xiàn)了一些炒作大數(shù)據(jù)概念的現(xiàn)象。其實，小宅剛才也提到了，大數(shù)據(jù)只是一種思維方式的改變，學(xué)會把傳統(tǒng)計算機(jī)不能解決的智能問題，換成數(shù)據(jù)問題來解，很多事情就能迎刃而解。

四、云計算

小宅，面對如此大的數(shù)據(jù)量，如何存儲？如何計算？

別擔(dān)心，有云計算！

云還能計算呢？那么帥！幫我問下它1+1=？唄~

小宅被你干崩潰了，不懂別瞎鬧，丟人可以，別丟臉！

云計算（cloud computing），是透過網(wǎng)絡(luò)將龐大的計算處理程序自動分拆成無數(shù)個較小的子程序，再交由多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)搜尋、計算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。透過這項技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者可以在數(shù)秒之內(nèi)，達(dá)成處理數(shù)以千萬計甚至億計的信息，達(dá)到和“超級計算機(jī)”同樣強(qiáng)大效能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。用戶通過電腦、筆記本、手機(jī)等方式接入數(shù)據(jù)中心，按自己的需求進(jìn)行運(yùn)算即可！

云計算技術(shù)體系架構(gòu)分為4層：物理資源層、資源池層、管理中間件層和SOA構(gòu)建層，如下圖所示。

1. 物理資源層，包括計算機(jī)、存儲器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、數(shù)據(jù)庫和軟件等；
2. 資源池層，是將大量相同類型的資源構(gòu)成同構(gòu)或接近同構(gòu)的資源池，如計算資源池、數(shù)據(jù)資源池等，構(gòu)建資源池更多是物理資源的集成和管理工作；
3. 管理中間件，負(fù)責(zé)對云計算的資源進(jìn)行管理，并對眾多應(yīng)用任務(wù)進(jìn)行調(diào)度，使資源能夠高效、安全地為應(yīng)用提供服務(wù)；
4. SOA構(gòu)建層，將云計算能力封裝成標(biāo)準(zhǔn)的WebServices服務(wù)，并納入到SOA體系進(jìn)行管理和使用，包括服務(wù)注冊、查找、訪問和構(gòu)建服務(wù)工作流等。

其中，管理中間件和資源池層是云計算技術(shù)的最關(guān)鍵部分，SOA構(gòu)建層的功能更多依靠外部設(shè)施提供。

云計算體系架構(gòu)很復(fù)雜，涵蓋的內(nèi)容也有很多，但關(guān)鍵技術(shù)主要有以下幾點：

（1）?虛擬化技術(shù)：指計算元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實的基礎(chǔ)上運(yùn)行，它可以擴(kuò)大硬件的容量，簡化軟件的重新配置過程，減少軟件虛擬機(jī)相關(guān)開銷和支持更廣泛的操作系統(tǒng)方面。通過虛擬化技術(shù)可實現(xiàn)軟件應(yīng)用與底層硬件相隔離，它包括將單個資源劃分成多個虛擬資源的裂分模式，也包括將多個資源整合成一個虛擬資源的聚合模式。虛擬化技術(shù)根據(jù)對象可分成存儲虛擬化、計算虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化等，計算虛擬化又分為系統(tǒng)級虛擬化、應(yīng)用級虛擬化和桌面虛擬化目。

（2）分布式存儲技術(shù)：云計算系統(tǒng)由大量服務(wù)器組成，同時為大量用戶服務(wù)，因此云計算系統(tǒng)采用分布式存儲的方式存儲數(shù)據(jù)，用冗余存儲的方式（集群計算、數(shù)據(jù)冗余和分布式存儲）保證數(shù)據(jù)的可靠性。冗余的方式通過任務(wù)分解和集群，用低配機(jī)器替代超級計算機(jī)的性能來保證低成本，這種方式保證分布式數(shù)據(jù)的高可用、高可靠和經(jīng)濟(jì)性，即為同一份數(shù)據(jù)存儲多個副本。云計算系統(tǒng)中廣泛使用的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)是Google的GFS和Hadoop團(tuán)隊開發(fā)的GFS的開源實現(xiàn)HDFS。

（3）海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)：云計算需要對分布的、海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析，因此，數(shù)據(jù)管理技術(shù)必需能夠高效的管理大量的數(shù)據(jù)。云計算系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理技術(shù)主要是Google的BT sT~lO數(shù)據(jù)管理技術(shù)和Hadoop團(tuán)隊開發(fā)的開源數(shù)據(jù)管理模塊HBase。由于管理形式的不同造成傳統(tǒng)的SQL數(shù)據(jù)庫接口無法直接移植到云管理系統(tǒng)中來，目前一些研究在關(guān)注為云數(shù)據(jù)管理提供RDBMS和SQL的接口，如基于Hadoap 子項目HBase和Hive等。

（4）并行編程技術(shù)：云計算提供了分布式的計算模式，客觀上要求必須有分布式的編程模式。云計算采用了一種思想簡潔的分布式并行編程模型Map-Reduce。Map-Reduce是一種編程模型和任務(wù)調(diào)度模型。主要用于數(shù)據(jù)集的并行運(yùn)算和并行任務(wù)的調(diào)度處理。在該模式下，用戶只需要自行編寫Map函數(shù)和Reduce函數(shù)即可進(jìn)行并行計算。其中，Map 函數(shù)中定義各節(jié)點上的分塊數(shù)據(jù)的處理方法，而Reduce函數(shù)中定義中間結(jié)果的保存方法以及最終結(jié)果的歸納方法。

任何一個在互聯(lián)網(wǎng)上提供云計算服務(wù)的公司都可以叫做云計算公司。而云計算服務(wù)一般分為三類：IaaS（Infrastructure-as-a- Service，基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）、PaaS（Platform-as-a-Service，平臺即服務(wù)）、SaaS（Software-as-a-Service，軟件即服務(wù)）。

1. IaaS層，有時候也叫做Hardware-as-a-Service，為用戶提供網(wǎng)絡(luò)資源、存儲資源、計算資源、虛擬磁盤、虛擬化等。一些大的IaaS公司包括Amazon，Microsoft，VMWare，Rackspace和Red Hat。
2. PaaS層，為用戶提供網(wǎng)頁應(yīng)用管理，應(yīng)用設(shè)計，應(yīng)用虛擬主機(jī)，存儲，安全以及應(yīng)用開發(fā)協(xié)作工具等。一些大的PaaS提供者有Google App Engine，Microsoft Azure，F(xiàn)orce.com，Heroku，Engine Yard，AppFog，Mendix和Standing Cloud。
3. SaaS層，為用戶提供安全、豐富的應(yīng)用體驗，保證應(yīng)用程序的安全，可靠性，高可用性。一些用作商務(wù)的SaaS應(yīng)用包括Citrix的GoToMeeting，Cisco的WebEx，Salesforce的CRM，ADP，Workday和SuccessFactors。

除了以上提到的云計算公司，其實還有很多大型的，比如眾所周知的BAT（百度阿里騰訊）、IBM等公司都有自己的云，也對外提供服務(wù)。對于云計算服務(wù)還不明白，且你也是個吃貨，請看下圖自己慢慢體會。

云的分類在生活中經(jīng)常聽到，那到底怎么分呢，下面是云的分類。

1. 公有云：公有云是為大眾建的，所有入駐用戶都稱租戶，不僅同時有很多租戶，而且一個租戶離開，其資源可以馬上釋放給下一個租戶。
2. 私有云：私有云是為某個特定用戶/機(jī)構(gòu)建立的，只能實現(xiàn)小范圍內(nèi)的資源優(yōu)化。
3. 混合云：是以上兩種的任意混合，企業(yè)不僅用到共有云，而且使用私有云，這種方式更注重的是共有云與私有云的連接，溝通。

五、機(jī)器學(xué)習(xí)

啥？機(jī)器都會學(xué)習(xí)了？完了！高考肯定干不過這幫“學(xué)霸”。

是的！沒錯！就在今年6月7日數(shù)學(xué)高考當(dāng)天，由學(xué)霸君開發(fā)的智能教育機(jī)器人Aidam和成都準(zhǔn)星云學(xué)科技有限公司開發(fā)的人工智能系統(tǒng)AI-Maths，參與了高考。其中一個機(jī)器人只用了不到10分鐘就答完2017年北京卷文科數(shù)學(xué)題，完成包括客觀題和主觀題在內(nèi)的整張試卷，成績?yōu)?34分。而另一機(jī)器人則花了22分鐘做完同樣考題，成績是105分。

是的，小宅那天看到消息，也表示驚呆了！但從另一方面，也可證明現(xiàn)在AI技術(shù)發(fā)展得很好了，而AI的技術(shù)之一機(jī)器學(xué)習(xí)，咱就來“研究研究”，看看到底何方神圣！

小宅看了很多機(jī)器學(xué)習(xí)的資料，其中有一篇寫得不錯：《一文讀懂機(jī)器學(xué)習(xí)，大數(shù)據(jù)/自然語言處理/算法全有了……》，作者署名：計算機(jī)的潛意識，小宅就以該文章內(nèi)容為主來介紹下機(jī)器學(xué)習(xí)。

1、什么是機(jī)器學(xué)習(xí)？

機(jī)器學(xué)習(xí)，是一種通過利用數(shù)據(jù)，訓(xùn)練出模型，然后使用模型預(yù)測的一種方法。如下圖所示，機(jī)器學(xué)習(xí)中的“訓(xùn)練”與“預(yù)測”過程可以對應(yīng)到人類的“歸納”和“推測”過程。通過這樣的對應(yīng)，我們可以發(fā)現(xiàn)，機(jī)器學(xué)習(xí)的思想并不復(fù)雜，僅僅是對人類在生活中學(xué)習(xí)成長的一個模擬。又再次看出“大數(shù)據(jù)”在AI時代的重要性了。

2、機(jī)器學(xué)習(xí)的范圍？

從范圍上來說，機(jī)器學(xué)習(xí)跟模式識別，統(tǒng)計學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)挖掘是類似的，同時，機(jī)器學(xué)習(xí)與其他領(lǐng)域的處理技術(shù)的結(jié)合，形成了計算機(jī)視覺、語音識別、自然語言處理等交叉學(xué)科。給出幾個公式解釋下：模式識別=機(jī)器學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)挖掘=機(jī)器學(xué)習(xí)+數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)計學(xué)習(xí)近似等于機(jī)器學(xué)習(xí)，計算機(jī)視覺=圖像處理+機(jī)器學(xué)習(xí)，語音識別=語音處理+機(jī)器學(xué)習(xí)，自然語言處理=文本處理+機(jī)器學(xué)習(xí)。

3、機(jī)器學(xué)習(xí)都有哪些算法？

什么是算法？算法，就是解決問題的辦法或過程。計算機(jī)的程序或軟件，就是采用不同的編程語言或技術(shù)，把一些算法實現(xiàn)，來處理各類問題。而機(jī)器學(xué)習(xí)里面究竟有多少經(jīng)典的算法呢？也是很多，比如：回歸算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、SVM、聚類算法、降維算法、推薦算法、等等。

4、小宅再講講人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)，三者的關(guān)系，請看下圖。

等下！小宅，人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)，這兩個概念我都清楚了，但是啥是深度學(xué)習(xí)？咋學(xué)習(xí)還深度了？

從上文機(jī)器學(xué)習(xí)方法中，有一個重要的算法：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。它的原理是受我們大腦的生理結(jié)構(gòu)-互相交叉相連的神經(jīng)元啟發(fā)。早期生物界學(xué)者們使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來模擬大腦，機(jī)器學(xué)習(xí)的學(xué)者們使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)的實驗，發(fā)現(xiàn)在視覺與語音的識別上效果都相當(dāng)好，其機(jī)理就是一個就是分解與整合的過程。而深度學(xué)習(xí)就是傳統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到了多隱藏層的情況。

好了，開始講講三者的關(guān)系。

從上圖可知，人工智能是最早出現(xiàn)的，也是最大、最外側(cè)；其次是機(jī)器學(xué)習(xí)，稍晚一點；最內(nèi)側(cè)，是深度學(xué)習(xí)，當(dāng)今人工智能大爆炸的核心驅(qū)動。其實用三句話就可以概括出它們的關(guān)系：人工智能為機(jī)器賦予人的智能，機(jī)器學(xué)習(xí)是一種實現(xiàn)人工智能的方法，深度學(xué)習(xí)是一種實現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)的技術(shù)。

六、互聯(lián)網(wǎng)

對于互聯(lián)網(wǎng)，相信大家都不陌生，尤其克強(qiáng)總理提出了一個“互聯(lián)網(wǎng)+”的方向，更是把互聯(lián)網(wǎng)推到風(fēng)口浪尖，而對于資深碼農(nóng)的小宅更不陌生。本文講的互聯(lián)網(wǎng)包含了傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)，小宅想從計算機(jī)組成原理、操作系統(tǒng)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、移動互聯(lián)網(wǎng)、其他計算機(jī)五個方面講講互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，而其他很多互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，小宅已在本文其他地方講解了。

1、計算機(jī)組成原理

互聯(lián)網(wǎng)的大BOSS是計算機(jī)，手機(jī)其實也可以算作是一臺會移動的計算機(jī)，因此先講講計算機(jī)的組成。拆開計算機(jī)主機(jī)或手機(jī)，可以看到下圖的硬件構(gòu)成。

無論計算機(jī)還是手機(jī)，最主要還是各自的主板部分，主板上都有啥，請看下面兩個圖。

為了找一張詳細(xì)點清晰點的主板介紹，找了好久，差點就想自己畫一張。這張還可以，湊合用吧，雖然現(xiàn)在主板功能越來越強(qiáng)大了，比如還有溫濕度功能啥的，但是大同小異。目前，計算機(jī)主板比較常用的有：華碩、技嘉、微星、華擎、映泰等。

手機(jī)的主板結(jié)構(gòu)也是大同小異，不信你拆開你手機(jī)看看，嘿嘿！

但是在計算機(jī)組成中，不僅只有硬件，還有軟件，請看下圖計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，雖然有點老，別嫌棄哈，將就用吧，都是大同小異，畢竟馮諾依曼那個結(jié)構(gòu)已經(jīng)用了N年了。

2、操作系統(tǒng)

提到操作系統(tǒng)，估計所有人都會想到微軟的Windows XP操作系統(tǒng)，如果你沒想到，說明你確實年輕，它是微軟歷史上服役最長操作系統(tǒng)，也是號稱被盜版最多的操作系統(tǒng)，目前已被咱國家博物館收藏了。

目前除了常見的Windows XP系統(tǒng)，操作系統(tǒng)的種類很多，依據(jù)不同的應(yīng)用場合可以分為：計算機(jī)/服務(wù)器操作系統(tǒng)、手機(jī)操作系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)、其他操作系統(tǒng)。

雖然操作系統(tǒng)種類很多，但是在系統(tǒng)中的作用基本一致，管理和控制計算機(jī)硬件與軟件資源的計算機(jī)程序，是直接運(yùn)行在“裸機(jī)”上的最基本的系統(tǒng)軟件，任何其他軟件一般都會在操作系統(tǒng)的支持下運(yùn)行。以計算機(jī)操作系統(tǒng)為例，請看下圖。

資深碼農(nóng)的小宅，玩過沒有操作系統(tǒng)的嵌入式開發(fā)，深知有多蛋疼。操作系統(tǒng)那么厲害，那么它到底有什么功能？

請看大屏幕！

從圖中左下角可以看出操作系統(tǒng)主要有以下功能：

1. 處理器管理：負(fù)責(zé)處理器運(yùn)行管理，還有進(jìn)程創(chuàng)建、進(jìn)程同步、進(jìn)程調(diào)度、進(jìn)程通信等。
2. 文件管理：負(fù)責(zé)對計算機(jī)文件的組織、存儲、操作和保護(hù)等。
3. 設(shè)備管理：除了CPU和內(nèi)存以外的所有輸入、輸出設(shè)備的管理
4. 存儲管理：主要進(jìn)行內(nèi)存的分配和管理。
5. 對外接口：這是操作系統(tǒng)為用戶提供操作接口，或者為軟件提供各種API接口。

有關(guān)操作系統(tǒng)的研究一直在不斷進(jìn)行，比如國產(chǎn)的中標(biāo)麒麟（NeoKylin）、紅旗Linux等。

還有近年百分點公司發(fā)布的“全球首款”針對大數(shù)據(jù)的操作系統(tǒng)BD-OS（基于Lambda架構(gòu)）。

對于真心想玩好操作系統(tǒng)的童鞋，小宅建議玩Linux或Unix，因為其他操作系統(tǒng)基本都是以這兩個操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，好好玩下它們的內(nèi)核、在上面做些應(yīng)用開發(fā)、還可以移植下這些操作系統(tǒng)。

3、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

在互聯(lián)網(wǎng)的世界，網(wǎng)絡(luò)是非常重要的，所以接下來小宅要講講網(wǎng)絡(luò)。

從上圖可知，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有三個內(nèi)容：硬件（網(wǎng)絡(luò)相關(guān)設(shè)備），軟件（網(wǎng)絡(luò)相關(guān)軟件、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議），網(wǎng)絡(luò)分類（一般按照網(wǎng)絡(luò)區(qū)域大小劃分）。

網(wǎng)絡(luò)硬件請看下圖（小宅畫的，如有問題請別罵小宅），具體用途自行查資料吧。

有了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，接下來就是要把這些設(shè)備連接到一起，建成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，才能發(fā)揮更大的作用，如下圖所示，具體流程大家看一下吧，大同小異。

在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，最重要的是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，比如大名鼎鼎ISO/OSI七層協(xié)議棧，這是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）制定的一個用于計算機(jī)或通信系統(tǒng)間互聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)體系，OSI七層協(xié)議棧每一層的作用，及其含有哪些具體協(xié)議，請看下圖，小宅覺得這個圖非常好，建議大家收藏，想要高清無碼版找小宅。

雖然ISO制定的OSI參考模型非常完善，但是由于過于龐大和復(fù)雜而招致了許多批評。與此對照，由技術(shù)人員自己開發(fā)的TCP/IP協(xié)議棧獲得了更為廣泛的應(yīng)用。TCP/IP協(xié)議棧是美國國防部高級研究計劃局計算機(jī)網(wǎng)（Advanced Research Projects Agency Network，ARPANET）和其后繼因特網(wǎng)使用的參考模型。TCP/IP協(xié)議棧與ISO/.OSI七層模型的關(guān)系對比，請看下圖。這里小宅嘚瑟一下，小宅以前移植過TCP/IP協(xié)議棧的源代碼到STM32開發(fā)板上，且發(fā)現(xiàn)了這個協(xié)議棧在傳輸層有一個特別小的BUG！興奮了好久！

4、移動互聯(lián)網(wǎng)

移動互聯(lián)網(wǎng)，是指互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)、平臺、商業(yè)模式和應(yīng)用與移動通信技術(shù)結(jié)合并實踐的活動的總稱。小宅相信大家對于移動互聯(lián)網(wǎng)并不陌生，畢竟每天都拿著手機(jī)玩游戲、刷朋友圈、看新聞、發(fā)郵件等等，但是移動互聯(lián)網(wǎng)背后的技術(shù)，可能不是很了解，趕緊跟上小宅步伐一起扒扒移動互聯(lián)網(wǎng)背后的技術(shù)。

目前國內(nèi)最大的運(yùn)營商就這三貨了：移動、聯(lián)通、電信。

好奇下，小宅是哪家的？

小宅是移動粉絲。

先來看看1G2G2.5G3G4G5G…nG都是啥。

1. ?1G：模擬訊號傳輸，“大哥大”橫行的年代。模擬式是代表在無線傳輸采用模擬式的FM調(diào)制，將介于300Hz到3400Hz的語音轉(zhuǎn)換到高頻的載波頻率MHz上。1G主要主要系統(tǒng)為AMPS，另外還有NMT及TACS。1G只能應(yīng)用在一般語音傳輸上，且語音品質(zhì)低、訊號不穩(wěn)定、涵蓋范圍也不夠全面。
2. ?2G：數(shù)字調(diào)制傳輸，諾基亞崛起時代。從1G跨入2G則是從模擬調(diào)制進(jìn)入到數(shù)字調(diào)制。2G通訊系統(tǒng)是GSM，另外還有TDMA、CDMA、PDC與iDEN。2G通信具備高度的保密性，系統(tǒng)的容量也在增加，聲音的品質(zhì)較佳，比1G多了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?wù)，數(shù)據(jù)傳輸速度為每秒9.6-14.4Kbit，最早的文字簡訊也從此開始，同時從這一代開始手機(jī)也可以上網(wǎng)了。
3. 3G：平板電腦崛起，3G分為四種標(biāo)準(zhǔn)制式，分別是CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX。其中CDMA是第三代移動通信系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)。CDMA系統(tǒng)以其頻率規(guī)劃簡單、系統(tǒng)容量大、頻率復(fù)用系數(shù)高、抗多徑能力強(qiáng)、通信質(zhì)量好、軟容量、軟切換等特點顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?G每秒可達(dá)384 Kbit的高速傳輸速度，在室內(nèi)穩(wěn)定環(huán)境下甚至有每秒2 Mbit的水準(zhǔn)。
4. ?4G：無線蜂窩電話協(xié)議，100Mbps下載。4G系統(tǒng)能夠以100Mbps的速度下載，上傳的速度也能達(dá)到20Mbps。4G技術(shù)包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式（嚴(yán)格意義上來講，LTE只是3.9G，其實并未被3GPP認(rèn)可為國際電信聯(lián)盟所描述的無線通訊標(biāo)準(zhǔn)IMT-Advanced，只有升級版的LTE Advanced才滿足國際電信聯(lián)盟對4G的要求。）
5. 5G：高可靠體驗，速度或達(dá)到10 Gbps。目前5G的需求及關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)（KPI）已基本確定，國際電聯(lián)將5G應(yīng)用場景劃分為移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)兩大類，將極大促進(jìn)車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的發(fā)展。5G傳輸中呈現(xiàn)出低時延、高可靠、低功耗的特點，更好地支持物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。預(yù)計2020年5G開始成熟并商用。

感受過了1G2G2.5G3G4G5G…nG的魅力，再來聊聊基于移動通信的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，其實很多技術(shù)小宅都在上文介紹過了，這里講講APP開發(fā)技術(shù)。

雖然手機(jī)種類現(xiàn)在市場上琳瑯滿目，但是各種App運(yùn)行的手機(jī)操作系統(tǒng)目前有三大類：IOS、Android、Windows Phone。而不同功能的APP種類很多，但是 APP類型基本只有三類：NativeApp、Web App、Hybrid。

1. NativeApp，是一種基于智能手機(jī)本地操作系統(tǒng)如iOS、Android、WP并使用原生程式編寫運(yùn)行的第三方應(yīng)用程序,也叫本地app。一般使用的開發(fā)語言為JAVA、C#、Objective-C。
2. ?Web App，就是運(yùn)行于網(wǎng)絡(luò)和標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器上，基于網(wǎng)頁技術(shù)開發(fā)實現(xiàn)特定功能的應(yīng)用，其作用是向廣大的最終用戶發(fā)布一組復(fù)雜的內(nèi)容和功能。比如我們常玩的web網(wǎng)游也可以算作是其中的一種。
3. HybridApp，是一種混合模式移動應(yīng)用，介于web-app、native-app這兩者之間的app，兼具“Native App良好用戶交互體驗的優(yōu)勢”和“Web App跨平臺開發(fā)的優(yōu)勢”。

這三種App的技術(shù)架構(gòu)比較如下：

再來看看APP開發(fā)流程，以及開發(fā)過程中人員職責(zé)。

5、其他計算機(jī)

最后，小宅再給大家介紹幾款目前比較新奇的計算機(jī)吧。

（1）生物計算機(jī)，也稱仿生計算機(jī)，主要原材料是生物工程技術(shù)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)分子，并以此作為生物芯片來替代半導(dǎo)體硅片，利用有機(jī)化合物存儲數(shù)據(jù)。信息以波的形式傳播，當(dāng)波沿著蛋白質(zhì)分子鏈傳播時，會引起蛋白質(zhì)分子鏈中單鍵、雙鍵結(jié)構(gòu)順序的變化。運(yùn)算速度要比當(dāng)今最新一代計算機(jī)快10萬倍，它具有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力，并能徹底消除電路間的干擾。能量消耗僅相當(dāng)于普通計算機(jī)的十億分之一，且具有巨大的存儲能力。生物計算機(jī)具有生物體的一些特點，如能發(fā)揮生物本身的調(diào)節(jié)機(jī)能，自動修復(fù)芯片上發(fā)生的故障，還能模仿人腦的機(jī)制等。

（2）光子計算機(jī)，是一種由光信號進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算、邏輯操作、信息存貯和處理的新型計算機(jī)。它由激光器、光學(xué)反射鏡、透鏡、濾波器等光學(xué)元件和設(shè)備構(gòu)成，靠激光束進(jìn)入反射鏡和透鏡組成的陣列進(jìn)行信息處理，以光子代替電子，光運(yùn)算代替電運(yùn)算。光的并行、高速，天然地決定了光子計算機(jī)的并行處理能力很強(qiáng)，具有超高運(yùn)算速度。光子計算機(jī)還具有與人腦相似的容錯性，系統(tǒng)中某一元件損壞或出錯時，并不影響最終的計算結(jié)果。光子在光介質(zhì)中傳輸所造成的信息畸變和失真極小，光傳輸、轉(zhuǎn)換時能量消耗和散發(fā)熱量極低，對環(huán)境條件的要求比電子計算機(jī)低得多。隨著現(xiàn)代光學(xué)與計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)相結(jié)合，在不久的將來，光子計算機(jī)將成為人類普遍的工具。

（3）量子計算機(jī)，是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當(dāng)某個裝置處理和計算的是量子信息，運(yùn)行的是量子算法時，它就是量子計算機(jī)。量子計算機(jī)的概念源于對可逆計算機(jī)的研究。研究可逆計算機(jī)的目的是為了解決計算機(jī)中的能耗問題。

就在今年5月，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士及其同事陸朝陽、朱曉波等，聯(lián)合浙江大學(xué)王浩華教授研究組，成功構(gòu)建了世界首臺超越早期經(jīng)典計算機(jī)的光量子計算機(jī)。該計算機(jī)比國際同行類似的實驗加快至少2.4萬倍，同時，通過和經(jīng)典算法比較，也比人類歷史上第一臺電子管計算機(jī)（ENIAC）和第一臺晶體管計算機(jī)（TRADIC）運(yùn)行速度快10-100倍。

七、安全監(jiān)控技術(shù)

說到安全監(jiān)控技術(shù)，你也許想到是黑客，還有電影《黑客帝國》，一群高智商的天才，非常厲害，總能抓住各種系統(tǒng)漏洞進(jìn)行“攻擊”，做他們想做的事情。

也會想到各種監(jiān)控系統(tǒng)。

其實小宅更想告訴你的是安全技術(shù)。因為不管是物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算平臺、機(jī)器學(xué)習(xí)，還是互聯(lián)網(wǎng)與智能控制技術(shù)，都需要考慮到安全風(fēng)險。

好了，還是由于篇幅原因（不是小宅不帥），暫且寫到這，等下次小宅吃飽了撐著了沒事干的時候，再繼續(xù)。由于小宅能力有限，文中可能會有不少問題，請各位大牛多多指正。最后，小宅想向一直辛苦奮斗在一線的攻城獅大神們（包括小宅）表示感謝，感謝你們的辛勤付出，研發(fā)出那么多高大上的智能化產(chǎn)品，讓我們的生活更加舒適和美好。

作者：小宅，微信公眾號：小宅的視界。我是一名科研人員，喜歡技術(shù)，喜歡產(chǎn)品，喜歡與人交流學(xué)習(xí)。關(guān)注人工智能，關(guān)注前沿技術(shù)，關(guān)注智能產(chǎn)品，關(guān)注市場動態(tài)。歡迎您與我交流，在交流中相互學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中共同進(jìn)步。

本文由 @小宅 原創(chuàng)發(fā)布于人人都是產(chǎn)品經(jīng)理。未經(jīng)許可，禁止轉(zhuǎn)載。

題圖來自PEXELS，基于CC0協(xié)議