大数据导论（2）---大数据与云计算、物联网、人工智能

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1. 云计算

1.1 云计算概念

 1. 首先从商业角度给云计算下一个定义：通过网络、以服务的方式为千家万户（包含政府、企业和个人用户）提供非常廉价的IT资源。

 2. 云计算是一种全新的技术，包含了虚拟化、分布式存储、分布式计算、多租户等关键技术。云计算实现了通过网络提供可伸缩的、廉价的分布式计算能力，用户只需要在具备网络接入条件的地方，就可以随时随地获得所需的各种IT资源。

 3. 这里的IT资源包括CPU的计算能力、磁盘的存储空间、网络带宽、系统、软件等。

 4. 云计算的主要优点：① 初期零成本，瞬时可获得。 ② 后期免维护，使用成本低。 ③ 在供应IT资源量方面 “予取予求”。

1.2 云计算的服务模式和类型

 1. 云计算包括3种典型的服务模式：基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)、软件即服务(SaaS)。
 IaaS将基础设施（计算资源和存储）作为服务出租，PaaS把平台作为服务出租，SaaS把软件作为服务出租。

 2. 云计算包括公有云、私有云和混合云3种类型。

1.3 云计算的数据中心与应用

 1. 如下图所示，云计算数据中心是一整套复杂的设施，包括刀片服务器、宽带网络连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置等。数据中心是云计算的重要载体，为云计算提供计算、存储、带宽等各种硬件资源，为各种平台和应用提供运行支撑环境。

 2. 云计算的应用：
 (1) 政务云上可以部署公共安全管理、容灾备份、城市管理、应急管理、智能交通、社会保障等应用，通过集约化建设、管理和运行，可以实现信息资源整合和政务资源共享，推动政务管理创新，加快向服务型政府转型。
 (2) 教育云可有效整合幼儿教育、中小学教育、高等教育以及继续教育等优质教育资源，逐步实现教育信息共享、教育资源共享及教育资源深度挖掘等目标。
 (3) 中小企业云能够让企业以低廉的成本建立财务、供应链、客户关系等管理应用系统，大大降低企业信息化门槛，迅速提升企业信息化水平，增强企业市场竞争力。
 (4) 医疗云可推动医院与医院、医院与社区、医院与急救中心、医院与家庭之间的服务共享，并形成一套全新的医疗健康服务系统，从而有效地提高医疗保健的质量。

思考题：云计算与分布式计算、网格计算、对等计算、并行计算、雾计算之间是什么关系？
答：云计算、分布式计算、网格计算、对等计算、并行计算和雾计算都是计算机科学中的概念，它们各自有不同的特点和关系。
（1）云计算：云计算是分布式计算的一种，指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，然后，通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。它是分布式计算、并行计算和网格计算的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。
（2）分布式计算：分布式计算是一种计算方法，将一个需要巨大的计算能力的问题分解成许多小的部分，分配给多台计算机进行处理。这样可以节约整体计算时间，大大提高计算效率。
（3）网格计算：网格计算是分布式计算的一种，它研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多计算机进行处理，最后把这些计算结果综合起来得到最终结果。
（4）对等计算：对等计算的体系结构是令传统意义上作为客户机的各个计算机直接互相通讯，而这些计算机实际上同时扮演着服务器和客户机的角色，可以有效地减少传统服务器的压力，使这些服务器可以更加有效的执行其专属任务。
（5）并行计算：并行计算或称平行计算是相对于串行计算来说的。它是一种一次可执行多个指令的算法，目的是提高计算速度，及通过扩大问题求解规模，解决大型而复杂的计算问题。并行计算可分为时间上的并行和空间上的并行。
（6）雾计算：雾计算是云计算的延伸概念，是一种分布式的计算架构，雾计算处于设备与云之间，为设备提供数据存储和网络通信等功能。
总的来说，云计算、分布式计算、网格计算、对等计算、并行计算都是一种特定的计算方法或架构，它们在实现上有所差异，但都是为了解决大规模的计算问题而发展出来的技术。而雾计算可以看作是云计算的一种延伸和发展。

2. 物联网

2.1 物联网的概念和关键技术

 1. 物联网是物物相连的互联网，是互联网的延伸，它利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式连在一起，形成人与物、物与物相连，实现信息化和远程管理控制。

• 比如 “掌上公交” APP，把公交车和手机这两个物体连接在一起，让手机可以实时获得公交车的位置信息，进一步讲，也实现了 “物和人的连接”。

 2. 物联网中的关键技术包括识别和感知技术（二维码、RFID、传感器等）、网络与通信技术、数据挖掘与融合技术等。

2.2 物联网的应用和产业

 1. 物联网已经广泛应用于智慧交通、智慧医疗、智慧家居、环保检测、智能安防、智能物流、智能电网、智慧农业、智慧工业等领域。

 2. 完整的物联网产业链主要包括核心感应器件提供商、感知层末端设备提供商、网络提供商、软件与行业解决方案提供商、系统集成商、运营及服务提供商等环节。

2.3 大数据与云计算、物联网的关系

 1. 随着大数据概念的提出，云计算中的分布式计算技术开始更多地被列入大数据技术，而人们提到云计算时，更多指的是底层基础IT资源的整合优化以及以服务的方式提供IT资源的商业模式。

 2. 人工智能与大数据的联系：人工智能需要数据来建立其智能，特别是机器学习；大数据技术为人工智能提供了强大的存储能力和计算能力。

参考资源：林子雨编著的《大数据导论》